Hem creat una sèrie de tutorials sobre Raspberry Pi, en què hem tractat la interfície de Raspberry Pi amb tots els components bàsics com LED, LCD, botó, motor de corrent continu, servomotor, motor pas a pas, ADC, registre de canvis, etc. va publicar alguns projectes senzills de Raspberry Pi per a principiants, juntament amb alguns bons projectes IoT. Avui, en aquesta sessió, farem un CUBE LED de 3x3x3 i el controlarem mitjançant Raspberry Pi per obtenir diferents patrons mitjançant la programació Python. Anteriorment hem creat el mateix cub LED de 3x3x3 amb Arduino Uno.
A la imatge superior es mostra un típic cub LED 3 * 3 * 3 connectat a Raspberry Pi. Aquest LED CUBE està format per 27 díodes emissors de llum, aquests 27 LED estan disposats en files i columnes per formar un cub. Per tant, el nom és LED CUBE.
Hi ha molts tipus de cubs que es poden dissenyar. El més senzill d’ells és el cub LED de 3 * 3 * 3. Per a 4 * 4 * 4 LED CUBE, el treball és gairebé triple, ja que hem de treballar amb 64 LED. Amb cada número més alt, el treball gairebé es duplica o triplica. Però cada cub funciona més o menys de la mateixa manera. Per a principiants, el cub LED 3 * 3 * 3 és el cub LED més senzill i també hi ha alguns avantatges del cub LED 3x3x3 respecte a altres cubs superiors com,
- Per a aquest cub no us haureu de preocupar pel consum o la dissipació d'energia.
- La demanda d’alimentació és menor.
- No necessitem cap electrònica de commutació per a aquest cub.
- Necessitem terminals lògics menors, de manera que no necessitem registres de desplaçament ni res semblant.
- El més adequat per a components electrònics de lògica de + 3.3v com Raspberry Pi.
Components necessaris:
Aquí fem servir Raspberry Pi 2 Model B amb Raspbian Jessie OS. Tots els requisits bàsics de maquinari i programari s’han comentat prèviament. Podeu consultar-los a la Introducció de Raspberry Pi i al LED Raspberry PI Parpellejant per començar, a part del que necessitem:
- Raspberry Pi 2 B (qualsevol model)
- Resistències de 220Ω (3 peces)
- 27 LEDs
- Eines de soldadura per a la construcció de LED Cube
Edifici cub LED de 3x3x3:
Anteriorment hem comentat la construcció d’un cub LED 3 * 3 * 3 amb detall en aquest article: el cub LED 3x3x3 amb Arduino. Hauríeu de comprovar aquest per aprendre a soldar els LED per formar LED Cube. Aquí esmentem 9 terminals positius comuns (columnes) i 3 terminals negatius comuns (files o capes negatives) al LED Cube. Cada columna representa un terminal positiu i cada capa representa un terminal negatiu.
Podem veure 9 terminals positius positius comuns des de la vista superior, numerats a la imatge següent, els hem numerat segons el pin GPIO núm de Raspberry Pi, al qual estan connectats aquests terminals positius.
9 terminals positius positius: 4, 17, 27, 24, 23, 18, 25, 12, 16
I els 3 terminals negatius comuns es poden veure des de la vista frontal tal com es numeren a la imatge següent:
Pin negatiu comú de la capa superior: 13
Pin negatiu comú de la capa mitjana: 6
Pin negatiu comú de la capa inferior: 5
Un cop fet tot tindreu un cub com aquest. Consulteu també el vídeo donat al final.
Diagrama del circuit i explicació:
Les connexions entre Raspberry Pi i LED Cube es mostren a continuació en el diagrama del circuit:
Com es mostra a la imatge, tenim un total de 12 pins de Cube, sobre els quals NOU són comuns positius i TRES són pins negatius comuns. Recordeu que cada columna representa un terminal positiu i cada capa representa un terminal negatiu.
Ara connectarem aquests 12 pins a Raspberry Pi exactament com es dóna al diagrama del circuit. Un cop connectats els terminals, és hora d'escriure el programa PYTHON.
Podeu consultar el programa Python següent per generar el patró que es mostra al vídeo de demostració següent.
Per exemple, volem encendre el LED a la capa mitjana tal com s’indica a la imatge següent (encerclat en vermell), llavors hem d’alimentar el pin GPIO18 i posar-lo a terra el pin GPIO6. Això passa per a tots els LED del cub.
Hem escrit un parell de programes de bucle a PYTHON per fer flaixos senzills. El programa s’explica bé a través dels comentaris. Si voleu més patrons, podeu afegir més patrons al programa.