LED Würfel Grundfragen

Hallo Zusammen,

ich würde gerne einen LED Würfel bauen. 4x4x4 mit pinken LEDs und diesen Würfel über einen Arduino ansteuern.
Nun habe ich einige Fragen die mir Google nicht beantworten kann, bzw nicht eindeutig.
Mein Arduino Mega kann 40mA schalten.

ich würde den Würfel so verdrahten: http://samuel.goutenoir.com/wiki/images/thumb/6/68/2212121403.png/1000px-2212121403.png

Wenn alle LEDs geschaltet werden, überlastet es nicht die Ausgänge des Arduinos?
Wenn ich die LEDs mit 200Hz beschalte, sind doch trotzdem alle LEDs gleichzeitig an, oder nicht?

Die 4 Layer schalte ich über Transistoren, mit wie viel Strom schalte ich diesen Transistor?
NPN Si-Epitaxial Planar-Transistor BC 337-40

Kann mir einer diese und kommende Fragen beantworten beantworten?
Danke

Am besten garnicht auf die Idee kommen, direkt mit dem Atmega zu schalten.

http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix

Mein Vorschlag, nutze 2x MAX7219/MAX7221.

Der MAX7219/21 ist eigentlich ein 8x8 Matrix-IC, bzw. für 7-Segmente. Jedoch kannst du das ganze auch aufteilen. Sodass du mit einem IC 2 Ebenen komplett ansteuern kannst.

Das ganze nutzt SPI und ist somit sehr einfach auf andere, vorallem deutlich kleinere Arduinos/Atmegas portierbar. Z.B hättest du später mit dem Pro Mini 16MHz@5V einen sehr kleinen kompakten Controller. Die MAX Bausteine gibts für wenig Geld in der Bucht.

http://www.ebay.de/itm/5pcs-MAX7219-MAX7219-DIP-24-/171341348243?pt=Bauteile&hash=item27e4bd7d93

Falls Lieferzeit zu lange dauert, ich hab noch einige von denen daheim. Wenn Interesse -> PN

Noch einmal zur Veranschaulichung, wie ich das meine mit den Max7219. R1/R2 müssen auf die Leds und den Strom eingestellt werden → Datenblatt. Ansonsten sollte soweit alles passen.

untitled.pdf (35.6 KB)

ich hänge mich da mal mit dran, da ich auch noch so einen Würfel machen möchte :-),
schadet nicht mitzulesen, .... :grin:

Hallo sschultewolter,

ich bin ein wenig verwirrt über deine Zeichnung. Ich mache ein LED Gitter 4x4, Ebene 0 , ich sage mal auf der X und Y- Achse. Die Ebene 1 kommt auf der Z-Achse oben drauf, hat jedoch elektronisch gesehen kein Kontakt zur Ebene 0. Also löten geht nicht. Oder habe ich ein Denkfehler?

bzw: Habe ich deutlich mehr Kathoden-Ansteuerung als auf dem ersten E-Plan.

Richtig, Ebene 0 ist auf der Z Achse 0.
Rein technisch wäre es möglich, das ganze mit einem MAX7219 aufzubauen, siehe 8x8 Matrix. Jedoch müsstest du dann schaun, wie du am besten verdrahtes. Bei meiner Zeichnung wird jede Ebene als 4x4 Matrix angesteuert.

Also für einen Würfel eher unpraktisch, wenn die Ebenen gegeneinander isoliert sind. Würde es gehen, die 16 Säulen mit einem IC anzusteuern und die Kathoden der einzelnen Ebenen per Transistor schalten?
Würde das auch programmierbar sein?

In der Theorie ja, ist aber die Frage was du an Kabeln zusätzlich noch hochlegen musst. Ansonsten schau mal, wie man typischerweise mit den Arduino einen solchen Cube ansteuert. Ich denke der MAX7219 ist für deinen Zweck nicht so gut. Einen Treiber würdest du so oder so dafür schreiben müssen, in dem das Pin Mapping erfolgt. Vielleicht gibt es für einen anderen Baustein (Hc595 + Transistoren) eine für dich geeignetere Lösung und die in etwa genauso schnell geliefert wird.

hi,

ich hab' gestern in der firma erstmals einen led-würfel-bausatz gesehen (8x8x8). ist interessant aufgebaut, hält seine struktur einfach nur durch die anschlußdräthchen der LEDs zusammen. ich hatte mir sowas noch nie vorher angesehen und war schon überrascht.

aufgebaut ist das ganze so, daß jede senkrechte zeile unten einen eigenen anschluß hat und die ebenen jeweils einen anschluß. damit kann man dann jede LED einzeln schalten, soweit ist mir alles klar.
die elektronik, die dabei ist, ist fertig aufgebaut, also uninteressant.

