Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Cube - AVR Entwicklungsboard


von Marco L. (Gast)


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Hallo zusammen,
ich möchte einen Led Cube bauen (8x8x8), habe jedoch nicht soviel 
Ahnung. Deshalb möchte ich für die Steuerung einen Entwicklungsboard 
benutzen. Ich weiß jedoch nicht welches hierfür geeignet ist.
Da ich die 512 Leds mit Hilfe einer Matrix ansteuern möchte (64 Reihen + 
8 Ebenen) benötige ich 72 I/O Ports.

Randaten zu meinen Leds:

Forward Voltage (V) : 3.2~3.4
Reverse Current (uA) : <=30
Luminous Intensity Typ Iv (mcd) :  4000 -5000
Angle : 20 ~ 25 Degree
Absolute Maximum Ratings (Ta=25°C)
Max Power Dissipation : 80mw Max Continuous
Forward Current : 30mA
Max Peak Forward Current : 75mA
Reverse Voltage : 5~6V

Das Board sollte auch nicht zu teuer sein. Kann mir jemand helfen?

von Peter K. (peterka2000)


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Wie wäre es mit Arduino + D Flip Flops/Schieberegister

von Marco L. (Gast)


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Also das hier: 
http://www.pyroelectro.com/projects/8x8x8_led_cube/hardware4.html

Das wäre eine Möglichkeit.
Allerdings ist dies noch ziemlich aufwendig und kompliziert.

Gibt es Entwicklungsboards mit 72 I/O Ports ???

von Marco L. (Gast)


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Ok. Ich habe mich jetzt ein bisschen schlau gemacht. Ich denke ich werde 
den Würfel auf diese Art und Weiße bauen, jedoch weiß ich nicht welche 
Widerstände ich nehmen muss und welches Netzteil?

Daten Arduino Uno :
• ATMega 328
• Betriebsspannung: 5V
• Eingangsspannung: 7 - 12V
• Eingangsspannung ( Limit ): 6 - 20V
• Digitale Ein/Ausgänge: 14
• Analoge Eingänge: 6
• I DC 40mA (I/O) / 50mA (3,3V)
• Flash Memory: 32 KByte
• SRAM : 2 KByte
• EEPROM: 1 KByte
• Takt: 16 MHz

Daten Leds:
• Forward Voltage (V) : 3.2~3.4
• Reverse Current (uA) : <=30
• Luminous Intensity Typ Iv (mcd) :  4000 -5000
• Angle : 20 ~ 25 Degree
• Absolute Maximum Ratings (Ta=25°C)
• Max Power Dissipation : 80mw Max Continuous
• Forward Current : 30mA
• Max Peak Forward Current : 75mA
• Reverse Voltage : 5~6V

Daten 74HC 574:
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

VCC         Supply Voltage -0.5 to +7 V
VI          DC Input Voltage -0.5 to VCC + 0.5 V
VO          DC Output Voltage -0.5 to VCC + 0.5 V
IIK         DC Input Diode Current ± 20 mA
IOK         DC Output Diode Current ± 20 mA
IO          DC Output Source Sink Current Per Output Pin ± 35 mA
ICC or IGND DC VCC or Ground Current ± 70 mA
PD          Power Dissipation 500 (*) mW
Tstg        Storage Temperature -65 to +150 oC
TL          Lead Temperature (10 sec) 300 oC

VCC Supply Voltage 2 to 6 V
VI  Input Voltage 0 to VCC V
VO  Output Voltage 0 to VCC V

Kann mir jemand weiterhelfen?

von Tim  . (cpldcpu)


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Also ich glaube Du wirst noch auf eine Menge anderer Probleme treffen. 
Mein Vorschlag wäre, dass Du Dir erst einmal ein Arduino besorgst und 
dann einen ersten Prototypen mit 3x3x3 baust. Dann kennst Du die ganzen 
kleinen Probleme und kannst Dich an den großen Cube machen...

Ach ja: für 3x3x3 benötigt man noch kein zusätzliches Netzteil usw.

von Oliver P. (Gast)


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Begrenzender Faktor sind die max 35mA Sink Current des 74HC540.
Bei ~3,5V an der LED und ~0,5V am 74HC540 Ausgang, bleiben 1V für den 
Wiederstand. Bei sicheren 30mA sind das 1V/0,03A=33Ohm.

von Marco L. (Gast)


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Vielen Dank.

Welche Daten sollte das Netzteil haben um, die Bauteile optimal zu 
versorgen?

von Oliver P. (Gast)


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Für das Netzteil gehst du von 64 LED's aus die maximal gleichzeitig 
leuchten.
64*0,03A=1,92A
mit dem AVR-Board kommt das auf ~2A
2A*1,5(Sicherheitsfaktor) macht 3A
Bedenke aber dass das Arduino mit 7V und die LED-Matrix mit 5V versorgt 
wird.

von Marco L. (Gast)


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Ich habe gerade nach solchen Netzteilen gesucht. Und keins gefunden. Wo 
soll ich suchen? Darf das Netzteil auch 12 Volt haben?

von public (Gast)


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Hey was kann denn das 12V Netzteil? Berechne doch mal Ausgangsleistung 
deines Cubes und deiner Treiberelektronik, sobald dein Netzteil diese 
Leistung kann (+20% mehr für Sicherheit) dann Daumen hoch. Du brauchst 
dann natürlich noch entsprechende Spannungsregler die aus 12V die 
benötigten 7V und 5V erzeugen, aber auch in denen wird Leistung 
verbraten...

