Разработка LED CUBE 8*8*8 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 5 февраля, печатный экземпляр отправим 9 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №23 (365) июнь 2021 г.

Дата публикации: 31.05.2021

Статья просмотрена: 9 раз

Библиографическое описание:

Мирошников, А. В. Разработка LED CUBE 8*8*8 / А. В. Мирошников. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 23 (365). — С. 105-108. — URL: https://moluch.ru/archive/365/81800/ (дата обращения: 27.01.2022).



В данной статье рассматривается разработка электронного устройства LED CUBE 8*8*8, с возможностью вывода анимации, графики и текстовой информации.

Ключевые слова: электронное устройство, IDE, LED, CUBE.

Сегодня, информационные технологии плотно вошли в нашу жизнь. Они помогают во всех сферах жизнедеятельности человека. Особенно актуален этот вопрос в данный период времени, когда возникла острая необходимость в технологиях, позволяющих осуществлять дистанционное обучение. В России уже давно идет активное внедрение информационных технологий. Бесспорно, использование современных технологий актуально и для образовательного процесса, так как облегчает работу преподавателей и обучение студентов.

В современном мире нередко вычислительные системы применяются для наглядной демонстрации различных 3D объектов, устройств и анимации. Конечно же, это было бы невозможно без Arduino — инструмента для проектирования электронных устройств, более плотно взаимодействующих с окружающей физической средой, чем стандартные персональные компьютеры, которые фактически не выходят за рамки виртуальности. Это платформа, предназначенная для физических вычислений с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения.

Функции данного электронного устройства:

– вывод графики;

– вывод анимации;

– вывод текстовой информации;

– вывод данных с карты памяти.

Светодиод или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Из светодиодов делают дорожные знаки и светодиодные матрицы для вывода информации. Светодиодный экран — устройство отображения и передачи визуальной информации (дисплей, монитор, телевизор), в котором каждой точкой — пикселем — является один или несколько полупроводниковых светодиодов (LED). Светодиодные матрицы используются в общественном транспорте, банке и почте для отображения положения клиента в очереди.

В проекте используется:

– Arduino UNO — платформа для разработки на базе микроконтроллера ATmega328P (Рис. 1);

– STC Microelectronics — это микроконтроллер, который запоминает анимацию для куба;

– Модуль чтения SD — карт.

Arduino UNO

Рис. 1. Arduino UNO

Для реализации поставленной задачи были выбраны программы с интегрированной средой разработки Arduino IDE.

Arduino IDE — это кроссплатформенное приложение (для Windows, macOS, Linux), написанное на языке программирования Java . Программа используется для записи и загрузки программ на совместимые платы Arduino, а также, с помощью сторонних ядер, других плат разработки поставщика.

В данный момент в разработке находится электронное устройство LED CUBE 8*8*8. Основной целью данного проекта является создание электронного устройства, которое позволит:

– вывод графики;

– вывод анимации;

– вывод текстовой информации;

– вывод данных с карты памяти.

Для разработки приложения была выбрана межплатформенная среда Arduino IDE, поскольку она бесплатна, проста в изучении и позволяет создавать проекты, предназначенные для работы на огромном количестве устройств, включающих персональные компьютеры и смартфоны.

Перед разработкой такого электронного устройства необходимо определиться с его основными возможностями, а также с существующими решениями для их реализации.

Основной концепцией данного LED CUBE 8*8*8 не просто воспроизводить запрограммированную в его контроллер последовательность анимации, но и создавать их самому в среде Arduino IDE и выводить их на куб через интерфейс UART. В среде Arduino IDE для реализации логики используется язык программирования C++. Написанная в среде Arduino IDE программа называется «скетч». Сама программа пишется в текстовом редакторе. В области сообщений выводятся ошибки и пояснения. В консоли отображается полный отчёт о компиляции программы, различные ошибки, подсказки и другая полезная информация. Панель инструментов представляет собой набор полезных функций при разработке программы.

Для разработки LED CUBE 8*8*8 достаточно обладать основными навыками пайки, иметь базовые знания электроники и быть знакомым с работой плат Arduino.

В настоящее время уже разработано электронное устройство «LED CUBE 8*8*8». Данное устройство уже позволяет ознакомиться с 3D анимацией. Пример куба представлен на рисунке 2. Также планируется реализация вывода анимации на LED CUBE 8*8*8 при помощи модуля microSD-карты (Рис. 3).

Пример LED CUBE 8*8*8

Рис. 2. Пример LED CUBE 8*8*8

Модуль microSD-карты для Arduino

Рис. 3. Модуль microSD-карты для Arduino

В заключение можно сделать вывод, что информационные технологии в наши дни очень важны во всех сферах деятельности человека. Таким образом, электронное устройство, появившееся как результат данной разработки, достаточно актуально, так как технологии вывода 3D изображения достаточно важны в наши дни.

Литература:

  1. Arduino IDE [электронный ресурс] точка доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino_IDE Доступ свободный.
  2. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл. Пер. с англ. — Изд. 4-е, перераб. и доп. / Б. Н. Бронина. — М.: Мир; 1993. — 284 c.
  3. Страуструп, Б. Программирование: принципы и практика с использованием С++ / Б. Страуструп. — М.: Вильямс; 2016. — 1328 с.
  4. Монк, С. Мейкерство. Arduino и Raspberry Pi. Управление движением, светом и звуком / С. Монк. Пер. с англ. под ред. М. Райтмана. ‑
  5. СПб.: БХВ-Петербург; 2017. — 336 с.
  6. Arduino [электронный ресурс] точка доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Arduino Доступ свободный.
  7. Шелестов, И. П. Путеводитель в мир электроники. / И. П. Шелестов, Б. Ю. Семенов. — М.: Солон-Пресс; 2016. — 352 с.
  8. Ревич, Ю. В. Азбука электроники. Изучаем Arduino / Ю. В. Ревич. — М.: АСТ; 2017. — 224 c.
Основные термины (генерируются автоматически): LED, CUBE, IDE, электронное устройство, UNO, текстовая информация, STC, UART, вывод анимации, вывод графики.


Ключевые слова

IDE, электронное устройство, LED, CUBE
Задать вопрос