Lightcube oder auch LED-Cube ist ein Hardware, Microelektronik-Projekt von TheMaverick
Idee
Dieses “kleine” Projekt befasst sich mit dem Bau eines 3d Lightcube (Led cube). Die Idee kam ursprünglich vom LED-Cube aus Karlsruhe (Entropia) welcher wiederrum von James Clar‘s Version abgeschaut war. Dabei habe ich bei meiner Version Eine Anordnung von 8x8x8 Leds angepeilt. Der Cube wird über 3 Ports mit jeweils 8 Pins von einem AVR Mega32 gesteuert wobei jeweils ein Port eine Achse im Koordinatensystem (porta = x / portb = y / portc = z) übernimmt.
Links und Literatur
Zweck
Prinzipiell ist der Cube eine reine Designspielerei, jedoch mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Eine Amplitudenanzeige zur Visualisierung von Audiosignalen wäre denkbar wie auch Laufschriftanzeige oder sogar 3D Spiele wie Pong oder Snake.
Schaltplan
Leitungen
- Gelb = Stromablauf / Masse
- Grau = zufuhr
- Lila = Leitungen zum Microcontrolerport
- Blaue Dreiecke = Transistoren
- Rote Hütchen = LEDs
In dieser Schemaansicht die auf der Seite liegt ist gut zu erkennen wie dieSchaltung funktioniert. Über die gelbe Leitung fließt der Strom ein, wobei 8 Transitoren entscheiden welche der 8 Ebenen mit Strom versorgt wird. Damit werden nun 64 LEDs mit Strom versorgt. Damit aber nun nicht alle LEDs leuchten wird ihnen die Masse von 8 Passagen aus Transitoren genommen die Paralel an den Controler angeschlossen sind. Abschließend wird die letzte Koordinate festgelegt und die geschaltete Leitung mit der Masse verbunden.
Man merkt klar, ich bin kein Elektroniker und um das Alles umzusetzen hatte ich auch große Hilfe von Pensoffsky. Ein Dank sei hiermit übermittelt
Bei gelegenheit liefere ich einen richtigen Schaltplan noch nach.
Komponenten
LED Cube
8x8x8 = 512 Dioden Silberdraht 1mm (ca 27 meter) Gehäuse ca 20cm x 15 cm Schaltplatine
8×8 + 8 + 8 = 80 Transitoren Kupferdraht 0,1mm (ca 1 meter) Silberdraht 1mm (ca 1,5 meter) Microcontroler
ATMega AVR-RISC Controller RS232 Driver Standardquarz 16 MHz
Bilder
Cube
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Transitorplatine
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Mini Mainboard
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Verkabelung
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Downloads
Hier könnt ihr in Zukunft Code-Schnipsel und evtl. sogar Animationen herunterladen.
Verlauf
Cube
- Bauteile gekauft
- Schaltplan erstellt und an Testumgebung geprüft
- 8 x 8 + 8 + 8 Transitoren auf einer Platine verlötet
- dazu 3 x 8 Widerstände und Leitungen verlötet
- Gehäuse für Elektronik gekauft und mit 8×8 Löchern versehen
- Gehäuse mit Sprühlack in der Farbe meines PowerBook überzogen
- Silberdraht gerade gebogen und in 8 gleiche Stücke von ca. 30cm geschnitten
- Led-Beinchen vorgebogen
- erste senkrechte Wand eingezogen
- vierte Wand eingezogen. Der Cube ist jetzt zu 50% fertiggestellt.
- Alle Wände sind nun eingezogen
- Cubeanschlüsse mit der Transitorplatine verbunden
- erste Programme ausprobiert
- Firmware ist fertig
- Programmieradapter ist fertig
- Anschlüsse ins Gehäuse gefräst
- Cube Gehäuse ist nun endgültig geschlossen und muss vorerst nicht wieder geöfffnet werden.
Steuerungsprogramm
- in RealBasic wurde zur Steuerung eine Programm geschrieben
- Steuerung verbessert, es können nun ganze Animationen geladen werden.
- Grafische Ausgabe der Lautstärke vom MAC (wahlweise auch PC) auf die Cube Vorderseite wurde geschrieben
- 2D und 3D Snake wurde geschrieben. Die Snake läuft automatisch frei nach zufall und tritt sich dabei nicht auf die Füße und wandert auch nicht aus dem Cube heraus. Snake Länge lässt sich auch definieren bis zu 26 LEDs lang.
Fehlerliste
Hier veröffentliche ich meine Fehler, damit ihr die nicht nochmal macht.
- Gehäuse höhe sollte mindestens 4 besser 5cm hoch sein, sonst passen die Platinen nicht in das Gehäuse
- Der Abstand zwischen den LEDs sollte bei 5mm LEDs mindestens 4cm betragen. Bei mir sind es nur knapp 2cm und man hat Probleme die Animation auf den hinteren Reihen zu verfolgen, weil die vorderen LEDs schlicht im Weg stehen.
- Benutzt eine käuflichen USB-to-Serial-Adapter für knapp 9€, anstatt es selber zu löten. Es spart euch Arbeit, Frust und Zeit.