LedFloor

Description

How to turn the 11 windows of the hacklab into a big led display ?

• what have we got to do it ?
  • Windows that are H189xW95.5 centimeters
  • 1000 red leds
    • FAIL: too narrow and not strong enough, need to buy ~1000-1200 Highly luminescent LED
    • bought and receipt 1100 8mm, 120 degrees, 1/2W leds
  • loads of RJ45 and old IDE/SCSI/floppy buses

• what we need ?
  • a system to control each diode (or group of diodes) independantly
  • that is not too expensive

Question: do we need on/off for each led, or more advanced modes (eg PWM for various intensities).

• on/off:
  • is simpler as regard to schematics
  • is simpler as regard to driving code (led bits per image, obviously)
  • isn't as cool
  • can still, to some extend, allow some variable intensities

PWM "natural" ability is prefered, but choice will be made depending on total cost of solution.

Interesting link about a 8x8x8 ledcube: http://vespine.com/p/8x8x8-rgb-led-cube.html ; TLC based, so mostly same stuff as what we're doing here. See http://www.youtube.com/watch?v=U1t9usUr9ns

Pré-étude

Section rassemblant les infos de sourcing de composant & choix d'architecture, etc

• déplacée vers LedFloor/Etude

LEDs

http://cgi.ebay.com/1000-5mm-White-Diffused-LED-9k-MCD-Bulb-Lowest-Price-/360173855949pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item53dc08e4cd#ht_659wt_113950$ fdpin 1000 leds blanches 5mm diffused (120°) 9000mcd Ca commence à le faire :) (sinon check le reste de ses items) http://cgi.ebay.com/1000-5mm-Green-Diffused-LED-5k-MCD-Bulb-Lowest-Price-/360204432057pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item53dddb72b9#ht_773wt_1139 par exemple, un poil moins cher (26$, 5000mcd en vert)

Réalisation

Ecrans

Il est envisagé de monter les leds sur du grillage à maille rectangulaire/carrée, pour obtenir un résultat:

• propre/régulier
• transparent à la lumière extérieure

Deux options possible:

• acheter du grillage 'tout fait', et le monter sur le bord de fenêtre
  • manque des infos sur ce qui existe/est trouvable, et à quel prix
• réaliser un cadre en bois, et tendre du fil pour les lignes et colonnes
  • risque de couter cher en fil
  • risque d'etre difficile à réaliser

• Choix d'un rouleau de grillage blanc a maillage serre : pas cher et permet de maintenir les diodes

Dimensionnement des écrans

Pour rappel, les fenêtres sont de dimension: H189xW95.5 centimeters. Dans l'hypothèse où on dispose d'un millier de leds, il est envisageable de réaliser 8 écrans de 8 par 16 leds chacun (total: 1024 leds). Cela se combine bien avec la sélection de composants qui a été réalisée: les drivers de LED TLC5940 pilotent 16 leds/colonnes de leds.

• Pour rendre plus simple le montage, on va considérer plutôt H140x95.5.
• En faisant une matrice de 8x16 on obtient un espacement de ~10cm entre chaque diode.
• Si on rajoute une surface de réflexion (demi-verres ? balles de ping pong ?) on pourra parfaitement distinguer les pixels de loin (et pas des petits points de 8mm).
  • trouve 1440 balles de ping pong achetées sur ebay (en cours de transit)

Electronique

L'option retenue est la suivante: faire une matrice de LEDs, non carrée: 8 drivers TLC5940 pilotant chacun 16 colonnes, et 8 gros mos (avec possiblement un demux) pour les lignes. Ce découpage colle bien avec la disposition prévue sur les fenêtres.

Le besoin de commande est donc le suivant: - une chaine de TLC5940 (8 signaux de contrôle dans le pire cas) - drive de 8 mos de puissance (8 signaux de commande sans multiplexage, 3+1 en utilisant un demux, type 74HCT4051) Une arduino standard propose suffisamment de signaux pour se passer du multiplexage (si on utilise les pins analog en digital).

Dans l'optique de faire un système modulaire pour d'autres installations, il est prévu de découper l'électronique en 3 parties:

• Master shield (MS): Le MS est celui qui se plug sur l'arduino. A terme, il pourrait être redesigné en intégrant directement l'électronique d'une arduino. Il comprend la connectique de puissance principale, ainsi que deux emplacements pour monter une tour de LS d'une part, et une autre de HS d'autre part.

• Low side slave shield (LS): Le LS est l'élément de base d'un empilement qui permet de driver un nombre modulable de colonnes ; il est basé sur un (ou plusieurs) TLC5940, et est prévu pour pouvoir être empilé sur le MS, en un nombre arbitraire d'exemplaires (jusqu'à 40 TLC peuvent être chainés d'apres la datasheet). Il comporte plusieurs connecteurs RJ45 pour assurer la connectique avec les colonnes de l'écran.

• High side slave shield (HS): Le HS est l'élément de base d'un empilement qui permet de driver un nombre modulable de lignes ; il est basé sur un (ou plusieurs) registres à décalages/multiplexeurs, et des gros MOS, et est prévu pour pouvoir etre empilé sur le MS, en un nombre arbitraire d'exemplaires (pas de limite stricte, sauf à checker la doc exacte des composants utilisés). Il comporte un ou plusieurs connecteurs RJ45 poru assurer la connectique avec les lignes de l'ecran.

Design en cours de réalisation

• Carte Master
  • routing :

• Carte Screen
  • routing :

• Carte Led Line Drive
  • schematic ? :

Software

Il est probable que l'arduino galère à générer les 12 bits disponibles par colonne ; dans un premier temps, une simple commande en tout ou rien pour chaque led est envisagée.

Coût du projet

Qty	Component	Unit Price	Total Price
1100	LED 8mm 1/2W 10cd	€0.16	€160
1440	Beer Pong Ball	€.072	€105
1	Atmega 328?	€PU	€PT
QTY	PNP BDW94C	€PU	€PT
QTY	NPN BC337	€PU	€PT
		TOTAL:	€265