[DIY] Cube LEDs avec Arduino

Cube LEDs

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

Cube LEDs
Cubes LEDs arduino

Ce cube LEDs 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.
  • Tout peut être acheté chez votre revendeur préféré ! Comme Conrad par exemple ;-)

Pièces nécessaires :

Outillage nécessaire :

Connaissances nécessaires :

  • Soudure à l’étain
  • Utilisation d’une perceuse
  • Être capable de suivre les explications ;-)

Au final, le coût de ce cube LEDs 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 .

J’accède au matériel


Étape 1 : Préparer les LEDS 

 

Cube LEDs
Patte courte = Cathode (-) // Patte longue = Anode (+)
Cube LEDs
Cathodes pour les étages (couches) // Anodes pour les colonnes
Cube LEDs
LED du haut poncé // LED du bas d’origine

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 LEDs, 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 LEDs

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 LEDs

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 LEDs
Le cube une fois terminé

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

8

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.

9

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 LEDs

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.


Étape 3 : Construire le circuit

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

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 LEDs

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.

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 LEDs est connecté de la manière suivante :

Colonne

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Broche Arduino

13

12

11

10

9

8

7

6

5

Colonne

10

11

12

13

14

15

16

E1

E2

Broche Arduino

4

3

2

1

0

A0

A1

A2

A3


Étape 4 : Mise en place dans la boite

Cube LEDs

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

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 : Programmer le cube LEDs

Pour allumer votre cube LEDs, 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 ainsi que le code que j’ai modifié pour le concours CONRAD dans sur ce fichier: Code Arduino UNO 

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 LEDs
Cette fenêtre s’ouvre

Ensuite, sélectionnez la carte (ici Arduino UNO) en cliquant dans l’onglet :
Outils > Type de carte > Arduino UNO

Cube LEDs

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. ^^

Cube LEDs

Les photos ne sont pas simples à prendre mais ça donne une idée des possibilités de la lampe :

Cube LEDs

Alimentation :

Pour alimenter la lampe, vous pouvez soit utiliser la prise USB (qui fournit 5V jusqu’à (500mA), 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.


Et voici ce que ça donne en vidéo :

Amusez-vous bien !!!

  • totor

    Bonjour , super projet!
    J’ai un problème avec le code : error prog_uchar does not name a type
    Que faut il changer?
    Merci d’avance

    • Arcgame

      Bonjour, Remplace la ligne par celle-ci : PROGMEM const unsigned char PatternTable[] = {

  • wis

    Bonjour, tout d’abord bravo et merci pour ce site.

    j’ai aussi la même erreur ( prog_uchar does not name a type ) lorsque je téléverse le code.

    merci d’avance pour votre réponse.

  • chat

    j’ai une erreur prog_uchar does not name a type, c’est qu’il est pas reconnu comme variable ???

  • Pingback: Conrad CommunityDouble Thermomètre Arduino - Pierre()

  • Pingback: [Tuto] Lampe cube 64 LED Arduino : DIY Mania()

  • Encore merci… J’ai réalisé le cube selon tes indications… Super ! Un vrai plaisir… J’ai ajouté une vidéo avec démo (recopiées pour certaines, crées pour d’autres…) et un lien vers un générateur de codes…

    • GRANDIDIER Florian

      bonjours j’aimerais réaliser ce diy , cependant je voulais savoir si il existe un soft pour programmer des séquence sans a avoir a se taper les ligne de b0000 a la main ?

  • Pingback: [Actu] Concours Ambassadeur Conrad GAGNE : DIY Mania()

  • JPKG

    Je m’intéresse depuis peu à arduino. J’ai déjà « copié » quelques réalisations, dont un chariot robotisé.
    Les cubes sont intéressants et après avoir pas mal surfé, je trouve que c’est ta réalisation la mieux documentée. Bravo et merci. Je vais m’en inspirer très fortement…
    les séquences B(0000) à B(1111), bien que succinctement évoquées m’ont fait comprendre qu’en fait les possibilités sont infinies… Donc, de la création en perspective ! Merci !

  • Pingback: Conrad Community | Et les deux ambassadeurs CONRAD sont …()

  • Pingback: Conrad Community | Conrad rend visite aux Makers de Lille !()

  • Gomi

    Intéressant. Ça me donne quelques petites idées comme tenter de programmer dans ce cube des constellations en 3D.
    En tout cas ça fait une lampe multi ambiance en fonction de la couleur des leds et de la fréquence d’animation, on peut passer du lounge, à l’électro…
    Bonne chance à toi !

  • Amaury CORDIER

    un projet très intéressant. ça donne envie d’en faire un et je pense que je vais trouver le temps.

  • Chouette réalisation, Bonne chance

  • JEROME du PC RFID

    Bravo pour ce cube.
    Ca fait pas mal de temps que je pense à m’en faire un, et je vais me lancer avec ton DIY!

  • FRANCOIS du modélisme

    Bravo Pierre. Ca me plait bien !
    bonne chance aussi à toi.