今天，我将全面详细地介绍事物的构造方面，并提供一些可以在其上运行的软件，这些软件看起来既令人印象深刻，又教您一些基础知识。
您将需要
注意：本教程中的3D图纸是使用TinkerCAD在几分钟内完成的。我遵循了由forte1994用户详细介绍的Instructables的现有构建，您可能还想在尝试此操作之前通读它。
请务必先通读所有这些说明，然后再尝试。
设计原理
在开始构建之前，重要的是要对这件事的工作方式有一个完整的概述，以便在进行过程中即兴发现错误。有些LED立方体为每个LED使用一个输出引脚-但是在4x4x4立方体中，需要 64引脚-我们在Arduino Uno上当然没有。一种解决方案是使用移位寄存器，但这不必要地复杂。
为了仅用20个引脚控制所有这些LED，我们将使用一种称为多路复用的技术。通过将立方体分成4个单独的层，我们只需要16个LED的控制引脚-因此要点亮特定的LED，我们必须激活该层和控制引脚，总共需要16 + 4个引脚。每层都有一个公共阴极-电路的负极-因此所有的负极都连接在一起，并连接到该层的单个引脚上。
在阳极上（正）< / em>侧，每个LED将连接到其上方和下方的层中的相应LED。本质上，我们有16列正极，而4层负极。以下是连接的一些3D视图，以帮助您理解：
构造
由于我们不会使用完整的金属结构进行焊接，因此我们希望所有的腿LED重叠大约四分之一，使结构具有刚性。如图所示，将LED的阴极折叠-头部有平坦凹口且腿较短的一侧。 （向左或向右弯曲并不重要，只要您保持一致并且它从未触及阳极即可）
此操作的第一个关键部分该项目正在制作一个木制夹具。在将脚焊接在一起时，这将固定一层LED，因此它需要准确且不要太松。使用与LED相同大小的钻头进行测量，然后钻出一个4×4的等量孔矩阵。请记住，您希望四分之一的腿与其邻域重叠，并使用实际的标尺。检查每个孔，以确保LED可以紧密贴合，但又不能太紧，以致无法再次取出，否则在尝试去除完全焊接的层时会遇到问题。
焊接4排LED的阴极。小心不要烧坏LED –您想要一个好的铁烙铁，并且要进出。这是我完成的前四行。
现在，要增强层的刚度，请在任意一端切割并焊接两段直的工艺线，确保它们与每一行连接。这是您完成的第一层。
现在将是测试的绝佳时机–只需加载默认的Arduino眨眼应用程序，并连接一个电阻器，将地线放在层框架上即可。 ，然后依次将正极导线按到每个LED。
希望它们都将点亮。如果不是，请确保您不只是在某个地方错过了一个焊点，并且如果需要的话，请更换LED。
从夹具中移除该层，并重复该过程 3次以上 >。
请放心，如果您的焊接效果不理想–只要它不会断裂且连接牢固，就不会影响最终产品。我承认，我的焊接非常无望，我的夹具没了，而且都像比萨斜塔。尽管如此，我还是为完成的立方体感到自豪，并且当LED点亮时，无论如何您都不会去看焊点！
接合层
一旦有了4个完成的图层，您需要将所有垂直分支连接在一起。我发现这是构建过程中最困难的部分，为了帮助我从卡上切下一个转接卡。
这将各层保持在适当的高度，但是许多腿仍然会不能完全对齐–为此，我使用了一些鳄鱼夹将其固定到位。
仅在完成一整层之后，我才意识到卡提升板卡在了适当的位置，因此我不得不将其切开出来！不要犯与我相同的错误–将转接卡的侧面较长，并在多维数据集的外部连接卡片，因此，当您完成该层时，可以解构转接卡并将其拔出。
显然，请勿将垂直脚焊接到阴极框架上。垂直支脚只能连接到其他垂直支脚，而不能连接其他任何支脚。
同样，在连接好每一层后再进行测试。测试所有的层，实际上，仅使正极引线接触最上层的尖端，从而确保所有层之间都具有良好的接触。
将所有4层焊接在一起时，我开始清理一下–我以一种垫脚石的方式让每一条腿伸出每一层，然后将其放到板上。切掉了金属框架和腿的其他多余部分。显然，不要切掉任何垂直的支脚-我们需要将它们放入原型开发板中。
固定到板上
记住，当我说将每一层固定到自身上时是最难的部分？我撒了谎。试图将16个LED支脚安装到原型板上的小孔中实际上比较困难。我发现最简单的方法是一次戳4个，用鳄鱼夹将其固定在下面，然后移至下4个行。如果有帮助，请使用记号笔提前标出间距。
回想起来，实际上，我会先将电阻器放置在原型板上。照原样，我先将立方体的所有支脚焊接到电路板上，然后尝试将电阻器之间的电阻精细地挤压。从我的错误中吸取教训，然后将电阻放在首位。
我试图以步进方式将它们均匀地隔开，这样我就可以将立方体的整个侧面用于与Arduino的所有最终连接。这是我使用的电路图：
对于四个负极层，我从每一层上放下一根电线，然后将它们拉到一边，就像这样：
最后，我添加了一些插头线，然后可以将它们放入相关的Arduino引脚中。使用最长的一种。注意由于规划不佳，我在一些地方弄乱了订单。不过，每排LED都有颜色编码。
就是这样。
对多维数据集进行编程
我知道您迫不及待要触发此操作，因此将4个负层插入模拟I / O strong>端口 A2（底层）到 A5（顶层）（它们也可以用作数字I / O）。然后插入16个LED控制引脚，从最右边的 +1 到数字I / O 端口0 ，使用 +15 和 +16 进入模拟 A0和A1 。 （不要使用AREF和GND）
从有指导性的用户 forte1994 下载演示模式和代码。他还提供了一个有用的在线工具，用于设计字节模式以自定义您自己的序列。这是在我的立方体上运行此代码的视频（我将速度调整为5，而不是默认的20）。
这不是编程您的唯一方法当然，我想花点时间教您一些以编程方式制作自己的图案的基本知识，而不是像上面的演示那样回放预设的图案。
尝试对多维数据集进行编程时，您应该了解以下几点：
考虑到这一点，我编写了两个非常简单的编程序列供您检查-从此处下载代码。第一个简单地依次依次点亮每个LED。为此，我们使用两个for循环，在每个层和每个控制引脚上进行迭代。
第二个是随机循环（您需要注释掉第一个并在主循环中启用它以对其进行测试）。它只是选择一个随机层和一个随机控制引脚，以使它们不断闪烁。
摘要
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