Nadzorljiv RGB LED sistem za vaš dom ali pisarno: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

So luči v vašem domu ali delovnem prostoru dolgočasne? Ali želite svoji sobi dodati malo energije ali razpoloženja? Ta navodila vam pokažejo, kako ustvariti nadzorno RGB LED matriko za uporabo v vašem domu ali pisarni. Vaš rdeč, zelen, modri LED zaslon bo vam in vaši družini zagotovil ure užitka ter zavidal vašim tehnološkim prijateljem! Ta Instructable temelji na dveh sistemih, ki smo jih ustvarili mi, Brilldea, z izdelki, ki smo jih oblikovali. En sistem je bil zgrajen za naš dom, drugi pa za našo cerkev. Oglejte si video posnetke sistemov v akciji! To je naš LED sistem za dnevno sobo. To je LED sistem, ki smo ga ustvarili za Island ECC v Hong Kongu. Naše izdelke lahko odkrijete na naši spletni strani: Brilldea.com

1. korak: Načrtovanje sistema

Vsi dobri LED RGB sistemi se začnejo z malo načrtovanja in premišljevanja. Ta korak je ključnega pomena pri določanju vaših inženirskih zahtev za sistem, kot so velikost napajanja in število krmilnih kanalov, pa tudi, koliko bo sistem stal. In ne pozabite na umetniški namen - načrtovanje vam bo pomagalo vizualizirati videz sistema in njegovo interakcijo z vašim prostorom. Najprej morate ugotoviti območje, kamor želite dodati LED osvetlitev. Vizualizirati morate, kje bo sistem LED nameščen, pri tem pa razmislite o LED diodah, krmilniku (regulatorjih), napajalniku in pripadajočih kablih. Najpomembnejši vidik tega koraka je določiti območje, ki ga bodo LED svetile. Ali imate zaliv, kjer želite postaviti razsvetljavo? Ali lahko preuredite pohištvo, da naredite vrzel za LED? Ali prenavljate, kjer lahko načrtujete posebno mesto za vgradnjo LED in pripadajoče strojne opreme v steno ali tla? Naš sistem dnevne sobe je bil vgrajen med naše omarice za knjige Ikea. Sistem Island ECC je bil zasnovan med gradnjo prostora, tako da je bil zanj izklesan poseben prostor, tako da se luči prilegajo naravnost v stene. Ko izberete območje, morate upoštevati, koliko LED diod želite pokriti to območje. Upoštevati je treba več spremenljivk. Ali bodo LED diode projicirane na prosojno površino? Ali bodo LED diode gledane neposredno? Kako globok je prostor, v katerem so nameščene LED diode? Kako prozoren je vaš material, na katerega se projicira? Ali želite osvetliti oblike in vzorce v matriki LED? Kako svetla naj bo svetloba? Upoštevati morate velikost vsakega "piksla" v sistemu. Za naše sisteme smo uporabili naš RGB LED trak. To je 10 cm fleksibilno tiskano vezje s 3 RGB LED diodami. LED diode so serijsko povezane, tako da vsak trak deluje na 12V DC. Svetleče diode so krmiljene kot skupina, vsak sistem, ki smo ga oblikovali, je imel različne globine in različne prosojne materiale za projiciranje. Razmik in velikost se razlikujeta glede na vašo lokacijo in proračun. Uporabili smo tako mlečno pleksi steklo kot valovito belo plastiko. V našem LED sistemu za dnevno sobo je bilo uporabljenih 32 kosov 10 cm RGB LED traku, po 16 v vsakem stolpcu. Otočni sistem ECC je v vsakem "oknu" uporabljal 48 kosov in bila so tri okna.3. Ko določite količino LED za vgradnjo, lahko začnete načrtovati število krmilnih kanalov za sistem, tok za napajanje in distribucijo ožičenja. Naslednji videoposnetek prikazuje namestitev in preskušanje Island ECC. sistem. Videoposnetek vsebuje opombe o komponentah in prikazuje preskusne rutine, ki se uporabljajo med montažo in namestitvijo.

