Cube LED 8x8x8 : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Dans ce instructable, nous allons montrer comment construire un Cube Led 8x8x8. Tout a commencé comme une idée pour le sujet « Creative Electronics », appartenant au module de 4e année d'ingénierie électronique de l'Université de Málaga, École des télécommunications:

Le projet en général consiste en une co-conception matérielle et logicielle. La partie hardware est composée du Cube, et de toutes les connectiques, ainsi que d'une base qui supporte le design. La partie logicielle consiste en une bibliothèque évolutive, qui a été implémentée afin d'être utile pour d'autres projets.

Contrôlé par un Arduino Uno, cinq cent douze leds forment ce cube, et comme elles sont séparées en colonnes et en couches, chacune peut être allumée individuellement.

Nous présentons quelques étapes qui peuvent rendre le projet plus facile, bien que cela prenne quelques jours de soudure. Pour le projet, nous avons utilisé des Leds Bleues et des transistors NPN.

Nous joignons ici une liste avec le matériel nécessaire:

• 512 LED.
• 64 Résistances de 220 ohms.
• 9 registres à décalage 74HC595.
• 16 transistors 2N222.
• Panneau de mousse.
• Plusieurs mètres de fil fin (1,2 mm).
• Dénudez le fil.
• Connecteurs (mâle et femelle).
• Source de courant.
• Plaque pré-percée (PCB).
• Soutien à la structure.
• Caisse en bois pour structure.

Nous espérons que tout le monde aime cette instructable.

Étape 1: dessin du modèle pour les LED

La première étape consiste à dessiner un modèle pour faciliter le processus du soldat. Dans une planche en mousse, nous devons dessiner un carré et le diviser en 64 petits carrés, tous séparés d'un pouce. A la jonction d'un petit carré avec un autre, il faut faire un trou avec un tournevis par exemple, afin d'y mettre les leds pour les soldat.

Étape 2: Construire une base

Nous devons faire une base où reposeront les leds. Il vaut mieux le faire avec une planche de bois, qui n'est pas lourde mais ni flasque. Après avoir obtenu la planche, nous devons répéter l'étape 1, mais maintenant ici. Nous devons marquer le bois en dessinant un carré de 8 pouces, où à l'intérieur, un autre carré de 64 pouces sera dessiné.

Une fois que nous avons tout dessiné, c'est le moment d'utiliser une perceuse. Avec un peu de 1mm, on fera un trou qui perce le bois à la jonction de chaque carré, afin d'y mettre les fils qui maintiendront la structure à l'intérieur.

Prenez votre perceuse et percez !

Nous avons fait une vidéo pour vous montrer comment faire. Le résultat final devrait ressembler à ces images données ici.

Étape 3: Mettez les fils droits

Il est préférable pour la structure d'utiliser des fils entre les leds, car ils rendront la structure plus rigide ou inflexible. Comme normalement les fils sont vendus en rouleau, nous devons les mettre droits. Nous aurons également besoin d'une perceuse pour cette étape.

Nous devons couper le fil et mettre une tranche dans la perceuse. Une fois qu'il est fixé dessus, nous devons tenir l'autre partie du fil et allumer la perceuse. En quelques secondes, le fil sera droit comme une bougie !

Nous vous montrons comment réaliser ce processus dans la vidéo, et nous donnons une clé pour accélérer le processus: vous pouvez couper un fil plus long, le redresser une fois, puis le couper.

Étape 4: souder une couche

Une fois qu'on est sûr que toutes les leds s'allument bien, c'est le moment de les souder. Nous devons séparer les cathodes et les anodes, pour accélérer le processus.

Dans cette étape, toutes les cathodes seront connectées. 64 leds et 11 fils seront utilisés: un pour chaque rangée, et 3 de plus pour le maintien sur la structure. Vous pouvez voir comment nous l'avons fait. On met 3 pièces de 10 centimes pour mettre tous les fils à la même hauteur, et ensuite, le processus démarre.

Il est très important de vérifier après le processus de soudure que toutes les leds sont bien soudées. Vous pouvez le faire en utilisant l'Arduino, en connectant un fil à GND et en sondant avec l'entrée 5V de chaque led, comme vous pouvez le voir dans la vidéo.

N'oubliez pas de couper la partie de chaque cathode qui n'a pas été soldat.

Et maintenant que vous en avez fait un, continuez avec les sept autres !

Nous avons fait quelques photos pour montrer le processus aussi.

Étape 5: Créez la structure du cube

Si vous avez fini de souder, l'étape suivante consiste à créer la structure Cube. Nous allons souder une couche au-dessus de l'autre, en la séparant avec des tampons en carton mousse, comme nous le montrons sur la photo.

Dans cette étape, toutes les anodes doivent être soudées aux fils. La clé est de tenir les fils verticaux lorsqu'il est temps d'introduire la couche dans la structure, et votre travail ne sera pas très compliqué.

Comme nous l'avons déjà dit, il est très important de vérifier après soudure le bon fonctionnement des leds. N'oubliez pas dans cette étape de retirer le surplus de patte d'anode. C'est plus facile de le faire maintenant, au lieu de le faire à la fin.

Le processus sera terminé lorsque les 8 couches seront superposées par les anodes. Après cela, les anodes seront soudées à un PCB.

Il est nécessaire de connecter des câbles verticaux de la base à chaque nappe verticale de LED pour le bon fonctionnement de chaque nappe et d'orienter la led sur les axes x, y et z. Vous pouvez le voir sur les photos.

Étape 6: câblez la base

Nous devons souder les couches correspondantes à l'aide de fils de bandes, auxquels nous ajouterons des connecteurs qui entreront dans le circuit imprimé, pour enfin éclairer le cube.

Chaque colonne aura un câble soudé, et toutes les 8 colonnes, qui forment une couche verticale, seront reliées au même connecteur mâle, qui sera ensuite inséré dans un connecteur femelle du PCB. Les couches horizontales porteront également un connecteur afin d'avoir les cathodes ensemble pour la connexion au PCB.

Étape 7: souder le circuit

En suivant le schéma du circuit, nous souderons tous les composants à la plaque perforée, en pontant les connexions nécessaires et en tirant le câble au cas où il n'y aurait pas de place pour souder.

Pour cette étape, nous avons besoin de:

• Plaque perforée (peut être en bandes ou sans motif). Nous avons utilisé sans motif
• Résistances
• Connecteurs mâles
• Enregistrements
• Transistors NPN
• Câble de bandes

Étape 8: Prise en charge des cubes

Nous élaborerons un support, dans notre cas en bois, où nous présenterons les circuits et supporterons le cube.

Comment avons-nous fait? Une boîte de 26 cm de large, 31 de long et 10 de haut. On met quelques petits supports qui empêcheront le cube de tomber au fond de la box, endommageant ainsi le circuit qui passe en dessous.

Étape 9: Code et programmation

Le code se compose d'un tableau booléen de 512 valeurs qui représentent l'état de chaque led.

Il est divisé en deux parties, l'une est chargée de faire varier l'état de chaque led en changeant les valeurs dans le tableau, l'autre partie est chargée d'envoyer les informations aux registres.

Pour envoyer des informations aux registres, la fonction shiftOut() est utilisée, ayant en entrée une donnée de type octet, elle génère les signaux d'horloge et de données pour la transmission série avec les registres.

La nécessité de traduire le tableau booléen en un tableau de type octet apparaît, chaque octet représente un enregistrement. Selon la taille du cube pour concevoir le nombre de registres à décalage dans les changements de projet. Cette partie du code est évolutive pour faciliter l'envoi d'informations vers des cubes de taille différente.

Pour la création d'animations dans le cube nous utilisons la fonction voxelWrite(), cette fonction nous permet de changer l'état d'une led selon certaines coordonnées x, y, z.

dans le lien suivant vers notre page GitHub, vous pouvez trouver des informations utiles: