LED-cube своими руками
 

Итак, по полученному от SBJoker реквесту, выкладываю фотоотчёт по LED-кубику собранному мной.

Предыстория.
Она не велика. На новый год рылся по просторам ютуба в поиске чего то, что можно собрать своими руками и что бы это что то меня очень заинтересовало. Просмотрел много всяких сложностей, всякие hexapod'ы, ходящие роботы и прочая крутотень. И тут мой взгляд случайно упал на устройство, которое буквально поразило меня своей сложностью и неимоверной красотой - led-cube 32х32х32. В этот момент родился я как электронщик (как то грубо звучит, но не знаю как назвать эту профессию ещё). Мною были найдены кучи разнообразны схем такого устройства и наподобие, куча всякого разного шлака.
Сразу же был скачан пакет программ Electronics WorkBench, начато его плотное изучение и попытки собирания программируемых схем. Как выяснилось, пакет не очень дружелюбный с неопытным пользователем и вообще с первого взгляда абсолютно непонятный. Ну это всё лирика и мелочи. Я никак не мог дождаться приезда с моей малой родины домой, где буквально в часе езды распологался радио-магазин. Я весь пребывал в мыслях об этом устройстве, почти не спал по ночам целый январь, вообщем, мягко выражаясь, "заболел".
И вот наконец то я вернулся домой. И неуспев распокавать вещи ломанулся в магазин за запчастями, предварительно прикинув в уме стоимость устройства и поняв что СТОЛЬКО денег я в руках отродясь не держал, да и такого количества led явно в магазине не будет (32х32х32 = 32768 белых светодиодов по 10 рублей штучка). Т.к. денег было не особо много после нового года, я решил сделать кубик гораздо попроще, а именно размером 5х5х5.

Итак, мной были приобретены следующие детали:
- 2 макетные платы;
- 1 микроконтроллер Atmel ATMega 32pu;
- 6 транзисторов BC558;
- 6 триггеров SN74HC574;
- 127 белых ярких светодиодов;
- куча различных резисторов (в т.ч.25 резисторов на 200 Ом);
- куча всякой мишуры.

Продавец, мягко выражаясь, охренел от такого количества светодиодов, и сделал мне скидку на каждый аж 2 рубля (итого - 8р. штука). В общей массе вышло где то чуть больше 2000р. за все детали, включая самый дешёвый паяльник с припоем. По приезду домой я сразу же принялся за сборку устройства. Ну, точнее, не сборку, а изучение непонятных "штучек" которые я купил (познания в электронике на данный момент у меня были ниже плинтуса).
Поигравшись и приблизительно поняв как что работает (разумеется кроме принципа работы МК, больно страшное на тот момент это было устройство для меня, и самое дорогостоящее из всего купленного) уже приступил к планировке расположения деталей на макетных платах. Грамотно всё распланировав на 3 слоя и наломав макетки я приступил к пайке.
За основу была взята схема с РадиоКота (в целом, весь урок сборки был вызубрен и реализован именно от туда):
Вложение 16717

Первый слой:
Вложение 16709

Второй слой:
Вложение 16710

Третий слой:
Вложение 16711

Основная плата в сборе:
Вложение 16712

Но распайка платы была 1/10-й частью беды. Нужно было сделать форму под слои куба (слой - 5х5 светодиодов). Дрель в руки и вперёд. Форма была размечена и рассверлена довольно таки быстро, после чего я приступил к сборке/пайке слоёв. Спустя где то 3 часа напряжённой перепайки слой за слоем этого безобразия и доведения до более-менее ровных размеров куб был спаян. Тут же возникла проблема - а куда его пихать? Ведь в одном слое 25 светодиодов, а это 25 проводов + 5 проводов (на каждый слой по проводу). К счастью незадолго до этого мною была приобретена "чудо-зверь" мышь Razer Mamba 2012, пластиковую упаковку от которой и решено было использовать.
Сердце кровью обливалось когда я сверлил в этой форме мельчайшие отверстия, и в душе я понимал, что своими же руками лишаю себя гарантии на этого зверька (3 года гарантии!!!). Но, дело сделано, и я начал размещать спаянный куб на корпус от мыши. Вот результат:

Вложение 16713

Вложение 16714

Вложение 16715

Внутри размещается сама многослойная плата и шлейф для подключения светодиодов (обрезанный шлейф от floppy дисковода). В итоге закрыл корпус прозрачной пластковой кубической крышкой от этого же корпуса:
Вложение 16716

И с этого момента началось упёртое изучение программирования МК Atmel. Про сборку программаторов скажу немного: мною был собран программатор громова(com-программатор) и usb-программатор. Что бы заработал usb-программатор пришлось прошивать МК самого программатора com-программатором. На изучение и сборку этого дела ушла неделя. Ещё пол месяца я писал эффекты, пытаясь сообразить как же выводить одновременно в несколько слоёв "изображение". Куб ещё не до конца доделан, нужно сделать блок питания и кнопки включения/переключения режимов. Но в целом выглядит как готовое к использованию устройство. Профита и удовольствия от работы получено было столько, что я не могу выразить это словами :)

Видео работы кубика, свежее, правда снято на телефон, качество плохое.

Ответ: LED-cube своими руками
 

мне нравится

Ответ: LED-cube своими руками
 

Диоды мог бы и заказать пачкой, они же копеечные по сути. Правда ждать долго бы пришлось и заказывать много. Да и контроллер наверняка можно было дешевле поиметь... Что-то розничные тараканы пипец дорогие.

Куб вышел отличный, я сам давно хотел сделать что-то законченное электронное, да, видимо, не судьба.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Молодец! :)

Ответ: LED-cube своими руками
 

А видео работы куба можно было бы глянуть?

Ответ: LED-cube своими руками
 

В конце поста сылка на ютуб. Продублирую: видео работы кубика

Можно было, но припёрло очень сделать :) следующие устройства буду делать уже из заказных деталей, не торопясь

в принципе такое сделать не трудно :) я вот сейчас программу потихоньку пишу которая будет эффекты делать, код составлять и в МК записывать сразу :) это куда интереснее и сложнее :)

Ответ: LED-cube своими руками
 

Большая работа проделана! Ты обладаешь прямыми руками и большим терпением! Поздравляю!

Ответ: LED-cube своими руками
 

А я свой корвет замодил:) я тоже такой куб хочу, или больше! А ты пинг-понг запрогромируеш на нём?

Ответ: LED-cube своими руками
 

Пинг понг сделать вполне возможно. Можно сделать даже управляемый, но разрешение кубика мелковато... что такое 5х5х5? Был бы он хоть 10х10х10, был бы смысл :) На бОльших разрешениях можно и змейку красивую сделать :)

Ответ: LED-cube своими руками
 

Круто) Но количество светодиодов нужно увеличивать.

Вот эталон))):

http://www.youtube.com/watch?v=dVHP7Nhsn4E

Ответ: LED-cube своими руками
 

да да да:) вот про него то я и говорил в первом посте :) но 32768 RGB-светодиодов - слишком уж дорогой прикол для меня, в любом случае :) да и я плохо представляю чем это управляется :) но красиво очень :)

Ответ: LED-cube своими руками
 

Ответ: LED-cube своими руками
 

На ебэй можно взять 1к светодиодов за $21 включая доставку.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Ответ: LED-cube своими руками
 

Я таки сделал сабж!
St_AnGer, cпасибо за вдохновление на сей "Challenge".

Вот снял видео на фотик, мой куб 8x8x8.
Эффекты пока базовые.
http://youtu.be/v6_S_xeTwco

Ответ: LED-cube своими руками
 

Ого! Куб 8х8х8 смотрится куда более эффектно! Красотища!


Обязательно соберу что то ещё светодиодное многослойное (хочется что то вроде ЭТОГО, красиво ведь).
Ноэто уже будет после того как закончу своё сейчашнее творение (делаю на работу себе робота-полотёра-полировщика, а то керамогранитный пол начищать до блеска руки опухают... вот уж воистину лень - двегатель прогресса :-D ) и следующее, которое только в планах, чертежах, блокнотных расчётах и мыслях. Хочу таки собрать что то отдалённо напоминающее собачку Sony Aibo, очень уж она мне нравится, но такая, дрянь, дорогая...