Gruß public

von Marco L. (Gast)


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Hier der Link zum Netzteil:
http://www.ebay.de/itm/121051709205?ssPageName=STRK:MEWAX:IT&_trksid=p3984.m1438.l2649

Alles über den Arduino:
http://arduino.cc/de/Main/ArduinoBoardUno

Zitat:
"5V Pin: 5V. An diesem Pin liegen die regulierten 5V vom Spannungsregler 
des Boards an. Das Board kann entweder über die DC Strombuchse mit Strom 
versorgt werden (7 - 12V), die USB Verbindung (5V) oder über den VIN Pin 
des Boards (7 - 12V). Eine Versorgung direkt über die 5V oder 3.3V Pins 
umgeht den Spannungsregler und kann das Board beschädigen. Es wird daher 
nicht empfohlen."

Also brauche ich keinen Spannungsregler.

Meine Sorge ist eher, dass der eingebaute Spannungsregler zu heiss wird.

Zitat:
"Stromversorgung
Der Arduino Uno kann entweder über eine USB Verbindung oder über ein 
externes Netzteil mit Strom versorgt werden. Die Stromquelle wird 
automatisch ausgewählt.
Für eine externe Versorgung kann entweder ein AC-to-DC Netzteil oder 
eine Batterie genutzt werden. Für die Versorgung mit einem Netzteil muss 
dieses einen 2,1mm center-positiv Stecker besitzten, der mit der 
Strombuchse auf dem Board verbunden wird. Anschlüsse einer Batterie 
werden mit dem Gnd und dem Vin Pin des Power Connectors verbunden.
Das Board kann mit einer externen Spannung von 6 bis 20 Volt versorgt 
werden. Bei weniger als 7V Versorgungsspannung, kann es jedoch sein dass 
der 5V Pin weniger als fünf Volt bereitstellt und das Board instabil 
wird. Wenn mehr als 12V angelegt werden, kann der Spannungsregler 
überhitzen und das Board beschädigen. Der empfohlene Spannungsbereich 
liegt daher bei 7-12V."

von Oliver P. (mace_de)


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Natürlich kannst du auch ein 12V Netzteil verwenden. Mit 2A solltest du 
da auf der sicheren Seite sein.
Das AVR-Board kannst du dann direkt mit den 12V versorgen. Für die 
LED-Matrix braucht es dann einen 5V Stepdown Wandler, welcher in der 
Lage sein muss 3A zu liefern.
In anbetracht der Tatsache dass du schon bei solch lapidaren Problemen 
derart viel Unterstützung benötigst, lässt mich ernsthaft an einem 
Erfolg deines Projektes zweifeln.
Es werden mit Sicherheit deutlich grvierendere Probleme auftreten als 
die Frage nach einem passenden Netzteil...

von public (Gast)


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Also ich hab's mir jetzt nicht angeschaut, aber ein entwicklungsboard 
wie das arduino kann garantiert nicht deinen cube treiben.

Berechne doch mal die Leistung P=U*i
Oder vergleiche doch mal was so ein Netzteil an Strom kann und was dein 
arduino für ein Strom kann. Die oben beschriebenen 3A kann man meist nur 
mit einem ordentlichen Kühlkörper und dicken Leitungsquerschnitten 
bereitstellen. Also ohne Netzteil keine Chance.

Der tipp mit dem kleinen Cube ist dringend zu empfehlen. Da kannst du ja 
mal simulieren was ein spannungseinbruch verursacht oder wie warm dein 
Netzteil wird oder das arduino abbrennt...

:)

Aber mach bitte ein Video von und lade es auf YouTube hoch mit Link hier 
rein.

Beste Grüße
Public

von Marco L. (Gast)


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Vielen Dank für deine Hilfe, Oliver P.!
Ich weiß, dass mein Projekt auf wackligen Beinen steht, aber ich baue 
nach einer Anleitung: 
http://www.pyroelectro.com/projects/8x8x8_led_cube/index.html
Schaltplan: 
http://www.pyroelectro.com/projects/8x8x8_led_cube/img/8x8x8_schematic.png

Ich habe ledliglich andere Leds und dadurch verändert sich einiges 
(Widerstände, Netzteil etc.)
Dabei brauche ich ein wenig Hilfe.
Ich bin aber zuversichtlich das der Würfel funktionieren wird.

Ich verstehe nicht ganz weshalb ich einen 5V Step Down Wandler brauche. 
Die Led Matrix wird über den Arduino mit Strom versorgt. Ich verwende 
einen Arduino Uno R3. Dieser hat einen 5V Pin + GND Pin.
http://arduino.cc/de/uploads/Main/ArduinoUno_R3_Front.jpg

von public (Gast)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Abw%C3%A4rtswandler

Klarer Vorteil geringerer Stromverbrauch als ein längsregler, lese es 
dir mal durch.

Das arduino wird es aller Voraussicht nicht überleben, probieren geht 
über studieren. Pro Port/Pin eine LED okay, vielleicht sogar bis zu 
drei...

Nur weil 5V dran steht stimmt die zu bringende Leistung nicht.

Wie oben beschriebenen Leitungsquerschnitt bei zu erbringendem 
Strom/Leistung berechnen, dann Leitungen auf dem arduino vergleichen und 
den Querschnitt des Pins anschauen...

Dann wünsche ich eine gute Nacht.

Gruß
Public

von andy (Gast)


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Hallo hier neben mir steht mein 8x8x8 cube der perfekt funktioniert.
Beherzige den tip mit dem 3x3x3 cube man lernt einiges dabei.
Woher kommt die Software auch nur downloaden oder selber schreiben.
Wenn du sie selber Schreiber wirst du dich wundern wieviel Arbeit es
ist eine aufwendige animation hinzugekommen.
Wenn du aber nach Schaltplan einen nachbaust und die Software 
runterlädtst
hast du zwar schnell einen cube verstehst ihn aber nicht und eigene 
Animationen
zu erstellen ist viel schwerer.

Gruss andy

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