Cube en LED 4x4x4 fait maison super pour lampe décorative.
Difficulté
Technique
Durée
4 jour(s)
Disciplines scientifiques
Arduino, Informatique, Electricité
Sommaire
- 1 Étape 1 - Documentation
- 2 Étape 2 - Fabrication des bâtonnets
- 3 Étape 3 - Réalisation du patron pour le support des LED.
- 4 Étape 4 - Test de toutes les LED
- 5 Étape 5 - Conception des plaques de LED.
- 6 Étape 6 - Ajout des bâtonnets verticaux de 9.5 cm.
- 7 Étape 7 - Découpe des cales d'espacement des plaques.
- 8 Étape 8 - Impression du socle en 3D.
- 9 Étape 9 - Support des LED.
- 10 Étape 10 - Cable à résistance.
- 11 Étape 11 - Soudage des broches.
- 12 Étape 12 - Connexion sur l'Arduino.
- 13 Étape 13 - Test du cube avec le code.
- 14 Étape 14 - BONUS : Ajout d'un interrupteur ON/OFF.
- 15 Étape 15 - Fin.
- 16 Commentaires
- Matériel et outils
- Expériences pré-requises
- Fichiers
Ordinateur 
Dès sa mise sous tension, un ordinateur exécute, l'une après l'autre, des instructions qui lui font lire, manipuler, puis réécrire un ensemble de données auquel il a accès. Des tests et des sauts conditionnels permettent de changer d'instruction suivante, et donc d'agir différemment en fonction des données ou des nécessités du moment. Les données à manipuler sont obtenues, soit par la lecture de mémoires, soit par la lecture de composants d'interface (périphériques) qui représentent des données physiques extérieures en valeurs binaires (déplacement d'une souris, touche appuyée sur un clavier, température, vitesse, compression...). Une fois utilisées, ou manipulées, les données sont réécrites, soit dans des mémoires, soit dans des composants qui peuvent transformer une valeur binaire en une action physique (écriture sur une imprimante ou sur un moniteur, accélération ou freinage d'un véhicule, changement de température d'un four ...). L'ordinateur peut aussi répondre à des interruptions qui lui permettent d’exécuter des programmes de réponses spécifiques à chacune, puis de reprendre l’exécution séquentielle du programme interrompu. La technique actuelle des ordinateurs date du milieu du xxe siècle. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères1 (domaine d'application, taille ou architecture).
Pince coupante 
Pince coupante
Pince à dénuder 
Pince pour dénuder les bouts des fils électriques
Scotch 
Scotch transparent
Résistance 
Une résistance est un composant électronique ou électrique dont la principale caractéristique est d'opposer une plus ou moins grande résistance (mesurée en ohms) à la circulation du courant électrique.
Arduino 
Arduino, et son synonyme Genuino sont des micro-controleurs libres.
Câble Dupont 
Les câbles de connexion servent à créer rapidement des liaisons électriques sur des platines de prototypage sans avoir besoin de faire des soudures.
Câble de Connexion
Les câbles de connexion servent à créer rapidement des liaisons électriques sur des platines de prototypage sans avoir besoin de faire des soudures.
Découpeuse laser 
Découpeuse-graveuse laser CO2 - 50W
Imprimante 3D 
L'impression 3D ou impression tridimensionnelle est l’appellation « grand public » des procédés de fabrication de pièces en volume par ajout ou agglomération de matière.
Fil d'étain (pour soudure électronique) 
Le fil à souder : le métal d'apport en continu.
Fil à souder
La soudure nécessite l'emploi d'une électrode et parfois d'un métal d'apport. Selon le type de soudure, on utilise une électrode soudure, du fil à souder ou des baguettes à souder. Fil de fer 
Le terme fil de fer désigne rigoureusement, un fil métallique réalisé en fer.
Par extension et abus de langage, tout fil métallique, fil électrique, etc.
LED 
LED signifie Light Emiting Diod (Diode Electro-Luminescente).
Fer à souder 
Un fer à souder, ou plus précisément un fer à braser, est un outil chauffant permettant de réaliser une opération de brasage. L'usage courant du fer à souder se fait dans le domaine du montage de composants électroniques.
Perceuse 
Une perceuse ou foreuse est un outil qui sert à percer ou tarauder des trous dans différents matériaux à l'aide de forets. Les perceuses modernes sont l'aboutissement de plusieurs siècles de technologie. Les vilebrequins sont apparus dans les ateliers de menuisiers et chez les charpentiers vers le XVe siècle. Les perceuses manuelle à engrenage datent du XIXe siècle, et c'est vers la fin du XIXe siècle que sont apparues les premières perceuses électriques.
Interrupteur à bascule 
Pour ouvrir ou fermer un circuit électrique.
Gaine retractable 
se rétracte sous l'effet de la chaleur
Étape 1 - Documentation
Je vous invite à vous documenter sur la réalisation du cube en LED. Pour cela je vous conseille cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=JACwa8wgQVU
Étape 2 - Fabrication des bâtonnets
Munissez vous d'une perceuse et de votre fil de fer dénudé puis insérez un des bout du fil de fer dans la perceuse et tenez l'autre extrémité avec une pince. Torsadez votre fil de fer de manière à ce qu'il soit parfaitement droit.
