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Control Automático Educación

Cubo de Leds 5x5x5 con PIC

Hola controleros y controleras les doy la bienvenida a otra entrada de nuestro curso de microcontroladores PIC, y hoy aprenderemos a hacer un Cubo de Leds 5x5x5 con PIC y hacer una aplicación bastante interesante.

Antes que nada, si todavia no has tenido la posibilidad de ver nuestro curso completo de PIC, pues miralo!! 👉Curso de Microcontroladores PIC

Cubo de Leds 5x5x5 con PIC

El proyecto consiste en el diseño de un secuenciador de luces con efectos 3D, todo controlado a través de un microcontrolador, el cual es el encargado de albergar cada secuencia y de ejecutarla por determinados lapsos de tiempo.

MATERIALES

  1. 125 LEDs de Chorro (alta luminosidad)
  2. 25 resistencias de 270 Ohms
  3. Cristal de Cuarzo de 4MHz
  4. Microcontrolador PIC 16F887
  5. Cautín y Soldadura
  6. Acrilico para hacer la caja.
  7. Caja de plastico para colocar el circuito
  8. 5 transistores 2n3904

FABRICACIÓN

Primero se deben elaborar las cinco caras del cubo, cada cara contiene veinticinco leds (25) para un total de 5x5x5= 125 leds, se aprovechan las patas de los diodos para la realización de dicho cubo, uniendo en cada cara todos los cátodos de cada uno de los leds.

Caras de Cubos de LED 5x5x5
5 Caras de Cubo de LEDS 5x5x5 Arduino

Una vez tenemos cátodos comunes en cada cara, se procede a ensamblar una cara sobre la otra por medio de los ánodos del led, asi se obtiene un total de veinticinco hileras de leds  en la cual cada hilera tiene cinco leds con el anodo común.

Hileras de Cubo de Leds 5x5x5 con PIC
Cubo de Leds 5x5x5

Para el control de secuencias, se hace uso de un PIC 16f887, el cual es un microcontrolador perteneciente a la familia de la Microchip cuenta con 256 bytes de datos EEPROM la memoria más que suficientes para albergar 12 secuencias diferentes, y posee un encapsulado de 40 pines ideal para la cantidad de salidas requeridas en este proyecto.

Para poder activar los 125 leds del cubo, se requieren entonces 125 salidas del pic, para lograr el control de secuencias, esto es totalmente irrisorio y además el pic no cuenta con dicha cantidad de salidas, para solucionar dicho problema, se hace uso del método de multiplexacion, el cual consiste en engañar el ojo humano prendiendo y apagando los leds a alta velocidad dando una sensación de que todos los leds se encuentran encendidos, esto se logra de la siguiente manera:

Se utilizan únicamente 25 salidas del pic, para encender los 25 leds de cada cara y adicionalmente se usan otras 5 salidas que son las encargadas de realizar la multiplexación de las 5 caras del cubo, para un total de 30 salidas empleadas en el PIC

Circuito cubo de leds 5x5x5
como programar un cubo de leds con PIC

Circuito del cubo de leds 5x5x5

Como se observa en el plano anterior, se utiliza todos los puertos del pic, de la siguiente manera, El puerto A, son los 5 controles encargados de la multiplexación dichos controles van hacia un transistor NPN el cual se conmuta y permite el flujo de electrones en la cara respectiva, habilitando los 25 leds de dicha cara. Y para cada ánodo se utilizan los puertos B,C,D y un bit del puerto E, estos energizan los 25 leds de las caras del cubo.

MULTIPLEXACIÓN.

Esta es una de las etapas mas importantes del proyecto, ya que gracias a ella se puede hacer uso del PIC 16f887 y ahorra el uso de 125 salidas, el truco es sencillo, consiste en habilitar una cara del cubo, por ejemplo al activar la salida A0, se habilita la cara superior del cubo, al habilitar esta cara se puede encender cualquier led de la cara superior, basta con energizar cualquiera de las 25 salidas de los puertos B,C,D o E para lograr el encendido del led, veamos el ejemplo de la secuencia del corazón:

Cubo de Leds PIC

En la cara superior se deben activar dos leds, para ello se habilita dicha cara con la salida “A0” y se energizan los leds respectivos en este caso “D1” y “D3”, se deja energizado por solo 2 milisegundos, luego se deshabilita esta cara y se  habilita la segunda cara “A1” y se energizan los leds respectivos, en este caso “D0”, “D1”, “D2”, “D3” y “C3”, se deja energizado por solo 2 milisegundos y luego se deshabilita y se habilita la tercera cara, y asi sucesivamente una vez se llega a la cara 5, vuelve y comienza desde la cara 1 y se queda en el mismo ciclo una y otra vez por un tiempo determinado por el programador, pueden ser 30 segundos,  la habilitación y des habilitación de cada cara, se conoce como multiplexación y este se realiza de una manera tan rápida (2 milisegundos) que el ojo humano lo percibe como si todo el cubo estuviera encendido y así es que se observa la figura del corazón.

La siguiente figura muestra la implementación del circuito electrónico elaborado para este proyecto

Circuito Cubo de Leds
cubo de leds 8x8x8 con pic 16f877a

Por último, solo queda el proyecto en su forma final

Codigo para cubo de leds 5x5x5 con PIC

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Eso es todo por la entrada del dia de hoy, espero les haya gustado y hayan aprendido algo nuevo. Si te ha servido el contenido de esta entrada, de los videos y los códigos de implementación y deseas apoyar mi trabajo invitandome a un café super barato, puedes hacerlo en el siguiente link:

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Que esten muy bien, nos vemos en la siguiente entrada.