|
Born Dead
#0E
19 декабря 1999 |
|
Iron made in - схема огромного экрана из светодидов для ZX Spectrum.
════════════════════════════════════════════════════════════════
Iron made in
════════════════════════════════════════════════════════════════
(c) UnBEL!EVER^XTM
(c) Alk^XTM
Крупный экран для вашего Спектрума
Раздел, посвящённый железу, впервые появляется в нашем могильном
издании. Тем более удивителен факт того, что начал писать эту
статью я, человек, боящийся к паяльнику притронуться вообще,
равно как и в частности. Однако, широкое воспаление сознания
периодически выдаёт "на-гора" так сказать, проекты, зачастую
связанные именно с аппаратной частью компьютера. Размышляя
однажды на тему; "Какие же суки показывали нам чёрно-белым
спектрум на party", я набрёл на очень интересную идею... (В
проработке этой идеи мне помог ALK, который дополнил данную
статью схемотехническими решениями, за что ему большое спасибо)
Зачем использовать видеопроектор вообще? Ведь больших размеров
изображение можно сформировать и по-другому. Нет, нам не
понадобится последняя модель телевизора от PANASONIC с
диагональю 2 метра - слишком много стекла - ещё разобьётся
ненароком! Нам нужны.... светодиоды!
А что? Представьте себе экран, выполненный на светодиодных
элементах. Каждый пиксель - один светодиод. Опять же никакого
рентгеновского излучения и прочего дерьма... Давайте-ка
рассмотрим это дело поподробнее.
Итак, светодиод - это некий полупроводниковый прибор, который
при пропускании через него постоянного электрического тока
превращается в источник некогерентного светового излучения.
Простейшим примером светодиода является "лампочка" в вашем
дисководе или блоке питания. Значит, нам всего-то с вами
понадобится собрать матрицу из светодиодов, равную размерам
стандартного спектрумовского экрана, плюс небольшой контроллер,
который позволит компьютеру сразу формировать изображение на
этой самой матрице.
Спектрумовский экран имеет разрешение 256x192. Для упрощения
задачи мы не будем учитывать наличие border'а (хотя об этом
ниже), да и цвета не так-то просто будет реализовать - у
классического светодиода лишь два состояния - горит/не горит.
Естественно, эти ограничения можно преодолеть, но для начала
рассмотрим вариант no border, 2 colors. Ну так вот, 256x192 -
это 49152 элемента в нашей с вами матрице. Следовательно, это
именно 49152 маленьких светодиодика!
Монтаж такого большого количества деталей следует по всем
радиотехническим нормам производить в виде блочной конструкции.
То есть следует подобрать некий каркас для группы (лучше всего
8x8 точек) светодиодов, и полностью смонтировать его - закрепить
и распаять детали. Затем из таких готовых блоков, как из
кубиков, можно будет построить всю конструкцию.
Однако не стоит сразу бросаться в бой! Давайте, памятуя о том,
что мы будущие инженеры, проведём технико-экономическое
обоснование этого проекта, а заодно получим некоторые численные
характеристики будущей конструкции.
Светодиод типа АЛ307БМ:
диаметр - 0.5 см
вес - 0.5 гр
мощность - 0.15 - 0.3 ватт
потребляемый ток - 0.05 - 0.1 ампер
цена - 0.5 - 0.7 рублей
Таким образом, наша будущая конструкция будет иметь:
ширина - 1.27 метра
высота - 0.96 метра
диагональ - 1.6 метра или 63 дюйма
вес - 49152x0.5 или 24.576 кг
цена - 24576 - 34406 рублей
И это без учета припоя, проводов и конструкций штатива, которые,
я надеюсь, вы украдёте где-нибудь на работе... Чувствуете
размах!!!! Это далеко не soundrive спаять!!!!
Кстати, пусть вас сильно не смущает цена... Вся прелесть
конструкции именно в том, что она блочная! Вы можете купить
энное количество деталей, собрать на них 1-5 знакомест будущего
экрана и уже наслаждаться результатами... Дальнейшее наращивание
конфигурации происходит путём банального upgrade'а - украли 64
новых светодиода - спаяли новое знакоместо! Хотя можно развивать
конструкцию не по знакоместам, а по линиям - то есть собирать
линию за линией. В таком случае я рекомендую после каждой
собранной линии экрана следующую пропускать, и сразу переходить
к другой. Таким образом, затратив вдвое меньше деталей, вы в
определённый момент получите уже практически готовый экран - но
с элементами черезстрочной развёртки :)
Теперь перейдём к реализации контроллера. Функционально он будет
эмулировать луч развёртки в кинескопе телевизора. Общеизвестно,
что экран (полный) Спектрума составляет 384x320 (либо 384x312)
пикселей. Поэтому, схему выборки матрицы будем делать из этого
расчёта - опять же upgradить эту схему до поддержки borderа
и цвета будет легче. Для начала соберём вариант ч/б матрицы.
Итак, вот схема базового элемента (БЭ) матрицы 16x16:
elx─────────────────────────────+──+ ac0 ac1 ac2 ac3
! ! 155ИД3 ! ! ! !
+──+──+─────────────+───+───+───+─+
! W1 W0 A0 A1 A2 A3 !
!─────────────────────────────────!
! D0 D1 D2 : DE DF!
+────────────O───O───O───:───O───O+
c0! c1! c2! : cE! cF!
155ЛА2 ! ! ! : ! !
+───+ ! ! ! : ! !
pixA─────!1 O────────────+ ! ! ! : ! !
+───+ ! ! ! ! : ! !
155ИД3 ! 155ЛЕ1 ! ! ! : ! !
+──────+───+ ! +───+ l0 ! ! ! : ! !
! ! ! +───!1 O───────X───X───X───:───X───X─
! ! ! ! ! ! ! ! ! : ! !
al0─────!A0 !D0 O──────────! ! ! ! ! : ! !
al1─────!A1 ! ! ! +───+ ! ! ! : ! !
al2─────!A2 ! ! ! +───+ l1 ! ! ! : ! !
al3─────!A3 ! ! +───!1 O───────X───X───X───:───X───X─
! ! ! ! ! ! ! ! ! : ! !
! !D1 O──────────! ! ! ! ! : ! !
! ! ! ! +───+ ! ! ! : ! !
! ! ! ! +───+ l2 ! ! ! : ! !
! ! ! +───!1 O───────X───X───X───:───X───X─
! ! ! ! ! ! ! ! ! : ! !
! !D2 O──────────! ! ! ! ! : ! !
! ! ! ! +───+ ! ! ! : ! !
: : : : : : : : : :
: : : : : : : : : :
! ! ! │ +───+ lF ! ! ! : ! !
elx──+──!W0 ! ! +───!1 O───────X───X───X───:───X───X─
! ! ! ! ! ! ! ! ! : ! !
+──!W1 !DF O──────────! !
+──────+───+ +───+
Вот это пересечение - ! - представляет собой следующее:
──X──
!
!
O───! vd00..vd255
! ─+─
! / ──>
! ─+─ ──>
! !
─────────+───O────
!
Для БЭ потребуется:
К155ИД3 - 2 шт.
К155ЛЕ1 - 4 шт.
АЛ307БМ - 256 шт.
К155ЛH2 - 1 шт.(на 6 шт. БЭ)
Для всего экрана потребуется (384/16)*(320/16) - всего 480
базовых элементов;
Итак, у БЭ имеются входы строк al0..al3, входы колонок ac0..ac3,
информационный вход pixA, входы выборок колонок/строк ecx/elx.
Подавая на входы al/ac номера колонок/строк, при этом подав на
входы ecx/elx лшгический 0, а на вход pixA логическую единицу -
мы увидим соответствующий светодиод горящим.
Рассмотрим теперь схему менеджера колонок базовых элементов:
FPIX
───────+
! HS
+────────+ !
! ! ! 155ИЕ5 !
! +──+──+─────────────────+──+
! ! C0 C1 !
! !──────────────────────────!
! ! 1 2 4 8 !
! +───────────────+──+──+──+─+
! ! ! ! !
───────────────────+ ! ! !
! ! ! ! ко входам ac0..ac3
+──+──+──+─────────────> базовых элементов
+────────+ ! +──────+
! +──!──────────────────+ ! +────!──+ HS
! ! ! 155ИЕ5 HS ! ! ! ! 155ИЕ5 !
! +──+──+─────────────────+──+ ! ! +──+──+───────────────+──+
! ! C0 C1 ! ! ! ! C0 C1 !
! !──────────────────────────! ! ! !────────────────────────!
! ! 1 2 4 8 ! ! ! ! СТ2 1 2 4 !
! +───────────────+──+──+──+─+ ! ! +─────────────+──+──+──+─+
! ! ! ! ! ! ! ! ! !
+──────────────────+ ! ! +───+ +───────────────+ ! !
! ! ! ! ! ! !
! ! ! ! ЛH1 +────+ ! ! !
! ! ! ! +───+ ! 1+─────+ ! !
─────────────!──!──!──!──O 1+─+─O +────────+ !
! ! ! ! ! +───+ ! ! +───────────+
! ! ! ! ! ! +────+
! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! !
! +──+──+──+─────────────────────+──+──+──+
! ! ! ! ! ! ! ! ! !
+──+ ! ! ! ! +──+ ! ! ! !
! ! 155ИД3 ! ! ! ! ! ! 155ИД3 ! ! ! !
+──+──+─────────+──+──+──+─+ +──+──+─────────+──+──+──+─+
! W1 W0 A0 A1 A2 A3 ! ! W1 W0 A0 A1 A2 A3 !
!──────────────────────────! !──────────────────────────!
! D0 : D15 ! ! D0 : D7 !
+─────────────O───:────O───+ +─────────────O───:────O───+
ec0! :ec15! ec16! :ec23!
! ! ! !
! ! ! !
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
Ко входам 'ecx' базовых элементов
HS - сигнал строчной развёртки (см.далее).
FPIX - это вход тактирования выборкии колонок, на него подают
сигнал с 9 ноги МС D41(здесь и далее - схема Пентагона без
музпроцессора), входы ac0..ac3, pixA объединяют.
Аналогично - схема менеджера строк базовых элементов:
155ИЕ5
+─────────────+
! +───────+ !
HS──!──+C0 ! !
! ! 1 +──+──> Ко входам el0..el3 БЭ
+──+C1 2 +─────>
! 4 +─────>
! 8 +──+──>
! ! !
! ! !
! ! !
VS ────+R0 ! !
+───────+ !
+────────────────+
! 155ИЕ5
! +─────────────+
! ! +───────+ ! 155ИД3
+──!──+C0 ! ! +───────+
! ! 1 +──+───+─────────────+A0 !
+──+C1 2 +──────+─────────────+A1 D0 O────>el0
! 4 +──────+─────────────+A2 ......
! 8 +──+───+─────────────+A3 ......
! ! ! ! ! D15O────>el15
! ! ! ! ! !
! ! ! ! ! ! ко
VS ────+R0 ! ! ! +─+W0 ! входам elx
+───────+ ! ! +─+W1 ! БЭ
+────────────────+ ! ЛH1 ! +───────+
! 155ИЕ5 ! +──+ !
! +─────────────+ ! +─+1 O─+
! ! +───────+ ! ! ! +──+ 155ИД3
+──!──+C0 ! ! ! ! +───────+
! ! 1 +──+── +─────────────+A0 !
+──+C1 2 +───── +─────────────+A1 D0 O────>el16
! +─+ +─────────────+A2 .....
! +─+ +─────────────+A3 .....
! ! ! ЛЕ1+────+ ! D3 O────>el19
! ! ! +──+ ! ! !
! ! +──────!1 ! ! ! !
VS ────+R0 ! +──────! O────+───+W0 !
+───────+ +──+ +───+W1 !
+───────+
HS - вход строчной развёртки, VS - кадровой развертки;
соответственно их можно взять с ноги 1 и ноги 2 МС D6. Входы
al0..al3 БЭ объединяют.
Hу и теперь о главном. Hа вход pixA можно подавать либо сигнал с
"пикселей"(9 МС D41), либо R,G или B (3,6 или 8 МС D72) на
выбор. Для получения цветного изображения вам предстоит собрать
ещё 2 (две) аналогичных схемы. Об этом и многом другом подробнее
в следущих выпусках рубрики.
Пусть вас не пугают масштабы стройки - как зато потом будет
приятно проводить очередной DI:JR $-1'2064 для Спектрума на
ultra-ugly display matrix! - буржуи кипятком будут писать:
"...Презентация ultra-ugly display matrix for Spectrum
V64.72.999 beta release 72.859 Color+ произвела настоящий
переворот в сознании эгрегоров Спектрум-сцен - небывалые размеры
экрана одновременно с дешевизной и простотой реализации.
Остаётся в очередной раз признать: Спектрум на Востоке был и
будет живее всех живых!"
Другие статьи номера:
Похожие статьи:
В этот день... 21 ноября