LED Cube 8x8x8 - Diy набор, светодиодный куб, с возможностью быстрого создания эффектов.

Всем доброго времени суток!
Предлагаю на Ваш суд обзор на Kit набор для сборки светодиодного куба 8х8х8. К особенности куба можно отнести наличие платы синхронизации с ПК и специального ПО для визуального создания анимации.
Раньше уже собирал вариант 4х4х4, но захотелось чего-то большего, и с более простым вариантом создания эффектов, так что решил попробовать этот набор.
Набор приехал в общей посылки от посредника, при заказе решил взять с акриловым корпусом, и думаю, поступил не совсем правильно. Вес корпуса это больше чем половина от веса всего набора, а для доставки это важно.
Набор заказывал на странице производителя компании YFRobot, весь набор был запакован в добротную коробку.

Внутри обнаружилась материнская плата, плата синхронизации и управления, пакет со светодиодами, блок питания, пинцет, пакет с дополнительными элементами и корпус. К сожалению инструкции, к набору не прилагается, так что придется пользоваться картинками со страницы заказа и форумом производителя.


Немного подробнее про комплект.
Пинцет, ничего особенного средней паршивости.


Блок питания, 5В 2А вилка китайская.

Будущий корпус, все панели в защитной бумаге, порезка вроде как хорошая.

Материнская плата дополнительно упакована в пленку.

В пакете с дополнительными компонентами нашелся аудио кабель и как я понимаю делитель аудио сигнала между кубиком и колонками.


Пакет с контактами, которые нужно будет запаять на плату и в них, потом устанавливать куб. В моем первом кубе производитель предлагал добывать такие стойки путем кромсания разъема, тут все сделали за нас заранее.


Четыре латунные стойки с пятью винтами.

Набор пластикового крепежа, как я понимаю для сборки корпуса.

Пять светодиодов, четыре размещаются по углам платы, пятый про запас.

Немного провода в серой изоляции, его предлагают использовать для подключения контактов уровней при сборке.

И собственно пакет с кнопками и разъемами, за исключения светодиодов это то немного что придется паять при сборке.


О микросхемах и платах.
В отдельном пакете в наборе лежала плата синхронизации. Листая форум производителя, понял, что первые модели этого, куда были рассчитаны для работы вместе с Arduino, а потом производитель сделал эту плату. По сути, и есть Arduino просто из нее удалили все не нужно для работы этого куба. 
На плате размещается контроллер Atmel 328P давно ставший типовым для ардиунок. Микросхема флеш памяти 25Q32BVSIG объемом 32 мбит с spi интерфейсом. Ну и конечно микросхема USB-to-UART конвертер в данном случае его роль выполняет чип SIL 2104


На материнской плате куба производитель заранее распаял девять сдвиговых регистров 74HC595D. 

Сборку транзисторов Дарлинга ULN2803AG

И если я не путаю то мощный полевой транзистор AO4409, ну или сборка из трех транзисторов с общим затвором, если быть точным.

С обратной стороны платы элементов нет, только разлинеенная сетка для сборки матриц светодиодов.

Там же находить название производителя, модель и как я понимаю год выпуска модели куба.

Сборка
Для начала было не понятно как правильно собирать сами матрицы. Тут немного помогла картинка со страницы заказа. Гуг переводчик с телефона по фото смог сказать, что анод нужно оставлять ровный и гнуть необходимо катоды.

Там же на странице заказа показали, как использовать плату для сборки матриц.

Ну, раз все понятно пробуем собрать.
Сначала прикручиваем к плате ножки из стоек.

И откладываем плату и все остальное подальше. Теперь предстоит очень умиротворяющие занятие, согнуть одну из ножек на 512 светодиодах, а кучка с диодами немаленькая.


Кстати в комплект производитель положил светодиоды с очень длинными выводами, как будто они специально сделаны для сборки в такие вот конструкции.

После изгибания начинаю собирать будущие линейки по восемь светодиодов. Для крайних в ряду светодиодов ножку нужно гнуть еще и в бок. В будущем эти ножки послужат для соединения решёток светодиодов между собой


После того как все установлено можно паять.

В итого получаются вот такие линейки по восемь светодиодов.

А это финал, спаянны все 64 линейки, осталось 17 светодиодов. Общее время на сборки линеек почти пять часов с учетом того что часть сборки снималась на видео. 


Для сборки линеек в матрицы, производитель рекомендую запаять на плату контактные стойки и использовать их в качестве кондуктора.

Теперь можно, кстати, посмотреть на эти самые стойки и поближе. Внутри вроде бы есть подпружиненные контакты, во всяком случае, ножку светодиода держит надежно.

Решил не распаивать сразу все, а обойтись частью, мне так проще было собирать.


Вот так это примерно должно выглядеть. К сожалению фото, в процессе сборки не получилось.


Первая готовая матрица. Время на сборку из уже готовых линеек 30 минут.


На сборку всех восьми матриц ушло около трех с половиной часов, хотя со временем и пришел опыт, но быстрее чем 20 минут на матрицу не получилось.
Что-то мой проект выходного дня начинает превращаться в долгострой. 
После сборки всех матриц можно запаять все оставшиеся детали.

В том числе и разъемы для контроллера.


И установить контроллер на место.

Теперь можно приступать к установке матриц светодиодов на плату и формировать кубик.

