cube3d_led – rozwiązania elektroniki

Skoro już piszę tego bloga, to może warto też popisać o tematach wokół samej elektroniki, a nie tylko arduino.

Zanim zacząłem projekt CUBE3D_LED zacząłem się zastanawiać nad tym, w jaki sposób skonstruuję elektronikę. Niby koncepcję mam już opracowaną, ale gdzieś tam z tyłu głowy jeszcze tlą się nowe pomysły. Zrobiłem research w sieci i znalazłem kilka ciekawych rzeczy. Poniżej pokrótce postaram się je opisać.

Multipleksowanie portu z zatrzaskami 74HC574:

Rozwiązanie polega na tym, że wykorzystuje się 20 linii sygnałowych mikroprocesora. 8 obsługuje dane wyprowadzane do zatrzasków, 1 złącze OE zatrzasków i 3 na demultiplekser 74HC138 do adresowania poszczególnych zatrzasków. Kolejne 8 do sterowania tranzystorami poszczególnych „pięter” diod w CUBE.

Więcej na temat tego rozwiązania można znaleźć tutaj: http://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/?ALLSTEPS

Podobne rozwiązanie BORG3D: http://www.das-labor.org/wiki/Borg3d

Dedykowany driver LEDowy CAT4016 i STP16CP:

Nie zagłębiałem się za bardzo w to rozwiązanie, gdyż po pierwsze nie mogłem znaleźć układu CAT4016 oraz STP16CP w polskiej dystrybucji, a po drugie jest to sterowanie szeregowe, do którego nie mam przekonania.

Więcej możecie poczytać tutaj (o CAT4016): http://picprojects.org.uk/projects/lc/

Również tutaj (o STP16CP): http://www.hownottoengineer.com/index.php?option=com_content&view=article&id=70&Itemid=77

Wykorzystanie dekoderów 3to8 (74HCT238):

Dość specyficzne, ale pewnie i skuteczne rozwiązanie (wg wymaga dość szybkiego multipleksowania) oparte na układach 74HCT238. Dla mniejszych kostek na pewno oszczędzające porty mikrokontrolera.

Więcej na: http://courses.cit.cornell.edu/ee476/FinalProjects/s2008/pae26_rwc28/pae26_rwc28/index.html

Sterowanie poprzez rejestr przesuwny (w pełni szeregowe) oparte na 74HCT595:

Jak w poniższym przykładzie umożliwia sterowanie całkiem dużą ilością diod, ale przy wykorzystaniu Xilinx Spartan-3.

Więcej na: http://no8hacks.com/blog/2011/7/11/3d-led-cube

Wykorzystanie driverów TLC5940:

Też dość ciekawy projekt na układach TI – przy budowie kostki RGB na pewno się nimi zainteresuję ze względu na PWM, które supportuje.

Więcej tutaj: http://vespine.com/p/8x8x8-rgb-led-cube.html

 

Mój projekt prawdopodobnie oparty będzie na 74HC574 – jeszcze myślę:)

cube 3d led – dzień 2 (lutowanie drugiej warstwy diod) + estymacja czasu projektu

Projekt cube3d_led to chyba jeden z najbardziej pracochłonnych projektów w mojej karierze elektronika-amatora (choć i technika elektroniki). Zbudowanie jednej warstwy to około 2-3h pracy. Połączenie pierwszej warstwy do uniwersalnych płytek drukowanych (zlutowanych ze sobą), to około 2h. Przy drugim podejściu udało mi się przylutować do płytek pierwszą warstwę, polutować drugą warstwę, przylutować drugą warstwę do pierwszej. Wyszło nawet równo. Łącznie zajęło mi to ponad 5h. A to dopiero 1/4 lutowania samego cube. Nie mówiąc o całej elektronice i programowaniu.

Szacunki dla całego projektu:

polutowanie pozostałych 6-ciu warstw i połączenie ich razem: 20-25h
zaprojektowanie elektroniki sterującej: 5-10h
polutowanie elektroniki sterującej: 10-15h
programowanie podstawowe (core programu): 10h
programowanie obsługi algorytmów: 20-30h
programowanie interface (lan, ired): 10h
programowanie i tworzenie algorytmów: 10-30h
stworzenie obudowy: 10h

suma minimum: 95h
suma maksimum: 130h

Licząc maksymalnie 5h tygodniowo (a pewnie wyjdzie połowa, bo nie każdy tydzień poświęcam na zabawę), to wychodzi  20-40 tygodni. Oj – aż mi się słabo zrobiło:) Ale coś za coś – nie jestem w stanie więcej czasu na niego poświęcać – szczególnie, gdy robię kilka projektów naraz.

Zdjęcia z drugiego dnia lutowania:

[nggallery id=5]

cube 3d led – dzień 1 (lutowanie pierwszej warstwy diod)

Pierwszy dzień pracy nad cube3d_led minął na przygotowaniu szablonu dla LEDów oraz zlutowaniu pierwszej warstwy. Pierwszą koncepcją było kupienie szerokiej deski i wywiercenie 64 otworów, jednak udało mi się znaleźć na składzie (domowym) deskę węższą i wygrała opcja 4×8 (która wymaga lutowania dwóch bloków na warstwę i łączenia ich razem).

Poniżej załączam zdjęcia z prac, a przy nich opisy.

Wyjaśnienia wymaga tylko kilka pierwszych zdjęć, gdzie zrobiłem wiercenie w desce 7×4 (zapomniałem o jednym rzędzie). Na ostatnich zdjęciach widać już uzupełnione przeoczenie.

[nggallery id=1]

projekt „arduino w domu”

Chyba mogę powiedzieć, że jestem fanboyem platformy arduino. Jasne, ma wiele mankamentów – jednak do prostej zabawy w zupełności wystarcza. Szczególnie, gdy ktoś ma uczulenie na lutownicę i nie chce wiedzieć jaki oscylator dobrać do swojego AVRa, żeby współgrał idealnie z portem RS232.

Oczywiście jestem szczęśliwym posiadaczem odpowiedniego zestawu (mega2560 – o czym wkrótce napiszę) i wymyślam kolejne zastosowania. Pierwsze dwa to: cube3d led oraz stolik z matrycą led.

Produkcja tego pierwszego trwa – oto przykład takiego rozwiązania zilustrowany na filmiku (nie mój projekt):

Stół z matrycą LED działać ma mniej więcej tak na filmie (na razie czeka w kolejce – strasznie dużo lutowania). Z tym, że moja ma mieć 64 takie moduły, czyli rozdzielczość 64×64 diody. W cube3d_led jest do wysterowania 512 ledów, w stole 4096 – będzie co robić: