cubo de leds 8x8x8

ACTA DE PROYECTO MECATRÓNICO

Proyecto:

“CUBO DE LEDS DE 8X8X8 QUE PRODUCE IMÁGENES EN 3DY SE UTILICE COMO UNA DECORACION EN CASAS, FIESTAS

EMPRESAS COMO RESULTADO DE UN BUEN ENTRETENIMIENTOPARA EL PÚBLICO CON LAS DIFERENTES ANIMACIONES

EN 3D A SIMPLE VISTA”

V1.0

Acta de Proyecto(Project Chárter)

Fecha:

09 MARZO 2


Tabla de contenido

Introducción y Autorización

1 Control de Versiones……………………………………………………….…….42 Descripción del Acta del Proyecto………………………………………….…...52.1 Nombre del Proyecto………………………………………………………...…52.2 Responsable del Proyecto………………………………………………….….52.3 Participación Clave en el Proyecto……………………………………………53 Descripción General del Proyecto…………………………………………….…64 Objetivo del Proyecto……………………………………………………………..74.1 Objetivo general del proyecto………………………………………………….74.2 Objetivos Específicos del proyecto…………………………………………....74.3 Alcance del Proyecto……………………………………………………………75 Beneficios………………………………………………………………………..…76 Marco metodológico……………………………………………………………….87 Restricciones del proyecto………………………………………………………..98 Condiciones técnicas………………………………………………………..……118.1 Descripción de cada uno de los componentes de su proyecto…………..…118.2 Características técnicas de cada parte …………………………………….…128.3 Características físicas y químicas……………………………………………..148.4 Características específicas de cada material………………………………...158.5 Historia de cada componente ………………………………………………….168.6 Principales usos de cada componente………………………………………..179 Descripción física del proyecto…………………………………………...………18 9.1 Bocetos……………………………………………………………………………19


Introducción y Autorización

Objetivo del Documento

Documentar la declaración del proyecto, dando constitución formal al mismo para su reconocimiento dentro de la Organización. Este documento especifica el

objetivo y alcance del proyecto, su organización, alcance, principales. Entregables, fechas importantes así como el presupuesto requerido hasta el momento.

Firmas de Aceptación

Autorizó (Patrocinador)

_______________________

CargoCoordinador de la carrera

(Responsable del Proyecto)

___________________

CESAR ADAN ARVIZU OBLEDO

LIDER DE PROYECTO


1 Control de Versiones

Versión Fecha Autor(es) Principales Cambios

V1.0 09 03 2015 Luis Enrique Gonzáles Gonzáles

Inicio

José Arceo Sepúlveda

2 Descripción del Acta del Proyecto

2.1 Nombre y clave del proyecto

CDL-CEJ 2015

“Cubo de leds de 8x8x8 que produce imágenes en 3d y se utilice como una decoración en casas, fiestas .Empresas como resultado de un buen entretenimiento .Para el público con las diferentes animaciones .En 3d a simple vista”

2.2 Responsables de Proyecto

Nombre del solicitante del proyecto (SEGURO POPULAR)

Cesar Adán Arvizu Obledo responsable de Proyecto

2.3 Participantes clave en el proyecto (Interesados del proyecto)

Nombre Área/Puesto FirmaCesar Arvizu Lider de proyectoBlanca Esthela Coordinadora de

proyectoJuan Carlos Figueroa Coordinador de la carreraLuis Enrique Gonzales ProgramadorJosé Arceo Soldador


3 Descripción General del Proyecto

“Construir un cubo con encendido aleatorio de leds en 8x8x8 cuyo cerebro sea una tarjeta de Arduino” es el objetivo propuesto de aquí en adelante. Con conocimientos de soldadura y lenguaje de programación, además de la presencia de los materiales a utilizar en mano estamos preparados para comenzar el proyecto. Siguiendo paso a paso el proceso lograremos un cubo uniforme y perfecto al soldar los cátodos de cada led, consiguiendo así tres pisos de un cátodo común cada uno; además soldaremos ánodo con ánodo para lograr las columnas del cubo como ánodo común; cuidando sigilosamente cada conexión, desde los 8 pisos del cubo con los transistores como de las nueve columnas del cubo con sus respectivas resistencias para finalizar todas las conexiones a los pines digitales de la tarjeta Arduino, previamente codificada con la interfaz IDE del arduino descargada desde Ubuntu en software libre . Nuestro pequeño circuito electrónico debe ser alimentado con una entrada de 9V para lograr de manera exitosa el objetivo planteado y así como un atractivo visual.


