Figura 1: Prototipo de cubo LED controlado por AVR ATMega16
Laboral:
El cubo LED tiene 64 LED (4x4x4). Cada LED está dedicado a un puerto IO en un microcontrolador. El cubo LED se basa en un fenómeno óptico llamado Persistencia de la Visión. Si parpadea un LED demasiado rápido, permanecerá en su retina durante algún tiempo incluso después de que se apague el LED. Al mostrar cada capa del cubo muy rápidamente, una tras otra, se da la sensación de 3D. Con esta configuración solo necesitaremos 16 (ánodo) + 4 (capas) puertos IO para controlar cada LED. El LED tiene dos patas, una positiva y otra negativa. El extremo positivo está conectado a los pilares del cubo LED que actúa como ánodo mientras que el negativo está conectado a la capa. Así, para encender un LED determinado tenemos que suministrar corriente al pilar correspondiente y poner a tierra la capa.Diagrama de bloques:
Figura 2: Diagrama de bloques del cubo LED controlado por AVR ATMega16
Fuente de energía: Utilizamos una fuente de alimentación regulada de 5 V con un regulador de voltaje 7805 y una batería de 9 V para nuestro proyecto.
Microcontrolador:
Es el corazón del proyecto que permite controlar el Cubo LED generando animaciones predefinidas. Para ello se utilizan los puertos de entrada/salida del microcontrolador. Utilizamos el microcontrolador Atmega 16 en nuestro proyecto.
Figura 3: Diagrama de pines AVR ATMega16
Figura 4: Prototipo de circuito de control de cubo LED basado en AVR ATMega16
Cubo LED:
La conexión del cubo LED se realiza de la siguiente manera. Todos los ánodos de una capa están conectados como un pilar del cubo y los cátodos están en cortocircuito alrededor de la capa. Así, tenemos 4 pines catódicos en 4 capas de cubos y 16 pines catódicos como pilares de cubos.
Figura 5: Imagen de representación del cubo LED
Figura 6: Prototipo de cubo LED controlado por AVR ATMega16
El circuito:
{Consulta la pestaña del diagrama de circuito para ver el circuito completo del 3D LED Cube (4x4x4)}
Cronograma:
La programación se realiza en Eclipse IDE en Embedded C. El código se adjunta a este documento. Creé 4 patrones de animación en cada 'bucle for'.Código fuente del proyecto
###
#incluir
#incluir
vacío principal
{
DDRA=0xff;
DDRB=0xff;
DDRD=0xff;
interna l,j,k,l,m;
mientras (1)
{
para (l=0;l<6;l++)
{
PUERTO=~1;
PUERTO=0b00010001;
PORTB=0b00010001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b00010001;
PORTB=0b00010001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b00010001;
PORTB=0b00010001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~8;
PUERTO=0b00010001;
PORTB=0b00010001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b00100010;
PORTB=0b00100010;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b01000100;
PUERTOB=0b01000100;
_delay_ms (200);
PUERTO=~1;
PUERTO=0b10001000;
PUERTOB=0b10001000;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b10001000;
PUERTOB=0b10001000;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b10001000;
PUERTOB=0b10001000;
_delay_ms (200);
PUERTO=~8;
PUERTO=0b10001000;
PUERTOB=0b10001000;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b01000100;
PUERTOB=0b01000100;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b00100010;
PORTB=0b00100010;
_delay_ms (200);
}
para (j=0;j<6;j++)
{
PUERTO=~8;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~1;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
}
para (k=0;k<6;k++)
{
PUERTO=~1;
PUERTO=~0b10011111;
PUERTOB=~0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=~0b10011111;
PUERTOB=~0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=~0b10011111;
PUERTOB=~0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~8;
PUERTO=~0b10011111;
PUERTOB=~0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~8;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
PUERTO=~1;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_ms (200);
}
para (l=0;l<6;l++)
{
PUERTO=~1;
PUERTO=1; _delay_ms (100);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b00100000; _delay_ms (100);PUERTO=0;
PUERTO=~4;
PUERTOB=0b00000100; _delay_ms (100);
PUERTO=~8;
PUERTOB=0b10000000; _delay_ms (100);
PUERTO=~4;
PUERTOB=0b00001000; _delay_ms (100);PORTB=0;
PUERTO=~2;
PUERTO=0b10000000; _delay_ms (100);
PUERTO=~1;
PUERTO=0b00001000; _delay_ms (100);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b01000000; _delay_ms (100);PUERTO=0;
PUERTO=~4;
PUERTOB=0b00000010; _delay_ms (100);
PUERTO=~8;
PUERTOB=0b00010000; _delay_ms (100);
PUERTO=~4;
PUERTOB=0b00000001; _delay_ms (100);PORTB=0;
PUERTO=~2;
PUERTO=0b00010000; _delay_ms (100);
}
para (m=0;m<10000;m++)
{
PUERTO=~1;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_us (100);
PUERTO=~2;
PUERTO=0b00001001;
PUERTOB=0b10010000;
_delay_us (100);
PUERTO=~4;
PUERTO=0b00001001;
PUERTOB=0b10010000;
_delay_us (100);
PUERTO=~8;
PUERTO=0b10011111;
PORTB=0b11111001;
_delay_us (100);
}
}
}
###
Diagramas de circuito
| Diagrama de circuito-AVR-ATMega16-LED-Cube |  |