LED Cube

Cube von oben

Schon relativ früh im Studium wollte ich in einen RGB-Würfel(eigentlich 8³) bauen, konnte dies aber nicht umsetzen, da zu dem Zeitpunkt 2007/2008 die LEDs und PWM Treiber recht teuer waren(Software PWM kam nicht in Frage). Thanks to Globalization :-D. 2011 wurde es dann endlich umgesetzt. Erstmal nur als kleine Variante.

 

 
 
 
 
 
 
Cube von Oben
Cube von oben

Der Würfel besteht aus 64 5mm RGB-LEDs(Rot,Grün,Blau).Die LEDs sind der Ausführung gemeinsamen Kathode(R,G,B,GND). Jede der 3 Farben kann in ihrer Helligkeit geregelt werden(PWM 8 Bit pro Farbe). Um einen 3DEffekt zu erreichen, werden 4 Matrizen aus 4×4 LEDs übereinander gestapelt.

 

 

 

 

 

Vorderansicht des Cubes
Vorderansicht des Cubes

Der Cube besteht aus 2 Platinen mit 200mm x 100mm. Jede Platine steuert 2 Ebenen und 32 LEDs. Die Kathoden einer Ebene können über einen FET getrennt zur Masse geschaltet werden(Multiplexen Empfehlung: 4x 100Hz → 2,5ms/Ebene). Die Ansteuerung kann mit einem Mikrocontroller erfolgen, der über ein SPI(o.Ä.) + 6 I/O Leitungen verfügt. Herz einer Platine ist der TLC5947 von TI. Der TLC wird aber nur zur Erzeugung der PWM benutzt und nicht „zusätzlich“ als Konstantstromquelle für die LEDs. Die Datenleitungen sind über Optokoppler getrennt(max. 2MBit). Auf jeder Platine werden die Signale durch die Treiber 74HCT244/240 aufbereitet. Die Spannungsversorgung beträgt 5V und die Stromaufnahme(Komplett Weiß) ca. 2A.