Autonom robotväckarklocka med trådlös basstation - KTH

1. Inledning
En LED punktmatris är en form av display med lite större pixlar. Den består av ett antal lysdioder som
sitter i en matris-formation. I dagens samhälle återfinns LED-punktmatriser på många olika ställen.
De används vid busshållplatser och i tunnelbanan för att visa hur lång tid det är till nästa buss eller
tunnelbana, vid vägarbeten för att tydligt varna folk att köra mer försiktigt och som displayer som
blinkar i häftiga mönster, med mera.
Syftet med detta projekt är att specialisera sig på LED-matriser. Funktionen för hur man styr en större
LED-matris med många lysdioder som ska tändas flera i taget i olika mönster ska undersökas. Till
förfogande står en 8x8 stor LED-matris och en ATMega16 mikrokontroller. Prototypen som ska
tillverkas ska fungera som en informationsdisplay där en text kan rulla fram och som ett spelbräde
för Pong där två spelare kan tävla mot varandra.
2. Fördjupningsstudie
För att få en större förståelse för produkten gjordes en fördjupningsstudie om tekniken bakom
lysdioden. Det gjordes även en omvärldsanalys för att få en bild av var någonstans i dagens samhälle
man använder dessa LED-matriser.
2.1 Lysdioden
En diod är en elektrisk komponent som endast leder ström i en riktning. Den består av två elektroder,
en anod och en katod. Strömmen kan bara gå från anoden, som är pluspolen, till katoden, som är
minuspolen. Dioden nuförtiden består av halvledare. De leder inte elektrisk ström riktigt lika bra som
en ledare, men den utesluter inte heller strömledning som en isolator gör. Dioder kan användas till
mycket, men den typen av diod som har undersöks i denna rapport är den som används för att
producera ljus.
Lysdioden, på engelska kallad LED (Light Emitting Diode), utstrålar ljus i form av fotoner då materialet
den är gjord av utsätts för en elektriskt framåtriktad spänning. Färgen på ljuset beror på hur mycket
energi fotonen består av, och olika halvledare producerar fotoner med olika energinivåer. Den första
lysdioden uppfanns i mitten av 1920-talet av ryssen Vladimirovitj Losev. Men den kom då aldrig till
någon praktisk nytta. År 1961 upptäcktes en halvledare, GaAs, som bara utstrålade infrarött ljus när
man skickade en ström igenom den. Inte förrän år 1962 tillverkades den första lysdioden som kunde
utstråla synligt ljus av Nick Holonyak Jr, som därför brukar kallas lysdiodens fader. Då kunde den bara
utstråla svagt rött ljus, men idag har vi hittat material för att utstråla ultraviolett ljus, infrarött ljus
och hela det synliga spektret.
Figur 1 Elektriska schemasymbolen för en lysdiod. Anoden (+) är till vänster, katoden (-) är till höger
1