Delucidazione su cubo 8x8x8 LED

Salve a tutti. E’ da un bel po’ che giro sul web nel tentativo di creare un semplice circuito da abbinare ad un arduino uno per creare uno dei rinomati cubi 8x8x8 LED.
Il mio obiettivo è quello di spendere il meno possibile e alimentare i led direttamente dall’Arduino (possibilmente collegato ad una batteria a progetto ultimato).
Girando sul web ho capito come gestire le luci (accensione di un piano alla volta per un massimo di 64 led accesi simultaneamente), ho compreso l’utilizzo degli shift register per le colonne e l’abbinamento a transistor per mettere a terra i vari piani. L’unico grande dilemma è quello di come alimentare i 64 led contemporaneamente direttamente dall’Arduino senza fondere nulla. So che ogni output ha una corrente massima supportata ma non riesco a identificare una soluzione. Il tutorial più utile che ho trovato è questo http://iqjar.com/jar/building-an-8x8x8-led-cube-the-driving-circuit/. Li dice che lui ha inserito delle resistenze in modo che i 64 led lavorino a 92mA esclusi gli altri componenti, ma ciò non supera il massimo di un output dell’Arduino?

Inoltre non ho ben chiaro a cosa servano i MOSFET dato che le mie conoscenze di elettronica si fermano a FISICA I

Ti invitiamo a presentarti (dicci quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione) qui: Presentazioni e a leggere il regolamento: Regolamento - qui una serie di schede by xxxPighi per i collegamenti elettronici vari: ABC - Arduino Basic Connections - qui le pinout delle varie schede by xxxPighi: Pinout - qui una serie di link [u]generali[/u] utili: Link Utili

nid69ita:
Ti invitiamo a presentarti (dicci quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione) qui: Presentazioni
e a leggere il regolamento: Regolamento

Presentato!

Qualcuno può darmi delucidazioni in merito?

Se usi dei Shift Register la corrente per i LED arriva da quelli e non da Arduino. Ogni uscita di un Shiftregister pilota un gruppo di 8 LED ( i 8 piani del cubo) Per selezionare uno dei 8 Piani si alimenta un piano con un transistor/ MOSFET perché deve pilotarre fino a 64 LED e percui 64 volte la corrente di un LED singolo. Le resistenze per limitare la corrente devono essere tra shiftregister e Gruppo di led. Come hai collegato i LED? hai messo gli anodi o i catodi sui Shift Register?

Ciao Uwe

uwefed: Se usi dei Shift Register la corrente per i LED arriva da quelli e non da Arduino. Ogni uscita di un Shiftregister pilota un gruppo di 8 LED ( i 8 piani del cubo) Per selezionare uno dei 8 Piani si alimenta un piano con un transistor/ MOSFET perché deve pilotarre fino a 64 LED e percui 64 volte la corrente di un LED singolo. Le resistenze per limitare la corrente devono essere tra shiftregister e Gruppo di led. Come hai collegato i LED? hai messo gli anodi o i catodi sui Shift Register?

Ciao Uwe

Ah quindi si ha un'alimentazione separata per i led che verrà collegata al VCC e al GND degli Shift Register. I MOSFET non sono altro che dei "transistor" che ricevendo l'input dallo shift permettono il passaggio di corrente dal catodo del piano selezionato verso il GND dell'alimentazione dei LED...è giusto il ragionamento? Se si l'Arduino avrebbe il solo compito di modificare i bit dei registri in modo da creare la magia, giusto?

No per ora non ho ancora ordinato nessun componente sto solo cercando di capire il funzionamento e vedere il sistema che costa di meno.

Kevgretor: Ah quindi si ha un'alimentazione separata per i led che verrà collegata al VCC e al GND degli Shift Register. I MOSFET non sono altro che dei "transistor" che ricevendo l'input dallo shift permettono il passaggio di corrente dal catodo del piano selezionato verso il GND dell'alimentazione dei LED...è giusto il ragionamento? Se si l'Arduino avrebbe il solo compito di modificare i bit dei registri in modo da creare la magia, giusto?

No per ora non ho ancora ordinato nessun componente sto solo cercando di capire il funzionamento e vedere il sistema che costa di meno.

Sí. Per pilotare i 8 ShiftRegister Ti servono 3 Pin. Visto che Arduino ne ha abbastanza i transistori/MOSFET li puoi pilotare anche direttamente da Arduino. Se resti sotto i 500mA di corrente totale di un piano LED puoi usare al posto dei transistori anche un ULN2803 (verso massa) o un A2981 verso +5V.

Ciao Uwe

uwefed:

Kevgretor: Ah quindi si ha un'alimentazione separata per i led che verrà collegata al VCC e al GND degli Shift Register. I MOSFET non sono altro che dei "transistor" che ricevendo l'input dallo shift permettono il passaggio di corrente dal catodo del piano selezionato verso il GND dell'alimentazione dei LED...è giusto il ragionamento? Se si l'Arduino avrebbe il solo compito di modificare i bit dei registri in modo da creare la magia, giusto?

No per ora non ho ancora ordinato nessun componente sto solo cercando di capire il funzionamento e vedere il sistema che costa di meno.