Ensuite coupez le fil de fer en 24 bâtonnets de 8.9 cm et 16 de 10 cm.
Étape 3 - Réalisation du patron pour le support des LED.
Vous devrez réaliser un patron à l'aide d'une découpeuse laser pour placer vos LED en utilisant le logiciel LightBurn ( 30 jours d'essais gratuits).
Je vous est mis en pièce joint le fichier que j'ai conçu. Je vous conseille de surélever le support en rajoutant du carton pour bien faire rentrer les LED.
Étape 4 - Test de toutes les LED
Vous devez tester une à une toutes les LED avec un breadboard pour vérifier que chacune marche bien. Assurez vous de bien mettre le + avec le + et le - avec le -
Étape 5 - Conception des plaques de LED.
Tordez les anodes (grande pate) et cathodes (petit pate) de sorte qu'elles soient opposées. Posez les LED dans les trous du patron de manière à ce que les anodes soient toujours dirigées vers le centre de la plaque et soient au-dessus du bâtonnet de 8.9 cm. Vous pouvez scotcher l'ensemble pour ne pas que ça bouge. Soudez les LED au fil de fer avec votre fer à souder et l'étain. Une fois souder vous pouvez couper les anodes. Pour finir soudez un bâtonnet en haut et en bas de la plaque pour que tout soit relié et bien solide. Opération à recommencer 3 fois.
Étape 6 - Ajout des bâtonnets verticaux de 9.5 cm.
Rajoutez les 16 bâtonnets à la perpendiculaire des cathodes. Il faut que les bâtonnets soient toujours placés à l'extérieur.
Étape 7 - Découpe des cales d'espacement des plaques.
Découpez avec une découpeuse laser les cales pour positionner les plaques de LED les une au-dessus des autres avec le même écart. Soudez les plaques aux batônnets verticaux en respectent bien le sens des cathodes.
Étape 8 - Impression du socle en 3D.
Imprimez le socle cubique en 3D. Voir fichier nécessaire en pièce joint. Installez l'Arduino. Coupez une tige en métal de 4 mm diamètre et 11,9 cm de long pour la faire passer dans la charnière qui maintient et permet au couvercle de pivoter.
Étape 9 - Support des LED.
Découpez à la découpeuse laser une plaque de bois de 11 cm par 11 cm. Percez des trous de 2 mm avec une perceuse pour faire passer les baguettes de 10 cm. Ensuite percez 4 trous supplémentaires pour faire passer les tiges qui s'arrêtent à chaque étage de LED.
Étape 10 - Cable à résistance.
Coupez un câble Dupont male male en 2 , dénudez les 2 bouts à 2 cm et laissez 1 cm de fil électrique. Recourbez le à 5 mm. Ensuite prenez une résistance de 100 Ω et coupez lui les patte à 1 cm puis recourber les à 5 mm. Assemblez comme des crochets une résistance et un câble Dupont puis soudez les entre eux. Renouvelez l'opération de l'autre côté. Pour finir rajoutez une gaine thermo rétractable pour maintenir et isoler l'ensemble. Opération à renouveler 3 fois.
Étape 11 - Soudage des broches.
Soudez les 16 câbles Dupont et les 4 câbles Dupont avec une résistance sur les 4 broches du bas.
Étape 12 - Connexion sur l'Arduino.
Branchez tous les câbles sur l'Arduino dans l'ordre indiqué.
Étape 13 - Test du cube avec le code.
Testez le cube LED avec le code ci-joint. Il n'est pas impossible que certaines LED ne marchent pas. Dans ce cas, il suffit simplement de les remplacer en faisant bien attention de fixer l'anode à la tige horizontale et le cathode à la verticale.
Étape 14 - BONUS : Ajout d'un interrupteur ON/OFF.
Vous pouvez rajouter un interrupteur ON/OFF pour praticité au lieu de débrancher, rebrancher la prise à chaque utilisation. Munissez-vous d'un câble USB 2.0 blindé à 4 conducteurs, contenant les fils standards VCC (rouge), GND (noir), Data+ (vert) et Data– (blanc), ainsi qu’une tresse métallique de blindage autour. Coupez le à 13 cm, ensuite dénudez le gros câble noir de 2 cm, enlevez le blindage autour des câbles puis dénudez les 4 petits câbles de 1 cm. Torsadez les sur eux mêmes et recourbez les sur 5 mm comme pour les câbles avec les résistances. Faites pareil à l'autre extrémité. Reliez les mêmes couleurs ensemble (vert avec vert, noir avec noir et blanc avec blanc). Reliez le petit câble rouge à la broche du milieu de l'interrupteur et le petit câble rouge de la sortie de la broche. N'oubliez pas de rajouter des gaines thermo rétractables pour bien isoler.
Étape 15 - Fin.
Et voilà votre cube en LED 4x4x4 est terminé!
N'hésitez pas à partager vos commentaires, astuces ou modifications pour améliorer le cube.
Dernière modification 31/08/2025 par user:Achilloulou.
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