cube 4x4x4 avec PIC24F16KA101

Je poursuis mes expérimentations avec le PIC24F16KA101. Cette fois je présente un cube de LED 4x4x4 réalisé avec des LEDs vertes de 3mm. Le cube de LED fait 3cmx3cmx4cm, (oui je sais, pas vraiment cubique). Pour ce cube j'ai utilisé la méthode de multiplexage dite Charlieplexing car elle nécessite moins de E/S, 9 lieu de 16 comme ce fut le cas pour la matrice de LED 8x8 utilisé dans ma présentation du PIC24F16KA101. Voici un court vidéo du démo en action.

méthode de fabrication du cube

Sur une planche j'ai percé 16 trous de 3mm de diamètre sur une grille de 3cm x 3cm. Comme il faut 9 E/S pour contrôler 64 LEDs en Charlieplexing j'ai soudé ensemble les cathodes par groupe de 8. Il y a donc 2 cathodes par plan. Les cathodes des LEDs qui sont soudées ensemble se font face. La première étape est de relier ces cathodes par un fil comme illustré ici.

Ensuite on relie les anodes 2 par 2 comme indiqué dans le tableau ci-bas. Sauf qu'il y a toujours 2 anodes de reliées à la cathode du groupe opposé. Ainsi p1a2 est relié à p1c1 et p1a9 est relié à p1c1. Les informations concernant un plan sont groupées par couleur. Au final il ne devrait y avoir que 9 fils qui relie ce plan au plan suivant. J'ai assemblé les 4 plans pour ensuite assembler ceux-ci ensemble. Ce travail demande beaucoup d'attention car le câblage est très enchevêtré. Si vous faites ce montage je vous conseille de vérifier chaque plan avant de faire l'assemblage final.

Comme les fils s'entrecroisent j'ai utiliser des manchons en plastique pour recouvrir les fils afin d'éviter les court-circuits, ce n'est pas la meilleur idée que j'ai eu, ça grossi le diamètre des fils et masque les LEDs qui sont en arrière plan. Et j'ai choisi une couleur différente pour chaque plan pour éviter de les confondre. Si c'était à refaire je m'y prendrais autrement.

J'ai créé un schéma du circuit mais pour le montage j'ai utiliser un tableau moins confondant que ce câblage spaghetti.

Les lignes du tableau représente les électrodes qui sont reliées l'une à l'autre. p indique le numéro du plan. c indique le numéro de cathode et a indique le numéro d'anode. Ainsi p1a2 est l'anode de la LED 2 du plan 1. Les LEDs sont comptées de gauche à droite et du haut vers le bas lorsqu'elles sont plantées dans la planche.

