LED matrični VU-meter: 9 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Navdih za ta projekt je prišel iz velikega youtuberja za elektroniko GreatScott, kjer je ustvaril LED matriko s 100 LED. Resnično sem si želel ponovno ustvariti ta projekt, zato sem ustvaril matrico z dvakratnim številom LED.

Všeč mi je tudi videz glasbe, ki je prikazana v barvah, to so barvne orgle ali vu-meter. Zato sem vedel, da bom matriko nekako programiral za enega od teh učinkov.

Projekt bo potekal v naslednjih korakih:

1. Zbiranje vseh materialov in orodij
2. Priprava plošče
3. Montaža LED
4. Izdelava kvadratne mreže iz pene
5. Priprava akrilnih robov in sprednje plošče
6. Izdelava nadzorne plošče
7. Izdelava aluminijastih stojal
8. Vse skupaj sestavite
9. Nalaganje skice in testiranje

1. korak: Zberite potrebne materiale/orodja:

Za izdelavo LED matrike boste potrebovali naslednje materiale:

• Naslovljiv LED trak 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -pasovni izenačevalnik zvoka
• Napajanje 5V (računalniški napajalnik)
• Elektronske komponente (kondenzatorji, upori, prototip PCB, …)
• MDF hrbtna plošča - 10 mm
• Razpršeno belo akrilno pleksi steklo (3 mm)
• Črno akrilno pleksi steklo (3 mm)
• Plošča iz pene (3 mm)
• Kvadratni plastični profil
• Aluminijast T profil
• Bakrena žica s trdnim jedrom (22AWG) - UTP žica
• Bakrena žica s trdnim jedrom (10AWG) - Omrežna žica
• Majhni vijaki za les
• Lepilo za les/aluminij in superlepilo

Potrebovali boste tudi naslednja orodja:

• Spajkalnik (likalnik, spajkalnik, …)
• Rezalniki žice
• Jig je videl
• Vrtalnik (in majhni koščki)
• Nož X-Acto
• Kotni brusilnik/rezalnik
• Pištola za vroče lepilo + lepilne palice
• 1m ravnilo
• Škarje

2. korak: Pripravite tablo:

Začnimo ta projekt z izdelavo glavne plošče, na katero bomo pozneje prilepili LED. Za material sem uporabil 10 mm MDF (vlaknene plošče srednje gostote) in to zato, ker sem ga ležal in je bil popoln, ker je bil trden, a enostaven za rezanje.

Najprej z ravnilom in svinčnikom narišite obliko pravokotnika na ploščo, da boste imeli pri rezanju vodilne črte. Pravokotnik naj ima naslednje dimenzije: 65, 5 x 32 x 5 cm. Pravokotnik morate narediti čim bolj kvadraten, da se bodo prilegale akrilne obrobe, ki jih bomo kasneje ustvarili.

Nato izrežite obliko s pomočjo žage (ali ročne žage). Naredite čim bolj ravne reze.

Po rezanju robove rahlo očistite z brusnim papirjem, da bodo gladki in ravni.

Zdaj z ravnilom narišite mrežo, ki nam bo pomagala postaviti LED v naslednjem koraku. Narišite prvo vrstico 16, 25 mm pod vrhom plošče, nato narišite vrstice vsakih 32,5 mm. Prvi stolpec je 16, 38 mm od leve strani plošče, vsak naslednji stolpec je 32, 75 mm od zadnjega. Ko končate, morate imeti 10 vrstic in 20 stolpcev enakomerno razporejenih …

Korak: Namestite LED:

Za ta projekt boste potrebovali 4 metre LED, ki jih je mogoče individualno nasloviti, kar je v mojem primeru prišlo v 4 zvitkih po 60 LED na meter, kar mi je dalo 240 LED (potrebno 200).

Začnite tako, da izrežete vsako LED na blazinici, kjer jo želite izrezati. Za rezanje lahko uporabite škarje ali rezalnike.

