DIY Mania

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J’ai décidé de faire un cube de LEDS le plus simple possible, afin que tout le monde puisse le réaliser facilement.

Ce cube est différent des autres pour plusieurs raisons:
– Il se connecte directement à votre carte Arduino.
– Il utilise peu de composants, de sorte que la réalisation reste peu coûteuse.
– Vous pouvez exécuter du code qui est « facile » à écrire ou vous pouvez utiliser les codes que l’on trouve sur internet.

Pièces nécessaires :

64 LEDS à diffusion (J’ai utilisé des LEDS de 3mm mais des LEDS de 5mm ou 8mm pourraient fonctionner aussi)
16 résistances de 220 ohm
1 carte perforée (Le genre avec les petits cercles de cuivre)
1carte Arduino UNO
1 boite plastique pour ranger l’électronique
Fil de calibre 0.22mm
un peu de fil de fer

Outillage nécessaire:

Fer à souder
Cutter
Perceuse avec forets
Pile plate 3V
Colle

Connaissances nécessaires :

Soudure à l’étain
Utilisation d’une perceuse
Être capable de suivre les explications 😉

Au final, le coût de ce cube est relativement faible (moins de 100 €)
La carte Arduino UNO est la partie la plus coûteuse de l’ordre de 30 €.

Explication du fonctionnement :

Le cube est divisé en 4 couches de 16 LEDS.

Tous les voyants alignés dans la même colonne (verticale) ont une anode commune ( + ).
Tous les voyants d’une même couche (horizontale) ont une cathode commune ( – ).

Maintenant, si je veux allumer la LED dans le coin arrière supérieur gauche, J’actionne la sortie de la carte arduino UNO pour le ( – ) de la couche supérieure , et la sortie de la carte arduino UNO le ( + ) de la colonne dans le coin arrière gauche .

Étape 1 : Préparer les LEDS

cube_led (7)

Patte courte = Cathode (-)
Patte longue= Anode (+)

cube_led (15)

Cathodes pour les étages (couches)
Anodes pour les colonnes

cube_led (49)

LED du haut d’origine
LED du bas poncé

L’une des étapes à réaliser ici est de poncer chaque LED afin de la rendre opaque et ainsi d’obtenir une meilleure diffusion. J’ai eu à réaliser cette étape car je n’ai pas pris des LEDS à diffusion car celles-ci sont plus chères à l’achat.
Ci-dessus, la LED de gauche est poncée et celle de droite est d’origine.
Ne pas oublier de vérifier chacune des LEDS afin d’être sûr qu’elles soient toutes en état de fonctionnement avant de les souder entre elles. Ce serait dommage d’avoir une LED d’ HS au milieu du cube car le remplacement de celle-ci est impossible sans dessouder le cube. Donc, il suffit d’utiliser une pile de 3v entre les deux branches de la LED. (La patte la plus longue sur le positif (+) et la plus courte sur le négatif (-)).


Étape 2 : Souder les LEDS

Pour commencer la construction du cube, utiliser une perceuse avec la mèche appropriée à la taille des LEDS (Ici 3mm) pour faire des trous dans un morceau de bois. Dessiner une grille à la taille du cube que vous voulez. Le max est en utilisant la longueur totale des pattes de chacune des LEDS (Ici 16mm)

cube_led (16) cube_led (17)

Comme sur la photo, les cathodes (patte la plus courte), sont pliées à 90° afin de venir juste en contact avec la cathode de la LED voisine.
Faites d’abord les quatre couches, puis soudez les couches ensemble.

Sur la première photo, il n’y a que les LEDS soudées entre elles.
Sur la deuxième photo, j’ai ajouté un fil de fer du côté droit afin de rigidifier le carré (fil de fer soudé sur les cathodes). J’ai ensuite soudé un autre fil de fer plus long (la longueur sera ajustée à la fin) afin de relier les cathodes de cet étage à la plaque électronique. (C’est la tige verticale sur le haut de la photo 2).

cube_led (18) cube_led (19)
cube_led (22) cube_led (21)

Faire 4 fois la même chose (pour les 4 étages) en n’oubliant pas de décaler à chaque fois la tige verticale d’une LED. Voir photo 3 avec deux étages assemblés. Les deux tiges verticales sont en décalées.

Bien faire les 4 étages de la même façon afin de faciliter l’assemblage des 4 étages. Sur la photo 4, vous avez un aperçu de la façon d’assembler.

cube_led (23)

Le Cube une fois terminé.

Ensuite, il faut préparer le couvercle de la boite afin de fixer le cube LEDS sur celle-ci.

 cube_led (24)  cube_led (25)

Couper la plaque à la largeur de l’intérieur du couvercle (voir photo ci-dessus). Faire en sorte qu’elle y rentre légèrement en force pour qu’elle reste bien en place. Dans le cas où il y aurait trop de jeu, vous pouvez le coller la plaque au fond du couvercle.

cube_led (26) cube_led (29)

Contre percer le couvercle en vous aidant des trous de la plaque afin d’être sûr d’avoir un perçage régulier.
Lorsque cette étape est réalisée, il va falloir s’armer de patience et réussir à passer chaque tige du cube dans les trous que l’on vient de réaliser.

cube_led (48)

Lorsque vous y êtes parvenu, il ne reste plus qu’à souder les fils sur chaque colonne et sur chaque étage.
La première partie est prête.

Etape 3: Construire le circuit

 

cube_led (50)

Le plan du circuit.
Les R.. sont les résistances de 220 ohms.

cube_led (1)

Carte Arduino

Afin de faire un montage plus propre, j’ai utilisé une « nappe » informatique (câble pour brancher un lecteur graveur par exemple) pour relier les résistances à la carte Arduino UNO.

cube_led (33)

 

cube_led (31)

Nappe informatique

cube_led (32)

Afin de faciliter l’insertion des fils dans les bornes Arduino, j’ai récupéré les chutes des pattes des résistances précédemment soudées, et les ai soudées à l’extrémité de chaque fil.

cube_led (34)

 

 

 

Le circuit est assez simple. Chacune des 16 colonnes se connectera à une broche sur l’Arduino à travers une résistance (220 ohms) de limitation de courant. Chacun des quatre étages relie directement à une broche Arduino.

Le cube est connecté de la manière suivante :

Colonne 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 E1 E2 E3 E4
Broche Arduino 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 A0 A1 A2 A3 A4 A5

Etape 4 : Mise en place dans la boite

cube_led (35)

La carte est mise en position dans un coin et est fixée à l’aide de colle chaude.

cube_led (36)

La plaque avec les résistances est glissée en biais dans la boite et vient se glisser dans les fentes de la boite.
Un peu de colle dans chaque coin pour bien la maintenir.

cube_led (37) La boite est percée pour laisser place à la prise d’alimentation et de la prise usb.
Les trous sont fini à la lime afin d’être le plus propre possible.

 

Étape 5 : Programmation

Pour allumer votre lampe LEDs cube 4x4x4, il vous faut mettre un programme dans votre carte arduino.
Premièrement, il faut télécharger le logiciel gratuit arduino 1.0.5 disponible à l’adresse ci-dessous : http://arduino.cc/en/main/software#toc2
Ensuite, soit vous téléchargez des programmes disponibles sur le net, soit vous écrivez vous-même votre propre code. Vous trouverez différents codes que j’ai récupéré sur internet dans le fichier .ZIP ainsi que le code que j’ai modifié pour le concours CONRAD.
Lorsque le programme est téléchargé, installez-le.
Branchez la carte arduino par USB.
Ensuite, sélectionnez et cliquez sur le programme « LED_1cube_4x4x4_CONRAD ».

cube_led (3)Double cliquez sur ce programme.

cube_led (4)Cette fenêtre s’ouvre.

cube_led (5)Ensuite, sélectionnez la carte (ici Arduino UNO) en cliquant dans l’onglet :

cube_led (6)Outils >Type de carte>Arduino UNO

Il ne vous reste plus qu’à cliquer sur « Téléversé ». Attendez que la barre de progression soit terminée et vous devrez voir votre lampe s’allumer. ^^

Alimentation :
Pour alimenter la lampe, vous pouvez soit utiliser la prise USB (qui fournit 5V jusqu’à (500A), soit la prise d’alimentation arduino avec une alimentation externe (entre 7V et 12V).
Si vous préférez que la lampe fonctionne sur batterie (piles ou accus), vous pouvez utiliser les broches de la carte arduino appelées Gnd (-) et Vin (+). (Toujours entre 7V et 12V)

Programmation :
B1110,B0000,B0000,B0000,B0001,B0000,B0000,B0000,B0001,B0000,B0000,B0000,B1110,B0000,B0000,B0000,5,
Voilà à quoi ressemblent les lignes de programmation que vous pouvez modifier.
Il y a 16 ensembles (B0000,). Un ensemble représente une colonne et chaque chiffre une LED dans cette colonne. Sachant que 0 = LED OFF et 1 = LED ON, vous pouvez multiplier les combinaisons.
L’ordre de branchement de chaque colonne sur la carte doit être mis dans l’ordre afin de faciliter l’écriture de votre programme.
Le dernier chiffre de la ligne (ici le 5), est le temps d’exécution de cette ligne. Vous pouvez jouer sur cette valeur pour afficher plus ou moins longtemps chaque ligne.

Si vous n’avez pas envie de passer trop de temps à écrire le code, voici un lien qui le génère pour vous 😉

Amusez-vous bien !!!

Vous trouverez aussi ce tuto sur le blog de Conrad en cliquant ICI.

Categories: Arduino, Technologie

One Response so far.

  1. […] news: Un de mes articles, [Tuto] Lampe cube 64 LED Arduino, est présent dans le magasine CONRAD. Les projets avances et bientôt de nouveaux articles sur mon […]

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