LED Cube 4x4

Meine 4x4-LED-Cubes sind eine Reihe von LED-Würfeln, welche ich 2015 gebaut und als Weihnachtsgeschenke verschenkt habe.

Planungsbeginn: 10/2015
Baubeginn: 16.11.2015
Fertigstellung: 23.12.2015
GitHub: GitHub

Das technische Prinzip ist das gleiche, wie in der großen 8x8-Variante, daher möchte ich auf die grundlegende Erklärung verzichten. Da hier jedoch nur 4x4x4 LEDs und damit nur 1/8 der Menge der LEDs verbaut sind, reduziert sich der Ansteuerungsaufwand erheblich.

Zunächst sind in der Höhe nur vier Ebenen vorhanden, entsprechend werden auch nur vier statt acht Transistoren zu deren Ansteuerung benötigt. Gleichzeitig sind pro Ebene auch nur 16 statt 64 LEDs vorhanden. Daher habe ich zum einen auf die doppelte Ausführung der Transistoren verzichtet, zum anderen bedeutet das auch, dass nur 16 Ausgänge zur Ansteuerung der LED-Stapel benötigt werden.

Das Innere eines Würfels

Als Mikroprozessor habe ich den Atmega328p ausgewählt, welcher auch auf dem Arduino-Uno verbaut wird. Dieser besitzt 23 IO-Pins, von welchen 16 für die LED-Stapel und vier für die Ebenen verwendet werden. Die drei verbleibenden Pins sind mit drei Buttons verbunden, welche dafür da sind, den Würfel zurückzusetzen, den aktuellen Effekt zu überspringen, sowie die Effektdauer einzustellen.

Der Würfel von oben...

... und von unten.

Zur Stromversorgung ist im hinteren Teil eine Micro-USB-Buchse eingebaut. Als Gehäuse habe ich Fotowürfel aus Acryl mit einer Kantenlänge von 67mm verwendet. Diese bestehen aus zwei identischen Halbschalen, welche verdreht ineinander geschoben werden. Die obere Halbschale habe ich mit Aussparungen für die Knöpfe und die Micro-USB-Buchse versehen. Diese Elemente halten gleichzeitig die obere Schale in Position. Die untere Schale besitzt links und rechts jeweils ein kleines Loch, durch welche ein kleiner Nagel geschoben ist. Dadurch kann die untere Halbschale nicht abrutschen.

Die Elektronik des Würfels mit den beiden Halbschalen.

Die Bauzeit beträgt pro Stück im Durchschnitt 9 Stunden und 18 Minuten, wobei die meiste Zeit dafür draufgeht, die einzelnen LEDs zu Ebenen zusammenzulöten und diese letztendlich zum Würfel zu verlöten. Damit die Ebenen auch immer identisch werden, habe ich eine Form aus Holz gebaut, in welche die LEDs gesteckt werden können.

Die Schablone zum Zusammenbau der Ebenen. Der Abstand der LEDs beträgt jeweils 17mm.

Die insgesamt sechs Würfel.
Der Würfel links ist der Prototyp, welcher im Vergleich zum Rest leichte Änderungen aufweist.

Für jeden Würfel habe ich zusätzlich eine Verpackung angefertigt,
welche neben dem Würfel ein USB-Kabel und eine Kurzanleitung enthält.
Die Kartons wurden natürlich noch mit weihnachtlichem Geschenkpapier geschmückt.

Letzte Änderung: 18.05.2019