Mivel nagyot szerettem volna (8x8x8 -ast pedig már olyan sokan építettek) úgy döntöttem, hogy tart ameddig tart, én építek egy 10x10x10-est, ami 1 000 darab LED összeforrasztását jelenti.

Az utolsó pillanatban változtattam egy elég nagyot a hardver tekintetében. Van egy ATNGW100 fejlesztőpanelem, amit még nem sikerült semmire sem hasznosítanom, gondoltam, majd most. A panelen linux fut, így elkezdtem kernelmodult írni a LED kocka meghajtásához, de hamar rá kellett jönnöm, hogy a szigorú időzítéseket (ami a rétegváltáshoz kell) nem tudom megvalósítani sem a kernelben, sem pedig felhasználói program segítségével. Ahhoz pedig kevésnek éreztem magam, hogy op. rendszer nélkül valósítsam meg az egészet USB, vagy ethernet kezeléssel együtt... Kis idő múlva visszatértem tehát a 8 bites AVR családhoz (a LED kocka továbbra is meghajtható marad 3,3V -os vezérléssel egy 74LVC4245 segítségével, erre van tervezve a csatlakozási felület ).

A végleges architektúra tehát:

Győzött az ethernet. Lássuk mit is kellett beszerezni:

LED-ek

Az 1 000 darab LED -et szerencsés módon olcsón, potom 4 000 forintért sikerült megvásárolni. Eredetileg nem sárgát akartam, de ez volt jó árban.

Réteg meghajtás

Sok kapcsolás minden rétegnek külön kimenetet dedikál a vezérléstől egészen a kapcsoló eszközökig (pl. nagyáramú FET). Ezt feleslegesnek ítéltem. Eszembe jutott életem első saját tervezésű áramköre, a fél-Knight Rider villogó (fél mert csak az egyik irányba futott a fénye ), ami egy CD4017 Johnson számlálóra épült. Ennek tíz kimenete van, pont, mint ahány rétegű a kocka. Ha ezen keresztül hajtom meg a FET-eket, akkor két kimenetre (clock a léptetéshez, és egy reset) van szükségem tíz helyett a kontrolleren. Az ára kb. 50 forint volt .

A FET-eket (IRLIZ24 N channel TTL level MOSFET) 40 Ft/db áron sikerült beszereznem.

Oszlop meghajtás

Köszönet a TI-nak, amiért remek LED driver-eket tervezett, mint például a 24 csatornás TLC5947, amiben beépített shift regiszter is van, és köszönet érte, hogy pont öt darabot küldenek mintaként, ami elég a 100 oszlop meghajtásához

Maradék

Az ATmega32 (7-800 Ft) és az ENC28J60 (Chipcad-ben 1 000 Ft körül) hétköznapi alkatrészek, könnyen beszerezhetőek.

A kocka meghajtó panel (board#2) rajza:

Látszólag csak egy halom csatlakozó, ami valójában igaz is. A 32 hosszúságú pinheaderek bal oldalt és alul a TLC5947-ekhez vezetnek majd, amik a modularitás jegyében külön kis NYÁK-okon helyezkednek el, arra az esetre, ha beforrasztáskor elszúrnék valamit. A busz belső oldalán található 2x10 pinheaderek pedig a LED-ekhez fognak vezetni (board #1, lásd lejjebb). A panel a JP9 -en keresztül csatlakozik a vezérléshez (board #3). A 12 V -os táp abból az időből maradt, amikor még az ATNGW100 -as panelt is fel akartam használni, de a végleges megoldáshoz elegendő egy 5V -os táp (3-4 A).

Hogy a kocka ne csak nagy pixelszámú, hanem fizikailag is nagy legyen, a LED-ek közti távolságot 25mm -ben határoztam meg. Kicsit későn ugyan, de rá kellett jönnöm, hogy egy LED-nek csak egy 25mm -es lába van, a másik rövidebb egy kicsit. Ez azért baj, mert plusz anyag kell ahhoz hogy összekössük őket.

Mivel a TLC5947 egy sink (elnyelő) driver, ezért a LED-ek negatív ágával kell sorba kötni (a katód után), márpedig a LED-nek az anódja a 25mm -es, így az oszlopokat kell összekötni a plusz huzallal (a rétegekben lesznek a közös anódok, az oszlopokban a közös katódok). El lehetett felejteni tehát, hogy a LED rétegeket egymásra helyezve pusztán a lábuknál fogva összeforrasszam őket. De akkor hogyan? Sok megoldás ezüsthuzallal hidalja át a problémát, ez ugyanis kellően merev és remekül forrasztható. Lehet, hogy én nem kerestem elég kitartóan, de 0,5 mm-eset például 1 000Ft/m alatt nem találtam és a 100 oszlophoz önmagában több, mint 25 méter szükséges. Tehát nem ezüstből lesz, akkor viszont megint csak rézből, mondjuk hámozott UTP kábelből. Ki kellett találnom egy módszert, amivel a 100 darab, 25 centis, teljesen hajlékony és függőlegesre állított huzalt pozicionálni tudom, amíg "ráhúzom" a következő réteget az alatta levőkre. Az volt a baj a módszerrel, hogy akkor derült volna ki hogy nem működik, amikor már késő. Szerencsére bevált, úgyhogy beszéljenek a képek:

Előtte.

Sablon egy használaton kívüli hatalmas polcból

Készül az első réteg.

LEDek meghajlítása és méretre vágása 1 000 darab esetén kb. 8 óra (ideális elfoglaltság egy kisebb társaságban mindenki számára ).

Kész az első réteg.

Kész a többi is.

Most jön az igazság pillanata.

Íme a 100 darab girbe-gurba huzal.

Egy újabb réteg beforrasztása részletesen. Kartonból készültek a szerszámok.

Egyik...

Másik. A 100 huzal most be van szorítva a helyére.

Miután felemeltük, a probléma elvileg megszűnik, vagyis nem állnak össze-vissza a vezetékek...

... és a következő réteg ráhelyezhető felülről. Mind a száz oszlop vezetéke lyukon van.

Az állványt szépen lebontjuk.

A réteg most az alatta lévőkön fekszik

25mm -es távtartók.

Kezdődhet a rögzítés.

Néhány héttel később... A kocka egy darabban:

Az egyetlen, amit semmiképp nem volt kedvem magam előállítani (és összekoszolni vele a lakást), az a doboz volt (se szerszám, se műhely, se erkély, se kert ). Egy ismerős megcsinálta AudoCAD-ben az elképzelésem a dobozról. Eredetileg plexiből szerettem volna megcsináltatni, egyrészt a kocka aljára szánt talpat/dobozt, másrészt a LED-ek köré szánt védő burát is, amire szállítás és tároláskor lehet szükség. Az általam ismert, olcsón dolgozó plexis cég sajnos máig sem válaszolt az e-mailemre, amiben árajánlatot kértem (nem csodálom, hogy nem volt kedvük 110 lyukat fúrni a doboz tetejébe ). Maradt tehát a fa, asztalos műhelyből van bőven. Ők már hajlandóak voltak fúrni, bár utólag hozzátették hogy ilyet soha többet nem vállalnak... Az egyetlen teendő a dobozzal a festés volt, ezt kénytelen voltam bevállalni: