LED Cube RGB 8x8x8

Intro

LED Cube RGB 8x8x8 adalah pengembangan dari LED Cube RGB yang pernah dibuat Kevin Darrah. Kalian bisa mencari kata "RGB Cube" di channel Kevin Darrah bila ingin melihat versi asli dari LED Dube RGB 8x8x8 ini.

Yang saya buat disini adalah versi tanpa kabel, dimana semua rangkaian dibuat dalam 3 board terpisah, yang pada akhirnya akan dihubungkan satu dengan yang lain dengan menggunakan pin header.

LED

LED yang dipergunakan untuk LED Cube ini adalah LED RGB 5mm Diffused, Common Anode.

LED ini perlu dibentuk dengan menekuk kaki-kaki nya. Saya menggunakan bantuan sebuah jig untuk membantu menjaga keseragaman semua bentuk LED yang ditekuk, seperti yang bisa dilihat pada gambar di bawah.

Dan hasilnya terlihat seperti berikut ini

Dan kita perlu menyiapkan 512 buah LED dengan ditekuk dengan cara dan bentuk yang sama.

LED Matrix

Setelah semua LED telah terbentuk, maka akan disatukan dengan menggunakan kawat. Saya menggunakan kawat tembaga berwarna perak yang biasanya banyak digunakan untuk kerajinan.
Kawat tembaga tersebut perlu diluruskan dan dipotong dengan panjang sekitar 17cm - 18cm, seperti gambar berikut.


Dan LED digabungkan dengan matrix 8x8 seperti terlihat pada foto di bawah.


Dan harus disiapkan sebanyak 8 buah matrix 8x8 tersebut.

Papan Sirkuit

Ketiga papan sirkuit yang membentuk LED Cube ini terdiri dari.

Papan LED

Merupakan papan paling atas yang menjadi tempat dudukan dari rangkaian LED. Berikut ini adalah gambar skematik dan papan sirkuit tersebut.

 

Di bawah ini ada gambar yang telah ditandai.
Kotak yang berwarna hijau merupakan tempat dimana kaki kaki kawat Katoda dihubungkan.
Sedangkan bagian elips kuning adalah tempat menghubungkan kawat yang menghubungkan kaki Anoda setiap Layer. Dan sisanya adalah tempat Header untuk menghubungkan papan ini dengan papan kontrol kolom di bawahnya nanti.
Dan Male Header harus disolder terlebih dahulu ke board, sebelum menyolder LED. Karena setelah LED tersolder, bagian tengah board tidak akan terakses lagi.

Dan setelah semua LED telah tersolder pada papan ini, penampakannya adalah seperti berikut.




Di bawah ini adalah foto dari dekat contoh penghubungan jalur Anode ke papan sirkuit

Kontrol Kolom

Merupakan papan yang berada pada bagian tengah, yang terutama terdiri dari rangkaian shift register SN74HC595 dengan Transistor Array ULN2803A.

 

Di bawah ini adalah gambar sebagian dari papan kontroler kolom. Bagian yang diberi tanda kotak kuning dengan kode RNx adalah Resistor Network 1K, 9 pin. Pin pertama adalah pad berbentuk kotak. Bagian yang diberi tanda kotak biru muda dengan kode 200 adalah Resistor 200 Ohm sebanyak 8 buah. Resistor disini disusun agak berdiri karena keterbatasan tempat. Bagian yang diberi tanda kotak hijau, dengan kode JRx adalah Pin Header. Yang menjadi header penyambung dengan papan LED di atasnya.


Selain itu ada juga 3 pin di bagian kanan, kiri dan atas seperti ditandai pada gambar berikut, yang akan menghubungkan papan kontrol kolom ini dengan papan kontrol utama di bawahnya. Pada bagian kiri adalah pin untuk menghubungkan kontrol dan data shift register. Pada bagian kanan adalah untuk menghubungkan kontrol power pada tiap tiap Anoda setiap layer. Pada bagian atas adalah pin dengan koneksi pada VCC dan GND untuk membantu menyebarkan beban arus.

Di bawah ini adalah foto dari papan kontrol kolom yang telah selesai. Dan foto dari dekat posisi komponen yang tersolder.

Kontrol Utama

Pada papan kontrol utama ini, terdapat 8 buah mosfet, beserta 1 set sift register, transistor array, dan komponen pendukung untuk mengendalikan arus ke jalur Anode masing-masing layer. Dan pusat kendali dari keseluruhan rangkaian LED Cube ini. Yang terdiri dari Minimum System ATMega328P-PU, Arduino Compatible.
Berikut ini adalah skema dan gambar dari papan kontrol utama.

 

Dan di bawah ini adalah foto dari papan kontrol utama yang telah selesai.

Bisa dilihat pada foto tersebut, dan juga dari skema rangkaian, bahwa ada 2 tombol yang terdapat pada papan kontrol ini.
Pertama merupakan tombol reset. Dan kedua adalah tombol "Action" yang terhubung dengan pin INT0, yang bisa diprogram untuk keperluan khusus.
Kebetulan untuk saat ini, code yang tersedia belum ada tambahan kode untuk menerima input dari tombol tersebut.

