LED-matriisi VU-mittari: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Hanke sai inspiraationsa suuresta elektroniikka youtuber GreatScottista, jossa hän loi LED -matriisin 100 LED -valolla. Halusin todella luoda tämän projektin uudelleen, joten menin ja loin matriisin, jossa oli kaksinkertainen määrä LED -valoja.

Pidän myös musiikin ulkoasusta, joka näytetään väreillä, eli väri-uruina tai vu-mittarina. Joten tiesin, että ohjelmoisin jotenkin matriisin tekemään yhden näistä vaikutuksista.

Hanke toteutetaan seuraavilla portailla:

1. Kaikkien materiaalien ja työkalujen kerääminen
2. Taustalevyn valmistelu
3. LED -valojen asennus
4. Neliön tekeminen Foam Grid
5. Akryylireunojen ja etulevyn valmistelu
6. Ohjauspaneelin tekeminen
7. Alumiinisten telineiden valmistus
8. Kokoamalla kaikki yhdessä
9. Luonnoksen lataaminen ja testaus

Vaihe 1: Kerää tarvittavat materiaalit/työkalut:

LED -matriisin rakentamiseen tarvitset seuraavat materiaalit:

• Osoitettava LED -nauha 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -kaistainen äänen taajuuskorjain
• 5V virtalähde (tietokoneen virtalähde)
• Elektroniset komponentit (kondensaattorit, vastukset, piirilevyn prototyyppi, …)
• MDF -taustalevy - 10 mm
• Hajotettu valkoinen akryylipleksilasi (3 mm)
• Musta akryyli plexilasi (3mm)
• Vaahtolevy (3mm)
• Muovinen neliöprofiili
• Alumiininen T -profiili
• Kiinteä kuparilanka (22AWG) - UTP -lanka
• Yhtenäinen kuparilanka (10AWG) - verkkojohto
• Pienet puuruuvit
• Puu/alumiiniliima ja superliima

Tarvitset myös seuraavat työkalut:

• Juotosvälineet (rauta, juote jne.)
• Lankaleikkurit
• Jig näki
• Pora (ja pienet terät)
• X-Acto veitsi
• Kulmahiomakone/leikkuri
• Kuuma liimapistooli + liimapuikot
• 1m Viivain
• Sakset

Vaihe 2: Valmistele taustalevy:

Aloitetaan tämä projekti tekemällä päätaulu, jolle liimaamme LEDit myöhemmin. Materiaalina käytin 10 mm: n MDF-levyä (Medium-density fiberboard), ja se johtui siitä, että minulla oli se makaamassa ja se oli täydellinen, koska se oli outoa mutta helppoa leikata.

Piirrä ensin suorakulmion muoto levylle viivaimella ja lyijykynällä, jotta sinulla on apuviivat leikkaamisen aikana. Suorakulmion mitat ovat seuraavat: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Sinun on tehtävä suorakulmio mahdollisimman neliömäiseksi, jotta myöhemmin luomamme akryylireunukset sopivat.

Leikkaa seuraavaksi muoto Jig-sahan (tai käsisahan) avulla. Tee mahdollisimman suoria leikkauksia.

Leikkaa leikkaamisen jälkeen reunat hiukan hiekkapaperilla, jotta ne ovat sileitä ja suoria.

Piirrä nyt rullerilla ruudukko, joka auttaa meitä sijoittamaan LEDit seuraavaan vaiheeseen. Piirrä ensimmäinen rivi 16, 25 mm laudan yläreunaan ja piirrä sitten rivit 32, 5 mm välein. Ensimmäinen sarake on 16, 38 mm levyn vasemmalta puolelta, jokainen seuraava sarake on 32, 75 mm viimeisestä. Kun olet valmis, sinulla pitäisi olla 10 riviä ja 20 saraketta tasaisesti …

Vaihe 3: Asenna LEDit:

Tätä projektia varten tarvitset 4 metriä yksilöllisesti osoitettavia LED -valoja, joita minun tapauksessani oli 4 rullaa, joissa oli 60 LEDiä metriä kohti ja joka antoi minulle 240 LEDiä (200 tarvitaan).

Aloita leikkaamalla kaikki LED -valot tyynystä, josta ne on leikattava. Voit leikata niitä saksilla tai lankaleikkureilla.

