5. 3D led Cube
В настоящее время подавляющее большинство трёхмерных изображений создается при помощи стереоскопического эффекта, как наиболее лёгкого в реализации, хотя использование одной лишь стереоскопии нельзя назвать достаточным для объёмного восприятия. Многие компании предпринимают попытки создать эффект так называемого естественного 3D, когда объемное изображение формируется без посредничества специальных очков и прочих приспособлений. Одной из таких разработок является светодиодный экран - устройство отображения и передачи визуальной информации, в котором каждой точкой, пикселем (pix) является один или несколько полупроводниковых светодиодов.
Светодиодные экраны по принципу построения делятся на два типа - кластерные и матричные.
В кластерных экранах каждый пиксель, содержащий от трех до нескольких десятков светодиодов, объединён в отдельном светоизолированном корпусе, который залит герметизирующим компаундом. Такой конструктивный элемент называется кластером. Кластеры, образующие информационное поле экрана, закреплены при помощи винтов на лицевой поверхности экрана. От каждого кластера отходит жгут проводов, подключаемый, посредством электрического разъема, к соответствующей схеме управления (плате).
В матричном принципе кластеры и управляющая плата объединены в единое целое - матрицу, то есть на управляющей плате смонтированы и светодиоды и коммутирующая электроника, которые залиты герметизирующим компаундом. В зависимости от размера и разрешения экрана, количество светодиодов, составляющих пиксель, может колебаться от трех до нескольких десятков. Важной особенностью таких экранов является возможность управления и программирования каждого отдельного светодиода, которая реализуется за счет использования в схеме микроконтроллеров. Светодиодный куб - это электронное устройство, используемое в качестве рекламного носителя или световой декорации, передающей динамическое изображение логотипов, слоганов, приветствий, любой другой текстовой и графической информации, видимой с любого угла обзора. С технической точки зрения светодиодный куб - это куб, по всему объему которого расположены светодиоды и каждый светодиод - управляется отдельно. Светодиодный куб может отображать различную световую анимацию, которая уже запрограммирована в нем. Сложные схемы трехмерных светодиодных кубов даже могут отображать различные объемные слова и надписи. Светодиодный куб по своей сути является объёмным монитором, только с низким разрешением, который позволяет отображать пространственные структуры и графику. Это решение не подходит для просмотра видео, но может быть хорошо использовано для оформления шоу и презентаций, для развлечений и выставок, рекламы и дизайна. Светодиодные мониторы таких, объемных, типов появились относительно недавно. Тем не менее, светодиодные мониторы приобретают разнообразные формы, в виде шаров, параллелепипедов, пирамид. Однако, как показывает практика, наиболее оптимальным размером и формой обладает именно куб.
5.1 Сборка кубика 3d led Cube
Сборка кубика происходила следующим образом. В куске доски сверлил отверстия 5 на 5 под светодиоды всего 25 отверстий, диаметром равным диаметру светодиода (5мм). Затем по мере заполнения отверстий СД, спаивал их аноды. Катоды лишь немного загибал, оставляя их перпендикулярными аноду. Практика показала, что удобнее сначала их позагибать, а лишь после этого вставлять в отверстия. Выглядело примерно следующим образом:
В результате получил вот такую матрицу 5х5, как я его называю "этаж", всего их 5.
После сборки всех матриц я их спаивал вместе начиная с последнего этажа, перевернув матрицы выводами к верху. Так удобнее, поскольку довольно легко достать паяльником до середины. На фото красным выделил выводы светодиодов, чтоб показать, как я их загибал.
Устройство собранно на двусторонней плате, на ней установлен МК ATmega16, транзисторы, ОУ, триггеры.
Питается устройство 5В, который берет через USB шнур с компьютера. Программатор подключается в 6- пиновый разъем стандартный для программатора AVRISP MK II. Для увеличения яркости всего куба вместо дешифраторов использовал триггеры 74HC574. Логика работы устройства такова: 1. Гасим все этажи; 2. Поочередно на каждый триггер выводим нужную информацию; 3. Засвечиваем первый этаж; 4. Ждем; 5. Гасим первый этаж; 6. Поочередно на каждый триггер выводим нужную информацию; 7. Включаем второй этаж; Ну и т. д. МК работает на частоте 16МГц. Все эффекты хранятся в виде двумерных массивов в его флешь памяти.
Схема устройства:
