Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
TermoPasty.pl
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/

Matt_x89 03 Kwi 2011 01:04 45558 61
  • LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/


    Witam.

    Od dłuższego czasu zastanawialiśmy się z kolegą mlassota nad zaprezentowaniem naszych LedCube’ów na forum, aż w końcu zdecydowaliśmy się. Niestety na forum jest niewiele takich projektów, a my chcieliśmy mieć kostkę 4x4x4, w której matryca byłaby bezpośrednio połączona z płytką bez zbędnej sieci kabli. Udało nam się trafić na stronę http://www.stefan-weigert.de/, z której zaczerpnęliśmy materiały i wiedzę do zrobienia kostki.

    OGÓLNIE O KOSTCE:
    Kostka została wykonana według schematu:
    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/

    W plikach do pobrania znajduje się również wersja przygotowana przez kolegę mlassota z RS w standardzie TTL.

    Sercem układu jest mikroprocesor ATMEGA32 taktowany z zewnętrznego kwarcu o częstotliwości 14,745 MHz. Matryca składa się z diod LED RGB o wspólnej katodzie. Katody są sterowane za pośrednictwem tranzystorów IRLZ34N. Anody są sterowane za pomocą układu 74ACT573 i drivera UDN2981. Procesor ustala stan bitu na porcie C, a następnie blokuje zmianę przez podanie sygnału zegarowego na jeden z 3 portów A0-A2. Wyświetlenie zaplanowanej sekwencji następuje przez załączenie tranzystora MOSFET odpowiedzialnego za daną gałąź.

    WYKONANIE:
    Pierwsze problemy przy wykonaniu pojawiły się podczas termotransferu. Płytka jest dwustronna i stosunkowo duża więc problemem było dogrzanie płytki, przez co pierwsze próby wytrawienia skończyły się niepowodzeniem. Na szczęście wytrwałość i dobrej jakości papier kredowy do termotransferu rozwiązały problem.

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/





    Kolejnym problemem było wykonanie matrycy LED. Naszym celem było uzyskanie równo zlutowanej matrycy i uwierzcie mi, że to nie było takie proste. Jako narzędzie pomocnicze do lutowania wykorzystaliśmy kawałek pleksy z wywierconymi otworami na diody. Kiedy robiliśmy swoje kostki, dostępne były tylko diody RGB w przezroczystej obudowie ze wspólną katodą, więc zanim można było w ogóle myśleć o lutowaniu, należało każdą diodę wyszlifować drobnoziarnistym papierem ściernym. Potem przyszła kolej na wygięcie nóżek diod RGB i docięcie ich do odpowiedniej długości. U nas jest to około 5 mm licząc od miejsca zgięcia do miejsca ucięcia. Do zlutowania diod wykorzystaliśmy drut o grubości 0.8 mm (łatwo można go naprostować przez naciąganie). Jedyne co mogę jeszcze poradzić, to należy uzbroić się w cierpliwość i nie starać się spieszyć :wink: Dla ułatwienia udostępniam filmik instruktażowy jak zlutować matrycę (miałem tylko 4 diody w zapasie, ale mam nadzieję, że będzie widać, o co chodzi :wink: ) i kilka zdjęć.

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/


    Link

    Link


    EFEKT KOŃCOWY

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/


    PROGRAMOWANIE:
    Program napisany w znienawidzonym przez forumowiczów Bascom AVR. Sterowanie oparte o układy 74HC573 będące przerzutnikami D. PWM nie został zaimplementowany, uzyskujemy, więc siedem kolorów. Oczywiście diody są multipleksowane.
    Program można podzielić na 2 części – pierwsze trzy animacje – których nie jesteśmy autorami i pozostałe animacje które napisaliśmy samodzielnie dodając kod w trakcie tworzenia optymalizacji.