Käytä seuraavaksi superliimaa jokaisen LED -valon alla ja liimaa ne edelliseen vaiheeseen piirrettyyn ristikkoon (jossa viivat leikkaavat). Kiinnitä huomiota LEDien nuoliin - ne on suunnattava samalla tavalla kyseisellä rivillä. Jokaisella seuraavalla rivillä suunta käännetään niin, että meillä on yksi jatkuva polku.

Nyt tulee juottaminen - paljon juottamista:

Meidän on liitettävä kaikki LEDit yhteen oikein. Hanki ohut kiinteä ydin kuparilanka (minun tapauksessani käytin UPT -johtoja) ja aloita kaikkien vaakasuuntaisten LEDien juottaminen yhdistämällä GND -> GND, DO (data out) -> DI (data in), 5V -> 5V. Kun tulet rivin loppuun, kytke viimeinen (DO) seuraavan rivin alla olevan LED -valon (DI) -liitäntään.

Poraamme nyt keskelle eläinlääketieteellisiä reikiä, jotta saamme virtaa LED -valoihin. Poraa yksi reikä LEDiä kohden kyseiselle riville, jotta saat virtaa jokaiselle riville. Meillä on oltava useita tehopisteitä, koska muuten jännitehäviö olisi liian suuri viimeisissä LED -valoissa. Laita nyt paksu kuparilanka kuhunkin reikään ja juota vastaavaan virtatappiin.

Käännä levy ympäri ja yhdistä kaikki maadoitus- ja +5 V -johdot reikien läpi. Käytä paksumpaa kuparilankaa. Liitä myös kaksi eristettyä johtoa virtakiskoihin - ne kytketään sitten ohjauskorttiin.

Viimeinen asia on porata reikä ensimmäiseen LED -valoon, laittaa lanka (tämä eristys päällä) sen läpi ja juottaa se ensimmäisen LED -valon DI (tiedot sisään).

Vaihe 4: Tee neliömäinen vaahtoruudukko:

Tässä vaiheessa teemme vaahtomuoviristikon, joka toimii barrirerinä valon heijastumiseen hajaantuneelle akryylille jokaisen LEDin pikselinä.

Ota 3 mm vaahtolevy ja leikkaa kaksi erilaista nauhaa. Tarvitset 9 pitkää ja 19 lyhyttä.

Seuraavaksi sinun on leikattava joitakin lehtoja nauhoihin, joita myöhemmin käytetään pitkien ja lyhyiden kaistojen liittämiseen. Lehtojen on oltava 3 mm leveitä ja 25 mm pitkiä. Pitkällä nauhalla on oltava 19 ja lyhyillä 9 uraa. Katso Foam_Grid.pdf saadaksesi tarkemmat ohjeet.

Yhdistä nauhat yhteen, aseta lyhyet pystysuoraan ja pitkät vaakasuoraan.

Jos sinulla on valkoinen vaahtolevy, sinun on maalattava koko ruudukko mustaksi, jotta valo ei pääse seuraavaan pikseliin.

Vaihe 5: Valmistele akryylireunukset ja etulevy:

LEDistä tuleva valo on hajautettava puoliksi läpinäkyvään materiaaliin, jotta saadaan neliönmuotoinen pikselimuoto. Tätä varten käytämme 3 mm: n valkoista akryylilevyä, jonka leikkaamme samoihin mittoihin kuin takalevy: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Se on meidän etulevy.

Nyt meidän on tehtävä rajat, jotka pitävät etu- ja takalevyn yhdessä. Tämä tehdään 3 mm: n mustasta akryylistä. Minun tapauksessani minulla ei ollut kotona akryylia, joten sain reunat eräältä yritykseltä ja he ovat leikkaaneet ne laserilla sopivaksi. Jos sinulla ei ole tällaista yritystä/laseria, sinun on hankittava akryyli ja leikattava palat käsin.

Sinulla on oltava kaksi 66, 3 cm ja kaksi 32, 3 cm pitkää kappaletta, molemmat 3, 8 cm leveitä.