Daftar Komponen

Berikut ini adalah daftar komponen yang dipergunakan dalam proyek ini.

- IC ATMega328P-PU : 1pcs
- IC Socket 28pin : 1pcs
- Crystal 16Mhz : 1pcs
- Capacitor 22pF : 2pcs
- Capacitor 0.1uF : 31pcs
- Capacitor El 100uF : 13pcs
- Resistor 1k : 1pcs
- Resistor 10k : 2pcs
- Resistor 100R : 8pcs
- Resistor 200R : 192pcs
- IRF9540N : 8pcs
- Resistor Network 1K 9pin : 25pcs
- ULN2803A : 25pcs
- SN74HC595 : 25pcs
- Female Header 1x6 Right Angle : 1pcs
- Male Header 1x8 : 19pcs
- Female Header 1x8 : 19pcs
- Female Header 1x9 : 8pcs
- Male Header 1x9 : 8pcs
- Tactile Button 6x6x5 Right Angle : 2pcs
- SS-12D11G5R SPDT : 1pcs
- Socket DC PCB Mount : 1pcs
- LED 5mm Diffused Color : 512pcs
- M3x6 Black Pan Padded Screw : 4pcs
- M3x5 Male-Female Nylon Spacer : 4pcs
- M3x10 Female-Female Nylon Spacer : 4pcs
- M3x10 Male-Female Nylon Spacer : 4pcs
- M3x7x1 Nylon Flat Washer : 8pcs
- Copper Wire 18cm/pcs : 280pcs

Code

Source code untuk LED Cube RGB 8x8x8 ini sumbernya adalah dari milik Kevin Darrah, yang telah dimodifikasi dan disesuaikan sedikit dengan skema yang dibuat disini. Source code dapat diunduh dari : https://github.com/paulustanuri/PT019_RGB_Cube_888

Tersedia di

Papan sirkuit tersebut beserta semua komponen yang dibutuhkan bisa didapatkan dalam bentuk kit, lengkap dengan jig yang dibutuhkan.

Tersedia di marketplace berikut ini :

• https://bit.ly/TP-PALTA (Tokopedia)
• https://bit.ly/SP-PALTA (Shopee)
• https://bit.ly/Tindie-PALTA (Tindie)
• https://www.elecrow.com/led-cube-rgb-8x8x8-kit-arduino-compatible.html (Elecrow)

Proses Pembuatan

Untuk proses pembuatan LED Cube ini, bisa ditonton pada video berikut.

The Jigs

Di 2024 ini, saya membuat set baru jig untuk project ini. Karena proses menekuk kaki LED menghabiskan lumayan banyak waktu, saya mencoba untuk menyederhanakan proses ini, dan mencari cara untuk tetap bisa dengan mudah merakit LED tersebut.
Berikut ini adalah set Jig baru tersebut.



Sekarang, mari kita lihat penggunaannya satu per satu.

Jig kecil ini untuk menggantikan jig kayu. Jadi dengan ini kita bisa menekuk kaki LED ke posisi tanda sela pada masing masing sisi.
Seperti pada contoh foto berikut.


Jadi, sekarang kita hanya perlu menekuk 1 kaki, yaitu Anoda. Untuk 3 kaki lainnya, bisa kita langsung potong sesuai ukuran jig. Ini diharapkan bisa menghemat cukup banyak waktu dibandingkan cara sebelumnya.

Sekarang, untuk jig berikutnya, adalah untuk menyusun 8 LED pada posisinya dan membantu proses menyoldernya menjadi 1 pilar.


Di bawah ini adalah foto contoh bagaimana memposisikan LED pada jig tersebut dan menyolder kawat ke 8 LED tersebut.

Kaki Anoda yang ditekuk, akan berada pada posisi bawah, dan tidak ikut disolder di sini. Pada Jig ini kita hanya akan menyolder 3 kaki (selain Anoda)
Setelah tersolder, kita bisa menarik rangkaian pilar tersebut ke arah bawah untuk mengeluarkannya dari jig.



Untuk bentuk jig lainnya (selain yang paling besar), akan disusun menjadi seperti di bawah ini. Dan jig ini akan digunakan untuk menggabungkan 8 buah pilar yang kita buat pada proses sebelum ini, dan disolder menjadi 1 layer. Di sini kita akan menghubungkan kaki Anoda dari LED masing masing pilar tersebut dengan kawat yang tersedia.

Lihat contoh foto berikut



Sedangkan untuk jig yang bentuknya paling besar, itu adalah untuk membantu proses penyolderan layer layer LED ke papan PCB. Bersama dengan jig satu ini, kita perlu melepaskan jig layer yang sebelumnya dan menggunakan bagian bawahnya. Lihat contoh di foto berikut ini.


Jika anda mau membuat Jig anda sendiri, bisa menggunakan file berikut ini untuk laser cutting. Media:LED_Mount8RGB_all.pdf

Showcase

---

English