Светодиодный куб 3x3x3 на Raspberry Pi

В данной статье мы рассмотрим создание светодиодного куба 3x3x3 на основе платы Raspberry Pi, образцы переключения светодиодов в котором будут задаваться с помощью программы на Python. Ранее на нашем сайте мы рассматривали создание подобного светодиодного куба на основе платы Arduino Uno.

Внешний вид светодиодного куб 3x3x3 на основе платы Raspberry Pi

Внешний вид светодиодного куба 3x3x3 показан на рисунке выше. Куб состоит из 27 светодиодов, упорядоченных в столбцы и строки таким образом, что они формируют форму куба.

Кроме куба из светодиодов 3x3x3 можно создать светодиодные кубы более высоких порядков: 4x4x4, 5x5x5, 6x6x6 и т.д. Но с каждым увеличением порядка куба сложность его создания увеличивается многократно, поэтому в данной статье мы рассмотрим самый простой типоразмер куба – 3x3x3, удобный для создания начинающими в связи со следующими факторами:

  • для такого размера куба нам не нужно беспокоиться об его энергопотреблении или рассеиваемой мощности;
  • нам не нужно каких то дополнительных (переключающих) элементов для создания данного куба;
  • для управления таким кубом расходуется сравнительно мало контактов платы Raspberry Pi, поэтому нет необходимости в использовании регистров сдвига;
  • хорошо подходит для управления напряжениями с номиналами +3.3v, с которыми работают контакты платы Raspberry Pi.

Необходимые компоненты

  1. Плата Raspberry Pi (купить на AliExpress).
  2. Резистор 220 Ом – 3 шт. (купить на AliExpress).
  3. Светодиод – 27 шт. (купить на AliExpress).
  4. Макетная плата.
  5. Соединительные провода.

Изготовление светодиодного куба 3x3x3

Подробно изготовление подобного светодиодного куба 3x3x3 рассмотрено в статье про данный светодиодный куб на основе платы Arduino, поэтому рекомендуем с ней ознакомиться если вы хотите погрузиться в детали этого процесса. Здесь же мы рассмотрим процесс создания конструкции этого куба кратко, в общих чертах.

Для управления данным светодиодным кубом у нас будет 9 общих положительных выводов (столбцы) и 3 общих отрицательных вывода (строки или слои). Каждый столбец представляет собой положительный вывод, а каждый слой – отрицательный вывод.

Итак, у нас будет 9 общих положительных выводов, пронумерованных как показано на рисунке ниже. Соответственно, у них будут номера: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16.

Общие положительные выводы светодиодного куба

И у нас будет 3 общих отрицательных вывода с номерами как на рисунке ниже:

  • самый верхний слой куба: отрицательный контакт с номером 13;
  • средний слой куба: отрицательный контакт с номером 6;
  • нижний слой куба: отрицательный контакт с номером 5.

Общие отрицательные выводы светодиодного куба

После изготовления светодиодного куба 3x3x3 у вас должна получиться конструкция примерно следующего вида:

Внешний вид конструкции светодиодного куба 3x3x3

Схема проекта

Схема светодиодного куба 3x3x3 на основе платы Raspberry Pi представлена на следующем рисунке.

Схема светодиодного куба 3x3x3 на основе платы Raspberry Pi

Как показано на представленной схеме, для управления светодиодным кубом мы используем 12 контактов платы Raspberry Pi, из которых 9 контактов – это общие положительные выводы куба, а 3 – общие отрицательные выводы куба. Помните о том, что каждый столбец куба представляет собой положительный вывод, а каждый слой куба – отрицательный вывод. Управлять состоянием этих контактов мы будем с помощью программы на Python. Более подробно эти процессы вы можете посмотреть на видео, приведенном в конце статьи.

К примеру, если нам нужно будет включить (зажечь) светодиод в среднем слое куба, обведенный красным кружком на рисунке ниже, нам необходимо будет подать напряжение высокого уровня на контакт GPIO18 и "землю" (напряжение низкого уровня) на контакт GPIO6.

Внешний вид собранной конструкции проекта

Исходный код программы на Python

С помощью циклов в программе мы запрограммировали простые алгоритмы переключения светодиодов куба. Если вы хотите запрограммировать больше шаблонов (алгоритмов) переключения светодиодов куба, то вы можете самостоятельно добавить фрагменты этого кода в программу.

Видео, демонстрирующее работу светодиодного куба 3x3x3

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
25 просмотров


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *