LAPORAN PKK LED CUBE

(1)

LAPORAN PKK LED CUBE 4×4×4

NAMA : BAMBANG PAMARTA P.

KELAS : XII TEI 1

NO. ABSEN: 10

(2)

A. Pengertian

LED CUBE adalah merupakan sebuah rangkaian elektronika yang terdiri dari beberapa komponen bebahan dasar LED yang tersusun menjadi bentuk kubus.

Rangkaian LED cube ini banyak sekali digunakan sebagai lampu hiasan pada rumah- rumah. Selain itu LED cube juga sangat bagus dan cantik jika dijadikan sebagai aksesoris dan ornamen di atas meja. Perlu kita ketahui LED cube bisa tersusun dari beberapa LED, ada 9 LED bahkan sampai dengan 24 LED bisa juga lebih dari itu tergantung kebutuhan.

Islitah rangkaian LED cube bermacam-macam ada yang 3x3x3, 4x4x4, 5x5x5, sampai dengan 8x8x8. Perbedaan jenis LED cube tersebut ada beberapa yaitu tergantung dari jumlah atau banyaknya komponen LED yang digunakan. Namun pada umumnya, LED cube dibuat menggunakan mikrokontroler dan ardunio.

Dengan dua varian tersebut tersebut (mikrokontroler dan ardunio) kita bisa dengan mudah mengontrol mematikan dan menghidupkan LED. Namun akan tetapi jika kita menggunakan mikrokontroler maupun arduino, komponen led yang dibutuhkan juga cukup banyak. Tentunya hal tersebut akan mengocek kantong untuk membeli komponen tersebut yang kita dibutuhkan.

B. Fungsi

Rangkaian LED cube ini banyak sekali digunakan sebagai lampu hiasan pada rumah- rumah. Selain itu LED cube juga sangat bagus dan cantik jika dijadikan sebagai aksesoris dan ornamen di atas meja. Perlu kita ketahui LED cube bisa tersusun dari beberapa LED, ada 9 LED bahkan sampai dengan 24 LED bisa juga lebih dari itu tergantung kebutuhan.

C. Cara Kerja

Pada prinsipnya kumpulan LED tersebut kita bagi menjadi Lapis dan Kolom. Setiap 1 titik yang terdiri dari 4 LED menyusun ke atas, kita sebut dengan 1 kolom. Dan LED Cube 4x4x4 ini memiliki 16 kolom, yang mana masing masing kolom tersebut pada dasarnya adalah sambungan 4 kaki Katoda, atau kutub negatif dari keempat LED yang membentuk kolom tersebut.

Sedangkan Lapis adalah kumpulan LED yang membentuk lapisan horizontal, yang terdiri dari 16 LED setiap lapisnya. Dan dalam 1 lapis tersebut, kaki Anoda atau kutub positif dari seluruh 16 LED tersebut saling terhubung satu sama lain.

Jadi untuk menyalakan 1 buah LED dari kumpulan 4x4x4 tersebut, kita perlu mengetahu kolom ke berapa dan lapis keberapa dari LED yang ingin kita nyalakan tersebut.

Dengan begitu kita bisa menyambungkan kutub positif ke lapis yang dituju, dan kutub negatif ke

kolom yang diinginkan.

(3)

Untuk keperluan tersebut, kita perlu membuat pemetaan dari pin-pin mana saja yang kita pergunakan untuk masing-masing kolom dan masing-masing lapis yang sudah kita buat.

Dari skema diatas dapat dilihat titik A1 hingga A16 yang adalah titik-titik kolom, serta L1, L2, L3 dan L4 sebagai titik kontrol bagian lapisan telah dihubungkan dengan pin-pin tertentu pada IC ATMEGA328. Kita akan menggunakan nama-nama pin tersebut yang adalah nama PIN Arduino, di dalam program.

Lalu bagaimana menyambungkan titik-titik kolom dan lapis tersebut dengan kutub positif atau negatif rangkaian ?

Ternyata sangat sederhana, saat sebuah pin Arduino diset sebagai pin OUTPUT dan diberi nilai digital LOW, maka otomatis di dalam rangkaian IC, pin tersebut akan terhubung dengan GND (Ground) atau kutub negatif. Dan saat pin output tersebut diberi nilai digital HIGH, maka pin tersebut akan dialiri terhubung dengan VCC atau kutub positif.

Dan dalam keperluan rangkaian LED Cube kita, lampu hanya akan menyala apabila pin pada kutub Anoda diberi nilai digital HIGH dan pin kutub Katoda mendapat nilai digital LOW. Demikianlah cara kita mengatur nyala mati dari setiap LED tersebut.

Tapi harus diperhatikan, arus yang mengalir dari pin Arduino ada batasnya. Masing-masing pin I/O dari arduino memiliki rating arus maksimum sekitar 40mA. Bila kita menarik arus terlalu besar dari pin tersebut, maka kita akan merusak pin itu. Maka pada prakteknya dalam rangkaian yang lebih serius, sebaiknya kita tidak langsung menarik arus lewat pin I/O. Tapi menggunakan transistor atau tambahan komponen sebagai saklar.

Dari skema diatas dapat dilihat titik TX1,RX,A5,A4 dan D2 hingga D13 yang adalah titik-titik kolom, serta L1, L2, L3 dan L4 sebagai titik kontrol bagian lapisan telah dihubungkan dengan pin-pin tertentu pada Arduino Nano. Kita akan menggunakan nama-nama pin tersebut yang adalah nama PIN Arduino, di dalam program.

Lalu,untuk menyambungkan titik-titik kolom dan lapis tersebut dengan kutub positif atau negatif rangkaian yakni saat sebuah pin Arduino diset sebagai pin OUTPUT dan diberi nilai digital LOW, maka otomatis di dalam rangkaian IC, pin tersebut akan terhubung dengan GND (Ground) atau kutub negatif. Dan saat pin output tersebut diberi nilai digital HIGH, maka pin tersebut akan dialiri terhubung dengan VCC atau kutub positif.

Dan dalam keperluan rangkaian LED Cube kita, lampu hanya akan menyala apabila pin pada kutub Anoda diberi nilai digital HIGH dan pin kutub Katoda mendapat nilai digital LOW. Demikianlah cara kita mengatur nyala mati dari setiap LED tersebut.

Tapi harus diperhatikan, arus yang mengalir dari pin Arduino ada batasnya. Masing-masing pin I/O

dari arduino memiliki rating arus maksimum sekitar 40mA. Bila kita menarik arus terlalu besar dari

pin tersebut, maka kita akan merusak pin itu. Maka pada prakteknya dalam rangkaian yang lebih

serius, sebaiknya kita tidak langsung menarik arus lewat pin I/O. Tapi menggunakan transistor atau

tambahan komponen sebagai saklar. clipboard

(4)

D. Flowchart

E. Program

//initializing and declaring led rows int

column[16]={13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,A5,A4};

//initializing and declaring led layers int layer[4]={A3,A2,A1,A0};

int time = 250;

void setup() {

//setting rows to ouput for(int i = 0; i<16; i++) {

pinMode(column[i], OUTPUT);

}

//setting layers to output for(int i = 0; i<4; i++)

LANJUTAN

void diagonalRectangle() {

int x = 350;

turnEverythingOff();

for(int count = 0; count<5; count++) {

//top left

for(int i = 0; i<8; i++) {

digitalWrite(column[i], 0);

}

digitalWrite(layer[3], 1);

delay(x);

//middle middle START

PEMROSESAN PROGRAM OLEH

ARDUINO

turnEverythingOn

flickerOn

diagonalRectangle

randomflicker

delay(2000) goThroughAllLedsOneA

tATime layerstompUpAndDow

n

turnOnAndOffAllByLay erUpAndDownNotTime

d

aroundEdgeDown turnEverythingOff

spiralInAndOut flickerOff

randomRain randomRain

propeller

turnOnAndOffAllByCol umnSideways

turnEverythingOff turnColumnsOff

(5)

{

pinMode(layer[i], OUTPUT);

}

//seeding random for random pattern randomSeed(analogRead(10));