machbar wäre es, denke ich, mit 8 74HC595 mit mosfets für die senkrechten zeilen und einem 74HC595 mit mosfet für die ebenen (ULNs für die zeilen sínd zu schwach, 8 x 20mA x 8 = 1280mA pro IC).
statt der mosfets vielleicht transistoren, weil günstigen...

was ich nicht möchte, ist das programm zu schreiben. gute effekte müssen mathematisch sehr komplex sein, da steig ich aus. gibt es fertige programme, bei denen man auf dem PC die effekte festlegt, die dann auf dem cube "abgespielt" werden?

bei einem solchen programm, so es welche gibt, muß dann ja sicher auch die elektronische schaltung dazu passen.
interessant wäre ja auch 16x16x16. wäre eine schöne fingerübung...

gibt es solche programme?

gruß stefan

@Eisebaer: ein 8x8x8 oder 16x16x16 ist doch was sehr Kleines meinst du nicht auch?
wenn du eine echte Fingerspitzen Übung haben möchtest dann mach doch mal so was!

oder so einen

das ist eine echte Lötübung.

leider habe ich das bisher auch noch nicht so richtig verstanden und möchte einen 4x4x4 oder 8x8x8 zum üben bauen.

Jedoch habe ich das mit der Ansteuerung noch immer nicht verstanden, ... :frowning: udn einen Fertigen Schaltplan habe ich auch noch nicht gefunden den ich nachbauen kann.
wobei ich auch noch nicht richtig intensiv gesucht habe, .. :roll_eyes:

in manchen der Videos sieht man eine WIN Software mit der so eine Würfel Simuliert wird und die Spukt dann einen Zahlencode aus, ich schätze das man mit denen dann den Würfel Füttern muss, ...

Moin zusammen,

schön dass sich noch ein paar dafür interessieren.
Also ich habe diesen Schaltplan gefunden:

Schieberegister sind recht leicht zu programmieren, habe es noch nie gemacht, jedoch sieht es leicht aus.
Auf Youtube ist ein schönes Video:

Was mir jetzt noch unklar erscheint, ist die gleichzeitige Ansteuerung der Kathoden. Und die hohe Frequenz die ich brauche. Gestern habe ich die LEDs gesandstrahlt (kauft euch diffuse LEDs, mit klaren sieht es ekelig aus), heute wird der Würfel gelötet.

Ansteuerung und Steuerung noch nicht ganz klar. Hoffe auf Unterstützung dieses Forums =)

// der 32³ Würfel RGB Würfel hat schon was... Jedoch sind die Kosten enorm.. 32768 pixels = RGB LEDs + Ansteuerung :confused:
Leider fehlt mir auch der Platz um so einen Würfel aufzustellen :smiley:

hi,

was nicht verstanden? den aufbau?

nimm 8 leds, und verbinde alle 8 plus-pole miteinander. stelle diese reihe aufrecht hin. wenn Du jetzt den untersten pluspol, der ja frei ist, mit einer schaltbaren plus-quelle verbindest, kannst Du den pluspol für alle 8 leds auf einmal einschalten.
mach Dir 64 solcher säulen, dann kannst Du mit 64 plus-quellen jede säule einzeln mit plus versorgen. soweit klar?

wenn Du jetzt alle minuspole der untersten ebene, also der jeweils untersten led jeder säule, miteinander verbindest und an eine schaltbare minus-quelle hängst, kannst Du jede led der untersten ebene einzeln ein- und ausschalten.
also, wenn Du von oben gesehen der säule in der dritten reihe und fünften spalte von unten plus gibst und der ersten ebene minus, dan leuchtet genau eine led. wenn Du jetzt auch der säule in der zweiten reihe und sechsten spalte plus gibst, leuchten zwei leds in der untersten ebene.
wenn Du das minus für die unterste ebene ausschaltest, leuchtet nix.

alle minus der zweiten ebene verbindest Du und hängst das an eine schaltbare minus-quelle. alle anderen ebenen genauso.

und dann multiplexen, also:

alle säulen der leds der ersten ebene, die leuchten sollen, bekommen plus, dann kurz minus an die erste ebene und wieder alles aus, dann die zweite eben usw.

gott, ist das blöd zu erklären.

über tips für win-programme (mit zugehörigem arduino-teil) würde ich mich freuen.

gruß stefan

@stay: ja Interesse habe ich an so einem teil, leider bisher noch recht jungfräulich was das Thema anbelangt.
naja das kommt noch, ...