    Program posiada 3 tryby:
    *Tryb wybranej animacji – Wybrana animacja jest odtwarzana ciągle naokoło. Wyboru można dokonać za pomocą przycisku na płytce lub za pomocą pilota wysyłając odpowiedni kod w standardzie RC5;
    *Tryb prezentacji – tryb widoczny na filmie – po zakończeniu animacji program przechodzi do kolejnej. Tryb ten można wywołać drugim przyciskiem luz pilotem;
    *Tryb „lampka” - tryb ten można wywołać tylko pilotem. Wszystkie diody świecą wtedy na jeden z 7 kolorów.
    Oczywiście za pomocą pilota można kostkę wyłączyć (po przejściu wszystkich animacji można to zrobić także przyciskiem).
    Jako, że odbiór pilota został dodany znacząco później niż konstrukcja całej kostki (na całe szczęście były wyprowadzone wolne porty), musieliśmy rozwiązać problem czasu odbioru RC5. Gdy odczyt RC5 odbywał się w pętli głównej, kostka nie nadawała się do oglądania. Rozwiązaliśmy to w sposób, który zapewne wzbudzi krytykę, ale uważamy że jest skuteczny.
    Odbiór RC5 realizowany jest przez port A3. Program w pętli głównej sprawdza stan tego portu. Jeśli jest wysoki (nie dobiera żadnej podczerwieni), idzie dalej. Jeśli na A3 pojawi się stan niski program, skacze do podprogramu odczytu pilota. Po rozpoznaniu kodu miga dwoma diodami i wykonuje zaprogramowaną kodem funkcję. Jeśli nie rozpozna RC5, wraca z powrotem do wykonywanych wcześnie funkcji.
    Z uwagi na brak możliwości uzyskania licencji na rozpowszechnianie kodu (3 pierwszych animacji) udostępniamy jedynie HEX.


    DODATKI I UWAGI:

    Sterowanie RC5:
    Na przykładzie odbiornika IR5440 ( na 36 kHz) pokażemy, jak dołączyć sterowanie do kostki.
    Odbiornik ma według kolejności DND/VCC/ DATA - przy czym między GND a VCC jest 2,54 mm, a DATA jest w większej odległości i tu pojawił się problem z montażem. Był pomysł z wysterowaniem portów, ale w końcu kolega mlassota zrobiłem tak jak na obrazku czyli GND i VCC wpięte w dwa ostatnie piny złącza, a data przeciągnięta srebrzanką. Jeżeli będziecie w posiadaniu małego odbiornika RC5 ( 36 kHz) – to on ma linie data z drugiej strony, więc się nie nagimnastykujecie, bo możesz go wprost wpiąć w 3 ostatnie piny.

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/


    Zasilanie:
    Kostka może być zasilana napięciem 7,5 V. Jednak doszliśmy do wniosku, że jasność diod jest bardzo duża i można spokojnie zastosować mniejsze napięcie. Pojawiły się dwa rozwiązania:
    1) Zasilanie z 5 V i z uwagi że kostka ma stabilizator 7805 należało zastosować zworkę którą widać na zdjęciu;
    2) Prosta płytka ze stabilizatorem o regulowanym napięciu wyjściowym (max prąd 1.5 A w tym schemacie).

    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/ LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/

    Kostka pobiera w zależności od animacji w przypadku podania napięcia 12 V na regulator i na wyjściu 6,5 V z niego, natężenie 0.05 – 0.6 A.


    WYKAZ ELEMENTÓW:
    Element (Ilość)
    Rezystor: 100R (8)
    Rezystor: 10k (1)
    Rezystor (do koloru czerwonego): 39R (8)
    Rezystor (do kolory zielonego): 150R (8)
    Rezystor (do koloru niebieskiego): 18R (8)
    Kondensator elektrolityczny: 100µF/63V RM5 (3)
    Kondensator elektrolityczny: 100µF/25V RM2,5 (1)
    Kondensator elektrolityczny: 47µF/35V RM2,5 (1)
    Kondensator ceramiczny: 100nF RM5 (11)
    Kondensator ceramiczny: 22pF RM2,5 (2)
    Kwarc: 14,7456MHz (1)
    Dioda prostownicza: 1N4004 (1)
    Układ: MAX 202 CPE (1)
    Regulator napięcia: 7805 (1)
    Mikroprocesor: ATMEGA 32 DIP (1)
    Układ: UDN 2981 (3)
    Układ: 74HCT 573 (3)
    Mosfety: IRLZ 34N (8)



    PREZENTACJA KOSTKI:


    Link

    Załączniki:

