Пять в кубе

Хотя подобных поделок в интернете "просто завались" я не удержался от искушения добавить свои "125 - копеек".

Самым распространенным способом подключения большого количества светодиодов - матричный. Этот метод использует одно из свойств светодиода, как нелинейного элемента - он начинает светится при подаче на него питания только одной полярности.  

Такой метод мы уже использовали в проекте елочной гирлянды. Существует еще один способ, использующий Z-состояние выходного буфера, и еще одно свойство светодиода,
как нелинейного элемента. Дело в том что диод начинает светится не только от подачи питания правильной полярности, но и определенной величины,  превышающей какое-то значение (назовем его пороговым - Up).  

Принцип работы попробую объяснить на фрагменте схемы:

Если мы хотим зажечь какой-то светодиодик, то на линию, подключенную к его аноду нужно подать высокий уровень (1), на линию подключенную к катоду низкий уровень а все остальные линии перевести в Z-состояние. В этом случае все светодиоды, кроме того, который мы хотим зажечь, получаются подключенными по два последовательно , и не будут светится, если напряжение питания нашего буфера не превышает 2*Up.

Преимущество этого метода - возможность подключения большого количества светодиодов.
При наличии N выходов их можно подключить до N*(N-1).
Но есть и пара существенных недостатков:

• ограничена максимальная яркость свечения, из-за ограничения максимального напряжения питания (2*Up);
• сложная топология схемы.

Но мы не боимся трудностей. Для изготовления сего девайса, кроме платы Марсоход, нам понадобились:

• 125 светодиодов. Мы взяли SMD 0603, большего размерчика в магазине не оказалось;
• монтажная плата;
• UTP кабель двух типов: одножильный и многожильный;
• разъемы.

Поскольку для подключения 125 светодиодов нужно 12 выходов, платку марсохода нужно немного доработать - разделить моторные пины и допаять штырёчки.

Для облегчения монтажа и тестирования, вся схема разбита на 5 частей:

Каждая часть сделана в виде отдельного модуля на разъемчиках:

Светодиоды напаяны на кусочки лужёной медной проволоки длинной 5см и
соеденены перемычками:

Собранный полностью модуль можно установить на платку и проверить:

Для подключения пяти таких модулей нужна "материнская" платка, которая дублирует моторные пины пять раз:

И вот еще:

Теперь на платку можно установить все пять модулей:

Для управления нашим устройством, будем подключать его к COM-порту компьютера. Поскольку данные нужно передавать только в одну сторону, можно использовать только один сигнал, Tx. Подаем его на пин DN. Для того чтобы защитить вход от
высокого напряжения на Tx, между пином DN и +5USB нужно установить джампер:

После того, как все собрано вместе, подключено к компьютеру и зашит проект (

Чтобы включить или выключить какие-либо светодиоды, из компьютера в COM-порт нужно передать файл из 16 байт (128 бит), каждый бит в котором описывает состояние одного светодиода. Для создания таких файлов написана простенькая программка Out_com1.exe (она так же лежит в архиве вместе с проектом). С ее помощью мы сделали простенькое
тестовое шоу:

До восьмого марта есть еще время, и , я думаю, мы успеем придумать какие-нибудь более интересные эффекты.