Sí. Per pilotare i 8 ShiftRegister Ti servono 3 Pin. Visto che Arduino ne ha abbastanza i transistori/MOSFET li puoi pilotare anche direttamente da Arduino. Se resti sotto i 500mA di corrente totale di un piano LED puoi usare al posto dei transistori anche un ULN2803 (verso massa) o un A2981 verso +5V.

Ciao Uwe

Perfetto. Ho un'altra domanda. Volendo alimentare il circuito da delle pile AA 1,5v come dovrei modificare il circuito di alimentazione in modo da alimentare sia l'Arduino che i LED?

EDIT: sto cercando di trovare tutti i pezzi da ordinare su qualche sito. Ho trovato questi registri che indicano una corrente massima di 20ma...solo che non capisco se è la corrente per singolo output o è la somma di tutti gli output DATASHEET: http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/151653-da-01-en-74HCT4094.pdf Inoltre questi MOSFET vanno bene per il mio circuito? http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/162828-da-01-en-IRLML_2803TR.pdf

per il HC4094 il datasheet dice:

DC Output Source or Sink Current per Output Pin, IO
For VO > -0.5V or VO < VCC + 0.5V. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ±25mADC
VCC or Ground Current, ICC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ±50mA

Vuol dire ogi unscita puó dare o ricevere 25mA ( verso massa o da V alimentazione) ma in tutto al massimo 50mA.

Prendi altri MOSFET perché non riesci al saldarli. Quello proposto é un Logic Level MOSFET e percui potrebbe andare bene dal lato eletronico.
Se vuoi usare dei N-MOSFET come quello proposto devi usare dei Shiftregister con dei A2981.
Oppure usi shiftregister tipo HC595 con ULN2803 oppure TPIC6595N che possono pilotare fino 250mA verso massa (devi collegare i catodi del LED).
Per pilotare i piano devi usare dei P_MOSFEET oppure un A2981 (UDN2981A)

Trovi tutto presso RS-components (che é un po caro ma fornisce tutto in 24 ore)

Ciao Uwe

uwefed: Vuol dire ogi unscita puó dare o ricevere 25mA ( verso massa o da V alimentazione) ma in tutto al massimo 50mA.

Prendi altri MOSFET perché non riesci al saldarli. Se vuoi usare dei N-MOSFET devi usare dei Shiftregister con dei A2981.

Ciao Uwe

Ok grazie. Quindi se ogni Shift Register deve alimentare al massimo 8 led da 20mA contemporaneamente dovrei trovare degli Shift Register che supportino più di 160mA (circa 200mA), solo che non riesco a trovarne di abbordabili sui negozi online. Avevo trovato i TPIC6B595N che supportano 500mA totali (tantissimi per il mio progetto) però costano 2,19 l'uno

Ok quindi meglio restare sui P-MOSFET. Devo dire che trovare i componenti giusti su internet è una mazzata. Purtroppo il ULN2803 non lo posso usare perché anche alimentando un piano di led a 15mA dovrei gestire un totale di 960mA di corrente

20 mA sono tanti. I Led li vedi illuminati anche con 5mA. Senó dividi un piano in 4 parti e alimentii ciascuna parte con un uscita del ULN2803 / UDN2981A

Sei consapevole che Ti servono 512 LED? Allora 16€ per i Shift register di potenza non sono tanti. Non si puó costruire tutti a bassisimo prezzo. Se vuoi fare un Cubo 8x8x8 devi essere anche disposto di spendere qiualcosa.

Ciao Uwe

I led li ho trovati da 5mm blu a 8 euro in stock...costerebbero più gli shift dei led!! Ho paura che con 5mA li vedrei accesi a malapena nel buio.

OkOk...sto riprovando a fare il preventivo dei pezzi teorizzando una corrente di 10mA per LED.

Come shift potrei usare 8 CD74AC164E per le colonne (anodi) + 1 per controllare i vari MOSFET dei piani (catodi) Sarebbero 80mA per colonna e 640mA per piano. Come MOSFET pensavo di metterci questi IRFD9014PBF uno per ogni piano (quindi 8) con il GND collegato all'output dello shift dedicato ai catodi, il Source collegato ai catodi dei LED e il Drain al GND. Se ci sono errori correggimi. Dato che i LED riportano Forward Voltage = 3.4V ho calcolato una resistenza necessaria di 160omh (180 ohm lo stock più vicino a questo valore) per un totale di 64 resistori.

Nel caso non ci siano errori dovrei studiarmi l'alimentazione in modo da poterlo collegare con delle batterie AA. Pensavo di collegare 2 serie da 3 batterie ottenendo così 6V e abbastanza mAh...solo che non saprei come poi ridurre il voltaggio a quello nominale per gli shift di 5V senza creare casini.

Inoltre vorrei avere conferma per capire se ho capito come collegare i VCC e i GND: sugli shift vanno collegati gli output dell'arduino negli ingressi degli shift a cascata e ogni singolo GND degli shift deve essere collegato al GND dell'arduino. Il VCC degli shift invece deve essere collegato all'alimentatore separato (in questo caso le batterie) e i GND dei catodi dei led al negativo delle batterie...è corretto il ragionamento?

EDIT: Dove li trovo i socket da saldare sulla millefori per gli shift e i transistor su rs-online? EDIT: Alla registrazione su RS mi chiede la ragione sociale della mia azienda...ma io sono solo uno studente, come faccio a registrarmi?

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