Päädyissä on tehtävä uritetut leikkaukset, jotta reunat istuvat kauniisti yhdessä. Kahdella pitkällä reunalla on tehtävä 10 mm ura keskelle ja lyhyille kahdelle 10 mm kieleke keskelle. Voit tehdä kielekkeen leikkaamalla kaksi uria vastakkaisilta puolilta, joihin loit uran pitkällä reunalla. Jälleen sinulla on Borders.pdf saadaksesi lisää ohjeita.

Sinun on nyt porattava muutama reikä takalevyn reunojen kiertämiseksi myöhemmin. Poraa 3 mm: n reiät 5 mm päähän (niin että ruuvi menee sitten takalevyn keskelle). Poraa 3 reikää lyhyille reunoille ja 4 reikää pitkille reunoille. Aseta ne tasaisesti.

Viimeisenä asiana on valmistaa muovisia neliön muotoisia profiileja, jotka yhdistävät reunat etulevyyn ja antavat matriisille hyvännäköisen kehyksen. Leikkaa kaksi 66, 5 cm: n ja kaksi 32, 5 cm: n palasia. Leikkaa nyt 45 ° kulma jokaiseen reunaan, jotta kehykset istuvat myöhemmin kauniisti yhteen.

Vaihe 6: Tee ohjainkortti:

Tärkein mikro -ohjain LEDien ohjaamiseen on Arduino NANO. Koska haluamme matriisin näyttävän Vu-mittaria, meidän on jotenkin saatava audiosignaali ohjaimeen. Tätä varten käytämme IC - MSGEQ7 - eli 7 -kaistaista äänigrafiikkakorjainta.

Ohjainkortin voi tehdä muutamalla eri tavalla:

1. Tee piiri leipälevylle (juottamista ei tarvita)
2. Tee piirilevy prototyyppikortille
3. Tee oma piirilevy syövyttämällä se
4. Tilaa piirilevy valmistajalta

Olen tehnyt levyn prototyyppikortille ja sisällytän kaavion ja taulutiedoston, jotta voit valita, millä tavalla haluat luoda levyn.

Tässä on hyvä Instructalbe, jos haluat syövyttää oman levyn: PCB Etching

Vaihe 7: Alumiinijalkojen valmistus:

Jotta matriisi pystyisi seisomaan itsestään, meidän on tehtävä jotain, jotta se tukee sitä eikä kaadu. Se on yksinkertainen muotoilu, mutta se tekee työnsä.

Ota T -muotoinen alumiiniprofiili ja leikkaa kaksi 30 cm pituista pituutta.

Tee nyt V -aukko 10 cm päässä päästä.

Taivuta profiilia 90 ° V -raon ja jalkojen valmistuskohdassa.

Olen myös lisännyt ruuvin ja mutterin jäykkyyttä varten.

Vaihe 8: Kokoa kaikki yhteen:

Meillä on nyt kaikki matriisin osat valmiina koottavaksi

Aloita yhdistämällä reunat etulevyn kanssa. Käytämme aiemmin valmistamiamme muovisia neliön muotoisia profiileja. Liimaa kolme komponenttia yhteen kuumaliimalla (reunus - neliöprofiili - etulevy).

Kohdista nyt kaikki yhteen ja poraa pilkkureikiä pienellä poralla. Voimme nyt ruuvata kaiken yhteen puuruuvien avulla.

Liimataan alumiinitelineille alumiini/puuliimalla. Aseta molemmat 10 cm reunasta.

Voimme nyt ruuvata ohjainkortin kiinni ja johdottaa viimeiset asiat. Johdin, jonka juotimme ensimmäisen LED -valon tietoihin, menee kortin liittimeen, jossa lukee "OUT".

Meidän on nyt liitettävä kaikki maadoitukset ja +5v yhteen paksumpaa kuparilankaa käyttäen. Juotos kaksi eristettyä johtoa maadoitukseen ja +5 V ja liitä ne ohjaustaulun vastaaviin nastoihin. Olen myös lisännyt 470uF kondensaattorin tasaamaan jännitettä hieman.

Viimeinen asia on kytkeä virta virtalähteestä (maadoitus ja +5 V DC).

Vaihe 9: Lataa luonnos ja testi:

Olemme nyt valmiita testaukseen

Lataa mukana tullut luonnos ja liitä äänikaapeli äänitappeihin. Kytke virtalähde ja toista musiikkia. Vu-mittarin pitäisi alkaa näkyä.