После того как все 8 матриц установленный нужно используя оставшиеся ножки светодиодов (те самые последние в ряду который загибались в сторону) связать светодиоды в горизонтальные ряды.

И подключить каждый ряд к своему контакту на плате. Комплектного проводка мне на весь кубик не хватило.


После включения кубик заработал, но показывал какое-то непонятное мигание, так что самое время разобраться с программным обеспечением.

Первое что нужно сделать это поставить драйвера на USB-to-UART конвертор. Тут все просто микросхема популярная найти драйвер можно в сети без проблем.

Далее задача немного посложнее найти само ПО для управления кубом. Производитель выпускает программу Magic_LightCube V2.4 и она есть в свободном доступе на сайте разработчика. Только сайт весь на иероглифах и закачка файлов с него доступна только для зарегистрированных пользователей, а для регистрации нужен китайский номер телефона, тут мне помогла техподдержка посредника, они скачали для меня архив с программой и выслали его мне на почту.
Первый запуск закончился вот таким красивейшим окошком с сообщением о том, что все пропало.

Решается все установкой библиотеки MSCOMM32.OCX по инструкции из интернета или с сайта производителя, если вы знаток китайского.

И наконец, можно запустить программу управления кубиком.

Тут мы можем либо открыть заранее заготовленные эффекты "Красная стрелка" и запустить их просмотр "Зеленая стрелка"

Подробнее про работу программы


Заранее прошу прощения за терминологию, давненько я не открывал учебник по геометрии.

В верхней части окна программы расположены 24 квадрата по 8 в ряд, каждый из квадратов отвечает сетку светодиодов, показанную в одной из трех проекций. Система координат и названия плоскостей подписаны справа в углу окна. Сами светодиоды это маленькие квадратики внутри больших квадратов.

Рисовать можно просто кликая мышкой по квадратикам, синий квадратик значит, светодиод будет гореть, серый значит, не будет. Таким образом, включая и выключая квадраты можно создать один кадр будущей анимации. После того как кадр создан его можно отправить на куб для просмотра нажав кнопку "Send", если результат Вас устраивает его можно добавить к списку кадров кнопкой "Add" и приступать к созданию нового кадра. Для более быстрого создания шедевра служат кнопки X ± Y ± Z ±, с их помощью можно сдвигать ранее нарисованное на одну клеточку в одной из плоскостей, функция очень помогает для создания эффекта движения. 
Ну и еще три кнопки, которые могу облегчить жизнь художнику 
ALLON/ALLOFF — включает или выключает сразу все светодиоды.
Reverse — инвертирует состояние светодиодов, включает выключенные и выключает включенные.
В процессе создания анимации можно кликать по уже добавленным кадрам и просматривать их прямо на кубе.
После создания все кадров будущей анимации их нужно выделить и добавить к списку анимации кнопкой со стрелкой "->" предварительно задав имя анимации.
Кнопками Play и Stop можно запуска и останавливать воспроизведение анимации из списка, а регулятором скорости задавать часто смены кадров анимации тем самым управляя скорость воспроизведения.
Ну и наконец, если получившаяся анимация Вас полностью устраивает кнопкой OFF-Line ее можно загрузить на флешку куба что бы можно было проигрывать ее без подключения к компьютеру. К сожалению, одновременно в кубе можно хранить всего одну анимацию. 

А теперь пару слов о минусах этого кубика, а они, к сожалению тоже есть.
Первый минус это работа со звуком, вернее полное отсутствие работы со звуком, каких либо эффектов или еще чего на данный момент нет. Разработчики говорят, что это все будет в будущем, так как ПО все еще находится в разработке, а пока что дают исходный код для прошивки контроллера и предлагают дописать требуемое самому.
То же самое касается и светодиодов по углам куба, они есть, а вот кода для работы с ними нет, хотя последнее, на мой взгляд, даже к лучшему потому как они только отвлекали бы от самого куба.
Ну и, пожалуй, самый главный глюк куба это самопроизвольное включение двух его рядов, при работе это выглядит вот так.


На все мои вопросы в чате производителя мне ответили, что это мой косяк, и нужно проверять пайку. Честно проверил, каких либо косяков не увидел. Зато в процессе выяснения столкнулся с тем что этот глюк зависит от того что и как отображается на кубе, например при последовательно включении выключении рядов такого глюка не возникает. 

Возможно я конечно и не прав, но если это ошибка в пайке то она должна проявляться всегда вне зависимости от того какая анимация идет на кубе. Так что я больше склоняюсь к глюку одного из сдвиговых регистров или к ошибке в прошивке контроллера, хотя может быть я и заблуждаюсь. В любом случае пока что в чем проблема я так и не понял.

Видео сборки и демонстрация работы ПО


Покупал через посредника YoyBuy
Посылка весила 2.5 кг доставка обошлась 43$,.
Вес комплекта 0.92 кг.
Доставка службой EMS заняла полторы недели.

Вывод
Вот даже не знаю что сказать, с одной стороны это супер, очень понравился и процесс сборки и результат даже с учетом тех особенностей работы, которые есть. С другой стороны сборка заняла много времени, так как я мог уделять кубику только вечера по выходным весь процесс сборки занял у меня почти месяц, так что если кто-то решит повторить процесс готовьтесь к долгой и довольно монотонной работе. 

Заранее приношу свои извинения за орфографию и грамматику текста, все допущенные ошибки сделаны не специально, а только по незнанию и в связи с несовершенством программ автоматической проверки текстов.