Code source du démo

/* * File: cube-4-4-4.c * Author: jacques Deschênes * Description: cube de LED 4x4x4 contrôlé par un PIC24F16KA101. * * Created on 6 décembre 2013, 11:49 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <p24F16KA101.h> // PIC24F16KA101 Configuration Bit Settings // PIC24F16KA101 Configuration Bit Settings #include <xc.h> // FBS #pragma config BWRP = OFF // Table Write Protect Boot (Boot segment may be written) #pragma config BSS = OFF // Boot segment Protect (No boot program Flash segment) // FGS #pragma config GWRP = OFF // General Segment Code Flash Write Protection bit (General segment may be written) #pragma config GCP = OFF // General Segment Code Flash Code Protection bit (No protection) // FOSCSEL #pragma config FNOSC = PRIPLL // Oscillator Select (Primary oscillator (XT, HS, EC)) #pragma config IESO = OFF // Internal External Switch Over bit (Internal External Switchover mode disabled (Two-Speed Start-up disabled)) // FOSC #pragma config POSCMOD = XT // Primary Oscillator Configuration bits (XT oscillator mode selected) #pragma config OSCIOFNC = ON // CLKO Enable Configuration bit (CLKO output disabled; pin functions as port I/O) #pragma config POSCFREQ = MS // Primary Oscillator Frequency Range Configuration bits (Primary oscillator/external clock input frequency between 100 kHz and 8 MHz) #pragma config SOSCSEL = SOSCLP // SOSC Power Selection Configuration bits (Secondary oscillator configured for low-power operation) #pragma config FCKSM = CSDCMD // Clock Switching and Monitor Selection (Both Clock Switching and Fail-safe Clock Monitor are disabled) // FWDT #pragma config WDTPS = PS32768 // Watchdog Timer Postscale Select bits (1:32,768) #pragma config FWPSA = PR128 // WDT Prescaler (WDT prescaler ratio of 1:128) #pragma config WINDIS = ON // Windowed Watchdog Timer Disable bit (Standard WDT selected; windowed WDT disabled) #pragma config FWDTEN = OFF // Watchdog Timer Enable bit (WDT disabled (control is placed on the SWDTEN bit)) // FPOR #pragma config BOREN = BOR3 // Brown-out Reset Enable bits (Brown-out Reset disabled in hardware; SBOREN bit disabled) #pragma config PWRTEN = ON // Power-up Timer Enable bit (PWRT disabled) #pragma config I2C1SEL = PRI // Alternate I2C1 Pin Mapping bit (Default location for SCL1/SDA1 pins) #pragma config BORV = V18 // Brown-out Reset Voltage bits (Brown-out Reset set to lowest voltage (1.8V)) #pragma config MCLRE = ON // MCLR Pin Enable bit (MCLR pin enabled; RA5 input pin disabled) // FICD #pragma config ICS = PGx2 // ICD Pin Placement Select bits (PGC2/PGD2 are used for programming and debugging the device) // FDS #pragma config DSWDTPS = DSWDTPSF // Deep Sleep Watchdog Timer Postscale Select bits (1:2,147,483,648 (25.7 Days)) #pragma config DSWDTOSC = LPRC // DSWDT Reference Clock Select bit (DSWDT uses LPRC as reference clock) #pragma config RTCOSC = LPRC // RTCC Reference Clock Select bit (RTCC uses LPRC as reference clock) #pragma config DSBOREN = ON // Deep Sleep Zero-Power BOR Enable bit (Deep Sleep BOR enabled in Deep Sleep) #pragma config DSWDTEN = OFF // Deep Sleep Watchdog Timer Enable bit (DSWDT disabled) #define Fosc 16384000 // fréquence sortie du PLL, 