LED Cube 16x16x16
Das bisher größte Projekt besteht aus 4.096 weißen LEDs, einer Dual-ESP32-Steuerung via UDP und maßgeschpitzten Platinen-Designs.
Die Vision und Signalverarbeitung
Ein LED-Würfel dieser Größenordnung erfordert ein extrem präzises Timing und eine durchdachte Netzwerkinfrastruktur. Die Steuerung erfolgt komplett drahtlos: Ein primärer ESP32-Mikrocontroller empfängt die Animationsdaten als UDP-Frames direkt von einem Raspberry Pi 4. Diese Daten werden auf der Main-PCB via TX/RX-Schnittstelle an einen zweiten ESP32 übergeben, welcher exklusiv für das Multiplexing zuständig ist.
Technische Daten und Systemarchitektur
- • 4.096 weiße LEDs (Manuell geschliffen für ein homogenes Leuchtbild)
- • Dual-ESP32-Steuerung (Aufgeteilt in UDP-Empfang und Multiplexing)
- • UDP-Frame-Schnittstelle (Drahtlose Datenübertragung über den Raspberry Pi 4)
- • 4 maßgeschneiderte PCB-Designs (Eigens entwickelte Platinen)
- • Hocheffiziente Energieversorgung (Maximaler Stromverbrauch von nur 5V / 2A)
- • Segmentierte Datenübertragung (4 flache 10-adrige Datenkabel)
Der modulare Aufbau des Würfels
Die 4.096 LEDs sind in einer hochgradig modularen Architektur organisiert. Der Würfel unterteilt sich in vier Hauptsegmente. Jedes dieser Segmente wird über ein eigenes Kabel angesteuert und besteht aus vier einzelnen Türmen.
Die mathematische Segmentierung
- • 4 Hauptsegmente (Größe von jeweils 8x8x16 LEDs)
- • 16 Türme insgesamt (4 Türme pro Segment)
- • Turm-Dimension (Ein Verbund aus 4x4x16 LEDs)
- • 256 weiße LEDs pro Turm (Ergibt exakt 4.096 LEDs im gesamten Würfel)
Technische Zeichnung der Einspeisung
Aufwendiger Manufaktur- und Bauprozess
Der Entstehungsprozess forderte extreme Geduld und Präzision in Handarbeit. Jede einzelne LED wurde vor dem Verbauen modifiziert, um den perfekten Streuwinkel für das Licht zu erzeugen. Der Aufbau erfolgte schrittweise von der einzelnen Diode bis zur fertigen 3D-Matrix.
Die einzelnen Fertigungsschritte
- • LED-Schliff (Manuelles Anschleifen aller 4.096 LEDs für diffuses Licht)
- • Biegeschablone (Exaktes In-Form-Bringen der LED-Beinchen)
- • Panel-Löten (Verlöten der LEDs mit Draht auf einer gebohrten Holzplatte)
- • 256er-Panels (Zusammenbau von flachen 4x4-Gittern)
- • Hochzeit der Komponenten (16 fertige Panels werden übereinander auf das Basis-PCB gelötet)