Instructions de montage du cube

Informations Importantes :

- Lisez ces instructions EN ENTIER avant de commencer à souder, vous aurez alors une meilleure vu d'ensemble du travail que cela représente, et ainsi vous ferez un meilleur travail

- Une bonne idée est d'imprimer les instructions ...

- Avant de commencer à souder il faut prévoir du temps. Il faut compter plusieurs heures pour monter un cube de A à Z.




Pour commencer, il faut se procurer tous les composants qui suivent :

- Le PCB du Cube
- Un transformateur 220V -> 9V DC 300mA
- Environ 16 mètres de fil d'acier Galvanisé 0.7mm
- 64 x Led RGB à cathode commune (plus quelques de secours)
- 1 x PIC18F4620 (40 pins)
- 4 x SN74HC574 (20 pins) (bascules D flip/flop CMOS)
- 1 x ULN2803A NPN Darlington transistor (18 pins)
- 1 x 7805 (régulateur de tension 5V)
- 8 x 100Ω (résistances led rouge)
- 8 x 510Ω (résistance led bleue)
- 8 x 510Ω (résistance led verte)
- 1 x 10KΩ (résistance reset)
- 1 x 1N4148
- 6 x 100nF millefeuille
- 1 x 10µF 25V chimique radiale
- 1 x 47µF 25V chimique radiale
- 1 x Embrase Jack Femelle 2.5mm


Vous pouvez ajouter à la liste de ces composants des supports pour pouvoir les changer plus facilement.

Le prix des diodes étant assez élevée je vous conseille d'acheter les mêmes que celles que l'on a utilisé. De plus le vendeur fournis les résistances de 510Ω gratuitement.
On les à trouvé sur Ebay. Vendeur JeledHk. Attention diode à a cathode Commune
Lien => http://stores.ebay.fr/HKJE-Led-Lamp-Center

Si vous ne choisissez pas ces diodes, il faudra certainement recalculer la valeur des résistances.
(Calcul en fonction de l'intensité et du courant consommé par les diodes). L'idéal est de monter les diodes sur une plaque afin de tester différentes valeurs de résistances pour obtenir des couleurs Homogènes.

En ce qui concerne les tiges d'acier galvanisé. Nous avons utilisé celui que l'on trouve habituellement dans les magasins de bricolage (leroy merlin, Castorama etc ...).
On le trouve au rayon Quincaillerie sous forme d'une bobine de 75m (environ 5€)



Bon bien maintenant que tous les composants sont prêts, on va pouvoir commencer

1 ^ère étape : Souder les résistances la diode et les capa de 100nF

Les résistances de R1 à R16 sont les résistances de 510Ω
Les résistances de R17 à R24 sont les résistances de 100Ω
La résistance R25 est celle de 10KΩ
Souder la diode 1N4148
Souder les capa de 100nF

2 ^ème étape : Souder les supports

Si vous en avez c'est bien, sinon ça fonctionne aussi bien !

3 ^ème étape : Souder le régulateur

Je vous conseille de plier les pattes du régulateur avant de le souder

4 ^ème étape : Souder le connecteur d'alim et les capa restantes

Il faut maintenant souder tout ce qu'il reste.
C7 : capa de 10µF
C8 : capa de 47µF


5 ^ème étape : Placer les composants sur le PCB et programmer le PIC

Après avoir placé tous les composants, je vous conseille de programmer le PIC car ce sera plus difficile (mais pas impossible) de programmer le microcontroleur une fois que les leds seront en place



A partir de cette étape le PCB est terminé. Vous devez avoir le résultat suivant.
On va pouvoir passer à l'élaboration du grillage de led.

6 ^ème étape : Créer un support pour pouvoir souder les leds

Vous pouvez fabriquer le cadre selon le schéma suivant.


7 ^ème étape : Rendre droit le fil d'acier galvanisé

Bien entendu, si sous avez déjà des tiges bien droite passez directement à l'étape suivante.
Autrement il va falloir faire des tiges d'environ 35cm pour le maillage horizontal (x8 et d'environ 40cm pour le maillage vertical (x24).

Une bonne astuce pour les redresser est de les placer dans un étau et de tirer dessus. Pas trop, il faut s'arrêter un peu avant d'allonger les tiges.
Il faudra aussi prévoir des tiges plus petites pour relier les masses (j'y reviendrais plus tard).

Afin d'avoir un joli cube il est préférable de fabriquer un cadre en bois afin de pouvoir aligner au mieux les leds et tiges d'acier.

8 ^ème étape : Plier les leds

Pliez les leds selon ces schémas


9 ^ème étape : Souder les leds par 8 (fil horizontal)

Mettre les leds ( par 8 ) sur le support et souder le fil horizontal (en jaune) sur les cathodes (en gris) des leds :
(Ne pas souder les pattes bleues et rouges ensemble)

Vous obtenez alors 8 rangées de 8 leds chacune :

10 ^ème étape : Souder les tiges verticales

Placer les rangées de leds ainsi soudées sur le support :


Puis soudez les tiges verticales :


Retournez le support pour souder les 8 dernières tiges restantes.

Vous pouvez maintenant découper les pattes de leds qui dépassent.

11 ^ème étape : Découper le maillage de led ainsi obtenu

Découper comme sur le schéma:


Vous obtenez des blocs de 4*4 led :

Il faut aussi découper le bas des blocs de leds de cette manière, cela sera beaucoup plus simple pour souder les leds sur le PCB.



12 ^ème étape : Préparer les tiges de masses

Découpez des tiges de longueur équivalente aux étages de leds (il en faut 4 pour chaque hauteur)


Et pliez une extrémité comme sur la photo:


A partir de ce point il faudra répéter 4 fois les étapes 13 et 14.
Il peut être intéressant, avant de souder toutes les leds de tester le fonctionnement du cube entre les installations des rangées. Et ceci pour une simple raison. En effet si, il y avait un court-circuit sur votre PCB, il est très difficile de le trouver et de le réparer une fois toutes les rangées de leds soudées. Je vous conseille donc, après l'installation de chaque rangée de démarrer le cube afin de vérifier que la/les rangées installées affichent une partie des effets et ne restent pas totalement éteintes ou allumées. Cela peut prendre un certain temps, en fonction de l'effet en cours d'affichage.

13 ^ème étape : Souder les 4 blocs de led sur le PCB

Il faut commencer par la rangée la plus éloigné du connecteur d'alimentation (1ere rangée) voir photo

1ere rangée : D13, D14, D15, D16
2eme rangée : D9, D10, D11, D12
3eme rangée : D5, D6, D7, D8
4eme rangée : D1, D2, D3, D4


14 ^ème étape : Souder les tiges de masse des leds

En regardant le PCB du coté du connecteur d'alim. il va falloir souder les tiges de masse.
Les plus petites tiges de masse étant à droite (D1 D5 D9 et D13) et les plus grandes tiges de masse à gauche ( D4 D8 D12 D16)


Exemple sur la photo

Quand vous êtes arrivé à ce point vous avez terminé (ouf)

Si jamais vous avez l'occasion de faire de meilleures photos n'hésitez pas à me les envoyer je me ferai un plaisir de les intégrer.

Si vous avez des questions n'hésitez pas à les poser. !

Bonjour,
Je trouve votre idée très ingénieuse.
Vu que j'ai un anniversaire qui approche et que j'aimerai créer un cube avec les arêtes en métal et les faces en verre ou pvc j'aimerai savoir si c'était possible de rajouter une ou plusieurs LED mais sans avoir à brancher un prise au secteur pour quelle s'allume??
Ce cube m'intéresse également beaucoup donc j'aimerai savoir environs le prix total des achats jusqu'à la finition??
Merci.

fabriceh a écrit:Bonjour,
Je trouve votre idée très ingénieuse.
Vu que j'ai un anniversaire qui approche et que j'aimerai créer un cube avec les arêtes en métal et les faces en verre ou pvc j'aimerai savoir si c'était possible de rajouter une ou plusieurs LED mais sans avoir à brancher un prise au secteur pour quelle s'allume??
Merci.

Bonjour,

L'idée est effectivement ingénieuse mais elle n'est pas vraiment de moi. J'ai réalisé ce cube a partir de l'original (Hypnocube). Comme j'ai trouvé l'original trop chère, et que je trouvait plus intéressant de le fabriquer moi même, j'en ai fait un clone (il y a tout de même quelques différences de conception ).

En ce qui concerne les face en verre, c'est tout a fait possible (je conseille quand même plutôt le plexiglas, plus facile a travailler et moins dangereux). Apres tout pourquoi pas, je n'expose ici que la partie électronique, le boitier extérieur n'est pas obligatoire pour son fonctionnement.

Pour l'alimentation du cube, comme il ne consomme qu'environ 450mA(En moyenne), pas de problème pour l'alimenter en USB (qui peu délivrer 500mA).
Il y a plusieurs possibilités pour l'alimenté en 5V par usb.
1 - Ne pas mettre le régulateur 7805 et simplement le ponter. Puis faire un adaptateur JACK USB pour le connecter a un PC par exemple.
2 - Ou alors utiliser le connecteur disponible au centre du PCB. On le voit juste en dessous du micro-controleur sur la première photo du pcb sur le premier post.

Pour rajouter des leds, il n'y a pas beaucoup de solutions. il ne reste que très peu de broches disponible sur le montage, Il faudrait également passer par le port d'extension. Si vous voulez qu'elles soient constamment allumées, pas de problème, il suffit que repiquer l'alimentation, sinon il faut utiliser les 8 broches disponibles pour commander indépendamment, et dans ce cas, aucun programme n'a encore été écrit (mais rien est impossible).
Je déconseille de repiquer sur le maillage actuel des leds, cela pourrait causer certain comportement aléatoire (perte de certaines lignes ou colonnes si le courant drainé est trop important ... voir pire).

Je conseille tout de même de garder certaines broches du port d’extension car elle sont utilisées pour la liaison série du cube, et permettent de le commander. 2 broches sont utilisés. Et les fonctionnalités que cette liaison apporte sont plus qu'intéressantes.

Je suis dailleur en train d’écrire un soft sur PC pour gérer tout ça. Et en voici un petit aperçu:
Pour le brancher sur le pc j'utilise un petit adaptateur qui me permet a la fois d'alimenter le cube et de convertir la liaison série en USB. et ca fonctionne tres bien

En ce qui concerne le prix
1 - Le PCB : ~20€
2 - Les composants : ~25€
3 - Les leds : ~25€ (Attention cependant, pour les avoir a ce prix la il faut les commander a l’étranger (sur ebay par exemple), sinon c'est beaucoup plus chère ~1€ par led et il en faut 64)
4 - Le module de conversion USB tout fait (Optionel) ~15€
5 - Le plexiglas ?? (je ne sais pas trop car je l'ai réucpéré, mais ca ne doit pas revenir a trop chère, je dirait 20€ maxi)
6 - Du courage et de l'huile de coude : Ca n'a pas de prix
Total: ~105€ (Attention ce n'est qu'une estimation, je n'ai plus les chiffres exacts en tête.)

N’hésite pas si tu as d'autres questions

A+

Salut
Merci beaucoup je pense que je vais abandonner mon projet car je pense que je n'y arriverai jamais pas pour réaliser la structure mais pour programmer le microcontroleur. Je n'ai jamais fait ça donc voila.
Merci beaucoup pour t'as réponse.
A+

Bonjours j'aurai des question concernant le montage des leds entre elle , j'ai du mal a concevoir que les broche rouges soit connecté au borne bleu des autres leds pour les jaunes je comprend mais ces bornes la nan , enfin dernière question les masses des led sont toute connecté entre elle en colonne ? au lieu de passer par des fil pourquoi ne pas juste utilisé les pattes des leds ?

Bonjour LaCastafiore

Non bien évidement les broches rouges ne sont pas connectées aux broches bleue, il est vrai que les vue 3d peuvent induire en erreur, mais elle ne la que pour indiquer comment plier les pattes des leds.

Non justement les masses de leds (cathodes) sont reliées en lignes. Le "fil" jaune indique qu'il faut relier ensemble les cathodes de toutes les leds d'une rangée horizontalement. (étape 9)
C'est les 3 couleurs qu'il faut relier verticalement (étape 10).

Oui il est possible d'utiliser les pattes des leds au lieu d'utiliser les tiges des leds pour souder les masses. Pour les couleurs, je n'ai pas fait l'essai mais je pense qu'elle vont etre un peu courte, et de plus le pliage va être un peu plus compliqué.
Donc comme de toute façon il faut souder des tiges, autant tout souder avec des tiges d'acier galva. C'est plus uniforme, et plus facile a faire (surtout avec un cadre en bois.

M'enfin si tu veut utiliser les pattes des leds, n"hésite pas a faire l'essai. Si cela fonctionne, j'ajouterai ta technique en tant que technique alternative dans le tutoriel.

j'ai une question : pour les résistances des led vertes et rouges , le dimensionnement est fait par rapport au programme derrière qui va permettre de moduler les PWM pour obtenir du blanc ? ( et d'autre couleurs évidemment )

Bonjour

J'ai dimensionné les résistances par rapport aux intensités lumineuses et tensions de chaque couleur.
Dans la datasheet de la led chaque couleur a une intensité lumineuse différente.
C'est a dire que pour un courant donné chaque couleur va emmètre plus ou moins fort.
Dans le cas des led achetées sur ebay : Rouge = 2.0Volts et 7500 mcd, Vert = 3.0Volts et 8000 mcd, Bleu = 3.4Volts et 7500 mcd.
J'aurais pu faire un calcul théorique pour déterminer la valeur des résistances, mais j'ai préféré fait un essai sur une protoBoard avec des potentiomètres pour avoir des intensités lumineuses ressenties égales.
Au final comme vert et bleu sont proches, j'ai mis la même valeurs de résistance 510ohm. Et 100ohm pour rouge.

Il faut bien entendu adapter ces valeurs si les leds ont des caractéristiques différentes, mais le plus important est d'utiliser des valeurs qui te plaisent. A essayer donc. Et aussi il est important de ne pas dépasser l'intensité maximale que peut fournir les SN74HC574 (35mA par broche).

Il faut également pas oublier que lorsque toutes les leds sont allumées le courant va être partagé par plusieurs leds (Jusqu’à 8 leds) donc l'intensité lumineuse va légèrement diminuer.


Effectivement chaque led est modulée en PWM. Pour obtenir du blanc j'allume les 3 couleurs (R,V,B) a 100% de PWM.

merci beaucoup car j’avais essayer sur une labtec 470 et 560 pour le vert et bleu et sa allait plutôt bien donc merci beaucoup