2. korak: Sistemske komponente LED

LED sistem je sestavljen iz več komponent. Vzemimo si trenutek za pregled teh sestavin. Sistem LED potrebuje možgane za nadzor vseh teh LED. Ti možgani so običajno mikrokrmilnik, kot je propeler Parallax ali SX ali PIC ali Arduino. Ta krmilnik lahko ciklira LED z vnaprej programiranimi algoritmi ali spremeni LED na podlagi zunanje povezave s sistemom DMX-512A ali serijskim (RS-232). Krmilnik Prop Blade smo zasnovali za naše posebne aplikacije LED sistemov. Prop Blade sprejema 6V do 12V DC in ima povezave tako za serijsko (preko programske glave) kot za DMX-512A. Poleg tega ima LED diode stanja za povratne informacije ter DIP stikala in gumbe za vnos uporabnika. Če želite uporabiti ta krmilnik, lahko dobite Prop Blade kot komplet od Brilldea. Vabljeni tudi, da naredite svoje. Za krmiljenje vseh LED je potreben eden ali več modulov gonilnikov LED, saj ima mikrokrmilnik le toliko V/I zatičev. Za nadzor tega števila LED diod potrebuje mikrokrmilnik pomoč, zato smo oblikovali LED slikar. LED slikar lahko nadzoruje 16 kanalov RGB LED. To pomeni, da lahko povežemo 16 kosov LED traku RGB, po enega na vsak kanal, in nadzorujemo barvo in intenzivnost vsakega traku. LED slikar temelji na TLC5940 IC podjetja Texas Instruments. Na spletu je na voljo koda za Propeller in Arduino za nadzor te IC. Komplete LED Painter lahko dobite tudi pri Brilldea. In seveda, vsak LED sistem potrebuje … no … umm … LED diode! Tako je, veliko rdečih, zelenih, modrih LED! Všeč nam je udobje LED traku RGB, ki ga prodajamo. Na hrbtni strani izdelka je lepilo, ki se enostavno pritrdi na površine. LED in upori so že sestavljeni in deluje na 12V DC. Poleg tega se lahko po potrebi upogne za namestitev na ukrivljene površine. Če želite, lahko uporabite svoje LED. Niti vam ni treba uporabljati LED RGB, lahko pritrdite 48 enobarvnih LED ali 24 ene barve in 24 druge barve. Za več podrobnosti si oglejte podatkovni list LED Painter. Vsa oprema v sistemu bi bila za nič, če ne bi napajali. Da, vse te komponente potrebujejo enosmerno napajanje. Naši sistemi so zasnovani za delovanje na 12V DC. Količina LED v vašem sistemu bo določala količino toka, ki ga bo morala zagotoviti vaša oskrba. Za namestitev smo uporabili 12V DC napajalnik s 5 amp in imeli dovolj prostora za razširitev. Če želite biti natančnejši, boste morali izračunati trenutno porabo LED, ki jih uporabljate v sistemu, pa tudi tok, ki je potreben za vaš krmilnik in gonilnike. Tu je še nekaj elementov, ki dopolnjujejo sistem:

• Kabel in žica za distribucijo moči in krmilnih signalov.
• Računalnik in programska oprema za krmilnik. Če uporabljate rezilo za oporo, ki temelji na propelerju Parallax, boste želeli kupiti vtič za oporo pri podjetju Parallax.
• Elektronska in ročna orodja za sestavljanje vašega sistema, kot so spajkalnik, klešče, izvijači, rezalna orodja in odstranjevalci žic.
• Vsa montažna strojna oprema, potrebna za namestitev vašega krmilnika, gonilnikov, napajalnika itd.
• Vir DMX-512A, če želite uporabiti DMX za nadzor vašega LED sistema; to ni obvezno.

6. Zdaj, ko ste razmišljali o obliki, prostoru, velikosti in videzu vašega sistema, pa tudi o potrebnih materialih, lahko začnete z določanjem cen. Stroški vašega sistema se bodo razlikovali glede na njegovo velikost in materiale, ki jih morda že imate iz preteklih projektov. Če imate okoli sebe mikrokrmilnik, ga boste morda lahko uporabili. Ne pozabite oceniti sistema in določiti realne stroške za "ne-trivialne" postavke, kot so konektorji, tračni kabli in kabli za izmenični tok, ker se ti stroški lahko povečajo. Naslednji video prikazuje pregled našega domačega LED sistema. Ta sistem je bil prvi, ki smo ga ustvarili, zato je strojna oprema, uporabljena v sistemu, prva revizija. Brilldeain trenutni rezilo in LED slikar sta posodobljena dizajna, potrebna za dosego podobnega sistema.

