RGB 8x8x8 LED Cube (3 / 9 steg)

Steg 3: Circuit Design

Att veta hur du vill att styrelsen ska arbeta för oss att faktiskt designa kretsar som krävs för att använda kuben. Att veta att vi kommer att använda en mikrokontroller på hjärnan av kuben, och på något sätt använda ansluter, måste vi först att designa kretsar för anod och katod.

Anoderna använder P-kanal MOSFETs för att växla mellan lager för den multiplexing. Under tiden kommer en transistor matris ger kraft till katod för varje LED kolumn. De SKIFT register (74HC595) kommer att kontrollera transistor matrisen genom att läsa i den seriella produktionen av mikrokontroller och omvandla den till en parallell utgång i skift register.

Kan bryta ner ytterligare (hoppa över om förstås):

Katod

(går bakåt från ledde sig) En serie resistor anger ungefärlig mål spänningen för LED (125 ohm för röd, 100 ohm för blå och grön). Detta är knuten till samlaren av en transistor som avger marken när basen utlöses av en utgångsstiftet i skift register med en 1 k ohms motstånd i serie (mellan stift och transistor). Nedan visas ett exempel med en linjen uppkopplad.

Varje skiftregister kommer att ha 8 utgångar så kan styra 8 stift. Eftersom varje LED kräver 3 pins (röd, grön, blå) och eftersom det finns 64 kolumner (8 x 8) vi behöver ha 64 x 3 = 192 stift. Det här fungerar bäst om vi delar de SKIFT register i grupper av 3 (en uppsättning för varje färg). Så nu har vi 3 kolumner av 8 SKIFT register (för totalt 24 SKIFT register så långt).

Anoder

Anoderna styra varje lager genom att växla en transistor (MOSFET nedan) från en annan skiftregister. Denna tid behöver vi bara ett skift register. 8 produktionen stift om SKIFT register kontroll 8 lager. Värdena för detta skiftregister skiftas ut i samma seriella linje som blir levereras till varje SKIFT register från mikrokontroller. För alla de andra lagrarna, kommer du bara kopierar kretsen nedan och bifoga det till nästa stift i skift register.

Mikrokontroller

Mikrokontroller är en Atmega328P-PU kör arduino bootloader. Det finns 6 viktigaste pins som du har oroa (förutom raderna kristall och power): pin 1 - Reset, stift 4 - spärren, stift 4 - spärren, stift 6 - tom, pin 17 - data/MOSI, pin 18 - MISO, pin 19 - klocka/SCK.

Stift 1, 7, 8, 17, 18 och 19 kan användas för att ge ett ISP programmering huvud för omprogrammering styrelsen senare om så önskas (inte behövs).

Den spärren, blank, data och klockan stift kommer att användas att kontrollera kuben genom SKIFT register. SPÄRR stiftet på mikrokontroller ansluter till pin 12 i skiftregister (74HC595). DATA ansluter till SKIFT register stift 14. KLOCKAN ansluter till SKIFT register stift 11. Tom ansluter till SKIFT register stift 13.

Power

Styrelsen kräver en 5V strömförsörjning. Om du vill filtrera buller på input leverans, används kondensatorer på några intervall. Denna del är helt upp till dig för vad du känner är nödvändigt. Jag använde en 0.1uF, 10uF 100uF och 1000uF kondensatorer men det var pseudo godtyckliga.

Den fullständiga schematiskt och alla EAGLE styrelsen filer ingår i zip-mappen på detta steg. I det har du allt som du behöver att ha brädorna skrivas ut.