4x4x4 LED Cube – Raspberry Pico met 64 rode leds en meerdere patronen

1 februari 2023

Regelmatig staan er publicaties van LED cubes, welke aangestuurd worden met een embedded computers zoals een Arduino Uno, Raspberry of ESP32. In mijn voorraad had ik nog een partij ongebruikte rode LEDs liggen zonder voorbestemming een grote rol 1.5mm schakeldraad en een Raspberry Pico uit een eerder project. Dit bracht me op de uitdaging om een 4x4x4 LED Cube in elkaar te zetten en deze vanaf de basis te programmeren.

De 4x4x4 Cube is opgebouwd uit 4 lagen welke allen met een 100 Ohm weerstand aan een GPIO poort geschakeld liggen. Binnen iedere laag is een matrix van 4×4 led gesoldeerd welke direct aan 8 verschillende GPIO poorten gekoppeld zijn. Een individuele LED gaat branden door één van de lagen ‘Hoog’ te schakelen en één van de 8 GPIO poorten ‘Laag’ te schakelen. Door dit proces heel snel uit te voeren ontstaat een multiplexed LED omgeving waarbij het voor het menselijke oog lijkt dat iedere gewenste LED brandt. Vervolgens heb ik in de code twee arrays aangemaakt voor de lagen en voor de LEDs. In de programmacode heb ik een procedure aangemaakt om een individuele LED te schakelen. En vervolgens meerdere procedures welke verschillende Cube-patronen.

Hiermee ontstaat een 3 dimensionaal grid van LEDs welke op commando aan/uitgezet kunnen worden. Door het te koppelen aan geluid of temperatuur kan een attractieve lichtindicator gemaakt worden. En door een koppeling te maken aan een data-set is het mogelijk om de 4x4x4 cube te gebruiken voor het inzichtelijk maken van data. Dit vereist wat extra programmeerslagen, maar kan wel leiden tot unieke lichtobjecten met een functionele waarde. Het koppelen van licht aan interactie en het inbrengen van dynamiek vind ik boeiend en uitdagend, gewoon omdat het kan.