}

void loop() {

turnEverythingOff();//turn all off flickerOn();

turnEverythingOn();//turn all on delay(time);

turnOnAndOffAllByLayerUpAndDownNotTimed();

layerstompUpAndDown();

turnOnAndOffAllByColumnSideways();

delay(time);

aroundEdgeDown();

randomflicker();

randomRain();

diagonalRectangle();

goThroughAllLedsOneAtATime();

propeller();

spiralInAndOut();

flickerOff();

delay(2000);

}

//turn all off

void turnEverythingOff() {

for(int i = 0; i<16; i++) {

}

for(int i = 0; i<4; i++) {

digitalWrite(layer[i], 0);

} }

void turnEverythingOn() {

for(int i = 0; i<16; i++) {

}

//turning on layers for(int i = 0; i<4; i++) {

} }

void turnColumnsOff() {

for(int i = 0; i<16; i++) {

for(int i = 4; i<12; i++) {

}

delay(x);

//bottom right for(int i = 8; i<16; i++) {

}

delay(x);

//bottom middle for(int i = 4; i<12; i++) {

}

delay(x);

} }

void randomRain() {

//bottom middle for(int i = 4; i<12; i++) {

}

delay(x);

//bottom left

for(int i = 0; i<8; i++) {

}

delay(x);

//middle middle for(int i = 4; i<12; i++) {

}

delay(x);

//top right

(6)

} }

void flickerOn() {

int i = 150;

while(i != 0) {

turnEverythingOn();

delay(i);

i-= 5;

} } void

turnOnAndOffAllByLayerUpAndDownNotTimed() {

int x = 75;

for(int i = 5; i != 0; i--) {

turnEverythingOn();

for(int i = 4; i!=0; i--) {

digitalWrite(layer[i-1], 0);

delay(x);

}

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

for(int i = 4; i!=0; i--) {

delay(x);

} }}

void turnOnAndOffAllByColumnSideways() {

int x = 75;

//turn on layers for(int i = 0; i<4; i++) {

}

for(int y = 0; y<3; y++) {

//turn on 0-3

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

for(int i = 8; i<16; i++) {

}

delay(x);

//top middle

for(int i = 4; i<12; i++) {

}

delay(x);

}

//top left

for(int i = 0; i<8; i++) {

}

delay(x);

}

void propeller() {

int x = 90;

for(int y = 4; y>0; y--) {

for(int i = 0; i<6; i++) {

//turn on layer

digitalWrite(layer[y-1], 1);

//a1

turnColumnsOff();

digitalWrite(column[0], 0);

delay(x);

//b1

turnColumnsOff();

delay(x);

//c1

turnColumnsOff();

(7)

}

//turn on 4-7

for(int i = 4; i<8; i++) {

delay(x);

}

//turn on 8-11

for(int i = 8; i<12; i++) {

delay(x);

}

//turn on 12-15

for(int i = 12; i<16; i++) {

delay(x);

}

//turn off 0-3

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

//turn off 4-7

for(int i = 4; i<8; i++) {

delay(x);

}

//turn off 8-11

for(int i = 8; i<12; i++) {

delay(x);

}

//turn off 12-15

for(int i = 12; i<16; i++) {

delay(x);

}

//turn on 12-15

for(int i = 12; i<16; i++) {

delay(x);

}

//turn on 8-11

for(int i = 8; i<12; i++) {

delay(x);

}

//turn on 4-7

for(int i = 4; i<8; i++) {

delay(x);

//d1

turnColumnsOff();

delay(x);

//d2

turnColumnsOff();

delay(x);

//d3

turnColumnsOff();

delay(x);

} } //d4

turnColumnsOff();

delay(x);

}

void spiralInAndOut() {

turnEverythingOn();

int x = 60;

for(int i = 0; i<6; i++) {

//spiral in clockwise digitalWrite(column[0], 1);

delay(x);

(8)

delay(x);

}

//turn on 0-3

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

//turn off 12-15

for(int i = 12; i<16; i++) {

delay(x);

}

//turn off 8-11

for(int i = 8; i<12; i++) {

delay(x);

}

//turn off 4-7

for(int i = 4; i<8; i++) {

delay(x);

}

//turn off 0-3

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

} } }

void layerstompUpAndDown() {

int x = 75;

for(int i = 0; i<4; i++) {

}

for(int y = 0; y<5; y++) {

for(int count = 0; count<1; count++) {

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

for(int i = 4; i !=0; i--) {

delay(x);

