LED matricos VU-matuoklis: 9 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šio projekto įkvėpimo sėmėsi didelis elektronikos youtuberis „GreatScott“, kur jis sukūrė LED matricą su 100 šviesos diodų. Labai norėjau atkurti šį projektą, todėl nuėjau ir sukūriau matricą su dvigubai daugiau šviesos diodų.

Be to, man patinka muzikos išvaizda, rodoma spalvomis, tai yra spalvoti vargonai ar vu-metras. Taigi žinojau, kad kažkaip užprogramuosiu matricą atlikti vieną iš šių efektų.

Projektas bus vykdomas šiais žingsniais:

1. Surinkite visas medžiagas ir įrankius
2. Užpakalinės lentos paruošimas
3. Šviesos diodų montavimas
4. Padaryti kvadratinį putų tinklelį
5. Akrilo sienų ir priekinės plokštės paruošimas
6. Kontrolieriaus valdybos sudarymas
7. Aliuminio stovų gamyba
8. Viską surinkti kartu
9. Eskizo įkėlimas ir bandymas

1 žingsnis: surinkite reikalingas medžiagas/įrankius:

Norėdami sukurti LED matricą, jums reikės šių medžiagų:

• Adresinė LED juostelė 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 juostų garso ekvalaizeris
• 5 V maitinimo šaltinis (kompiuterio maitinimo šaltinis)
• Elektroniniai komponentai (kondensatoriai, rezistoriai, PCB prototipas ir kt.)
• MDF plokštė - 10 mm
• Išsklaidytas baltas akrilo plexi stiklas (3 mm)
• Juodas akrilo plexi stiklas (3 mm)
• Putų plokštė (3 mm)
• Plastikinis kvadratinis profilis
• Aliuminio T profilis
• Tvirta varinė viela (22AWG) - UTP viela
• Tvirta varinė viela (10AWG) - tinklo viela
• Maži mediniai varžtai
• Medžio/aliuminio klijai ir superklijai

Jums taip pat reikės šių įrankių:

• Litavimo įranga (lygintuvas, lydmetalis,…)
• Vielos pjaustytuvai
• Džigas pamatė
• Gręžtuvas (ir mažos dalys)
• „X-Acto“peilis
• Kampinis šlifuoklis/pjaustytuvas
• Karštas klijų pistoletas + klijų lazdelės
• 1 m valdovas
• Žirklės

2 žingsnis: Paruoškite lentą:

Pradėkime šį projektą, sukurdami pagrindinę plokštę, ant kurios vėliau klijuosime šviesos diodus. Medžiagai aš naudojau 10 mm MDF (vidutinio tankio medienos plaušų plokštę) ir tai yra todėl, kad turėjau jį gulėti ir jis buvo tobulas, nes buvo keistas, bet lengvai pjaustomas.

Pirma, ant liniuotės ir pieštuko nupieškite stačiakampio formą, kad pjaustydami turėsite vadovo linijas. Stačiakampis turi būti šių matmenų: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Turėtumėte padaryti stačiakampį kuo kvadratinį, kad tilptų akrilo kraštinės, kurias vėliau sukursime.

Tada išpjaukite figūrą pjūklo (arba rankinio pjūklo) pagalba. Atlikite kuo tiesesnius pjūvius.

Po pjovimo šiek tiek nuvalykite kraštus švitriniu popieriumi, kad jie būtų lygūs ir tiesūs.

Dabar naudokite reguliatorių, kad nupieštumėte tinklelį, kuris padės mums įdėti šviesos diodus kitame žingsnyje. Nubrėžkite pirmąją eilutę 16, 25 mm žemiau lentos viršaus, tada nubrėžkite eilutes kas 32, 5 mm. Pirmasis stulpelis yra 16, 38 mm nuo lentos kairės, kiekvienas kitas stulpelis yra 32, 75 mm nuo paskutinio. Baigę turėtumėte turėti 10 eilučių ir 20 stulpelių, išdėstytų tolygiai…

3 žingsnis: sumontuokite šviesos diodus:

Šiam projektui jums reikės 4 metrų individualiai adresuojamų šviesos diodų, kurie mano atveju buvo 4 ritinėliai po 60 šviesos diodų vienam metrui ir man davė 240 šviesos diodų (reikia 200).

Pradėkite pjauti kiekvieną šviesos diodą ant trinkelės toje vietoje, kur ketinama pjauti. Joms pjaustyti galite naudoti žirkles ar vielos pjaustytuvus.