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • TermoPasty.pl
  • #2 03 Kwi 2011 01:06
    mlassota
    Poziom 18  

    Witam
    Mam nadzieję że kolegom spodoba się nasze wykonanie LedCube'a
    W razie pytań można je kierować zarówno do kolegi Matt_x89 jak i do mnie
    Miłej lektury
    ___________________________________________________________________

    Po ustaleniach z kolegą Matt_x89 w załączniku poniżej płytki w PDF do termotransferu. TOP w odbiciu BUTTOM normalnie.
    Pozdrawiam

  • #3 03 Kwi 2011 04:35
    flubber.trip
    Poziom 27  

    Witam i gratuluję niesamowitej staranności wykonania. Moją uwagę przykuł sposób montażu stabilizatora, a konkretnie odprowadzanie ciepła poprze druk do radiatora. Czy takie rozwiązanie jest wystarczająco skuteczne, bo wygląda to bardzo elegancko.

  • #4 03 Kwi 2011 09:00
    Tomekddd
    Poziom 23  

    Bardzo fajna konstrukcja. Planujecie jakoś zasłonić PCB? Znacznie lepiej wygląda sama matryca bez widocznej elektroniki.
    Mam wrażenie że ten sposób lutowania diod troszkę pogarsza widoczność bo jest dość gęsto od wyprowadzeń, chyba że to przez ciasne rozmieszczenie diod.

    Bardzo mi się podoba animacja z jednym punktem świdrującym po kostce ;)

  • #5 03 Kwi 2011 09:38
    mlassota
    Poziom 18  

    Tomekddd napisał:
    Bardzo fajna konstrukcja. Planujecie jakoś zasłonić PCB? Znacznie lepiej wygląda sama matryca bez widocznej elektroniki.
    Mam wrażenie że ten sposób lutowania diod troszkę pogarsza widoczność bo jest dość gęsto od wyprowadzeń, chyba że to przez ciasne rozmieszczenie diod.

    Bardzo mi się podoba animacja z jednym punktem świdrującym po kostce ;)

    Witam
    Zakrywać elektroniki na pewno nie będziemy. Z resztą pomyśl jak to teraz zrobić? Odciąć i lutować raz jeszcze...
    Co do widoczności. W moim przypadku kostka zasilana jest z 6V zasilacza impulsowego.W stresie (cała kostka biała) potrafi wziąć 1,2A czyli moc matrycy to 7,2W... Z uwagi na efekt paralaksy przy większej odległości druty są prawie niewidoczne a z bliska jasność jest tak duża ze też nie robi to różnicy. Diody są matowe więc ładnie rozpraszają światło.

  • #6 03 Kwi 2011 09:53
    KBCH
    Poziom 13  

    Kostka jest genialna, od dawna przymierzam się do zrobienia takowej. Czy moglibyście udostępnić wzór płytki?

  • TermoPasty.pl
  • #8 03 Kwi 2011 10:48
    mlassota
    Poziom 18  

    grala1 napisał:
    Jak długo trwała budowa?

    Od znalezienia projektu poprzez kompletowanie części aż po wykonanie ok 3 tygodni + ko 2 tygodni na rozwój projektu - początkowo nie miał IR, miał mało animacji... W obecnej chwili animacji jest 9. Kolorów w trybie lampki 7.Można by pewnie coś jeszcze dopisać... Projekt został ukończony na początku lutego więc już troszkę chodzi.

  • #9 03 Kwi 2011 10:48
    Matt_x89
    Poziom 11  

    flubber.trip napisał:
    Witam i gratuluję niesamowitej staranności wykonania. Moją uwagę przykuł sposób montażu stabilizatora, a konkretnie odprowadzanie ciepła poprze druk do radiatora. Czy takie rozwiązanie jest wystarczająco skuteczne, bo wygląda to bardzo elegancko.


