Đề tài tập trung nghiên cứu về tính ứng dụng của led cube. Nhóm tác giả đã tính toán thiết kế được phần cơ khí khung led cube, cơ cấu chuyển đổi từ chế độ nháy bình thường sang chế độ nháy theo nhạc. Tính toán, thiết kế được phần điện nguồn, điện điều khiển, mạch led hiển thị. Mời các bạn cùng tham khảo!
THIẾT KẾ MƠ HÌNH LED CUBE 8X8X8 Phạm Thành Vinh, Phạm Công Viên Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS Nghiêm Hồng Hải TĨM TẮT Đề tài tập trung nghiên cứu tính ứng dụng led cube Nhóm tác giả tính tốn thiết kế phần khí khung led cube, cấu chuyển đổi từ chế độ nháy bình thường sang chế độ nháy theo nhạc Tính tốn, thiết kế phần điện nguồn, điện điều khiển, mạch led hiển thị Xây dựng thuật tốn điều khiển, lập trình mô Sản phẩm hệ thống điều khiển điện tử có chức gồm: sử dụng để chiếu sáng, làm đẹp, trang trí khả thay đổi màu sắc độc đáo GIỚI THIỆU Led cube sử dụng rộng rãi khắp nơi Sản phẩm led dùng để làm phận hiển thị thiết bị điện, điện tử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thơng Điểm hấp dẫn loại đèn này sử dụng để lắp đặt nơi khó thay lắp chẳng hạn bên nhà, bể bơi thay phải sử dụng bóng đèn thơng thường Ưu điểm mơ hình led cube hiệu ứng đẹp mắt, khối khung đẹp[8,9] Khối LED 8x8x8 gồm tầng ma trận LED, tầng gồm 64 LED chia thành hàng ngang hàng dọc 64 LED tầng nối chung chân âm cathode tầng nói chung anode tạo thành 64 cột Trạng thái LED định tín hiệu điện áp vào đồng thời chân Ví dụ: để LED sáng điện áp 5V phải đưa vào chân dương chân âm phải nối đất, LED tắt khơng có điện áp đưa vào chân dương [5-9] Mạch sử dụng nhiều linh kiện: TIP41C, IC 74HC295, PIC 16F887… dụng cụ- phụ kiện khác Hướng nghiên cứu chế tạo led cube nghiên cứu nhiều Trường Đại học ứng cho chương trình quảng cáo[1-6] Hình PIC16F887 130 Hình Sơ đồ khối chân IC74HC595 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Hình Sơ đồ ngun lý mơ hình LED CUBE 8x8x8 – Để cho led bật sáng, ta nối chân anode chung lớp với điểm có điện cao, nối điện thấp cho chân cathode bóng led cần thắp sáng [1-5] – Việc cấp điện cao cho lớp thực bới transitor PNP phân cực vùng bão hòa vùng ngưng tương ứng với mức logic 1[1-5] – Tùy theo mức lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát khác (tức màu sắc LED khác nhau) Mức lượng (và màu sắc LED) hoàn toàn phụ 131 thuộc vào cấu trúc lượng nguyên tử chất bán dẫn LED thường có điện phân cực thuận cao ốt thông thường, khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện phân cực nghịch LED khơng cao Do LED dễ bị hư hỏng điện ngược gây ra[6,7] NỘI DUNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ, THI CƠNG MẠCH Sơ đồ khối: Hình Sơ đồ khối Khối nguồn: Cung cấp nguồn cho hệ thống ta chọn nguồn +5v cho mạch Trong mơ hình ta dùng jack cắm DC để kết nối với adapter 5V Khối vi xử lý: Khối có nhiệm vụ xử lý tín hiệu Ở dùng PIC16F887, khối quan trọng – nơi nạp code vào để điều khiển mạch hoạt động Khối port: Khối có nhiệm vụ chia cổng để điều khiển mảng led khác Khối kết nối với khối vi xử lý để nhận thơng tin