LED Cube/Zusammensetzen und testen

LED Cube-Serie

Kapitel 1: Bauen

Teil 0: Voraussetzungen & Vorbereitung

Teil 1: PCB Lötanleitung

Teil 2: Cube Lötanleitung

Teil 3: Zusammensetzen und testen

Kapitel 2: Spielen

Benutzeranleitung

Eine Animation erstellen

Kapitel 3: Lernen

Die Elektronik verstehen

Eigene Programme

Diese Seite wird dir helfen die Cubestruktur und die Platine zu einem voll funktionsfähigen LED Cube zusammenzusetzen.

Den Cube mit der Platine verbinden

An dieser Stelle solltest Du die Cubeplatine bereits vorbereitet haben. Wenn Du dies noch nicht getan hast, möchtest Du dies vielleicht jetzt tun: LED Cube/PCB Lötanleitung.

Jetzt: Es ist eine gute Idee die Orientierung des Cubes mitzubeachten. Einer der horizontalen Drähte der Ebene ist am weitesten aussen. Welcher das ist kannst Du von diesem Bild erfahren:

In diesem Fall ist es die Seite, die von dir wegzeigt. Versuche diese Seite auf die gleiche Seite zu bringen, auf die auch der USB-Anschluss auf der Platine ist. Es wird dann folgendermaßen aussehen:

An dieser Stelle hast Du bereits die Wahl getroffen, ob Du Anschlüsse für den Cube haben möchtest, oder nicht. Wenn Du keine Anschlüsse verwendest, löte den Cube einfach auf der Platine fest. Wenn Du Anschlüsse verwendest, möchtest Du den Cube jezt dort hineinstecken, oder Du liest was wir dazu zu sagen haben:

Es kann sehr lästig sein, den Cube mit der Platine zu verbinden. Dies hängt davon ab, wie sauber deine Cubestruktur gebastelt wurde. Wir empfehlen die folgende Prozedur:

Stecke die drei Beine auf einer Seite des Cubes in ihre Anschlüsse. Stelle sicher, dass sie wirklich drinstecken. Dies kannst Du machen, indem Du den Cube am Konstrukt anhebst: Wenn es schon in der Lage ist die Platine zu halten, ist alles in Ordnung. Klappt es noch nicht, möchtest Du vielleicht eine Kneifzangen verwenden, um sehr vorsichtig Druck auf die unteren LEDs auszuüben.
Nun hebe vorsichtig die Beine der adjazenten Reihe an und stecke sie in ihre Anschlüsse - aber stecke sie nicht komplett hinein, wie Du es mit der vorherigen Reihe gemacht hast. Dadurch sollte die letzte Reihe nun über ihren Anschlüssen schweben.
Nun stecke vorsichtig die Beine der mittleren Reihe komplett rein, eins nach dem anderen. Wärend Du dies machst, stelle sicher dass auch die Beine der letzten Reihe in ihre Anschlüsse gleiten. Sie werden wieder nicht komplett hineinreichen. Nachdem alle Anschlüsse der mittleren Reihe fertig sind, stecke die Anschlüsse der letzten Reihe komplett rein. Der Cube sollte an allen Anschlüssen feststecken:

Die Ebenenanschlüsse hinzufügen

Jetzt wissen wir, wie der Cube auf der Platine positioniert wird. Als letzten Schritt löten wir die Anschlüsse für die Ebenen fest. Wie Du dich vielleicht erinnerst sind die Drähte die die Ebene

- the wires that are currently holding the planes together are not yet connected to the PCB. To fix this, get some (silver enameled copper) wire. Turn the LED cube, so you look directly onto the USB connector. Then cut one so it is at least long enough to reach from the PCB to the top plane.

Stecke dieses Stück Draht in den rechtesten freien Anschluss von CONN12, wenn Du Anschlüsse verwendest, oder verlöte es auf der Platine am gleichen Platz, wenn nicht. Bieg den Draht so, dass er die obere Ebene berührt und löte die Stelle zusammen:

Widerhole diesen Schritt für den mittleren Pin des Anschlusses und die mittlere Ebene und für den linken Pin und die unterste Ebene:

Den Microcontroller in seinen Socket stecken

Nimm den Microcontroller und biege die Beine wie bei dem Transistorarray. Steck ihn in den Socket und achte dabei wieder darauf, dass die Einkerbungen an der richtigen Stelle sind.

der Microcontroller
richtig gebogene Beine
Microcontroller im Socket

Optische Kurzschlusssuche

Jetzt ist es an der Zeit zu untersuchen, ob dein Cube Kurzschlüsse hat. Abhängig von deinem Testequipment kannst Du dies mehr oder weniger genau machen, aber es ist immer eine gute Idee diesen Schritt nicht zu überspringen. Nimm eine Lupe, wenn deine Augen zu schlecht sind.

Programmierung des Bootloaders

Wenn du an einem cccgoe-Workshop teilnimmst, oder einen Bausatz mit einem vorgeflashten Microcontroller gekauft hast, kannst Du diesen Schritt überspringen!

Wenn Du keinen vorgeflashten Microcontroller hast, solltest Du nun entweder

einen ISP-Anschluss auf der Platine anlöten und wir flashen den Bootloader später auf den Microcontroller, oder
den Microcontroller außerhalb des Boards flashen.

Mach was dir besser gefällt.