    Przyznam się że to rozwiązanie to był mój eksperyment i ja się okazało skuteczny. Pad stabilizatora przylutowałem ( użyłem grotu o średnicy 3 mm ze ściętą końcówką) w wysokiej temperaturze aby całą powierzchnią przylegał do PCB. Dodatkowo pod radiatorem jest pasta termoprzewodząca co polepsza odprowadzanie ciepła. Skusiłem się na takie rozwiązanie ponieważ zrobiłem obudowę z pleksy w której Cube jest przymocowałem na 2 cm dystansach a stabilizator jest pod nim. Pod stabilizatorem i radiatorem jest jednolita powierzchnia miedzi która też poprawia przewodnictwo cieplne. Dla chętnych zamieszczam projekt płytki w EAGLE. W płytce jest mały błąd (trzeba obrócić stabilizator tak aby piny 1 zamienił się z 3, pomocna będzie też dokumentacja lm317) ktory naprawiłem dwoma kawałkami dutu.

    Załączniki:
  • #10 03 Kwi 2011 11:28
    Pawcio1998
    Poziom 15  

    No no ,gratuluje projektu. Tylko po co szlifować diody clear jak można tańszym kosztem kupić mleczne ?. No ale to pestka przy całym projekcie. Tak dalej.

  • #11 03 Kwi 2011 11:57
    Matt_x89
    Poziom 11  

    Pawcio1998 napisał:
    No no ,gratuluje projektu. Tylko po co szlifować diody clear jak można tańszym kosztem kupić mleczne ?. No ale to pestka przy całym projekcie. Tak dalej.


    W projekcie używamy diod RGB o wspólnej katodzie. Niestety w mlecznej obudowie ciężko takie dostać więc najlepszym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem było zakupienie clear i lekkie szlifowanie dla zmatowienia :wink:

  • #12 03 Kwi 2011 12:36
    kchmielu
    Poziom 13  

    Witam,

    Czy możecie udostępnić wzór płytki - może być pdf, jeśli nie chcecie udostępniać płytek w Eagle...

  • #15 03 Kwi 2011 13:05
    mlassota
    Poziom 18  

    emil134679 napisał:
    A możecie udostępnic wsad to procka :)
    Zabieram się za taki projekt, ale nie umiem za bardzo pisac programów.
    Dziękuje i pozdrawiam

    Wsad i schemat w 1 poście...

    ___________________________________________________________________
    W 2 poście dodałem płytki do termotransferu... Miłego trawienia

  • #17 03 Kwi 2011 16:38
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Fajny efekt, choć te 4x4x4 to ciągle mało żeby wyświetlić coś fajnego. Myślicie nad następną "większą" wersją? Mniejsze diody przylutowane na cieniutkich drucikach rozciągniętych wewnątrz jakiejś szklanej kuli? :) Efekt byłby niesamowity.
    I druga sprawa: Jesteście braćmi? sąsiadami? Bo ja jakoś nie mogę sobie wyobrazić żeby robić jakiś projekt z kimś na spółkę :)

  • #18 03 Kwi 2011 16:55
    mlassota
    Poziom 18  

    drzasiek napisał:
    Jesteście braćmi? sąsiadami? Bo ja jakoś nie mogę sobie wyobrazić żeby robić jakiś projekt z kimś na spółkę :)

    Witam
    Ani braćmi, ani sąsiadami... ani nawet w jednym wieku :)
    Robienie wspólnie to wykonanie 2 kostek - jak przypatrzysz sie zdjęciom to dostrzeżesz małe różnice (np max który jest u Matt_x89 a nie ma u mnie). Jest mail, telefon... da radę.

    Co do kuli... ja mierzę siły na zamiary... Ta matryca jest już dość trudna a kula - na pewno ładna ale jak dla mnie nierealna...

  • #19 03 Kwi 2011 17:21
    Matt_x89
    Poziom 11  

    drzasiek napisał:
    ... Myślicie nad następną "większą" wersją? .....


    Dodam do wypowiedzi kolegi mlassota że zwiększenie kostki wiąże się z ostrym wzrostem kosztu diod.
    Dla przykładu:

    4x4x4 = 64 diody
    8x8x8 = 512 diod

  • #20 03 Kwi 2011 17:23
    michal54_87
    Poziom 17  

    Gratuluje konstrukcj. Też miałem robić diody tak blisko ale jednak uznałem że lepiej bedzie je troszke oddalić od siebie. A mam jeszcze pytanko bo na filmiku tak dokladnie nie widać , czy uzyskany kolor biały jest biały :)?

