لقد أنشأنا سلسلة من دروس Raspberry Pi التعليمية ، والتي قمنا فيها بتغطية واجهة Raspberry Pi مع جميع المكونات الأساسية مثل LED و LCD والزر ومحرك DC ومحرك مؤازر ومحرك متدرج و ADC وسجل التحول وما إلى ذلك. نشر بعض مشاريع Raspberry Pi البسيطة للمبتدئين ، جنبًا إلى جنب مع بعض مشاريع إنترنت الأشياء الجيدة. اليوم ، في هذه الجلسة ، سنقوم بصنع مكعب LED 3x3x3 والتحكم فيه بواسطة Raspberry Pi للحصول على أنماط مختلفة باستخدام Python Programming. لقد قمنا سابقًا ببناء نفس مكعب LED 3x3x3 مع Arduino Uno.
يظهر في الصورة أعلاه مكعب LED نموذجي 3 * 3 * 3 متصل بـ Raspberry Pi. يتكون LED CUBE من 27 صمامًا ثنائيًا للضوء ، يتم ترتيب هذه المصابيح الـ 27 في صفوف وأعمدة لتشكيل مكعب. ومن هنا الاسم هو LED CUBE.
هناك العديد من أنواع المكعبات التي يمكن تصميمها. أبسط واحد منهم هو 3 * 3 * 3 مكعب LED. بالنسبة لـ 4 * 4 * 4 LED CUBE ، يكون العمل ثلاث مرات تقريبًا لأننا نحتاج إلى القيام بعمل لـ 64 LED. مع كل رقم أعلى ، يتضاعف العمل تقريبًا أو يتضاعف ثلاث مرات. لكن كل مكعب يعمل بشكل أو بآخر بنفس الطريقة. بالنسبة للمبتدئين ، مكعب LED 3 * 3 * 3 هو أبسط مكعب LED وأيضًا هناك بعض مزايا مكعب LED 3x3x3 على المكعبات الأعلى الأخرى مثل ،
- بالنسبة لهذا المكعب ، لا داعي للقلق بشأن استهلاك الطاقة أو تبديدها.
- الطلب على إمدادات الطاقة أقل.
- لا نحتاج إلى أي تبديل إلكترونيات لهذا المكعب.
- نحتاج إلى محطات طرفية منطقية أقل ، لذا لا نحتاج إلى سجلات التحول أو أي شيء من هذا القبيل.
- الأنسب للإلكترونيات التي تعمل بمنطق + 3.3 فولت مثل Raspberry Pi.
المكونات المطلوبة:
نحن هنا نستخدم Raspberry Pi 2 Model B مع نظام التشغيل Raspbian Jessie OS. تمت مناقشة جميع متطلبات الأجهزة والبرامج الأساسية مسبقًا ، يمكنك البحث عنها في مقدمة Raspberry Pi و Raspberry PI LED Blinking للبدء ، بخلاف ما نحتاج إليه:
- Raspberry Pi 2 B (أي طراز)
- 220Ω مقاومات (3 قطع)
- 27 ليد
- أدوات لحام لبناء مكعب LED
مكعب بناء 3x3x3 LED:
لقد ناقشنا سابقًا بناء مكعب LED 3 * 3 * 3 بالتفصيل في هذه المقالة: 3x3x3 LED Cube مع Arduino. يجب عليك التحقق من هذا لمعرفة كيفية لحام مصابيح LED لتشكيل مكعب LED. نذكر هنا 9 محطات موجبة مشتركة (أعمدة) و 3 أطراف سالبة شائعة (صفوف أو طبقات سلبية) في مكعب LED. يمثل كل عمود طرفًا موجبًا وتمثل كل طبقة طرفًا سالبًا.
يمكننا أن نرى 9 محطات موجبة مشتركة من العرض العلوي كما هو مرقّم في الصورة أدناه ، وقد قمنا بترقيمها وفقًا لرقم دبوس GPIO الخاص بـ Raspberry Pi ، والذي تتصل به هذه المحطات الموجبة.
9 محطات موجبة مشتركة: 4 ، 17 ، 27 ، 24 ، 23 ، 18 ، 25 ، 12 ، 16
و 3 محطات السلبية الشائعة يمكن أن ينظر إليه من منظر أمامي إذ بلغ عددهم في أدناه صورة:
الدبوس السالب المشترك للطبقة العليا: 13
الدبوس السالب المشترك للطبقة الوسطى: 6
الطبقة السفلية السالبة الشائعة: 5
بمجرد الانتهاء من كل شيء ، سيكون لديك مكعب مثل هذا. تحقق أيضًا من الفيديو الوارد في النهاية.
مخطط الدائرة وشرحها:
تظهر الاتصالات بين Raspberry Pi و LED Cube في مخطط الدائرة أدناه:
كما هو موضح في الصورة ، لدينا إجمالي 12 دبابيس من Cube ، منها تسعة عبارة عن دبابيس موجبة شائعة وثلاثة دبابيس سلبية شائعة. تذكر أن كل عمود يمثل طرفًا موجبًا وتمثل كل طبقة طرفًا سالبًا.
الآن سنقوم بتوصيل هذه الدبابيس الـ 12 بـ Raspberry Pi كما هو موضح تمامًا في مخطط الدائرة. بمجرد توصيل المحطات ، حان الوقت لكتابة برنامج PYTHON.
يمكنك التحقق من برنامج Python أدناه لإنشاء النمط الموضح في الفيديو التوضيحي أدناه.
لنفترض أننا نريد تشغيل LED على الطبقة الوسطى كما هو موضح في الصورة أدناه (محاط بدائرة حمراء) ، ثم نحتاج إلى تشغيل دبوس GPIO18 وتأريض دبوس GPIO6. هذا ينطبق على كل LED في المكعب.
لقد كتبنا برنامجين حلقيين في PYTHON لعمل ومضات بسيطة. تم شرح البرنامج بشكل جيد من خلال التعليقات. إذا كنت تريد المزيد من الأنماط ، يمكنك ببساطة إضافة المزيد من الأنماط إلى البرنامج.