зыЖ SBJoker, если не секрет, на каком МК собрано сие чудо? На меге32 как в инструкции?

Ответ: LED-cube своими руками
 

Если вдруг не найдётся детали, можно будет выкупить у вас эту чудо-сборку? Чтобы побаловаться программированием и посмотреть реализацию.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Мега32 да, 6 баксов вроде.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Меня под Новый Год тоже пробивает запилить какую-то мигающую крутотень. Хочу поэкспериментировать с микроконтроллерами. Но прежде чем покупать программатор и кучу сопутствующих устройств, хотелось бы поэкспериментировать виртуально. То есть нужен софт: компилятор, какой-нибудь визуальный эмулятор контроллера. Есть что-то такое? Желательно бесплатное и обязательно под Windows. Знаю PHP, Java, слышал, что есть компиляторы для паскаля, бейсика и конечно же С. Из всего этого мне больше импонирует С. О принципах работы контроллеров есть небольшие начальные знания, паяльник держать умею, в детстве изобретал и паял всякую хренотень.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Есть прога эмулятор микропроцессорных схем, но там тоже не все так просто.
Название не помню.

Ответ: LED-cube своими руками
 

ISIS Proteus. Довольно неплохо эмулирует МК, по крайней мере AVR. По крайней мере для всяких мигалок точно хватит, а вообще там можно собрать практически любую полноценную схему. Разве что, симуляция вряд ли будет в реальном времени, поскольку для этого нужен мощный процессор.

UPD:
Для С:
По компиляторам - есть бесплатный Atmel'овский AVRStudio(IDE)+WinAVR(компилятор).
Есть платный (есть демоверсия с ограничением в 4 кБ кода) CodeVisionAVR, он ИМХО удобнее.
Есть еще вроде IAR, что-то мега мощное и мега дорогое, не пользовался.
Для паскаля есть MikroPascal for AVR - на начальном этапе можно и его использовать, там очень много готовых библиотек (работа с периферией, дисплеями и т.п.). Если хочешь основательно разобраться что к чему - не советую его использовать, слишком велик соблазн юзать готовые функции не разбираясь, как они работают.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Качаю полную версию AVRStudio, весит 800 мегабайт, уже страшно. WinAVR, я так понимаю, надо отдельно качать?

Тактовая частота контроллера 1-16 мегагерц, тактовая частота компьютера в тысячи раз больше. В чём сложность эмуляции и почему оно должно тормозить?

Ответ: LED-cube своими руками
 

Потому, что эмулируется не только ядро контроллера, а все элементы схемы. Тот же светодиод, который будет мигать, эмулируется не как некая дискретная "мигалка", а именно как светодиод, с учетом различных его параметров. А это уже приводит к необходимости не просто парсинга команд прошивки, а к обработке сложной модели (скорее всего конечно-разностной), то есть, требуется большое количество численных расчетов.

Не, совсем простые схемы, да на мощном десктопе, вполне могут работать в реальном (или почти реальном) времени, но до некоторого предела. Иной раз добавление всего лишь одного элемента приводит к резкому падению скорости эмуляции. Особенно это касается всяких аналоговых схем.

На счет AVRStudio - это скорее всего пятая версия, там возможно WinAVR не нужен, я точно не знаю, пользовался четвертой. А вообще рекомендую CVAVR.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Вот оно чо, а я думал, там просто эмулируется работа самой прошивки без аналоговой периферии. Понял, что ступил.
Уже шестая версия. CVAVR не совсем бесплатный, поэтому пока его не буду рассматривать.

Ответ: LED-cube своими руками
 

Эмулировать работу ядра и периферии можно во встроенном эмуляторе AVRStudio, для отладки это даже полезнее (можно на ходу смотреть значения регистров и менять их, плюс есть все стандартные отладочные средства в роде пошагового выполнения). Оно вполне может работать в реальном времени, но там нет никаких светодиодов и прочих внешних компонентов, только значения регистров. Хотя часто и этого достаточно, чтобы понять, работает программа или нет.