4x4x4 LED-Cube Teil 3

Nachdem ich das Würfeldrahtgestell aus LED’s auf eine Lochrasterplatine mit Anschlusspins gebracht habe, musste noch eine Platine mit Transistoren angefertigt werden, um das Signal zwischen den vier Ebenen und dem Arduino zu verstärken.
Da ich für meinen ersten Würfelversuch eher auf den Preis als auf die Qualität der LED’s geschaut habe, muss ich nun leider auch erst einmal enorme Abstriche bei der Leuchtkraft dieser machen. Um nicht zu sagen, sie sind mir bei maximaler Ansteuerung viel zu dunkel. Von daher brauche ich auch erst einmal keine Wiederstände in meiner Schaltung. Aber ich habe mir dennoch auf der Platine die Möglichkeit geschaffen auf den Leitungen zwischen den sechzehn Säulen und dem Arduino welche dazwischen zu löten.

P1020658

Anbei ein Schaltplan für die Transistoren:
LED-Wuerfel

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4x4x4 LED-Cube Teil 2

Den LED-Cube werde ich über einen ArduinoMega mit den unten aufgeführten C-Code ansteuern.

ArduinoMega
ArduinoMega mit ATmega2560 Prozessor

Der ArduinoMega hat folgende Eigenschaften

Microcontroller: ATmega2560
Operating Voltage: 5V
Input Voltage (recommended): 7-12V
Input Voltage (limits): 6-20V
Digital I/O Pins: 54 (of which 15 provide PWM output)
Analog Input Pins: 16
DC Current per I/O Pin: 40 mA
DC Current for 3.3V Pin: 50 mA
Flash Memory: 256 KB of which 8 KB used by bootloader
SRAM: 8 KB
EEPROM: 4 KB
Clock Speed: 16 MHz

Davon nutzen werde ich folgenden Teil:

Ebenen (von unten nach oben, z = 0..3) an Pins A0, A1, A2, A3
LEDs erste Reihe (y = 0) an Pins 22, 23, 24, 25
LEDs zweite Reihe (y = 1) an Pins 26, 27, 28, 29
LEDs dritte Reihe (y = 2) an Pins 30, 31, 32, 33
LEDs letzte Reihe (y = 3) an Pins 34, 35, 36, 37

LED-Cube.c

Der Programmcode wird ganz simple mit der eigenen Arduino-Applikation via USB auf den Microkontroller in einem Rutsch kompiliert und hochgeladen. Code in das Fenster einfügen und Upload-Button klicken. Fertig!

Arduino_App
Programm zum bespielen von Arduino’s

4x4x4 LED-Cube Teil 1

Ich habe mir mal vorgenommen, einen roten 4x4x4 LED-Würfel zu bauen. Also mit insgesamt 64 einzelnen LED’s. Ganz gut eignen sich für dieses Vorhaben 5 Millimeter große LED’s.

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Schablone mit 8×8 Löchern

Als erstes dachte ich mir, ich erfinde das Rad neu und erstelle eine eigene Schablone mit Acht mal Acht Löschern, die ich mit einer Lötkolbenspitze vor- und danach mit einer 5 Millimeter LED nachgestochen habe. Für meinen Würfel reicht im Grunde eine Matrix mit vier mal vier Löchern. Ich dachte mir nur, wenn ich diesen zur Übung erst einmal fertig gestellt habe, kann man diese Schablone später für einen größeren Würfel mit insgesamt 512 LED’s benutzen. Nur leider habe ich feststellen müssen, dass meine Löscher zwar akkurater sind, aber in der Tiefe mehr Kratern als zylindrischen Vertiefungen gleichen. Dadurch stehen die einzelnen LED’s während des zusammen löten nicht stabil auf den Kopf. Ich habe dann doch die schon vorhandene benutzt, auch wenn die einzelnen gestochenen Löcher nicht immer die 20 Millimeter Abstand zu den jeweiligen benachbarten aufweisen.

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Gebogene LED

Als nächstes ging es an das Biegen der Beinchen der einzelnen LED’s und dem zusammen Löten dieser zu den vier Ebenen. Es ist ganz ratsam, die Anode um wenige Millimeter circa 45 Grad abzuwinkeln, so dass sie später an der darunter liegenden Eben nicht auf den LED-Kopf stösst. Die Katode wird um 90 Grad abgewinkelt und mit jeweils nächsten verlötet. Am Ende der Viererkette wird die Katode zusätzlich mit etwas Abstand auf der Horizontalen ein weiteres Mal um 90 Grad gebogen, damit sie mit seinem Gleichen der nächsten Viererkette verlötet wird. Die Vier Stränge bekommen auch an ihren Anfängen zum Halt einen Querdraht angelötet.

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Fertiger 4x4x4 LED-Würfel ohne Elektronik

Dadurch dass ich mit den Schablonen etwas Pech hatte, sieht das Endergebnis des Würfel nicht so sauber und gerade aus. Entscheidend ist nur, dass die Lötpunkte richtig fest sind, dass das Konstrukt auch hält.

Fotoalbum des LED-Cube auf Flickr