4 Objetivos del proyecto

4.1 Objetivo General del Proyecto

Poder crear imágenes en 3D para entretenimiento de las personas, también como un proyecto visual que hasta puede servir de adorno para nuestros hogares. “Construir un cubo con encendido aleatorio de leds en 8x8x8 cuyo cerebro sea una tarjeta de arduino”.

4.2 Objetivos Específicos del Proyecto

Crear diversas formas, figuras, letras, símbolos y palabras Que cualquier persona pueda usarlo de manera practica No ser altamente costoso Que sea ligero para su fácil traslado


4.3 Objetivo estratégico

Esto es lo que usted necesitamos para hacer un cubo de LED: 512x LED (más algún extra para cometer errores!). 8 drivers MC74HC574N. 8 reguladores a 5 voltios. 2 74LS04. 1 HD74LS138P. 8 ULN2803AP. 10 condensadores 104V seramicos. 8 resistencias de 10K. 8 resistencias de 1K. 64 resistencias de 240. Arduino mega 2560.

Son siete los pasos que debemos completar para conseguir el objetivo deseado: 1. Construcción de una plantilla. 2. Construcción del cubo. 3. Conexión por el ánodo. 4. Conexión por el cátodo. 5. Programación del arduino 6. Decoración del cubo de leds.

5 Beneficios

Aprender del uso de distintos dispositivos electrónicos Saber programar en distintas plataformas Saber cómo funcionan los diodos Visualizar imágenes en 3D, por medio de una pantalla led (cubo). Utilizar mediante las técnicas de multiplexacion, la visualización de

imágenes en 3D, previamente programadas.

6 Alcance de proyecto

El proyecto “cubo de leds de 8x8x8 que produce imágenes en 3d y se utilice como una decoracion en casas, fiestas empresas como resultado de un buen entretenimiento para el público con las diferentes animaciones en 3d a simple vista” se deberá ejecutar el dia 6 de junio del 2015 al 31 de diciembre del 2015 y que sea utilizado como promotor de propaganda y atractivo visual.


Proceso 1 Marco Metodológico:

Este cubo del LED tiene 512 LEDs. Obviamente, que tiene un puerto IO dedicado para cada LED sería muy poco práctico. Lo que necesitas un microcontrolador con 512 puertos IO, y correr 512 cables a través del cubo. En cambio, cubos LED se basan en un fenómeno óptico llamado persistencia de la visión (POV).


7 Restricciones del proyecto

Principales limitantes.-Las principales limitantes que tenemos del proyecto del cubo de leds de 8x8x8 es que puede ser muy costoso el fabricarlo, así como también podemos tener problemas con fallas técnicas que podrían ser que cualquier se funda o no esté bien soldado este no funcionaría y con este resultado ocasionaría una falla en la programación de esta.

Otra limitante seria el tamaño que fuera el cubo, por que digo esto porque nuestro proyecto se basa en un cubo pero este podría ser de diferente forma, como puede ser: letras, anuncios, etc.

Funciones de uso (para que sirve).-Nuestro proyecto en sí, se basa en dar varias formas de imágenes 3D para el entretenimiento de las personas o para dar una imagen de elegancia dependiendo del funcionamiento que la gente quiera tener.

Personas que pueden usarlo.-Las personas que pueden usar un cubo de leds puede ser cualquiera, ¿porque cualquier persona puede usarlo? El cubo de leds solo es una decoración una serie de imágenes que son utilizables para que las personas se asombren, se entretengan o para uso comercial para dar una intriga a la gente para ver el producto.

Lugares donde puede ser usado.-Puede ser usado en todos lados por ejemplo: en la sala de tu casa para una entrada luminosa, así como también en la sala de espera de una empresa, en anuncios en tiendas, etc.

Condiciones climáticas donde puede usarse.-Se recomienda que sea en un lugar cálido o que no tengas mucha humedad. Ya que el leds puede ser muy sensible y dependiendo del tamaño de la figura complicado de cambiar.

Como se puede usar.-El uso del cubo de leds es muy simple solo actuaría como una lámpara este se conecta a la corriente de luz y con el switch prender y apagar las imágenes que se usarían ya sería programadas dependiendo de la persona o estándar.

Condiciones de capacidad.-Para este cubo de leds es recomendable no usar más de 12 v, ya que los leds a mas voltaje se pueden quemar, de preferencia no


tenerlo todo el tiempo conectado ya que por un alto voltaje se puede quemar el controlador.

