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Cube de leds, l’essai 4x4x4 (1/3)

13 juillet 2011 6 989 vues 8 commentaires
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Vacances oblige, j’me suis lancé dans la construction d’un petit cube de led. Enfin, petit, 64 leds quand même.

Fiche pratique :

Combien de temps il faut ? Si vous êtes pas trop un manche au fer à souder, 4/5 heures, ça va.

Quel matériel il faut ?

  • 64 leds (si possible même marque, même couleur, même série)
  • une arduino
  • un morceau de planche d’au moins 12×12 et pas trop épais
  • un foret de perceuse à la taille de vos leds (5mm généralement)
  • du câble genre fil de téléphone
  • de quoi souder.
  • optionnellement, un veroboard de 10×15

Et c’est parti, on va faire un cube de 4 leds de côté :

On va commencer par la partie bricolage. Mesurez la patte la plus courte de vos leds, retirez 2 millimètres, et voila l’espacement entre vos trous sur la planche de bois. Et débrouillez-vous pour que ce soit droit, pas comme moi, quoi !

Après, il faut faire des trous. Droits aussi hein. Et de préférence, faites-en un dans un coin de la planche pour voir si vos leds rentrent bien dedans et tiennent en place mais sans glisser tout en sortant facilement. Ajusté au quart de poil quoi. Une fois que vous avez fait vos 16 trous, essayez les tous avec une led pour vérifier que ça passe bien sans accroche et que tout tient droit.

Ensuite, un petit cours rapide sur les leds. Ces engins là ont une patte plus courte que l’autre, c’est la qu’on met le moins (vous savez, le coté plat de la pile) et c’est l’anode. Logiquement, la longue, on y met le plus, c’est la cathode. Naïvement, vous vous dites « bon, ok, j’ai 64 leds, il me faut donc 128 fils pour les allumer une par une ». Oui, on peut, sauf que le cube sera pas joli joli et qu’une arduino de base, ça n’a au mieux que 22 broches, donc ça n’ira pas.

On peut aussi se dire qu’on va brancher toutes les anodes ensemble et ne brancher que les cathodes à l’arduino. C’est bien, mais on arrive encore à 65 fils pour 22 dispos.

Le multiplexage est votre ami, et en plus, c’est lui qui va donner un design sympa au cube. Le principe est simple, on va fonctionner par couches. Il y en a 4 dans notre cube, et on va relier, sur chacune de ces couches, toutes les anodes ensemble. Nous aurons donc besoin de 4 broches pour les 4 couches d’anodes communes.

Et comme vous avez tout fait dans l’ordre, vous avez un superbe bout de bois permettant de créer vos couches. Il est donc temps de planter les leds, mais avant, vous allez prendre le temps de les tester une par une. Vous ne voudriez pas un pixel mort au milieu de votre cube hein ?

Si je peux me permettre un conseil, plantez vos leds du coté opposé au coté de perçage de votre planche. Pour bien les planter, veillez à ce que les pattes soient en diagonale et que la patte longue soit toujours du même côté (que ce soit sur une même couche mais aussi de couche en couche).

Une fois que tout est planté, vous pouvez commencer à plier.

Toujours la patte la plus courte et toujours vers la led à gauche, sauf quand vous arrivez à la dernière où vous plierez vers la led du dessus. Veillez bien à plier au ras de la led et à ne pas la faire tourner en pliant. Les pattes courtes ne doivent jamais toucher les pattes longues, ni de la même led, ni de la voisine.

En théorie vous devriez avoir à peu près ça. Il faudra être habile du fer à souder et éventuellement vous faire aider de quelqu’un qui tiendra les pattes courtes le plus près possibles les unes des autres pendant que vous soudez. Rappelez-vous, les leds sont des semiconducteurs qui ont horreur de la chaleur. Il faut donc souder VITE. Pas plus de 2 secondes d’exposition directe au fer. Si vous vous loupez sur une soudure, laissez la refroidir une minute (faites la suivante par exemple) et revenez-y plus tard.

Une fois que vous avez fait vos 12 soudures, prenez le temps de tester à nouveau vos leds. Branchez le – de votre pile à la patte toute seule qui dépasse en haut à gauche et passez le + successivement sur chaque patte au dessus de chaque led. Si certaines ne s’allument pas, vous les avez cramées ou mal soudées. Just do it again.

Comme vous avez pu le remarquer, nous n’avons pas assez de pattes pour faire une matrice parfaite. Pour que votre cube tienne debout, il peut être utile de souder quelques fils rigides sur les 2e, 3e et 4e colonne de votre niveau. Pour ma part, ne voulant pas chauffer une seconde fois mes leds, j’ai opté pour 2 fils uniquement entre les 2e et 3e colonne et entre les 3e et 4e. Vérifiez ensuite que toutes vos pattes sont alignées puis tordez légèrement chaque extrémité de cathode (disons 5 millimètres de 35° vers la gauche).

Une fois que c’est fait, tirez doucement sur les cathodes dressées pour décoincer toutes vos leds de votre planche et retournez l’engin.

Répetez ces opérations 3 fois (n’oubliez pas les tests), vous devriez donc avoir 4 groupes de 16 leds. Est venu le temps de les souder ensemble, et là, c’est un peu plus coton. Ce sera l’objet de l’épisode deux :)

8 Comments »

  • Adrix12 said:

    Quand il sera fini il faudrait accrocher le cube au plafond ça doit bien éclairer !

  • Thom said:

    Bonjour
    Je suis débutant et ne m’y connais pas trop en électronique.

    Pour les LED , il faut prendre quelle puissance ?
    Dans le suite quand on veut tester chaque étage assemblé , comment calculer l’alimentation et la résistance qu’il faut fournir pour ne pas cramer les LED. (de même pour tester toutes les LEDS du cube assemblé )

    Quand on va relier toutes nos LED à l’arduino , il ne faut pas ajouter des résistances pour limiter le courant ? l’arduino délivre une tension de combien ?

    Je sais ça fais beaucoup de questions ^^.

    Merci de vos réponses.

  • Thom said:

    Ps : Quel modèle de Arduino faut-il utiliser ?

  • Bruno (author) said:

    J’avoue ne pas avoir regardé la puissance des leds que j’ai pris … Je dirais « standard » ^_^

    L’alimentation des leds étant faite en multiplexage, peu de risque de brûler les leds. Je n’ai ajouté aucune résistance au montage. L’arduino uno standard délivre 5v sur ses GPIO.

    Pour ma part j’ai mis une seeeduino mais ça doit marcher avec une duemilanove classique.

  • Adrien302 said:

    Bonjour j’aimerais me lancer dans cette petite réalisation aussi. Simple question j’aurais bien aimer le faire de plusieurs couleurs en prenant se type de LED [... Lien vers des leds blanches ...]

    Est-ce possible ou non? Que je n’achète pas la matériel pour rien =)

  • Bruno (author) said:

    C’est possible, en achetant des leds RGB. Il vaut par contre mieux choisir des leds a diffusion plutôt que des directionnelles, sinon, ça risque surtout de faire un projecteur à plafond.

  • Adrien302 said:

    Bonjour Bruno,
    as-tu un site à me proposer pour des leds pas trop chere??

  • Mathis said:

    Le coté court de la led, ça ne serait pas plutot la Cathode ?
    Cfr. http://www.jeulin.fr/metier/element/upload/download_image.html?IDTypeElement=22&IDPeriode=22&IDElement=1001554&attribut=FICHIER&langue=fr

    Merci pour le tuto !

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