kCube - LED-Würfel einmal anders

[tatus1969]

Ich möchte euch mein neuestes Projekt vorstellen: ein LED-Würfel. Machen
wollte ich sowas schon seit ich es das erste Mal irgendwo gesehen habe.
Ich habe es aber dann nie angefangen, weil es bei der herkömmlichen
Bauart mit 3mm-LEDs mir zu sehr zeitaufwendig und mühselig war, die
einzelnen LEDs kunstvoll zu verdrahten, und auch der Aufwand für die
Ansteuerung nicht gering ist.

Jetzt hatte ich für ein anderes Projekt einen intelligenten RGB-Ring in
der Hand, und die alte Idee kam mir wieder in den Sinn. Zwei Stunden
später stand das Konzept:
- 8x8x8 RGB-LEDs
- (fast) unsichtbare mechanische Konstruktion und Leiterbahnführung, die
LEDs sollen "schweben"
- einfach aufzubauen (kein Löten, es muss jedoch geklebt werden)
- so preisgünstig wie möglich (der Gedanke ist ein open source hw/sw Kit
für unter 200€ zu entwickeln)
- Ansteuerung über STM32; USB/(WLAN?/(Bluetooth?); Netzbetrieb und
Betrieb mit Lipo; Möglichkeit alternativ ein Fadecandy anzuschließen;
Speaker, Mikrofon, Beschleunigungssensor

Wiederum zwei Tage später waren die wichtigsten Teile bestellt: 512
WS2812B-LEDs, einige Klarsicht-Flex-PCBs, Plexiglas-Laserteile,
Plexiglaskleber und zwei Liter Propylenglykol (hier ist noch Glycerin
gezeigt, das ist aber zu leitfähig).

Nochmal eine Woche später ist bis auf die Flex-Leiterkarten und LEDs
alles geliefert, passend als Ostergeschenk

Die anderen Bilder zeigen schon mal ganz grob, wie das ungefähr aussehen
soll. Die Leiterbahnen sind nicht mitmodelliert, sie sind aber nur 0.2mm
dick und silberbeschichtet. Ganz darauf verzichten geht ja leider
(aktuell?) noch nicht.

Bin gespannt wie das später in der Realität aussieht!

[tatus1969]

Ich bin einem chinesischen Fälscher auf den Leim gegangen, und das obwohl ich eine Probe von der Rolle genommen und eine Echtheitsprüfung gemacht habe (das Fenster muss aus Silikon sein, Fälschungen sind meistens Glas). Der Verkäufer hat doch tatsächlich 150 Originalteile genommen und mit Tesa daran weitere 450 Fakes angeklebt. Wenn das eine in einen Bestückungsautomaten gefüttert hätte, wäre es wahrscheinlich nicht einmal aufgefallen.

Das Beste war jedoch die Antwort des Verkäufers (Shenzhen Shijibaike Electronics Co., Ltd.), nach meiner Rückmeldung, dass ich teilweise gefälschte Teile in einem eindeutigen Betrugsversuch erhalten hatte und dazu geschrieben hatte, dass sie nicht funktionieren (sie tun es elektrisch, aber weder Farbwiedergabe, Helligkeit noch Aussehen stimmen):
"[...] We understand but how does it not work? there is no reaction at all? We have sent those parts to many different clients last month mostly the same time as per your order. But the other feedback is good. We agree to send you another new 450pcs original part [...]"

Sie scheinen weder zu realisieren, dass sie damit zugeben diese Art von Betrug schon oft begangen zu haben, noch dass das überhaupt Betrug ist.

Ich beschwere mich nicht, ich habe das auf die eine oder andere Weise sowieso erwartet. Was mich trotzdem überrascht ist der Erfindungsreichtum, den sie bei der Verarschung ihrer Kunden entwickeln.

Wie auch immer, ich werde jetzt auf weitere Teile warten müssen bevor ich weitermachen kann. Die Originalteile waren gut, um zwei Board zu löten. Wenn es in Glycerin eingetaucht wird (zweites Bild, das Flexboard ist mit Plastik 70 eingesprüht) ist der Effekt sogar noch besser als ich erhofft hatte. Die Flüssigkeit erzeugt ein tolles Leuchten um die LEDs, leider kann das zweite Bild das nicht annähernd wiedergeben. Wenn die LEDs aus sind dann sieht man Flexboard und Leiterbahnen deutlich, doch das verschwindet für das Auge fast vollständig sobald sie lechten.

