PR-0418 Cubo LED 4x4x4 con el Microcontrolador ATMega8 (Sin Arduino, Sin multiplexor, Sin convertidor serial).
En este post armaremos un
cubo led 4x4x4 sin utilizar Arduino ni multiplexores, ni convertidores seriales, solo utilizaremos el
microcontrolador (AVR) ATMega8 como el que se muestra en la siguiente imagen:
NOTA1: Para la
elaboración de este cubo LED, se requieren conocimientos básicos de
programación de microcontroladores para poder cargar (grabar) el archivo
hexadecimal en la memoria interna (flash) del ATMega8.
NOTA2: Por si lo desea,
en este post se proporciona un archivo hexadecimal (.hex) con un programa que
incluye 7 secuencias distintas, el cual se encuentra listo para ser grabado en
un ATMega8. Este archivo se puede descargar al final de este post.
A continuación se
muestra el diagrama de conexión de nuestro cubo Led 4x4x4, utilizando un
microcontrolador ATMega8:
**El botón reset,
indicado como “RS” en el diagrama, es con el cual se cambia de una secuencia a
otra.
**Los dos capacitores
que se observan en el diagrama (1000µF y 100nF) son para evitar ruidos
provenientes de la fuente de alimentación de 5V.
**Los conectores
numerados con D0…D7, B0…B7 y C0…C3, corresponden a los puertos de salidas
digitales del microcontrolador (PortB, PortD y PortC) en el orden
correspondiente.
La siguiente imagen
muestra la conexión del nivel (capa) superior del Cubo, se debe considerar que
los otros 3 niveles son idénticos (el cubo consta de 4 niveles en total):
**Tome en cuenta que el
diagrama anterior representa 16 LED, los cuales conforman tan solo un nivel (el
nivel superior) de los cuatro que tiene el Cubo, se debe considerar que los otros 3 niveles son idénticos.
**Todos los LED
pertenecientes a un mismo nivel, tienen sus cátodos conectados entre si.
**Todos los LED
pertenecientes a una misma columna (vertical), tienen sus ánodos conectados
entre si.
**Los conectores
numerados con D0…D7, B0…B7 y C0…C3, corresponden a los puertos de salidas
digitales del microcontrolador (PortB, PortD y PortC) en el orden
correspondiente.
Para armar el cubo de
Leds, tome en cuenta los puntos mencionados anteriormente. Si es el primer cubo
que va a realizar, le recomendamos guiarse en el siguiente video:
A continuación se
muestran imágenes del proceso de armado de nuestro cubo led 4x4:
Se puede utilizar un trozo de papel cascaron como base para ensamblar los LED:
Un Nivel terminado:
Dos Niveles terminados:
Cubo terminado:
Una vez que se ha
ensamblado el cubo, se procede a la realización de la tablilla de circuito
impreso (PCB). La siguiente imagen muestra el PCB propuesto para este cubo LED:
**El archivo del
Circuito Impreso (PCB) puede descargarse en formato Circuit Wizard al final de
este post.
**Si no cuenta con el
programa Circuit Wizard, también encontrará el link de descarga al final de
este post.
**Verifique las medidas
de su cubo Led terminado, con las medidas del Circuito Impreso y modifíquelo
este último caso de ser necesario.
**Los conectores
numerados con D0…D7, B0…B7 y C0…C3, corresponden a los puertos de salidas
digitales del microcontrolador (PortB, PortD y PortC) en el orden correspondiente.
**La letra “G” que
aparece en la numeración de los conectores corresponde a tierra.
**Verifique varias
veces las conexiones entre el PCB del cubo y el PCB del ATMega8, para evitar
dañar el Microcontrolador.
A continuación se muestra en una tablilla aparte, el circuito impreso (PCB) en el que será alojado el Microcontrolador ATMega8:
A continuación se muestra en una tablilla aparte, el circuito impreso (PCB) en el que será alojado el Microcontrolador ATMega8:
**El archivo del
Circuito Impreso (PCB) puede descargarse en formato Circuit Wizard al final de
este post.
**Si no cuenta con el
programa Circuit Wizard, también encontrará el link de descarga al final de
este post.