Tada naudokite superklijus po kiekvienu šviesos diodu ir klijuokite juos ant tinklelio, kurį nupiešėme ankstesniame žingsnyje (kur linijos susikerta). Atkreipkite dėmesį į šviesos diodų rodykles - jos turi būti vienodai orientuotos toje eilutėje. Kiekvienoje kitoje eilutėje orientacija bus apversta taip, kad turėsime vieną nenutrūkstamą kelią.

Dabar ateina litavimas - daug litavimo:

Turime teisingai sujungti visus šviesos diodus. Paimkite ploną varinę vielą (mano atveju naudojau UPT laidus) ir pradėkite lituoti visus horizontalius šviesos diodus, prijungdami GND -> GND, DO (duomenys išvesti) -> DI (duomenys įvesti), 5V -> 5V. Kai baigsite eilutės pabaigą, tiesiog prijunkite paskutinį (DO) prie (DI) ant šviesos diodo, kuris yra žemiau esančioje eilutėje.

Dabar centre išgręšime keletą veterinarinių skylių, kad suteiktume šviesos diodams energijos. Toje eilutėje išgręžkite vieną skylę kiekvienam šviesos diodui, kad kiekvienoje eilutėje būtų tiekiama energija. Turime turėti kelis maitinimo taškus, nes priešingu atveju paskutinių šviesos diodų įtampos kritimas būtų per didelis. Dabar įdėkite storą varinę vielą į kiekvieną skylę ir lituokite prie atitinkamo maitinimo kaiščio.

Apverskite plokštę ir sujunkite visus įžeminimo ir +5 V laidus, einančius per skyles. Naudokite storesnę varinę vielą. Taip pat prijunkite du izoliuotus laidus prie maitinimo bėgių - tada jie bus prijungti prie valdymo plokštės.

Paskutinis dalykas yra išgręžti skylę prie pirmojo šviesos diodo, per jį įkišti vielą (šią su izoliacija) ir prilituoti prie pirmojo šviesos diodo DI (duomenys įeiti).

4 žingsnis: padarykite kvadratinį putų tinklelį:

Šiame etape mes pagaminsime putplasčio tinklelį, kuris veiks kaip kliūtis, kad šviesa vėl atsispindėtų ant išsklaidyto akrilo kaip kiekvieno šviesos diodo pikselis.

Gaukite 3 mm putų plokštę ir iškirpkite du skirtingų juostelių rinkinius. Jums reikės 9 ilgų ir 19 trumpų.

Tada turėsite supjaustyti kai kurias giraites prie juostų, kurios vėliau bus naudojamos ilgoms ir trumpoms juostoms sujungti. Giraitės turi būti 3 mm pločio ir 25 mm ilgio. Ant ilgos juostos turi būti 19, o ant trumpų - 9 grioveliai. Išsamesnės instrukcijos pateikiamos Foam_Grid.pdf.

Dabar sujunkite juosteles, trumpas padėkite vertikaliai, o ilgas - horizontaliai.

Jei turite baltą putų plokštę, turėsite nudažyti visą tinklelį juodai, kad šviesa nebūtų perduota kitam pikseliui.

5 žingsnis: Paruoškite akrilo apvadus ir priekinę plokštę:

Šviesos diodo skleidžiama šviesa turi būti išsklaidyta ant pusiau skaidrios medžiagos, kad gautų kvadrato formos pikselių formą. Tam mes naudosime 3 mm baltą akrilo plokštę, kurią supjaustysime tokiais pačiais matmenimis kaip ir mūsų galinė plokštė: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Tai bus mūsų priekinė lenta.

Dabar turime padaryti sienas, kurios kartu laikys priekinę ir galinę plokštes. Tai bus padaryta iš 3 mm juodo akrilo. Mano atveju namuose neturėjau akrilo, todėl gavau kraštus iš įmonės ir jie juos nukirpo lazeriu, kad atitiktų mano dydį. Jei neturite tokios įmonės/lazerio, turėsite įsigyti akrilo ir iškirpti gabalus rankomis.

Turite turėti du 66, 3 cm ir du 32, 3 cm ilgio gabalus, kurių plotis yra 3, 8 cm.

Galuose turite padaryti griovelių pjūvius, kad sienos būtų gražiai susietos. Ant dviejų ilgų kraštų reikia padaryti 10 mm griovelį centre, o ant trumpų dviejų - 10 mm skirtuką centre. Skirtuką darote iškirpdami du griovelius priešingose pusėse, kur sukūrėte griovelį ant ilgosios kraštinės. Vėlgi, turite „Borders.pdf“, kad gautumėte daugiau instrukcijų.

Dabar jums reikia išgręžti keletą skylių, kad vėliau užsuktumėte galinės plokštės kraštus. Gręžkite 3 mm skyles 5 mm atstumu nuo galo (kad varžtas atsidurtų galinės plokštės centre). Išgręžkite 3 skyles ant trumpų sienų ir 4 skyles ant ilgų. Padėkite juos tolygiai.

Paskutinis dalykas yra paruošti plastikinius kvadratinius profilius, kurie sujungs kraštus su priekine plokšte ir taip pat suteiks matricai gražią išvaizdą. Supjaustykite dvi 66, 5 cm ir dvi 32, 5 cm ilgio dalis. Dabar supjaustykite 45 ° kampą kiekviename krašte, kad rėmeliai vėliau gražiai susiskirtų.

6 veiksmas: sukurkite valdiklio plokštę:

Pagrindinis mikrovaldiklis, skirtas šviesos diodams valdyti, bus „Arduino NANO“. Kadangi norime, kad mūsų matricoje būtų rodomas Vu-metras, turime kažkaip įvesti valdiklį į garso signalą. Tam naudosime IC - MSGEQ7 - tai 7 juostų garso grafikos ekvalaizeris.

Yra keletas skirtingų būdų, kaip sukurti valdiklio plokštę:

1. Sukurkite grandinę ant duonos lentos (nereikia lituoti)
2. Sukurkite grandinę ant prototipo plokštės
3. Sukurkite savo PCB, išgraviruodami
4. Užsisakykite savo PCB iš gamintojo

Aš padariau savo lentą prototipo lentoje ir įtraukiu schemą bei lentos failą, kad galėtumėte pasirinkti, kokiu būdu norite sukurti savo lentą.

Čia yra geras „Instructalbe“, jei norite išgraviruoti savo plokštę: PCB ėsdinimas

7 žingsnis: padarykite aliuminio stovus:

Kad mūsų matrica stovėtų savaime, turime ką nors padaryti, kad ji ją palaikytų ir nenukristų. Tai paprastas dizainas, tačiau jis atlieka darbą.

Paimkite T formos aliuminio profilį ir supjaustykite du 30 cm ilgio.

Dabar padarykite V plyšį 10 cm atstumu nuo vieno galo.

Profilį sulenkite 90 ° kampu ten, kur yra V plyšys ir stovai.

Aš taip pat pridėjau varžtą ir veržlę standumui.

8 žingsnis: surinkite viską kartu:

Dabar visos matricos dalys yra paruoštos sudėti

Pradėkite sujungdami sienas su priekine plokšte. Mes naudosime anksčiau paruoštus plastikinius kvadratinius profilius. 3 komponentus suklijuokite karštais klijais (kraštinė - kvadratinis profilis - priekinė plokštė).

Dabar viską sulygiuokite ir naudokite mažą grąžtą, kad išgręžtumėte bandomąsias skyles. Dabar mes galime viską susukti mediniais varžtais.

Klijuokite ant aliuminio stovų naudodami tam tikrus aliuminio/medžio klijus. Padėkite juos abu 10 cm atstumu nuo krašto.

Dabar galime prisukti valdiklio plokštę ir prijungti paskutinius dalykus. Laidas, kurį litavome prie pirmojo šviesos diodo duomenų, eina į plokštės terminalą, kuriame parašyta „OUT“.

Dabar turime sujungti visus pagrindus ir +5v, naudodami storesnę varinę vielą. Lituokite du izoliuotus laidus prie įžeminimo ir +5 V ir prijunkite juos prie atitinkamų valdymo plokštės kaiščių. Aš taip pat pridėjau 470uF kondensatorių, kad šiek tiek išlygintų įtampą.

Paskutinis dalykas yra prijungti maitinimą iš maitinimo šaltinio (įžeminimo ir +5 V nuolatinės srovės).

9 veiksmas: įkelkite eskizą ir išbandykite:

Dabar esame pasiruošę bandymams

Įkelkite pridėtą eskizą ir prijunkite garso kabelį prie garso kaiščių. Prijunkite maitinimo šaltinį ir paleiskite muziką. „Vu-meter“turėtų pradėti rodyti.