Autorul poate fi contactat la adresa: Login pentru adresa

POV sau Persistence of Vision este un fenomen ce se manifesta prin persistentei imaginii(luminii) vizualizate de ochiul uman timp de 1.25 secunde. Pe baza acestui fenomen se poate crea iluzia unei imaginii continue prin simpla miscare a unei surse de lumina (leduri). In functie de calitatea si tipul ledurilor folosite se poate crea dispozitive ce afiseaza simple texte prin efectul persistence of vision sau chiar si imagini (daca se creaza o rezolutie destul de mare).

M-a impresionat posibilitatea de a afisa imagini folosid doar niste simple leduri si am ales sa fac un POV folosind leduri RBG. Intrucat ledurile normale cu capsula cilindrica au un unghi de vizualizare destul de mic am ales sa folosesc LED-uri RGB SMD 5050.

Am hotarat sa fac acest proiect intrucat intentionam sa afisez un LOGO color cu rezolutia de 30px * 30px , sau o imagine cu inaltime de 30px. De asemenea mi-am dorit foarte mult sa folosesc cat mai multe componente SMD pentru a putea mentine dimensiunea proiectului cat mai mica dar cu un numar foarte mare de LED-uri (pixeli finali). Din pacate m-am apucat foarte tarziu de designul placii cu leduri iar incercarile de a printa cablajul au esuat foarte urat.

Componentele necesare proiectului au fost:

• 30 LED-uri RGB SMD 5050
• 2 cipuri de control leduri de la Texas Instrument TLC5940 - fiecare cu cate 16 iesiri cu control PWM
• 3 MOSFETI pentru multiplexarea LED-urilor
• Placuta cupru

Fiecare LED rgb este comandat prin intermediul unui driver specializat de leduri TLC5940PWP de la Texas Instruments. Fiecare canal din cele 16 ale driver-ului poate fi comandat prin PWM independent.

Mosfetii au fost necesari pentru a multiplexa canalele de comanda ale cipurilor TLC5940 intrucat aveam doar 2 cipuri = 2 * 16 = 32 canale si 30 de LED-uri SMD = 30 * 3 = 90 de canale ce necesita comanda.

LED-urile sunt packet 5050 RGB de intensitate mare.

Pentru controlul ledurilor se comanda cele 2 cipuri TLC independent sau legate in serie. Se incarca un buffer de comanda si se salveaza pe cip de fiecare data.

Schema placutei de LED-uri si componentele aditionale necesare.

Designul placutei de proiect:

Driverele de control LED-uri TLC5940:

MOSFETI , regulatoare si conectori aditionali:

LED-uri RGB SMD:

Componente Hardware:

• 30 LED-uri RGB SMD 5050
• 2 drivere de leduri TLC 5940 (16 canale PWM fiecare)
• 3 MOSFETI pentru selectia canalului multiplexat
• placuta cupru 20 * 10
• alte componente aditionale

LED-urile sunt SMD RGB packet 5050. Le-am comandat din China (Hong Kong) deoarce sunt mai ieftine. Din pacate a durat 25 de zile lucratoare ( 35 zile total) sa le primesc ceea ce m-a incurcat destul de mult deoarece nu stiam daca urma sa le primesc vreodata sau se pierdusera pe drum. In tara un LED RGB costa minim 5 RON bucata, din China am luat 50 de leduri mult mai bune cu 15 RON toate.

Driverele de control TLC5940 le-am comandat de pe Farnell, 15 RON bucata.

Din cauza ca nu mi-am cumparat multe drivere de leduri 2 * 16 = 32 canale de comanda iar pentru 30 de Leduri RGB, 30 * 3 = 90 de canale de comanda, am fost nevoit sa gandesc o multiplexare a canalelor pentru a putea comanda toate cele 30 de leduri.

Fiecare canal de pe driver comanda 3 leduri rosii / albastre / sau verzi. Pentru selectarea LED-ului ce urma sa fie aprins se selecteaza MOSFET-ul respectiv, fiecare alimentand cate 10 LED-uri (numarate din 3 in 3)

Am folosit AVR Studio pentru a crea un POV cu 8 leduri galbene si 8 verzi.

Din pacate incercarile de a crea placuta acasa au esuat foarte urat. Traseele driverelor de LED-uri sunt foarte foarte subtiri si nu am reusit sa fac o placuta acceptabila pentru a le putea lipi. (vezi Jurnal)

Dupa multe incercari esuate am realizat ca nu pot termina proiectul. Cum imi doream totusi sa prezint ceva am dat o fuga pe Maica Doamnului (cu 2 zile inainte) si am cumparat 20 de leduri (10 verzi 10 galbene) si 20 de rezistente pe care le-am pus pe un breadboard.

Am reusit sa aprind 16 leduri folosind placuta de PM cat sa am ce prezenta.

Cum ghinionul nu vine niciodata singur la ora 2 noaptea inainte de prezentarea proiectelor letconul s-a ars iar placuta era in stadiul de prototip. Dupa mai bine de 10 ore de cusut un breadboard (wire wrapping) placuta era functionala si imposibil de desprins vre-un fir

• am plecat pe un drum am ajuns pe altu, sper sa termin proiectul initial la vara
• trebuia sa ma apuc de proiect cu mult mult timp inainte
• fierul de calcat si placuta nu functioneaza intotdeauna
• nu faceti traseele de mana cu markerul, esec grantat (desi un coleg a reusit sa obtina ceva tot prin aceasi metoda, dar trasee mult mai mari)
• comunicati cat mai des cu asistentul de proiect (nu deloc cum am facut eu)
• daca credeti ca totul iese repede si frumos mai ganditi-va o data, de 2 ori, de cate ori e nevoie pana sa realizati ca e mult mai complicat decat pare
• daca credeti ca ati avut tot ghinionul posibil, stati linistiti, vine altu si mai mare

Arhiva cu proiectul - design si scheme board.zip

Din pacate ca orice student care nu se invata minte niciodata, am crezut ca proiectul va fi mult mai simplu, nu va fi foarte complicat sa fac placuta iar la lipitul diverelor de leduri voi fi ajutat si totul va fi frumos. Mare greseala bineinteles.

M-am apucat foarte tarziu de designul placutei de leduri. Cu doar vreo 3-4 saptamani inainte de finalul semstrului. Designul a durat vreo 3 zile.

Cu 1 saptamana jumate inainte am incercat impreuna cu niste colegi sa ne construim placutele (cu fierul de calcat) bineinteles esec total.

Nu aveam imprimata laser si cum cu fierul de calcat nu a dat rezultate la colegi desi aveau trasee mult mai groase m-am gandit sa fac de mana traseul cu marekerul permanent pe placuta.

Toata povestea cu desenatul nu a druat decat 6-7 pentru placuta mare, si vreo 3-4 ore placuta mica cu 10 leduri. Din pacate markerul nu adera complet la suprafata iar placutele au iesit cu noise foarte mare.

Vazand ca nu reusesc cu placuta de 30 de leduri am incercat sa creez o varianta de 10 leduri. Nici de data asta nu am avut noroc.

Pentru un astfel de proiect cel mai sigur e sa se foloseasca placuta cu fotorezistor si expusa la UV. Din pacate m-am apucat extrem de tarziu de designul placutei si nu s-au mai putut face placute la facultate in ultimile 2 saptamani. Nu am vorbit deloc cu asistentul nici nu am intrebat daca se mai poate, auzisem eu ca era laboratorul (cel in care se faceau placutele) in renovare.

Cum nu imi doream sa fie un esec total si totusi sa prezint ceva, am alergat pana la primul magazin de electronice de pe Maica Domnului si mi-am luat 20 de leduri (10 verzi 10 galbene) si 20 de rezistente pe care sa le pun pe un breadboard si sa fac un POV amarat.

Bineinteles mai aveam doar o zi libera. A trebui sa merg si la facultate sa dau testul la PM deci am ajuns acasa la 7 seara.

Am conectat placuta cu ATMEGA la pc si am vrut sa testez cat de bine se aprind ledurile cumparate. LED-urile se aprind la 2 Volti asa ca am folosit si o rezistenta si am atis pinii de VCC si GND cu un LED + rezistenta. Nu eram multumit de intensitate si m-am gandit sa nu mai folosesc rezistenta si sa vad ce se intampla la 5V. Cum am atins s-a aprins foarte puternic ledul si apoi nimic si miros de ars. Panica !

Led-ul de +5V de la USB era aprins dar cel programat sa se aprinda de pe PD7 stins. Am crezut ca am distrut placuta. Dupa mai bine de 30 de minute de stat cu multimetru in mana, verificat la trasee si realizat ca nu mai pot face nimic, am vazut ceva interesant. Traseul de VCC ce alimenta cipul ATMEGA324 era intrerupt. Pur si simplu s-au evaporat vreo 3 mm de traseu cand am conectat ledul direct (de aici si mirosul de ars).

Am pus mana pe letcon m-am chinuit putin si am refacut traseul. Totul functiona ni nou.

Cum ghinonul nu e niciodat impar si in numar de 1 , imediat ce am dat sa pus letconul jos a facut flama si s-a ars. Era 11 noaptea si proiectul in stadiu de concept.

Dupa ceva gandit mi-am dat seama ca pot lega firele, rezistentele si LED-urile fara nici un pic de fludor. M-am apucat la 12 noaptea am terminat dimineata la 8 o capodopera de breadboard.

Am program ce am programat pe ea si m-am dus la facultate sa arat minunatia.

M-a ajutat foarte mult la design, proiectul din 2012 POV RGB, intrucat se asemana foarte mult.

Datasheet TLC5940

Datasheet LED RGB 5050