Proiectul consta in crearea unui cub de LED-uri de latura 4 (LED-uri). LED-urile vor fi controlate de catre un microcontroler care le va aprinde si stinge, conform unui program, in asa fel incat sa creeze diverse animatii. Astfel, scopul cubului este unul pur estetic.

Ideea unui astfel de cub nu este una originala, o multitudine de poze si filme cu astfel de creatii in actiune(mai mult sau mai putin reusite) putandu-se gasi cu usurinta pe internet. Totusi, realizarea unui astfel de proiect nu este neaparat usoara, dar produsul final constituie motivatie destula pentru alegerea acestui proiect.

O imagine de ansamblu a componentelor proiectului este descrisa in urmatoarea imagine:

Exista 3 componente majore:

1. Placa de proiect (link), care contine microcontrolerul ATmega16, si care este suportul programabil al proiectului.
2. Extensia cubului de leduri. Legatura cu palca se face prin 3 cabluri, care vor fi descrie mai tarziu.
3. Programul. Acesta se incarca pe microcontroler si este cel care comanda extensia ce contine cubul, “afisand” animatii preprogramate.

Cubul are o latura de 4 leduri, si deci contine 4x4x4, adica 64 de leduri. Pentru folosirea in acelasiu timp a 64 de leduri ar trebui sa tragem cate doua fire la fiecare LED (anod si catod). Acest lucru ar fi impractic si costisitor. O solutie a fi legarea tuturor bornelor minus ale ledurilor de pe un plan (orizontal) la masa, si a tuturor bornelor plus a ledourilor de pe o coloana (verticala) la surse(pinii microcontrolerului). Astfel, pentru adresarea unui LED de pe un plan, folosim anodul corespunzator coloanei pe care se afla si catodul comun al planului. In acest fel ajungem sa folosim doar 20 de fire (4 nivele + 16 coloane/LED-uri itr-un plan), fata de cele 128 initiale (64*2). Aceasta metoda are si problemele sale. Un anod alimentat, aprinde toate ledurile de pe acea coloane, pentru care avem catodul planului legat la masa. Pentru a depasi acest obstacol, putem aprinde cubul, cate un plan la un ment dat. Datorita vitezei cu care acest lucru se intampla, si a efectului de persistenta a viziunii, privitorii vor avea impresia ca intregul cub estre aprins in acelasi timp.

Schema electrica a montajului este urmatoarea:

Pe porturile A si C avem legaturile cu cela 16 anoduri ale cubului. Pentru a nu arde LED-urile se folosesc rezistente limitatoare. Pentru LED-urile alese (3.2-3.4V, 18mA) s-au folosit rezistente de 180 ohmi. Pentru a alege ce nivel va fi afisat se folosesc 4 tranzistoare NPN BC639 pe post de switch-uri. Catodurile celor 4 nivele intra fiecare in colectorul unui tranzistor. Bornele emitor sunt legat toate la o masa comuna. Bazele tranzistoarelor sunt legate prin rezistente de 2k2 ohmi la portul B al microcontrolerului.
Regiunile galbene din poza reprezinta cele doua placi. Placa care contine microcontrolerul nu este reprezentata total, deoarece ea a fost descrisa in alta parte(vezi link-ul din Descriere generala).
Zonele albastre reprezinta cele patru niveluri ale cubului.
In poza sunt reprezentate si cablurile pentru a nu incurca ordinea pinilor.

Partea de software este bazata pe codul scris de Christian Moen (vezi bibliografie). Codul a fost adaptat pentru a functiona pe hardware-ul descris mia sus. In plus au fost adaugate animatii noi.

In urma realizării acsestui proiect am obtinut multe LED-uri arse si un cub de led-uri care arata cel putin decent.

Poze proiect:

---Video---

Rezultatul final al proiectului merita efortul depus.
Daca partea de hardware a fost facuta cu grija, aceasta va fi destul de rezistenta in timp.
Partea de software poate fi mereu actualizata sau rescrisa pentru a asigura ca cubul are meru ceva nou de adus.

cod

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/2466S.pdf
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC639_BCP56_BCX56.pdf
http://www.instructables.com/id/LED-Cube-4x4x4/