Bibliographic Metadata

Title
10x10x10 LED-Würfel : Ansteuerung
Additional Titles
10x10x10 LED-Cube Control
AuthorPeinsipp, Christoph
Thesis advisorEngelmann, Gerhard
Published2017
Date of SubmissionFebruary 2017
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)LED-Würfel / Multiplexing / Ansteuerung mittels SPI / STM32F407
Keywords (EN)LED-Cube / Multiplexing / Control via SPI / STM32F407
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Problematik der Ansteuerung von 1000 LEDs. Diese LEDs sind in Form eines Würfels angeordnet. Durch die hohe Anzahl der LEDs ergaben sich einige Probleme die gelöst werden mussten. Zum Beispiel können die LEDs nicht direkt angesteuert werden, da der verwendete Mikrocontroller STM32F407 nicht über die benötigte Anzahl an GPIOs Pins verfügt. Ein weiteres Problem das gelöst werden musste, ist die Tatsache, dass zwar eine LED kaum Strom benötigt (ca. 20-30 mA), aber bei 1000 LEDs die alle gleichzeitig leuchten, würde der Stromverbrauch bei 20-30 A liegen und das ist viel zu hoch, um den Würfel noch mit einem Standard-Stecker-Netzteil zu versorgen.

Mit Hilfe einer speziellen Verdrahtung der LEDs und der Verwendung von Multiplexing konnten beide Probleme gelöst werden.

Da die LEDs über einen zweiten μC gesteuert werden sollen, wurde auch eine geeignete (und vielseitige) μC-μC-Kommunikation gewählt, die es erlaubt in 16 Bit genug Information zu packen, um eins von vier Mustern auszuwählen und die 1000 LEDs entsprechend anzusteuern.

Abstract (English)

The purpose of this thesis is to control 1000 LEDs. The LEDs are arranged as a cube. In consequence of the huge number of LEDs, there are some problems to be solved. As example it is not possible to control the LEDs with the used microcontroller STM32F407 directly, as the microcontroller doesn’t have enough GPIO-Pins. Another problem to be solved is huge amount of current that 1000 LEDs needed. Although one LED only needs 20 – 30 mA, multiplied by 1000 results in 20 – 30 A. This amount of current can’t be provided by a normal power adapter.

This two problems could be solved by using a special wiring and multiplexing.

As the LEDs are controlled by another μC, a proper (and adaptable) μC-μC-communication was chosen. With only 16 Bit of data it is now possible to select one of four patterns and to control each of the 1000 LEDs regarding to the data.