Nato pod vsako LED uporabite nekaj superlepila in jih lepite na mrežo, ki smo jo narisali v prejšnjem koraku (kjer se črte sekata). Bodite pozorni na puščice na LED -jih - v isti vrstici morajo biti enako usmerjene. V vsaki naslednji vrstici se bo orientacija obrnila, tako da bomo imeli eno neprekinjeno pot.

Zdaj prihaja spajkanje - veliko spajkanja:

Vse LED diode moramo povezati na pravilen način. Vzemite svojo tanko bakreno žico iz polnega jedra (v mojem primeru sem uporabil žice UPT) in začnite spajkati vse vodoravne LED diode tako, da povežete GND -> GND, DO (podatki ven) -> DI (podatki v), 5V -> 5V. Ko pridete na konec vrstice, preprosto priključite zadnjo (DO) na (DI) na LED, ki je spodaj v naslednji vrstici.

Zdaj bomo izvrtali nekaj vetičnih lukenj na sredini, da bomo LED napajali. V tej vrstici izvrtajte eno luknjo na LED, da boste imeli moč v vsako vrstico. Moramo imeti več točk napajanja, ker bi sicer pri zadnjih LED prišlo do prevelikega padca napetosti. Zdaj v vsako luknjo vstavite debelo bakreno žico in spajkajte na ustrezen napajalni zatič.

Obrnite ploščo in povežite vse ozemljitvene in +5v žice, ki prihajajo skozi luknje. Uporabite debelejšo bakreno žico. Na napajalne tirnice priključite tudi dve izolirani žici - ti bosta nato povezani z nadzorno ploščo.

Zadnja stvar je, da izvrtate luknjo pri prvi LED, skozi njo vstavite žico (to z izolacijo) in jo spajkate na DI (podatki v) na tej prvi LED.

4. korak: Naredite kvadratno penasto mrežo:

V tem koraku bomo izdelali mrežo iz pene, ki bo delovala kot ovira, da bi se svetloba ponovno odbijala na razpršenem akrilu kot slikovna pika za vsako LED.

Vzemite 3 mm penasto ploščo in izrežite dva niza različnih trakov. Potrebovali boste 9 dolgih in 19 kratkih.

Nato morate v trakove izrezati nekaj nasadov, ki jih boste kasneje uporabili za združevanje dolgih in kratkih trakov. Nasadi morajo biti široki 3 mm in dolgi 25 mm. Na dolgem traku mora biti 19, na kratkih pa 9 utorov. Za podrobnejša navodila glejte Foam_Grid.pdf.

Sedaj spojite trakove, kratke postavite navpično, dolge pa vodoravno.

Če imate belo peno, morate celo mrežo pobarvati v črno, da svetloba ne bo prešla na naslednjo slikovno piko.

5. korak: Prepeare akrilne obrobe in sprednja plošča:

Svetlobo, ki prihaja iz LED, je treba razpršiti na polprosojen material, da dobimo obliko pikslov kvadratne oblike. Za to bomo uporabili 3 mm belo akrilno ploščo, ki jo bomo razrezali na enake dimenzije kot zadnja plošča: 65, 5 x 32 x 5 cm. To bo naša glavna plat.

Zdaj moramo narediti obrobe, ki bodo držale sprednjo in zadnjo ploščo skupaj. To bo narejeno iz 3 mm črnega akrila. V mojem primeru doma nisem imel nobenega akrila, zato sem meje dobil od podjetja, ki so jih lasersko razrezali, da ustrezajo moji velikosti. Če takšnega podjetja/laserja nimate na voljo, boste morali vzeti akril in ročno izrezati kose.

Imeti morate dva 66, 3 cm in dva 32, 3 cm dolga kosa, oba široka 3, 8 cm.