4*Fxtal #define Fcy Fosc/2 // fréquence cycle MCU // cathodes #define P1C1 1<<0 #define P1C2 1<<1 #define P2C1 1<<4 #define P2C2 1<<8 #define P3C1 1<<9 #define P3C2 1<<12 #define P4C1 1<<13 #define P4C2 1<<14 // anodes plan 1 #define P1A1 1<<1 #define P1A2 1<<4 #define P1A3 1<<8 #define P1A4 1<<9 #define P1A5 1<<12 #define P1A6 1<<13 #define P1A7 1<<14 #define P1A8 1<<15 #define P1A9 1<<0 #define P1A10 1<<4 #define P1A11 1<<8 #define P1A12 1<<9 #define P1A13 1<<12 #define P1A14 1<<13 #define P1A15 1<<14 #define P1A16 1<<15 // anodes plan 2 #define P2A1 1<<0 #define P2A2 1<<1 #define P2A3 1<<8 #define P2A4 1<<9 #define P2A5 1<<12 #define P2A6 1<<13 #define P2A7 1<<14 #define P2A8 1<<15 #define P2A9 1<<0 #define P2A10 1<<1 #define P2A11 1<<4 #define P2A12 1<<9 #define P2A13 1<<12 #define P2A14 1<<13 #define P2A15 1<<14 #define P2A16 1<<15 // anodes plan 3 #define P3A1 1<<0 #define P3A2 1<<1 #define P3A3 1<<4 #define P3A4 1<<8 #define P3A5 1<<12 #define P3A6 1<<13 #define P3A7 1<<14 #define P3A8 1<<15 #define P3A9 1<<0 #define P3A10 1<<1 #define P3A11 1<<4 #define P3A12 1<<8 #define P3A13 1<<9 #define P3A14 1<<13 #define P3A15 1<<14 #define P3A16 1<<15 // anodes plan 4 #define P4A1 1<<0 #define P4A2 1<<1 #define P4A3 1<<4 #define P4A4 1<<8 #define P4A5 1<<9 #define P4A6 1<<12 #define P4A7 1<<14 #define P4A8 1<<15 #define P4A9 1<<0 #define P4A10 1<<1 #define P4A11 1<<4 #define P4A12 1<<8 #define P4A13 1<<9 #define P4A14 1<<12 #define P4A15 1<<13 #define P4A16 1<<15 const int cathode[4][2]={// il n'y a que 2 cathodes par plan {P1C1,P1C2}, {P2C1,P2C2}, {P3C1,P3C2}, {P4C1,P4C2} }; const int anode[4][4][4]={ {{P1A1,P1A2,P1A3,P1A4},{P1A5,P1A6,P1A7,P1A8},{P1A9,P1A10,P1A11,P1A12},{P1A13,P1A14,P1A15,P1A16}}, {{P2A1,P2A2,P2A3,P2A4},{P2A5,P2A6,P2A7,P2A8},{P2A9,P2A10,P2A11,P2A12},{P2A13,P2A14,P2A15,P2A16}}, {{P3A1,P3A2,P3A3,P3A4},{P3A5,P3A6,P3A7,P3A8},{P3A9,P3A10,P3A11,P3A12},{P3A13,P3A14,P3A15,P3A16}}, {{P4A1,P4A2,P4A3,P4A4},{P4A5,P4A6,P4A7,P4A8},{P4A9,P4A10,P4A11,P4A12},{P4A13,P4A14,P4A15,P4A16}}, }; char cube[4][4][4]; void init_cube(){ int x,y; for (x=0;x<4;x++){ for (y=0;y<4;y++){ cube[0][y][x]=1; } } }// init_cube() /* * */ #define ANIM_DLY 500 int main(void) { int x,y,z,p; // z vertical, y profondeur, x largeur char c,d,anim; unsigned int i,dly; dly=ANIM_DLY; p=0; d=1; init_cube(); anim=0; while (1){ for(z=0;z<4;z++){ for(y=0;y<4;y++){ for(x=0;x<4;x++){ if (cube[z][y][x]){ c=y<2?0:1; TRISB=~(cathode[z][c]|anode[z][y][x]); LATB=anode[z][y][x]; }else{ TRISB=-1; } }//for(x) }//for(y) }//for (z) if (!--dly){ dly=ANIM_DLY; switch(anim){ case 0: for (z=0;z<4;z++){ for(x=0;x<4;x++){ for(y=0;y<4;y++){ if (z==p) cube[z][y][x]=1; else cube[z][y][x]=0; } } } p += d; if (p>3){ p=2; d=-1; }else if (p<0){ p=0; d=1; anim=1; } break; case 1: for (z=0;z<4;z++){ for(x=0;x<4;x++){ for(y=0;y<4;y++){ if (y==p) cube[z][y][x]=1; else cube[z][y][x]=0; } } } p += d; if (p>3){ p=2; d=-1; }else if (p<0){ p=0; d=1; anim=2; } break; case 2: for (z=0;z<4;z++){ for(x=0;x<4;x++){ for(y=0;y<4;y++){ if (x==p) cube[z][y][x]=1; else cube[z][y][x]=0; } } } p += d; if (p>3){ p=2; d=-1; }else if (p<0){ p=0; d=1; anim=0; } break; }//switch }//if (--dly) }//while return (EXIT_SUCCESS); }