3D led cube. Part 3

Door _ferry_ op dinsdag 22 juli 2008 15:14 - Reacties (11)
Categorie: Elektro en DIY, Views: 11.314

Okee, tijd voor deeltje 3, waarin we gaan kijken hoe je alles op een fatsoenlijke manier in elkaar zet. Eigenlijk had ik daarvoor in het vorige deeltje moeten aangeven wat je ervoor nodig hebt. Dus dat doen we dan nu nog maar even, anders weet je ook niet wat je in elkaar moet zetten ;) Ik ga er vanuit dat de meeste wel wat spul op voorraad hebben liggen als elektro knutselaar, zoals pull up/down weerstanden etc.

Shoplist:
-PIC 16F628
Andere controllers uiteraard ook bruikbaar, gebruik zelf de 16f648 met 2x meer geheugen.)
-leds (512x)
Heb zelf 550 diffuus blauwe leds besteld, deze geven aan alle kanten een mooi egaal blauw licht door de mat plastic kop. Bij normale heldere led's gaat bijna al het licht recht omhoog, waardoor je eigenlijk de bovenstaande led gaat verlichten, en vanaf de zijkant weinig ziet.
-74HC595 schuifregister (9x)
Deze zorgen voor het aansturen van de led's
-FET's (8x)
Om de 8 lagen te schakelen naar ground heb ik 8 FET's gebruikt, had ik liggen, maar een darlington array of goeie transistor moet ook kunnen. Iedereen weet de voor en nadelen denk ik wel.
-draad
div. kleurtjes, lengtes enzo, spreekt voor zich :P Naar de kolommen heb ik flatcable gebruikt.
-experimenteer print.
Ik hou niet zo van printen etsen, heb er de spullen ook niet voor, en vaak solder ik het sneller op een experimenteer bordje dan dat ik het eerst moet gaan ontwerpen en etsen. En zo werkt het toch ook? :+
-voeding
Heb zelf een adaptor 5V 1000mA gebruikt, ruim voldoende vermogen.
-weerstanden (64x)
Door het multiplexen kun je in feite meer stroom door de led's heen sturen, zodat ze zodat de lichtopbrengst gelijk blijft. Echter ben ik gewoon uitgegaan van de normale waardes van de led's (3,2V 20mA) om de weerstanden te berekenen. Want ze hoeven niet op full power te werken, ze zijn fel genoeg op 1/8e van hun brandduur :) Het gaat om het licht, niet om te verlichten zeg maar ;)
Ik weet niet welke waarde ik heb gebruikt, maar volgens de formule:
(5v-3,2v)x0,02mA=90. Het zal dus wel 82ohm zijn geweest.
-diverse.
Zoals ic voetjes, ontstoringscondensators, pull up/down weerstanden etc.

Okee, door met het in elkaar zetten van al die meuk :P

Het solderen van de leds is natuurlijk een tijdrovend klusje. Om het allemaal zo recht mogelijk te maken had ik een malletje gemaakt. neem led 1 en led 2, en een punttangetje, vouw ongeveer 2mm van het lange pootje om deze gaan we later weer onder de kop van het ledje wat er onder zit solderen.
Maar eerst even het andere pootje naar achteren toe buigen, die komt vast aan het pootje van de led ernaast, en dat zo 8x achter elkaar.
http://tweakers.net/ext/f/tfL0bnWFLyY3maB7rTiMKfhm/full.gif
Plaatje maakt het hopelijk wat duidelijker. Nu pakje led 2, en buig je de pootjes in dezelfde vorm. De 2 horizontale pootjes soldeer je met zo'n 3 mm aan elkaar, buig ze netjes haaks, en kijk wat de afstand is tussen het middenpunt van de leds. Op die afstand kun je nu in een plankje plexiglas of hout 8 gaates boren op een nette rechte lijn. Zodoende kun je nu alles een stuk makkelijker solderen. (1 rij klaar? Nog 63 te gaan :P )

Zodra ik 8 rijtjes af had kon ik die aan elkaar maken, leg 1 rij op je werblad, en doe de pootjes welke je 3mm hebt omgebogen even vertinnen. Vervolgens leg je die bovenop een volgende rij led's en soldeer de omgebogen pootjes nu vlak onder de kop van de led. Dat doe je 8x en dan heb je 2 rijen aan elkaar gemaakt. Zo 8 rijen aan elkaar en je hebt 1 verticaal vlak af.

http://tweakers.net/ext/f/gweRMp7W2xYz1DwcI44TByt2/full.jpg
http://tweakers.net/ext/f/TP6v58QqYUDBcRcwspukOH5O/full.jpg
http://tweakers.net/ext/f/29a69d391a2727af26eb412977834c9d/full.jpg
GoT it? :P

Als je eenmaal de 8 vlakken hebt gemaakt kun je ze onderling verbinden. Horizontaal moeten er 8 draden gesoldeerd worden die de lagen in elk verticaal vlak met elkaar verbinden. Ik heb daar dus gewoon wat massief draad voor genomen. En alleen aan de achterkant geplaatst. Aan de voorkant van de kubus ook 1 om te zorgen dat alles netjes vierkant blijft. Uiteraard vantevoren even kijken op welke afstand je ze moet knippen en solderen om hem vierkant te houden.

Let's move... Naar het PCB:

Ik heb gewoon een experimenteer print genomen, ruimte zat, simpel schema, en eenvoudig omdat het eigenlijk telkens hetzelfde is wat je er op soldeert: De uitgangen.

http://tweakers.net/ext/f/d7ee886bff30dee3c0160b3794dac976/full.jpg
Hier is de print voorzien van de uC en 8x uitgang-schuifregister.

Na voltooing ziet de print er zo uit:
http://tweakers.net/ext/f/gns740b6AygRuC6W3qfkh7i2/full.jpg

http://tweakers.net/ext/f/QrPVX7qU3FLFSgZXjwVVsg6b/full.jpg
Je kijkt hier tegen de onderzijde aan, dus de pennen zitten op de foto op deze volgorde:
9-10-11-12-13-14-15-16
+----------------------+
| -- IC 74HC595 -- <|
+----------------------+
8-7-6-5-4-3-2-1

Qua draad: Geel= +5V Zwart= GND Blauw & groen worden gebruikt voor de signalen.

Qua pinout kan ik zelf een schema maken, maar ik kan ook gewoon even linken naar een ander schema wat gebruikt maakt van de 74hc595: klik

Hierin zie je de data lijn (SPL_out rechts bovenaan) welke naar pin 14 gaat. Vanaf daar gaat hij naar pin 14. Daar komt hij weer 'uit' via pin 9,welke je dan weer doorlust naar pin 14 van het volgende IC. En zo doe je dat voor alle 9 de IC's.

Verder Voorzie je elk IC van een Clock en reset, welke je gewoon van IC naar IC kunt doorlussen. Zie voor de specificaties daarvan de datasheet

Uiteindelijk kun je deze 3 lijntjes op het uC aansluiten. Welke pinnen uitgangspinnen? Dat maakt niet zo heel veel uit, kwestie van instellen in het programma :)