Na koncih morate narediti utore, tako da bodo obrobe lepo sedele skupaj. Na dolgih dveh obrobah morate narediti 10 mm utor na sredini, na kratkih dveh pa 10 mm jeziček na sredini. Zavihek naredite tako, da izrežete dva utora na nasprotnih straneh, kjer ste ustvarili utor na dolgi obrobi. Spet imate Borders.pdf za več navodil.

Zdaj morate izvrtati nekaj lukenj, da pozneje privijete obrobe na zadnji plošči. Izvrtajte 3 mm luknje 5 mm od konca (tako da bo vijak šel v sredino plošče). Izvrtajte 3 luknje na kratkih obrobah in 4 luknje na dolgih. Enakomerno jih razporedite.

Zadnja stvar je, da pripravite plastične kvadratne profile, ki bodo meje povezali s sprednjo ploščo in matriki dali tudi lep videz okvirja. Izrežite dva kosa dolžine 66,5 cm in dva kosa 32,5 cm. Sedaj odrežite kot 45 ° na vsakem robu, da se okvirji pozneje lepo usedejo skupaj.

6. korak: Ustvarite nadzorno ploščo:

Glavni mikrokrmilnik za pogon LED bo Arduino NANO. Ker želimo, da naša matrika prikazuje Vu-meter, moramo nekako vnesti zvočni signal v krmilnik. Za to bomo uporabili IC - MSGEQ7 - to je 7 -pasovni avdio grafični izenačevalnik.

Krmilno ploščo lahko naredite na različne načine:

1. Naredite vezje na deski (spajkanje ni potrebno)
2. Naredite vezje na prototipni plošči
3. Naredite svoj PCB z jedkanjem
4. Naročite tiskano vezje pri proizvajalcu

Svojo ploščo sem naredil na prototipni plošči in vključil bom shemo in datoteko plošče, tako da lahko izberete, na kakšen način želite ustvariti svojo ploščo.

Tukaj je dober Instructalbe, če želite jedkati svojo ploščo: jedkanje iz tiskanega vezja

7. korak: Naredite aluminijasta stojala:

Da bi naša matrica stala sama od sebe, moramo nekaj narediti, da jo bo podpirala in ne padla. Je preprosta zasnova, vendar opravi delo.

Vzemite aluminijasti profil v obliki črke T in odrežite dve dolžini po 30 cm.

Zdaj naredite V režo 10 cm od enega konca.

Upognite profil za 90 °, kjer je reža V, in stojala so končana.

Za togost sem dodal tudi vijak in matico.

8. korak: Sestavite vse skupaj:

Zdaj imamo vse dele matrike pripravljene za sestavljanje

Začnite tako, da se meje pridružite s sprednjo ploščo. Uporabili bomo plastične kvadratne profile, ki smo jih predhodno izdelali. Z vročim lepilom zlepite 3 komponente skupaj (rob - kvadratni profil - sprednja plošča).

Zdaj poravnajte vse skupaj in z majhnim svedrom izvrtajte pilotne luknje. Zdaj lahko vse skupaj privijemo z lesenimi vijaki.

Lepimo na aluminijasta stojala z lepilom za aluminij/les. Oba poravnajte 10 cm od roba.

Zdaj lahko privijemo krmilno ploščo in ožičimo zadnjih nekaj stvari. Žica, ki smo jo spajkali na podatke prve LED diode, gre na terminal na plošči z napisom "OUT".

Zdaj moramo skupaj z debelejšo bakreno žico povezati vse podlage in +5v. Spajamo dve izolirani žici na ozemljitev in +5v in ju povežemo z ustreznimi zatiči na nadzorni plošči. Dodal sem tudi kondenzator 470uF, da nekoliko napetim napetost.

Zadnja stvar je, da priključite napajanje iz napajalnika (ozemljitev in +5v dc).

9. korak: naložite skico in preskus:

Zdaj smo pripravljeni na testiranje

Naložite skico, ki sem jo vključil, in priključite zvočni kabel na zvočne zatiče. Priključite napajalnik in predvajajte glasbo. Vu-meter se mora začeti prikazovati.