cubo di led
con arduino si hà la possibilità di realizzare dei piccoli
o grandi progetti.. questo rappresentato in figura ne è
un esempio pratico, con un bellissimo
gioco di luci. può diventare interattivo senza richiedere
un grosso impegno!!
Come e' fatto:
La misura del cubo che ho costruito e di cui vi forniro' le istruzioni sara' 8x8x8: 8 led di larghezza, 8 led di altezza, 8 led di profondita': totale 512 led utilizzati. La struttura poggera' su di un piano di legno.
Il concetto di persistenza di visione:
Con questo progetto utilizzeremo il concetto di persistenza di visione :
La persistenza della visione ci illude che un film non sia composto da fotogrammi: tutte la animazioni sono basate su questa disfunzione fisiologica del nostro apparato visivo. Se riusciamo a far accendere 2 led in alternanza molto velocemente (nell'ordine di pochi ms) i led appariranno all'occhio umano come accesi contemporaneamente.
Utilizziamo la persistenza di visione perche' non e' possibile accendere tutti i led del cubo contemporaneamente, la corrente (misurata in ampere) utilizzata sarebbe troppo alta. Se infatti consideriamo che i led ad alta luminosita' utilizzati in questo progetto consumano intorno ai 20mA l'uno possiamo dire che 512 led consumano 20mA x 512 led = 10,24 A. Decisamente troppa corrente da gestire. Quindi cosa facciamo? Accendiamo un piano del cubo alla volta! In questo modo la corrente utilizzata in ogni singolo momento non superera' mai gli 1,28 A (20mA x 64 led), gestibilissimi da un buon alimentatore. Supponiamo di voler accendere tutti i led del cubo contemporaneamente: basta accendere i piani (composti da 64 led), 1 per volta, ad una velocita' elevata: il cubo risultera' all'occhio umano completamente acceso.
Come comandare ogni singolo led:
Per poter comandare indipendentemente ogni singolo led dividiamo il cubo in livelli (per orizzontale) e in colonne (verticale).
Ogni led posto sullo stesso livello del cubo avra' il catodo (-) in comune con gli altri led del livello. Ogni led posto sulla stessa colonna avra' l'anodo (+) in comune con gli altri led della colonna.
In tutto ci saranno da comandare 8 catodi per selezionare i singoli livelli e 64 anodi per selezionare le singole colonne. L'incrocio livello-colonna indichera' il led acceso.
Gli shift register a 8 bit:
Gli shift register sono dei componenti costituiti da celle di memoria ad un bit collegate tra loro, ad ogni impulso di clock consentono lo scorrimento dei bit da una cella a quella immediatamente successiva. I registri che utilizziamo in questo progetto sono del tipo SIPO (serial input-parallel output): i dati vengono caricati uno alla volta tramite il bit di input e sono prelevati contemporaneamente sulle 8 uscite.
L'alimentazione:
Per alimentare il cubo e il circuito di comando e' necessario un alimentatore con le seguenti caratteristiche:
- Tensione di uscita: 5 Volts stabilizzate
- Corrente di uscita: 2 Ampere (meglio 4 Ampere)
IMMAGINI:
- cubo finito e funzionante
- Saldatore
- Stagno
- Pistola per colla a caldo
- Seghetto alternativoMateriali necessari:
- 512 led del vostro colore preferito
- 1 cavo flat da 40 pin (usato per il collegamento degli hard disk IDE al pc)
- 1 cavo flat da 34 pin (usato per il collegamento dei floppy disk al pc)
- 1 basetta millefori
- 1 tavoletta di legno compensato 20x20 cm da 8 mm di spessore
- Filo elettrico adatto alle saldature (fine e malleabile ma allo stesso tempo resistente)Costruzione:
Prendiamo la tavoletta di compensato e disegnamo una griglia 7x7 quadretti con 2,5 cm di lato. In corrispondenza degli incroci delle linee facciamo 64 fori con una punta di diametro pari a quello dei led, generalmente 0,5 cm. Questa sara' la base su cui andremo a saldare tutti i led insieme, in questo modo i ledi saranno distanziati con precisione l'uno da l'altro cosi', quando andremo ad unire insieme i vari piani, essi saranno perfettamente allineati.
Come detto in precedenza i catodi di ogni singolo livello devono essere uniti tra di loro:
Inseriamo 64 led nei fori appena fatti e pieghiamo i terminali dei catodi (-) in modo da formare una griglia comunicante. VEDI FIG. 02.1 e 02.2Fate uscire dalla tavoletta di legno solo 1 filo di collegamento, servira' per comandare il livello.
Mi raccomando: ogni volta che avrete terminato di saldare un livello testate tutti i led uno per uno, meglio accorgersi subito se qualche led e' bruciato oppure saldato male.VEDI FIG. 03.1 e 03.2 e 03.3Dovete fare 8 griglie di led uguali, con l'accortezza di far uscire dalla tavoletta il connettore del catodo in posti differenti dai livelli saldati in precedenza.VEDI FIG. 04
