O que é o LEDcube Kit
Este kit permite montar um cubo de LEDs 3x3x3. Através de uma programação adequada consegue-se mostrar animações bem interessantes.
Funcionamento
O esquema (ledcube_v2_schem.pdf, nos arquivos do blog) é bastante simples. Temos um ATmega168 (o mesmo usado em modelos antigos do Arduino) rodando a 8MHz. Um conector disponibiliza os sinais de comunicação para ligação de um conversor serial TTL/USB (o chamado "cabo FTDI"). A alimentação é selecionada por um jumper entre 2 pilhas AA e o conector de comunicação.
A placa possui dois botões. Um deles é o tradicional reset e o outro é um botão conectado a uma entrada digital (quando fechado coloca o botão em terra, portando deve ser usado o pullup interno do ATmega).
Os LEDs são conectados diretamente a saídas digitais do ATmega. Os catodos (negativo) dos LEDs de cada nível estão interligados entre si e a um pino do ATmega. Os anodos (positivos) dos LEDs são ligados verticamente (isto é, o anodo do LED em (0, 0, 0) é ligado aos anodos dos LEDs em (0, 0, 1) e (0, 0, 2) e a um pino do ATmega. Temos, portanto, o velho esquema de multiplexação. Os LEDs são controlados um nível por vez, mas mudamos de um nível para outro tão rapidamente que a vista tem a impressão que todos os níveis são acesos simultaneamente.
Montagem
A montagem deste kit é razoavelmente complexa. As instruções estão atualmente incompletas, para a montagem do cubo propriamente dito devem ser seguidas as instruções da versão anterior. O que realmente dá trabalho é a interconexão dos LEDs. O gabarito de madeira ajuda o posicionamento dos LEDs, mas a ligação dos terminais não é simples, principalmente na hora de empilhar os planos. Em alguns momentos dava para ficar tonto com tantos terminais olhando para mim. O meu resultado final foi um cubo claramente distorcido. Fico pensando em como deve ser montar um cubo 8x8x8 com LEDs RGB.
Fiz a montagem em duas etapas. Na primeira montei o cubo (o que gastou um pouco mais de uma hora) e na segunda a placa de circuito impresso (mais quarenta e cinco minutos, incluindo uma correção de um fio que arrebentou). O vídeo abaixo dá uma ideia da montagem, mas aviso:
- coloquei um zoom muito alto na câmera e muita coisa ficou fora do campo de visão; retirei algumas das fotos que mostravam apenas a mesa vazia;
- eu tentei técnicas diferentes para soldar cada um dos três planos de LEDs;
- eu me atrapalhei duas vezes, cortei um terminal que não devia e precisei soldar um remendo.
Personalizações, Hacks e Montagem sem o Kit
Embora o microcontrolador venha programado com uma animação de teste, esta versão do kit é praticamente um Arduino. Usando um conversor serial TTL USB é possível reprogramá-lo com a IDE do Arduino (ou diretamente com o avr-gcc toolchain). Com isto novas animações e efeitos podem ser criados. Em um post futuro veremos um pouco sobre a programação.
Do ponto de vista de hardware, os LEDs podem ser trocados por outros de outro tamanho ou cor e eles podem ser dispostos de uma forma diferente de um cubo.
As peças utilizadas são corriqueiras (apenas o ATmega168 pode ser um pouco mais difícil de encontrar, mas pode ser substituído por um ATmega328 que é cada vez mais popular graças ao Arduino). A montagem do microcontrolador pode ser feita facilmente em uma placa de circuito impresso padrão.
Avaliação
Este kit pode ser frustrante para quem não tiver experiência ou o apoio de alguém mais experiente. A soldagem dos LEDs é particularmente trabalhosa. A reprogramação do microcontrolador, algo importante para poder aproveitar bem o kit, requer um hardware adicional.
Por outro lado, o resultado final é recompensador, como mostra o vídeo abaixo.
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