De ChromoDisk


toen ik zag de Aurora LED 9 x 18 Instructable, werd ik geïnspireerd.  Echter, het gebouwd op de PIC-microcontroller terwijl ik het meest vertrouwd met de AVR-microcontrollers.  Plus heb ik al de ontwikkeling en de programmeeromgevingen voor AVR's, zodat ik over een herinrichting als een persoonlijke uitdaging.  Ik wilde iets maken (bijna) net zo mooi, dat zoveel onderdelen niet meer vereist was minder duur en kan met de hand worden gesoldeerd (alhoewel misschien nemen veel tijd).  Het resultaat is dit Instructable, de ChromoDisk.

De ChromoDisk is zeer vergelijkbaar met de Aurora-LED.  Het heeft de zelfde 9 ringen van 18 LEDs en elke ring moet dezelfde kleur en helderheid dankzij de multiplexing aanpak.  Dit apparaat maakt gebruik van pulsbreedtemodulatie (PWM) in plaats van weerstanden te beperken van de macht gevoed aan de LEDs, zodat hoewel minder montagetijd en componenten duurt, u moet een beetje voorzichtig zijn over hoe u de software te schrijven.  Dit is een goede illustratie van de afweging die u maken moet wanneer u met microcontrollers ontwerpt.  U moet een evenwicht tussen wat je doet in hardware en wat je doet in de software.  Ik zeg niet dat LED Artist's aanpak met alle de weerstanden slecht is, het is gewoon een ontwerpkeuze en dit een is alternatieve.  Hierover later meer.

Laten we beginnen met de ontwerpparameters:

  • Gemakkelijk beschikbaar, goedkope onderdelen
  • Lage component graaf
  • Past binnen een goedkope tier voor PCB fabricage
  • Hand-solderable
  • Levering van meerdere energiebeheer
  • Eenvoudig programmeerbare

Het ontwerp dat u zien hier 4 generaties heeft meegemaakt.  Kun je een heleboel fouten in PCB ontwerp en lay-out, en ik deed.  Kleine dingen zoals vergeten spiegel onderdelen (accu) aan de achterkant van het bord, niet accounting voor totale huidige lasten op chips (oververhitte micro) en switching (schakelen alle LEDs tegelijk) transiënten wrak een ontwerp.  Ik liep al deze en meer.  Ik denk dat deze laatste versie krijgt het recht wel over.

De onderdelen die ik nauwelijks hebt gekozen past in de krappe ruimte.  Ik pakte de grootste SMT-onderdelen die ik kon om manueel hanteren en gebruiksgemak solderen te vergemakkelijken. Op het einde kon vanwege het beperkte onroerend goed, ik niet toestaan zowel pak van de batterij en DC power jack, dus je moet kiezen welke één u gebruikt.  Ook, alles past binnen een vierkant 100 mm, met een 4 inch-schijf, die tot de typisch is voor de meeste PCB-fabrikanten prijzen lagen behoort.  Iets groter builen u om de volgende prijzen laag.  Aangezien het gebied en de kosten omhoog gaat als het kwadraat van de straal, is het een goed idee om de grootte te beperken.   Routering uit de cirkelvorm is normaal gesproken inbegrepen in de prijs van de Raad van bestuur.

De AVR-micros zijn vrij eenvoudig te programmeren.  De code die ik heb verstrekt is volledig interrupt-gestuurde en geschreven in assembler.  Het is wellicht een beetje minder leesbaar dan C of een andere taal, maar het is ongeveer zo efficiënt als je kunt krijgen.  Ik beweer niet dat de beste programmeur, maar het lijkt vrij goed te werken en ik was in staat om enkele nieuwe modi met behulp van code uit andere modi.  Het is ontworpen om te worden gehackt!

Hier is de lijst van onderdelen voor de ChromoDisk, met Mouser P/N, beschrijving en het aantal:

667-ERJ-3EKF1201VDikke Film weerstanden-0603 1.2K Ohm 1%13
667-ERJ-3EKF6800VDikke Film Resistor-0603 680 Ohm 1%3
667-ERJ-3EKF1002VDikke Film Resistor-0603 10K Ohm 1% Tol1
81-GRM188R71H104KA93Condensator (MLCC)-0603 0.1uF 50volts X7R 10%1
512-FDN338PMOSFET kleine signaal SSOT-3 P-CH - 20V3
771-PMST2369115Bipolaire kleine signaal NPN 15v 200mA 500MHz12
556-ATTINY4313-SUDe AVR microcontroller 4KB FL 256B SRAM 1.8-5.5V1
612-TL3315NF250QTactiele Switch LOPRO 250GF SMD1
611-KSC741GLFSTactiele 4.3mm IP67 3N zachte Schakelactor1
798-DF1BZ-6DP-2.5DSA2.5 MM V DBL RIJ HDR1
Gemeenschappelijke kathode RGB LEDS162
Aangepaste PC Board1
598-AVE227M16X16T-FAl elektrolytische Cap - 220uF 16V 85C koffer 6.3 x 7,71
163-5030-EDC PWR JACK 2.0 X 5.5 MM SMT0/1
12BH331P-GRBatterij houder 3 AA PC LEADS1/0
In-systeem Programmer voor AVR-microcontrollers1

Een paar opmerkingen hier.  Eerst, zult u merken dat u moet kiezen of de DC power jack of de soldeer-on battery pack (u kunt gebruiken met draad leidt als je wilt, maar ik ontwierp het gebruik van de versie met pinnen).   Er is een montage gat in het midden voor wat je wilt, maar het pak van de batterij zal het verduisteren.  Ik gebruikte het om veilig batterijpakken voordat ik de PC mount pack toegevoegd.  Ten tweede, ik heb geen een spec voor de RGB LEDs.  Het is geheel aan jou welke u kiest.  Aangezien ik de beperking van de huidige weerstanden op de LEDs geëlimineerd met behulp van PWM in software, kunt u de helderheid van de LED's over een breed scala aanpassen door een aantal eenvoudige randvoorwaarden aan de bovenkant van de code aan te passen. Dit kunt u kwijt van LEDs met verschillende huidige specs, zolang zij de schommeling huidige van de PWM-aanpak kunnen nemen.

De pinout voor de LEDs is rood / kathode / groen / blauw.  Ik heb geprobeerd montage plankjes met diffuus en water-duidelijke LEDs.  Diffuus geven meer uniforme kleur en helderheid; duidelijk helderder licht dat overstromingen verder en ze hebben interessante effecten met invalshoek, maar niet-uniformiteit in LEDs in de kleur hot-spots resulteren kan geven.  De PWM-aanpak heeft er enkele beperkingen.

Ik heb de onderdelen in voldoende grote hoeveelheden besteld dat ik de kit van onderdelen en de gebruikersspecifieke (maar niet de programmeur van de ISP bieden kan).  Laat me weten als je geïnteresseerd bent.  Gezien de tijd die betrokken zijn, ga ik niet om geld te maken op het.  Dat was niet echt het punt.  Het was bedoeld als een uitdaging en iets leuks voor mensen om te experimenteren met.

Labels: LED, Aurora, ChromoDisk

Gerelateerde Artikelen