Wegen den LED´s wo hast du deine denn her?
ich möchte mir welche vom außerhalb holen, bin mir aber noch nicht ganz sicher.
19,95$ - 1.000pcs - LED`s

Der Schaltplan ist gut danke für den Link.

Ja der der 32³ Würfel ist schon genial, ... hat was, .. wenn Eisebaer den machen möchte :grin: und er mir sein Gästezimmer anbietet würde ich ihm helfen beim Löten. :wink:

@Eisebaer: ja den Aufbau und die Ansteuerung. ...

öm ja, warte mal, ... ne, .... doch, ... oder doch nicht, ... äm, ...

ich glaube ich habe es.

ich habe auf jeder Ebene einen (+) Pol den ich schalten kann, und dann die (-) Polle der LED`s sind nicht auf der Ebene verbunden sondern von Ebene 1 zu Ebene zwei und so weiter ??

LED (Ebene, X, Y)

die Plus Polle der LED`s sind miteinander verbunden

LED(1,1,1), LED(1,1,2), LED(1,1,3), LED(1,1,4),
LED(1,2,1), LED(1,2,2), LED(1,2, 3), LED(1,2,4), usw.

die Minuspole hingegen sind nicht zeilenweise (Ebene) sondern Spaltenweise verbunden.
LED(1,1,1), LED(2,1,1), LED(3,1,1), LED(4,1,1)
den kann ich dann auch ansteuern.

So durch kann ich pro Ebene immer alle LED`s einzeln ansteuern.

ich Steuere also immer nur eine Ebene an !! und dann die Nächste, das mache ich so schnell hintereinander das das Menschliche Auge (das extrem langsam ist) da nicht mehr mit kommt so ca. 100Hz dadurch kommt es jetzt zu der Optischen Täuschung das ich meine das mein 3D Bild alle LED`s an sind zur selben zeit.

Ich glaube der Groschen ist gefallen :slight_smile: und ich habe es verstanden.

ich habe mir die ein oder andre Seite ja schon durchgelesen doch verstanden habe ich das bisher noch nicht Danke Stefan.
jetzt ist das ein Projekt an das ich mich heran traue.

Und so eine Software werden wir finden !! muss denn ich kann so was auch nicht Programmiren, ... :grin:

Wegen den LED´s wo hast du deine denn her?
ich möchte mir welche vom außerhalb holen, bin mir aber noch nicht ganz sicher.

Tipp:

Wenn du direkt in die LEDs schauen kannst, nimm matte/diffuse/milchige.
Das ist erheblich angenehmer für die Äuglein.

Klare LEDs tun weh.

hi,

das beste, das ich bisher gefunden habe:

1000 stk. weiss diffus 3mm um 9€ versandkostenfrei.

gruß stefan

Nabend,

so heute habe ich den 4x4x4 Würfel gelötet.. was ne arbeit. Die Ansteuerung geht über 16+4 Transistoren, somit kann ich diese per Arduino direkt ansteuern oder auch über einen Schieberegister. Mal gucken was die Tage noch kommt.

Bilder:

http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=54a366-1422253936.jpg

// neuer Link, alter ging nicht

Ich gehe davon aus, dass du die MAX7219 nicht mehr benötigst? Weil rausgegangen sind die gestern nicht.

Bild 2 geht leider nicht.

Hallo sschultewolter,

hast ja gesagt, ist nicht die beste Wahl für soetwas, trotzdem danke für das Angebot.
Bild 2 erneuert.

Eisebaer:
hi,

das beste, das ich bisher gefunden habe:

1000pcs Round top Starw Hat Flat top White Ultra Bright LED lights Wholesale | eBay

1000 stk. weiss diffus 3mm um 9€ versandkostenfrei.

gruß stefan

wie ist das sind die Alle mat?
denn ich interessiere mich für die 5mm und überlege mir ob ich die "Flat top" nehmen soll, die müssten doch in einer Richtung strahlen? und nicht in alle?

also die "Flat top" würde ich für meinen LED Blitz nehmen.

und die "Round top" würde ich für den Würfel nehmen.

Beim Blitz sollten die aber nicht matt sein.

hi,

nö, matt sind nur die einen, eben diffused.

wenn die angeben zum "power angle" stimmen, sind die flat top aber nicht ideal für Dich, oder? die strahlen sehr breit...

hat schon jemand was zum thema "programm für animationen" gefunden? ich war nicht erfolgreich.
man sollte einstellen können, wieviele leds man hat (pro dimension) und das programm hat fertige 3D-animationen und erstellt dann den code.
aber, ob's sowas gibt?

gruß stefan