Condiciones de adaptabilidad

Es capaz de soportar variaciones de temperatura, que no sean muy altas o muy bajas, también puede cambiar el ritmo de luminosidad dependiendo del ambiente.


8 Condiciones técnicas

8.1 Descripción de cada uno de los componentes de su proyecto

512x LED

64x resistencias.

1x o 2x PCB gran prototipo

Arduino Uno o Nano

8x 74HC595

Pieza de madera para la plantilla y la base

Fuente de alimentación de 5V

Jumpers

Cautín

Estaño

Barra de terminales

Cable IDE


8.2 Características técnicas de cada parte

1.- leds

Características

Formas de determinar la polaridad de un led de inserción

Existen tres formas principales de conocer la polaridad de un led:

La pata más larga siempre va a ser el ánodo. En el lado del cátodo, la base del led tiene un borde plano. Dentro del led, la plaqueta indica el ánodo. Se puede reconocer porque es

más pequeña que el yunque, que indica el cátodo.

2.- resistencia.-Todas las resistencias tienen una tolerancia, esto es el margen de valores que rodean el valor nominal y en el que se encuentra el valor real de la resistencia. Su valor viene determinado por un porcentaje que va desde 0.001% hasta 20% el más utilizada es el de 10%. Esta tolerancia viene marcada por un código de colores. Las resistencias tienen un coeficiente de temperatura, este valor dependerá de la temperatura que alcance la resistencia cuando empiece a circular el flujo de electrones. Como cualquier elemento eléctrico y electrónico tiene un rango de trabajo y por tanto un límite de funcionamiento que vendrá determinado por su capacidad de disipar calor, la tensión y por su temperatura máxima; por tanto será la temperatura máxima con la cual podrá trabajar sin deteriorarse. Tiene también un coeficiente de tensión que limitará el paso de la corriente eléctrica entre sus dos extremos que será la variación relativa de cambio de tensión al que se someta. Un factor también importante es el ruido que se debe a los cambios repentinos de aumento y disminución de corrientes continuos. La capacidad de la resistencia es la capacidad de mantener en el transcurso del tiempo el valor nominal de la resistencia será sometido a los cambios ambientales, largos periodos del funcionamiento que no deberá afectarla para nada.


3.-PCB

1. Suficientemente rígidos para mantener los componentes.2. Fácil de taladrar.3. Sin problemas de laminado.

4.- Arduino nano.-Esta basado en el microcontrolador ATmega328. Tiene una entrada mini-usb a través de la cual se puede subir el código fuente para la ejecución de los comandos. Viene con 14 puertos digitales de entrada/salida, 8 puertos análogos, una memoria de 16 KB, 1 KB de SRAM y 512 bytes de EPROM. Su ClockSpeed es 16 MHz. Funciona con un voltaje que puede estar en el rango de 7 a 12 voltios. Entrega una corriente de 40 mA.

5.-74HC595.-sirve para controlar 8 salidas digitales mediante 3 salidas del Arduino, ademas se puede encadenar, por lo que podemos controlar bastantes salidas y tener libres 11 salidas del Arduino para agregarle cosas. El chip 74HC595 tiene 16 pins, 8 de ellos para controlar mismo numero de salidas, 3 para control 1 salida de datos (para conectar otros 74HC595)

6.-Base de madera.-Esta base de madera solo es para poder hacer las mallas, y estará perforada al diámetro de cada led y a distancia uno del otro depende del largo del anodo del led.

7.-Fuente de voltaje

8.-Jumpers

9.-Cautin.-Es una herramienta para soldar circuitos eléctricos o electrónicos con algunos metales, además es usado como pirógrafo que en un método de arte. Esta herramienta está compuesta por un conjunto de piezas o elementos que a su vez forman un circuito eléctrico generador de calor, que servirá para el derretimiento de los metales blandos de soldadura y para las distintas modalidades de arte.

10.-Estaño.-Es un metal plateado, maleable, que no se oxida fácilmente y es resistente a la corrosión. Se encuentra en muchas aleaciones y se usa para


recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión. Una de sus características más llamativas es que bajo determinadas condiciones sufre la peste del estaño.

11.-Barra de terminales

12.-Cable IDE.-El cable de IDE básico tiene 40 conectores y permite conectar hasta dos dispositivos en el mismo dispositivo. Normalmente este cable surge de la placa base, que tiene integrada la controladora de disco duro. Antiguamente se utilizaban placas discretas que conectadas a la placa base daban esta funcionalidad. La velocidad máxima que alcanza un dispositivo conectado a un cable IDE es de 133 Mbits por segundo.

8.3 Características físicas y químicas

Leds.- nitruro de galio (GaN)

Resistencia.- componente diseñado para introducir una resistencia eléctrica en un circuito;

Pcb.- dieciséis capas conductoras, separadas y soportadas por capas de material aislante (sustrato) laminadas (pegadas) entre sí.

Arduino nano.- es una plataforma de hardware libre basada en una placa con un microcontrolador y un entorno de desarrollo diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinares.

Base.- Madera

Fuente de voltaje.- pilas interconectadas

Jumpers.- carcaza plástica y una placa de cobre que hace contacto entre dos pines

Cautin.- Barra de metal, Alambre cobre, Cable de conexión ,Enchufe Estructura de

plástico o madera

Cable IDE.- cobre, aluminio


8.4 Características específicas de cada material

Led.- Dar una iluminación mediante un voltaje aplicable

Resistencia.- componente diseñado para introducir una resistencia eléctrica en un circuito;

Pcb.- mantener componentes para un fácil manejo de esos mismo sin problemas

de conexiones

Arduino nano.- la manera de poner un código para obtener la ejecución de los

comandos

74HC595.- sirve para controlar 8 salidas digitales mediante 3 salidas del Arduino

Base de madera.-Esta base de madera solo es para poder hacer las mallas

Fuente de voltaje.- el portador de nuestro voltaje a necesitar

Jumpers.- Es un elemento que permite interconectar dos terminales de manera temporal sin tener que efectuar una operación que requiera una herramienta adicional.

Cautin.-Es una herramienta para soldar circuitos eléctricos o electrónicos con algunos metales.

Estaño.- se usa para recubrir otros metales protegiéndolos de la corrosión.

Cable IDE.- permite conectar hasta dos dispositivos en el mismo dispositivo.


8.5 Historia de cada componente

Led.-En 1907, Henry Joseph Round, especialista en las comunicaciones por radio, descubre el efecto físico de la electroluminiscencia.

Resistencia.- Fueron inventadas por Georg Simon Ohm en 1827, fue un físico y matemático alemán que aportó a la teoría de la electricidad la Ley de Ohm.

Pcb.- el inventor del circuito impreso es el ingeniero austríaco Paul Eisler (1907-1995).

Arduino nano.- Arduino fue inventado en el año 2005 por el entonces estudiante del instituto IVRAE Massimo Banzi.

74HC595.- Se inventó junto con el arduino para un mejor manejo de este

Madera.- Fue descubierta por el hombre ase miles de años.

Fuente de voltaje.- Nacieron junto con el desarrollo de la radio alrededor del sigo XX.

Jumpers.- Es desarrollada por Western Digital con la colaboración de Control Data Corporation.

Cautin.- En 1921, Ernst Sachz, fue el fundador del cautín eléctrico.

Estaño.- El uso del estaño comenzó en el Cercano Oriente y los Balcanes alrededor del 3000 a. C., utilizándose en aleación con el cobre para producir un nuevo metal.

Barra de terminales.- Se desarrolló a mediados del siglo XX.

Cable IDE.- Es desarrollada por Western Digital con la colaboración de Control Data Corporation.


8.6 Principales usos de cada componente

Led.- Dar una iluminación mediante un voltaje aplicable

Resistencia.- Dar una resistencia eléctrica a cualquier circuito

Pcb.- La manera más fácil de hacer conexiones eléctricas

Arduino nano.- Crear un código para ejecutar varios comandos

74HC595.- sirve para controlar 8 salidas digitales mediante 3 salidas del Arduino

Madera.- Soporte para los leds

Fuente de voltaje.- Dar un voltaje a nuestro circuito

Jumpers.- Es un elemento que permite interconectar dos terminales de manera temporal sin tener que efectuar una operación que requiera una herramienta adicional.

Cautin.- Soldar los componentes entre si

Estaño.- Evitar la corrosión de los componentes

Cable IDE.- permite conectar hasta dos dispositivos en el mismo dispositivo.


9 Descripción física de proyecto

Descripción detallada de cada uno de los componentes del proyecto para su creación.

9.1 Imagen

Imagen de la tabla base

Imagen de led Imagen de resistencia


Imagen de arduino

Imagen de cómo quedaría completo el cubo


Documents

cubo de leds 8x8x8