Testaufbau

Wenn Du an einem cccgoe-Workshop teilnimmst, kannst Du diesen Schritt überspringen, indem Du zu einem der Tutoren gehst. Er wird dir beim Testen helfen und dir (wenn er in einer guten Verfassung ist) genau erklären, was er gerade tut.

Jetzt kommt der aufregende Teil. Wir werden testen, ob Du alles falsch gemacht hast. Dieser Abschnitt ist in mehrere Sektionen unterteilt. Such dir diejenigen raus, die Du durcharbeiten kannst. Die Tests sind folgendermaßen angeordnet: Versuch zunächst den obersten Test. Wenn Du das Equipment hierfür nicht hast, gehe weiter zum nächsten Test darunter, und so weiter. Wenn Du einen der Tests abgeschlossen hast, kannst Du alle Tests darunter überspringen.

Bevor wir mit irgendwelchen Test beginnen, stelle sicher, dass der Bootloaderjumper in folgender Position ist:

Beachte: Das Gerät das Du gebastelt hast ist dein Eigentum. Wir können keine Haftung für Defekte übernehmen, die an deinem USB-Host, Hub oder jeglichem anderen Gerät auf dem gleichen Bus entstehen. Wenn Du unsicher bist, ob Du das Risiko eingehen möchtest, dann lass das Testen!

Test 1: Labornetzteil und USB-Isolierung

Dies ist der sicherste Test, der hier beschrieben wird. Das ist auch der Test, der auf den cccgoe-Workshops durchgeführt wird. Du brauchst

Ein USB-Isolator geeignet für USB 1.1,
ein Labornetzteil und
einen Weg, um das Netzteil mit dem Isolator zu verbinden.

Verbinde nun deinen LED-Cube mit dem A-Port deines Isolators. Stell den Isolator auf geringe Geschwindigkeit (wenn nötig). Verbinde den Computer mit dem Du den Cube testen willst mit dem B-Port des Isolators.

Stell das Labornetzteil an, aber kontrolliere vorher ob die Ausgaben ausgestellt sind. Stell die Strombegrenzung auf ungefähr 40 mA. Stell das Spannungslimit auf 5 V. Verbinde das Labornetzteil mit dem Isolator.

Der Test startet, sobald Du das Netzteil anstellst. Du kannst nun zu #Test Evaluation springen, bevor Du startest.

Test 2: Labornetzteil und USB-Hub

Wenn Du nur ein Labornetzteil hast, musst Du ein USB-Kabel nehmen und einen Weg finden

If you only have a laboratory power supply, you have to take a USB cable, you have to find a way to inject this as the power supply voltage.

To do so, get a USB cable and carefully cut away the outer plastic isolation layer for a length of about 2 cm near the B connector. Fiddle away the shield, but do not cut it completely. Get the black and the red wire, cut them near the host side of your opening in the cable. You can now connect your power supply to these cables.

Set up the power supply as in Test 1. The test starts once you enable the output, but first go to #Test Auswertung to read about how to evaluate the results.

Test 3: A POWERED USB Hub

This is probably the easiest test, but it may cost you a USB hub or a USB hub power supply. This severely lowers the risk of damaging your computer in contrast to connecting it directly. Simply connect a hub to your computer and supply power to your hub using a separate mains adapter. The test begins once you connect the your LED Cube to your USB hub. However, first go to #Test Evaluation and learn how you can evaluate the results.

Test 4: On an Old Computer, If Nobody Will Care If It Breaks

You can also us an old computer, if it does not matter if it breaks. The test starts once you connect the LED Cube to the computer. However, first read #Test Evaluation to understand how to interpret the results.

Test 5: On a New Computer

Don't. Get at least a USB Hub. Really. This is no joke. However, in general it should be possible. But you know how unforgiving USB hardware is and though it should not damage your computer, it probably will.

Test Auswertung

Wenn der Stromverbrauch unter 40 mA bleibt, der Computer sich nicht ausgeschaltet hat und keiner der Hauptadapter in die Luft geflogen ist, ist wahrscheinlich nichts katasrophales passiert.

Wenn du keinen vorgeflashten Microcontroller hast: Jetzt ist der Zeitpunkt, um deinen ISP zu verbinden und den Bootloader auf den Microcontroller zu flaschen. Die Anleitung zum Bauen des Bootloaders kannst du unter LED Cube/Building From Source finden.

Jetzt solltest Du eine Zeile in deinem Kernellog finden, die folgendermaßen aussieht:

[158825.185016] generic-usb 0003:16C0:05DF.000E: hiddev0,hidraw0: USB HID v1.01 Device [obdev.at HIDBoot] on usb-0000:00:1d.0-1.1.4.3/input0

Die Windowsuser unter euch sollten eine Benachrichtigung über ein neues USB-Gerät bekommen, aber nicht gefragt werden die Treiber zu installieren.

Wenn du keinen vorgeflashten Microcontroller hast, musst Du bootloadHID benutzen, um die Firmware auf deinen Cube zu bringen, um diesen komplett testen zu können.

Die unter euch, die ein Labornetzteil mit Strombegrenzung haben, sollten nun den Strom auf 200 mA begrenzen.

Entferne nun den Bootloaderjumper. Die Defaultfirmware für alle Microcontroller ist eine Firmware, die jede einzelne LED anschaltet. Du kannst einen Blick auf den Referenzcube werfen, er wird folgende Animation zeigen: (youtube).

Nun bist Du mit dem Bauen deines Cubes fertig. Nun ist es an der Zeit mit ihm zu spielen. Du kannst fortfahren, indem Du usage manual liest.