LED Cube 8x8x8
จัดทำโดย
นาย ชัยวัฒน์ ทิพย์ป่าเว 1600901480
นาย ธรรมนูญ เฉลิมชัยสถิตกุล 1600901951
เสนอ
อาจารย์ทศพล บ้านคลองสี่
วิชาระบบดิจิทัล
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์
มหาวิทยาลัยกรุงเทพ ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2561
1.บทนำ
สาระสำคัญของโครงการ
สิ่งประดิษฐ์ LED cube 8x8x8 ที่พวกผมได้ทำขึ้นมานั้นสามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการจัดแสดง หรือตั้งโชว์ เวลาออกบูธ ออกงานต่างๆจะแสดงโชว์ออกมาเป็นแสงไฟ LED ในรูปแบบต่างๆที่เราได้ออกแบบเอาไว้ สามารถควบคุมผ่าน pc computer
หลักการและเหตุผล
LED cube 8x8x8 ดังนั้นจึงประกอบด้วย 8 ระดับ 8 แถวทุกแถวมี 8 คอลัมน์ ในระดับหนึ่งคาโทดทั้งหมดจะกูก บัดกรีกับ led ดวงอื่นเหมือนตาข่าย 8×8 ในคอลัมน์แอโนดทั้งหมดจะถูกบัดกรีด้วยส่วนบนและส่วนล่าง ดังนั้นถ้าเปลี่ยน VCC เป็นคอลัมน์และ GND เป็นระดับไฟ LED ในจุดตัดของระดับและคอลัมน์จะสว่างขึ้น ระดับและทุกแถวถูกควบคุมโดย 1-1 shift register
2.วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
ที่มาและความสําคัญของโครงงาน
หลอดแอลอีดีถูกนำมาใช้กับงานหลายๆ อย่าง ไม่ว่าจะเป็นการติดกระพริบวูบๆ วาบๆ ตามจังหวะ หรือนำเอาหลอดแอลอีดีมาแสดงผลในรูปอื่นๆ อาทิเช่น ให้แสงสว่างในยามกลางคืนหรือการใช้ทำป้ายไฟแสดงข้อความในรูปแบบต่างๆ แต่การแสดงยังมีแบบที่น่าตื่นตาตื่นใจอีกแบบหนึ่ง คือ การแสดงผลในรูปแบบของ 3 มิติ เราจะมีวิธีการทำอย่างไร
ปัจจุบันเมื่อเรามองป้ายโฆษณาที่มีการใช้หลอดแอลอีดีมาต่อๆ กันในรูปแบบตัวอักษรหรือสัญลักษณ์เพื่อแสดงเป็นข้อความข่าวสารต่างๆ จะเห็นว่าการแสดงผลดังกล่าวมีขีดจำกัด คือ มองเห็นได้ด้านใดด้านหนึ่งมุมของการมองจะไม่สามารถมองด้านข้าง ด้านบน หรือมองจากด้านหลังได้ เรียกว่าเป็นการแสดงผลมิติเดียว แต่สายตาของมนุษย์สามารถที่จะมองเห็นได้เป็นรูปแบบของสามมิติ มุมลึก มุมซ้าย มุมขวาได้ จึงเกิดแนวความคิดโดยการนำหลอดแอลอีดีมาต่อเรียงกันและแสดงภาพให้อยู่ในรูปแบบสามมิติ เพื่อเพิ่มมุมมองให้สามารถเห็นทางด้านซ้าย ขวา หรือด้านบนได้
วัตถุประสงคข์องโครงงาน
- เพื่อใช้แสดงโชว์ในนิทรรศการต่างๆได้
- เพื่อศึกษาการทำงานของ ADUINO และ IC
- เพื่อพัฒนาทํางานของหลอด LED
- เพื่อพัฒนาการทํางานของการแสดงผลภาพ 3 มิติ ด้วยหลอด LED
3.รายละเอียดของการพัฒนา
เครื่องมือที่ใช้พัฒนา
1. Hardware – PROxCUBE PIC 18F4550