  • #22 03 Kwi 2011 21:31
    Emil19911991
    Poziom 14  

    Tomekddd napisał:
    Bardzo fajna konstrukcja. Planujecie jakoś zasłonić PCB? Znacznie lepiej wygląda sama matryca bez widocznej elektroniki.
    Mam wrażenie że ten sposób lutowania diod troszkę pogarsza widoczność bo jest dość gęsto od wyprowadzeń, chyba że to przez ciasne rozmieszczenie diod.


    Nawet nie ważcie się jej zasłaniać! Wygląda super. Choć mogliście nieco bardziej wypolerować, bo widać ryski. Mam nadzieje że została pokryta lakierem lub kalafonią bo inaczej miedz szybko straci kolor.

  • #23 03 Kwi 2011 21:44
    mlassota
    Poziom 18  

    Emil19911991 napisał:
    Nawet nie ważcie się jej zasłaniać! Wygląda super. Choć mogliście nieco bardziej wypolerować, bo widać ryski. Mam nadzieje że została pokryta lakierem lub kalafonią bo inaczej miedz szybko straci kolor.


    Choć aptekarzem jestem ważyć nie będę! Płytka pokryta 2 x lakierem Nitro w moim przypadku. Od stycznia (wtedy była lutowana) żadnej zmiany barwy nie zaobserwowałem. Co do rys... fakt można było wypolerować. Ryski to oczywiście efekt przygotowania pod termotransfer.
    Dzięki za opinię.

  • #25 04 Kwi 2011 18:11
    Bogdan 6
    Poziom 15  

    Kalafonia spirytusie lubi się lepić zwłaszcza przy krawędziach płytki.
    A tam gdzie występuje duża ilość ciepła nawet potrafi popękać.
    No i uwaga na zanieczyszczony denaturat może zawierać jakieś tłuszcze.
    Lepszy jest izopropanol lub zwykły alkohol, nie śmierdzi jak denaturat.

  • #27 04 Kwi 2011 18:43
    drzasiek
    Specjalista - Mikrokontrolery

    Jeśli jest to lakier do tego celu przeznaczony czyli soldermaska to nic się nie nie topi i nie śmierdzi przy lutowaniu. Przecież do lakieru się nie lutuje, tylko do miedzi. A jak zajdzie potrzeba dolutowania, soldermaska łatwo się zdrapuje.

  • #29 04 Kwi 2011 23:41
    mlassota
    Poziom 18  

    Ja używam lakieru typu nitro - dawniej Capon. Dobrze przylega. Co do ewentualnego serwisu. Jeśli zajdzie taka potrzeba zawsze można płytkę wrzucić w aceton i lakier sam zejdzie do czystej miedzi. Jeśli "serwis" jest drobny to patyczek z watką aceton i miejscowo można go idealnie usunąc. Plastik 70 bardzo fajny ale właśnie...ale. Płytki lakieruję od ładnych paru lat (jeszcze nie była znana metoda termotransferu... dokładniej nikt nie miał w domu PC a drukarki to co najwyżej 9 igłowe) i nic się nie dzieje. Mój pierwszy projekt czyli multiwibrator astabilny zrobiony na PCB lakierem do paznokci do dziś leży w "wykonanych" projektach i żyje...

  • #30 05 Kwi 2011 13:12
    mavin
    Poziom 12  

    Bogdan 6 napisał:
    Jako lakier do płytek drukowanych to tylko Plastik 70.
    Natryskiwać po umyciu płytki z resztek kalofonii, potem gdy zajdzie potrzeba można bez problemowo serwisować a w razie potrzeby nawet zmyć izopropanolem.
    Zaleta to że szybko schnie.
    Wada to cena około 30zł.


    No może i jest to wada. 200ml pojemnik wystarcza mi na polakierowanie 50-100 PCB o wymiarach ok. 100x50mm. Zależy jak grubą warstwę się nanosi. Więc koszt rozkłada się równomiernie i nie jest on już tak odczuwalny.
    Co do czyszczenia polutowanej płytki z kalafonii przed malowaniem - nie ma takiej potrzeby. Plastik70 rozpuści ślady kalafonii i nie ma po niej śladu.
    Poniżej moja płytka pokryta lakierem:
    LED CUBE 4x4x4 /Matt_x89 i mlassota/