Elektrisch funktioniert das so gut wie erwartet. Bei guter Stützung am FCC-Stecker messe ich bei voller Helligkeit weniger als 200 mV (Peak) an Masse am entferntesten Ende. Ich kann diese Topologie definitiv empfehlen, die Stützung von jeder einzelnen LED ist definitiv nicht notwendig. Die Dauerstromgrenze der Platine beträgt 1.2A in freier Luft (der heißeste Punkt ist die Hauptversorgungsleitung mit 60°C). Die einzelnen Zweige können noch dünner gemacht werden, 0.1 mm werden genügen (jetzt sinds 0.2 mm). Das entspricht einer Intensität von 200/200/200 (R/G/B).

[Rabenauge]

Interessant, das mit den LED's.
Ich hab hier auch einige RGB-LED's müssten die 5050 sein), die zwar wirklich RGB können, aber wenn man die Farben einzeln nacheinander ansteuert, sieht das aus wie ne Rundumleuchte, die beim rotieren die Farben wechselt. Daher sind die für RGB kaum zu gebrauchen, bei schnellerer Ansteuerung gibt das ein einziges Geflacker.
Auch die sind mit Glas (oder durchsichtigem Plastik, Silikon jedenfalls nicht)- ich nehme an, durch das Silikon wird eine Streuung erreicht, die diesen Rundumleuchten-Effekt abmildert?

[tatus1969]

Es gibt viele Klone des Originals von Worldsemi, wahrscheinlich hast Du einen davon. Das Original fühlt sich oben weich an wenn man es mit einer spitzen Pinzette piekst. Beim Original sind alle drei LED's sehr dicht beieinander (alle auf dem gleichen Anschlusspad), und das Silikon zusammen mit dem weißen Gehäuse sorgen für eine sehr gute Streuung. Und das sogar über einen weiten Betrachtungswinkel von vielleicht 160° (fast eine Halbkugel).

[Ceos]

@Rabenauge WS2812 reagieren empfidlich auf ungenaues Timing, auch kommt es darauf an ob es 2812 oder 2812B sind! Die haben leichte unterschiede, wobei die letzteren ein symmetrisches Bittiming haben und eigentlich besser zu gebrauchen sind.

Ich tendiere immer mehr in Richtung APA102 LEDs, die haben ein SPI-ähnlcihes Protokoll, auch wenn dabei ein kleiner Twist im Timing zu beachten ist. Man kommt aber so auf eine WESENTLICH höhere "Framerate"

PS von den APA gibt es sochar 2020er, die würden sich sicherlich schicker machen weil weniger Gehäuse rundherum ist, abre antürlich auch etwas bescheidener zu löten :P

[tatus1969]

APA102 LEDs ... auch wenn dabei ein kleiner Twist im Timing zu beachten ist.

Ich überlege, in einem Redesign auf genau die APA102-2020 zu setzen, weil sie viel kleiner und punktförmiger sind. Bei einem 3D-Würfel ja nicht ganz unerheblich. Was ist denn dass für ein Twist? Was ich bisher weiß ist, dass es zwei Varianten gibt, bei denen der Übernahmezeitpunkt unterschiedlich ist (Original: sofort, Kopie: nach Endframe).

[Ceos]

jede LED verschluckt einen halben CLK takt, ich weis die genaue Zahl nicht mehr aber es war ungefähr so: alle N LEDs muss mn ein Dummy Byte hinterherschieben ... ob es jetzt 0xFF oder 0x00 war weis ich auch gerade nicht ich schau heute Nachmittag nochmal wenn ich dran denke.

PS wenn du eine größere Bestellung machst, würde ich mich beteiligen, ich würde die gerne auch mal verbasteln aber bis auf n 10er Streifen 5050er für viel zu viel Geld hab cih bisher noch kein sinnvolles Angebot gefunden gefunden für < 1000 Stück (ich bräuchte nur so um die 100)