2. Software โปรแกรม Microsoft Visual Studio 2010 (Open source) เครื่องมือที่พัฒนาขึ้นโดยไมโครซอฟท์ ซึ่ง เป็นเครื่องมือที่ช่วยนักพัฒนาซอฟต์แวร์พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์
3. Software โปรแกรม 3D8S ALPHA
อุปกรณ์ที่ใช้
1.led สีเขียว 68 ตัว
2.PROxCUBE PIC 18F4550 1ตัว
3.ตัวต้านทานขนาด 1/4 วัตต์ 1% 1ตัว
4.บอร์ดพร้อมปริ้นสำเร็จ
5.Header pin 4ตัว
การประกอบ
1.กำหนดการวางแอลอีดีหนึ่งชั้นจำนวน 64 หลอดบนแผ่นอะคริลิก
2.บัดกรี ทั้ง 8 ชุด
3.บัดกรีใต้แผงวงจร
หลังจากทำการบัดกรีหลอดแอลอีดีครบทั้งหมด 8 ชุดเรียบร้อยแล้ว ก่อนที่จะนำแอลอีดีมาต่อเชื่อมเข้าหากันเป็นชั้นๆ เพื่อความมั่นใจว่าจะไม่เกิดความผิดพลาดขึ้น อาทิเช่น แอลอีดีขาดเนื่องจากใช้ความร้อนสูงเกินไป การสลับตำแหน่งขั้วแอโนดและขั้วแคโทด เป็นต้น ซึ่งหากไม่มีการตรวจสอบก่อนทำการประกอบเป็นชั้นๆ จะเป็นการยากต่อการแก้ไขในภายหลัง ให้ทำการทดสอบแอลอีดีทุกหลอด โดยนำแบตเตอรี่ขนาด 3 โวลต์ ใช้เชื่อมต่อขั้วลบของแบตเตอรี่เข้ากับจุดคอมมอน (Common) ซึ่งก็คือขาแคโทดของแอลอีดีของทุกหลอดนั่นเอง และนำขั้วบวกของแบตเตอรี่สัมผัสที่ขาแอโนดของหลอดแอลอีดีทีละหลอด หากไม่ข้อผิดพลาดอะไรแอลอีดีแต่ละหลอดจะต้องติดสว่าง
4.ลายวงจรบนแผ่นบอร์ด
ผลการทดลอง
1.จากการทดลอง การสร้าง RGB LED Cube ท าให้ได้ Hardware ส าหรับใช้แสดงผลแบบลูกบาศก์ ขนาด 8*8*8 และเพื่อความถูกต้องของ Hardware ที่ท าไว้ควรตรวจสอบโดยการใช้แรงดันประมาณ 3-5 V จ่ายทดสอบทีละแถวเพื่อจะได้รู้ว่าจุดไหนที่ขายังไม่เชื่อมกัน หรือจุดไหนที่ขามีการชนกันจะได้แก้ไขให้ ถูกต้อง
2.จากการทดลองให้ RGB LED 1 แผง (64 หลอด) เมื่อเขียนโปรแกรมให้หลอดทั้งหมดติด ก็สามารถแสดงผลได้ดี แต่ก็ยังมีบางหลอดที่ให้แสงสว่างไม่เหมือนหลอดอื่นๆ
ปัญหาและอุปสรรค
1.เมื่อมีการป้อนข้อมูลจาก 3D8S ALPHA หลายครั้ง จะทำให้การแสดงผลไม่ถูกต้องจึงต้องมีการหยุดจ่ายไฟและป้อนข้อมูลใหม่จึงจะทำงานได้ปกติ
2.เมื่อมีการแสดงผลโดยใช้ความเร็วสูงนานๆ อาจท าให้การแสดงผลผิดเพี้ยนได้
แนวทางการพัฒนาต่อ
พัฒนาให้ LED Cube 8x8x8 สามารถแสดงผลแบบหลากหลายสีกับการโชว์ตัวอักษรหรือรูปลักษณะต่างๆ ให้ดีขึ้นและ ปรับปรุงให้ RGB LED Cube ทำงานแบบไม่ขัดข้อง
สรุปผลการดำเนินงาน
1.จากขั้นตอนทั้งหมดที่ดำเนินมา ทำให้ได้ RGB LED Cube ขนาด 8*8*8 ที่สามารถควบคุมได้พร้อมทั้งมีการออกแบบโปรแกรมเพื่อควบคุม
2.การแสดงผลแบบ RGB 3 มิติให้สามารถแสดงผลตามข้อมูลที่ได้กำหนดไว้ สามารถเรียกใช้งานได้จากการป้อนข้อมูลผ่านทาง โปรแกรม 3D8S ALPHA
คลิปแนะนำอุปกรณ์และสาธิตการทำงานของชิ้นงาน
คลิป VDO ที่นำเสนอ