vào kích thích chúng thực công việc Khung led cube 8x8x8: Khung tạo hình thành khối lập phương với cạnh dài 7inch Mỗi led cách inch có led cạnh Có tổng cộng 512 led đơn kết nối với tạo thành khối led cube 8x8x8 [5-9] MÔ PHỎNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY Sau thiết kế sơ đồ nguyên lý tiến hành vẽ PCB thể Hình 5, hiển thị đầy đủ chân linh kiện cách dây: Hình Sơ đồ layout mơ hình LED CUBE 8x8x8 132 Sau dây thành công PCB ta đuợc mạch 3D mô linh kiện [8,9] vị trí mạch Từ mạch mơ ta dễ dàng tiến hành thi công lắp đặt mạch Hình 6: Hình Mơ 3D KẾT QUẢ THỰC HIỆN CƠNG TRÌNH Sau lắp đặt phận mơ hình led cube 8x8x8 ta kết sau: Hình Mơ hình led 8x8x8 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài hoàn thành thời gian kết thu gần đáp ứng yêu cầu đề Khối led cube thiết kế bao vỏ hộp mica tạo thêm tính thẩm mỹ cho khối led Về mặt ổn định hiệu làm việc mạch hoạt động tốt nhiên số điểm mắc phải yếu tố mặt thời gian kinh nghiệm Tuy nhiên có nhiều khó khăn hạn chế trình thực hiện, thời gian vấn đề khó khăn lớn Trình độ lập trình có hạn nên hiệu ứng khói led chưa thực đẹp bắt mắt 133 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Nâng cao khả lập trình để thêm vào hiệu ứng nhấp nháy theo nhạc, cho phép thị ảnh động khối led Trong thời gian tới cố gắng phát triển nhiều loại khối led, sử dụng loại vi điều khiển khác PIC hay AVR TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Rakesh.N, Pradeep Kumar.A, Ajay.S, Design and Manufacturing of Low Cost Pneumatic Pick And Place Robot, International Journal of Scientific & Technology Research Volume 2, Issue 8, August 2013 [2] M Kostadinović, M Stojčev, Z Bundalo and D Bundalo, 2010 ‘Simulation model of DC servo motor control,’ Proceedings of 14th Int Power Electronics and Motion Control Conf EPE-PEM, Ohrid, pp: T7-10 -T7-14 [3] Wang Z., Chen Z., Zhang J 2012 ‘Servo Motor Position Control Based on DSP,’ In: Zhang T (eds) Mechanical Engineering and Technology Advances in Intelligent and Soft Computing, vol 125 Springer, Berlin, Heidelberg [4] M Md Kamal and N Mamat, 2009 ‘Controller design for servo motor,’ IEEE Symposium on Industrial Electronics & Applications, Kuala Lumpur, pp 926-929 [5] Mạch vi điều khiển Arduino Mega: https://www.arduino.cc/ [6] Sách Điện tử [7] Sách Điện tử [8] https://www.youtube.com/watch?v=GUaA8LlzVy8&t=343s [9] https://www.youtube.com/watch?v=sTSFFvzLdVA&t=434s 134 ... lắp đặt phận mơ hình led cube 8x8x8 ta kết sau: Hình Mơ hình led 8x8x8 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài hoàn thành thời gian kết thu gần đáp ứng yêu cầu đề Khối led cube thiết kế bao vỏ hộp mica... led cách inch có led cạnh Có tổng cộng 512 led đơn kết nối với tạo thành khối led cube 8x8x8 [5-9] MÔ PHỎNG SẢN PHẨM TRÊN MÁY Sau thiết kế sơ đồ nguyên lý tiến hành vẽ PCB thể Hình 5, hiển thị.. .Hình Sơ đồ khối chân IC74HC595 THIẾT KẾ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Hình Sơ đồ ngun lý mơ hình LED CUBE 8x8x8 – Để cho led bật sáng, ta nối chân anode chung