}

delay(x);

(9)

}

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

for(int i = 4; i!=0; i--) {

delay(x);

} } }

void flickerOff() {

turnEverythingOn();

for(int i = 0; i!= 150; i+=5) {

delay(i+50);

turnEverythingOn();

delay(i);

} }

void aroundEdgeDown(){

for(int x = 200; x != 0; x -=50) {

for(int i = 4; i != 0; i--) {

delay(x);

} }

void goThroughAllLedsOneAtATime() {

int x = 15;

for(int y = 0; y<5; y++)

(10)

delay(x);

} } }

void randomflicker() {

int x = 10;

for(int i = 0; i !=750; i+=2) {

int randomLayer = random(0,4);

int randomColumn = random(0,16);

digitalWrite(layer[randomLayer], 1);

digitalWrite(column[randomColumn], 0);

delay(x);

digitalWrite(layer[randomLayer], 0);

delay(x);

} }

void randomRain() {

int x = 100;

for(int i = 0; i!=60; i+=2) {

int randomColumn = random(0,16);

delay(x+50);

delay(x);

delay(x+50);

} }

{ //0-3

for(int count = 4; count != 0; count--) {

digitalWrite(layer[count-1], 1);

for(int i = 0; i<4; i++) {

delay(x);

}

} //4-7

for(int count = 0; count < 4; count++) {

digitalWrite(layer[count], 1);

for(int i = 4; i<8; i++) {

delay(x);

}

} //8-11

for(int count = 4; count != 0; count--) {

for(int i = 8; i<12; i++) {

delay(x);

}

} //12-15

for(int count = 0; count < 4; count++) {

for(int i = 12; i<16; i++) {

delay(x);

}

} } }

---END---

(11)

F. Gambar Rangkaian

G. Gambar Lay Out

(12)

H. Gambar Lay Out Setelah Dietching

I. Gambar Jadi

(13)

J. Daftar Komponen

NO. NAMA KOMPONEN SPESIFIKASI KUANTITAS HARGA

1. PCB 20×10 cm 1 buah Rp 5.000

2. LED 5 mm 64 buah Rp 11.500

3. KAWAL EMAIL Diameter 0,95 mm

4 meter Rp 10.000

4. BOX X-5 15×9,5×5 cm 1 buah Rp 9.500

5. SPECER 1 cm 4 buah Rp 4.000

6. RESISTOR

¹

4

watt 100Ω 4 buah Rp 400

7. ARDUINO NANO 1 buah Rp 75. 000

Jumlah 79 buah Rp 115.400

Jasa Pembuatan Rp 30.000

Pajak 11% Rp 15.994

Harga Rp 161.394

❖ Jadi saya akan menjual produk ini dengan harga Rp 162.000

K. Kesimpulan

1. Kemudahan

Alat dan bahan yang digunakan itu mudah ditemui dan melimpah dipasaran. Bahan yang digunakan juga tidak bermacam-macam.

2. Kesulitan

Kesulitannya ada di bagian penyolderan, karena kawat email/tembaganya harus diamplas terlebih dahulu, jika tidak diamplas maka timahnya tidak akan melekat.

Terkadang walaupun sudah diamplas timah masih tidak mau menempel maka untuk mengatasinya harus disolder sambil ditahan selama beberapa saat. Selain itu,

kesulitannya ada di bagian kawatnya yang bengkong-bengkong dan harus diluruskan baik manual(menggunakantangan) atau menggunakan alat. Selama pengerjaan

produk ini, saya harus sangat bersabar agar timah menempel dan kawat tidak

bengkong, namun kenyataannya tidak seperti itu. Kesulitan dalam pengerjaan produk ini adalah bersabar.

3. Pengalaman yang Belum Pernah Ditemui

Pengalaman yang belum pernah saya temui adalah menyolder LED sejumlah 64 buah ke kawat. Dalam pengerjaan produk ini saya juga mendapat pengalaman bahwa kita harus bersabar dalam keadaan apapun. Selain itu, saya mendapat pengalaman

pemrograman yang rinci sebanyak 700an baris.

(14)

LAPORAN PKK LED CUBE