Introducere
Proiectul „3D Led Cube” consta in construirea unui cub de 4X4X4 led-uri ce va afisa animatii sau modele diferite de aprindere a led-urilor. Proiectul foloseste microcontrolerul Atmega16 realizat in prima etapa a proiectului. Se pot realiza proiecte si mai complexe folosind un numar mai mare de led-uri.
Descriere generala
Schema simplificata a proiectului este urmatoare:
Avand schema simplificata a proiectului de mai sus putem explica ceea ce vom face. Cu ajutorul interfetei seriale vom programa microcontrolerul Atmega 16.Acesta are 20 de pini prin care cubul este legat astfel: 16 coloane a cate 4 leduri (anodul), si 4 nivele a cate 16 leduri (cadodul ). De asemenea am folosit si un transformator de tensiune conectat printr-o punte de redresare si un condensator de filtraj pentru a obtine o tensiune de 12 V si care alimenteaza placa microcontrolului (5 V).
Hardware Design
Lista de componente:
- 64 Led-uri verzi
- 16 rezistente de 100 ohmi
- 4 tranzistori NPN de 2N219
- 4 rezistente de 1 K ohmi
- punte redresoare 3PM2
- condensator electrolitic 2200 µF/50 V
- transformator 220 V c.a./10V c.a./3A
- fire de legatura
- Atmega16
Pentru a reusi sa realizez cubul format din cele 64 de leduri verzi, am confectionat un sablon si am lipit catozii ledurilor intre ei pentru fiecare nivel in parte. Dupa care, pe placa pe care am montat cubul, am pus niste capse pe care am lipit fire de cupru care formeaza cele 16 coloane verticale.
Am montat primul nivel si am cositorit fiecare led la coloana lui verticala. Partea comuna, catozii, i-am scos in placa de baza, adica placa suport.
Dupa ce am terminat primul nivel, am folosit doua distantoare care mi-a asigurat distanta pe nivele, acceasi cu distanta dintre ledurile din acelasi plan.
Am montat urmatorul nivel, nivelul 2, am scos catozii la alt punct de pe placa,iar anozii fiecarui led i-am cositorit la coloana verticala. Am scos distantorii care mi-au asigurat distanta din nivelul 1 si 2 si le-am folosit pentru nivelul 3. Am efectuat acelasi proces pentru nivelele 3 si 4.
Dupa ce am cositorit nivelul 4, am cosmetizat cubul, taind surplusul de fire pentru estetica. Dupa care,am inceput sa fac legatura cu placa microprocesorului.
Am conectat fiecare nivel la cei 4 tranzistori T1, T2, T3, T4, iar pe fiecare dintre coloanele verticale le-am conectat la rezistentele aferente coloanei respective. Rezistentele din baza tranzistoarelor le-am conectat la adresele din microprocesor corespunzatoare schemei electrice de mai jos,si, de asemenea, cele 16 rezistente la adresele din microprocesor. Dupa toate acestea, am realizat un suport pe care am montat placuta cu microprocesorul, transformatorul de alimentare de 220V c.a. si placa suport a cubului de leduri.
Pe placa suport a cubului de leduri se mai afla puntea redresoare si condensatorul de filtraj. Din transoformator se obtin 15 V redresati si filtrati cu care alimentam sursa stabilizata din microcontroler. In final rezulta 5 V.
Am verificat corectitudinea lipiturilor si conexiunilor conform schemei electrice verificand cu ohmetrul continuitatea circuitelor si lipsa scurtcircuitelor pe cablaj.
Dupa aceste verificari,am realizat alimentarea circuitelor la 220 V c.a. (curent alternativ) verificand prezenta tensiunilor corespunzatoare.
In urma masuratorilor efectuate am constatat buna functionare a montajului dupa care am trecut la programarea microprocesorului.
Schema electrica este:
Software Design
Program: AVRStudio
Sistem de operare: Windows
Rezultate obtinute
In urma folosirii avrusbboot s-a introdus pe microcontroler programul care realizeaza animatii pentru led-urile cubului.
Concluzii
Cubul necesita destul de mult timp pentru a fi realizat,mai ales din cauza celor 64 de led-uri care se pot arde foarte usor. Trebuie avut grija cum se aseaza ( + ) si ( - ) si cum trebuie puse led-urile,pentru a fi cat mai simetrice. Pentru simetrie am folosit o matrita si un distantor (un material cilindric care sa realizeze aceeasi distanta intre nivelele ledurilor, atat pe orizontala,cat si pe verticala). De asemenea,trebuie ca toate lipiturile si componentele sa fie verificate pe masura ce se lipesc pentru ca in caz de nefunctionare sa poate fi inlocuite usor.
Download
ghenu_cristina_332cc_3d_led_cube.zip
Bibliografie/Resurse
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/2466S.pdf
http://www.instructables.com/id/LED-Cube-4x4x4/
http://www.edaboard.com/thread221331.html
http://www.scribd.com/doc/44404534/LED-Cube-4x4x4
