6x6x6 RGB Cube

[Toni K. (knieto)]

Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum und hätte mal ein paar Fragen. Ich möchte mich 
momentan mit einem LED CUBE Projekt mit RGB LEDs auseinander setzen.
Die Anforderungen sind folgende:
6x6x6
RGB
Am besten einen ATMEL MC
Eine beliebige Schnittstelle USB und oder SD Slot zum überspielen von 
unterschiedlichen Programmen
Jede LED sollte schon mindestens 4096 Farben darstellen können
UND sehr wichtig: jede LED einzeln anzusteuern(Verfahren egal aber ich 
habe viel über Zeitmultiplexen gelesen, denn alle einzeln ansteuern via 
Leitung würde bedeuten 6*6*6*3 = 648 und dann halt eine Masse...649 
Leitungen, dass möchte ich so eigentlich nicht realisieren.
Außerdem soll die Platine und die Schaltung selber geätzt und entworfen 
werden.
und was nice to have wäre ein Display welches das die verschiedene 
Programme auf dem Speichermedium anzeigt und darüber dann ausgewählt 
werden kann. Soviel zur Theorie.

Jetzt geht es um die Wahl der richtigen Hardware. Da ich nicht vorhabe 
jede einzelne LED per separate Leitung anzusteuern würde ich gerne 
Zeitmultiplexen. Nur bin ich in dem Verfahren noch nicht so wirklich 
vertraut. Wenn mir das einer mal kurz und knapp erklären könnte wie ich 
mir das vorzustellen habe wäre ich sehr dankbar. Die LEDs würde ich in 
einer Matrix Bauweise anschließen. Ohne den Zeitmultiplexer würden ja 
immer 2 LEDs Gleichzeitig an sein oder?

Da wir in der UNI hauptsächlich mit dem ATMEL arbeiten, würde ich den 
dafür auch gerne verwenden.
Deswegen schreibe ich euch hier auch. Denn ich muss mir über ein paar 
Anforderungen noch bewusst werden.

Ich habe mir jetzt mal den AT90USB1287 ein wenig näher angeschaut...
Der Würfel soll nicht als externes 3D-Display fungieren. Sondern ein 
CUBE zu demonstrationszwecken.
Einfach wo man ein paar unterschiedliche Bilder abspielen kann.

Vielen Dank im voraus

[Leon L. (leonelf)]

Für den generellen Aufbau kann ich den Artikel LED cube und diesen 
Forumbeitrag empfehlen:
Beitrag "LED cube 8x8x8"

Auch dieser eetimes Artikel hat einen aufwändigen, aber sehr 
Wartungsfreundlichen Aufbau:
http://www.eetimes.com/author.asp?doc_id=1323899


Als Ansteuerung würde ich konstantstromsenken empfehlen, damit du auch 
mit billigen China LEDs (oder verschiedenen Produktionszyklen) die 
gleiche Helligkeit (und somit Farbe) bekommst. TI hat einige im Angebot. 
Es gibt auch welche mit integriertem PWM, denen du nur noch Takt (und 
Daten) geben musst.

Die 4096 Farben wären 12bit, also 4 bit pro Farbe. Du solltest in jedem 
Fall farbkorrektur implementieren, da das Auge logarithmisch 
funktioniert (LED-Fading), also die helleren Farben (90% des 
Spektrums) extrem hell sind und man keinen Unterschied verspüren kann. 
Die meisten PWM treiber haben 12bit ansteuerung, da kann man dann 
wunderbar beim "boot" einen LUT füllen. Alternativ ginge natürlich auch 
BAM (bit angle modulation) für softwareseitiges PWM. Dann solltest du 
aber auch (wie bei den pwm treibern) oversamplen, also eine höhere 
Farbauflösung wählen, um die augenkorrektur zwischenschritte abbilden zu 
können. (Ich nutze bei meinem RGB 8x8x8 24bit farben und wandle sie in 
36bit um, um noch Genauigkeit zu haben).

Zu USB: AFAIK hat das USB bei ATMegas einen gewaltigen software overhead 
und ist relativ langsam. U(S)ART zu nutzen (und dann FTDI oder ähnlichen 
chip) wäre schneller.