**Los conectores
numerados con D0…D7, B0…B7 y C0…C3, corresponden a los puertos de salidas
digitales del microcontrolador (PortB, PortD y PortC) en el orden
correspondiente.
**La letra “G” que
aparece en la numeración de los conectores corresponde a tierra.
**Verifique varias
veces las conexiones entre el PCB del cubo y el PCB del ATMega8, para evitar
dañar el Microcontrolador.
A continuación se
muestran imágenes del PCB del cubo Led, realizado con el método de planchado:
Verifique que el tamaño de su Cubo LED coincida con el PCB.
Se soldan las resistencias, transistores y cableado.
Cubo montado en el PCB.
PCB del ATMega8
Se inicia con la parte de pruebas y programación.
Una vez comprobando que todo funciona a la perfección, se procede a montar el microcontrolador en su base.
Finalmente, para darle un acabado mas estético, se puede armar la caja del circuito utilizando cartón corrugado, papel cascaron o acetato, dependiendo del gusto de cada quien.
Una vez teniendo listo
el cubo montado en su PCB y con sus cables soldados, se procede a la
programación de las secuencias que se deseen.
Este cubo fue
programado en lenguaje ensamblador (assembler) utilizando el software Atmel
Studio 7 (Click aquí para descargar Atmel Studio 7).
En este post no se
explicará el proceso de programación, ya que es un tema bastante extenso y de
cierta complejidad, sin embargo si usted desea incursionar en el mundo de la
programación de Microcontroladores AVR, le recomendamos adquirir algún libro
como el siguiente: CURSO PRÁCTICO PARA PROGRAMACIÓN DE AVR ( Click aqui para ir al Libro.)
Si usted posee
conocimientos de programación AVR en lenguaje ensamblador (assembler), el
código completo puede ser descargado al final de este post.
Al final de este post
usted encontrará también el archivo Hexadecimal (*.hex) del programa propuesto
para este cubo LED listo para ser quemado (grabado) en un ATMega8.
Si usted utiliza el
“Hex” que se proporciona en este post, tome en cuenta grabarlo en la memoria
flash y utilizar una frecuencia de 4Mhz del oscilador interno del ATMega8, para
obtener mejores resultados de visualización.
A continuación se
muestra un video de nuestro cubo Led 4x4x4, con todas las secuencias (8
Secuencias distintas) incluidas en el programa que se proporciona en este post.
Aprendizaje obtenido durante la realización de este cubo LED.- En este cubo se utilizaron LED color amarillo difuso por ser los más económicos en la tienda de electrónica local, sin embargo estos LED no tienen suficiente brillo comparados con otros LED como los de color azul. Por lo tanto nuestro cubo Led necesita estar en un cuarto con poca iluminación para poder apreciar correctamente las secuencias. Dependiendo de sus requerimientos, tome en cuenta esta experiencia al momento de comprar sus LED.
Aprendizaje obtenido durante la realización de este cubo LED.- En este cubo se utilizaron LED color amarillo difuso por ser los más económicos en la tienda de electrónica local, sin embargo estos LED no tienen suficiente brillo comparados con otros LED como los de color azul. Por lo tanto nuestro cubo Led necesita estar en un cuarto con poca iluminación para poder apreciar correctamente las secuencias. Dependiendo de sus requerimientos, tome en cuenta esta experiencia al momento de comprar sus LED.
A continuación se
encuentra el link de descarga en el cual usted puede descargar un archivo
comprimido que incluye lo siguiente:
*Diagrama del circuito
en formato Cicuit Wizard.
*PCB´s del circuito en
formato Cicuit Wizard.
*Código del programa en
lenguaje ensamblador (assembler).
*Archivo Hexadecimal
(*.hex) para ATMega8 (considere oscilador interno 4Mhz).
*Disposición de
entradas y salidas del ATMega8 (pinout).
Tamaño: 565KB
Tipo: Rar
Si usted no cuenta con
el software Circuit Wizard, también puede descargarlo en el siguiente Link.
Tamaño: 89.1MB
Tipo: Rar
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excelente demasiado bueno...
ResponderBorrarlastima muy escondido