3. korak: Čas gradnje

Ko boste dosegli ta korak, bi morali dokončati oblikovanje in kupiti vse svoje dele. Rada prejemam škatle z deli, da bi svoje odlične ideje uresničila, kaj pa vi? Nič ni boljšega, če se z delom odločite za oblikovanje, ki ste ga oblikovali v prejšnjih korakih. Ko sestavim sistem, si vzamem čas, da dvakrat preverim svojo konstrukcijo. Dvakrat preverim komponente, preden napolnim tiskano vezje, dvakrat preverim spajkane ali zaključene povezave, kot so podatkovni kabli, in med korakom preizkušam sistem v korakih. Pri velikem LED -sistemu RGB je veliko stvari, ki bi lahko šle narobe, zato je dobro, da preizkusite med tem. Ta tehnika vam bo pomagala prepoznati težave, preden postanejo večje težave in poškodujejo druge komponente. Na primer, krmilnik Prop Blade smo preizkusili, preden smo ga pritrdili na tiskalno vezje gonilnika LED Painter. Ko začnete graditi svoj sistem, morate najprej sestaviti vezja krmilnika in gonilnika LED. Če uporabljate komplet, kakršen je naš, je super, potem je bilo nabavo delov enostavno in montaža ne bi smela trajati predolgo. Če izdelujete lasten krmilnik in gonilnik LED, lahko ta korak traja dlje. Ne skrbite, ker je trud vreden, ko krmilnik vašega sistema deluje. Ko sestavljate komplet, natisnite shemo in kosovnico materialov, da se prepričate, da uporabljate prave komponente in komponento postavite na pravo mesto. Ko končate sestavljanje krmilnika, si vzemite čas, da ga vklopite in preizkusite. Prenesite preprost program na krmilnik, da preverite delovanje krmilnika. V našem primeru smo uporabili vtičnico Parallax Prop Plug za prenos programske opreme na Prop Blade. Ko končate gonilniško ploščo, jo vklopite in se prepričajte, da nič ne eksplodira. Ko opravite ta test, v kanal dodajte eno LED RBG in gonilnik priključite na krmilnik. S preprostim programom preverite, ali lahko krmilnik nadzoruje nastavitev gonilnika/RGB LED. Še enkrat, za Prop Blade in LED Painter imamo na našem spletnem mestu primere programov: Brilldea.com. Zdaj, ko imate opravljeno elektroniko, preidimo na LED!

4. korak: Montaža LED

Najbolj dolgočasen del RGB LED matrike so LED konstrukcija in povezave. Ta korak običajno vključuje veliko rezanja žice, črtanja, stiskanja in spajkanja. Da ne omenjam dvojnega preverjanja vsake povezave, da se prepričate, ali je bila opravljena pravilno. Če najdete načine za izboljšanje tega procesa, nam to sporočite v komentarjih. Ta korak spet traja. Ustrezno načrtujte prvenec svojega sistema, da vam ne bo treba v zadnjem trenutku hiteti z dokončanjem vsega dela, ki ga morate opraviti. Če boste celo noč ostali pri ustvarjanju svojega mojstrovinskega dela, se bodo zaradi napačnega ožičenja poškodovali sestavni deli. Vzemite si čas in dvakrat preverite povezave. Naši sistemi so bili zasnovani v modulih, tako da lahko sistem enostavno sestavimo na mestu. Sisteme je bilo tudi lažje preizkusiti, ko smo jih sestavljali. Na primer, LED za sistem Island ECC so bile sestavljene na ploščah, dolgih 1 meter in visokih 0,4 metra. Vsaka plošča je bila enaka, zato smo naredili vzorec, kje namestiti LED, kako napeljati žice in kam postaviti LED slikar. Ta korak je tehnično precej enostaven, se ponavlja in traja veliko časa. Če uporabljate RGB LED trak, lahko svetleče diode pritrdite na površino tako, da odstranite prevleko nad lepilno podlago. LED diode namestite na čisto površino. Po potrebi dodajte žice, priključke in kabelske snope. Radi imamo priključke, če moramo odstraniti kos opreme za pregled ali zamenjavo. Lahko se odločite za spajkanje vseh povezav in se odrečete stroškom in času, ki je potreben za dodajanje priključkov. Ko so LED diode pripravljene, jih priključite v sklop gonilnika LED ali sklop LED slikarja in preizkusite. Morda boste želeli priključiti vsak LED kanal naenkrat in ne vseh naenkrat. Če sistem sestavite v module, boste morali vsak modul namestiti na njegovo končno mesto. Ko jih namestite, jih vklopite eno za drugo. Še enkrat preverimo vaše povezave, preden jih vklopite. Kot je omenjeno v drugih korakih, naši sistemi uporabljajo Prop Blade. Prop Blade ima dve skupini V/I. Vsaka I/O skupina lahko izvaja do dva LED slikarja v seriji, tako da so štirje LED slikarji za en krmilnik. Lahko bi izvedli več, vendar morate biti pozorni na podrobnosti o dolžini žice in jakosti signala. Ugotovili smo, da je treba za večjo zanesljivost zgraditi puferna vezja. Zavedajte se, da mora biti LED slikar blizu regulatorja rezila. Če namestite LED Painter 20ft iz vašega krmilnika, ki uporablja 3,3 V DC logične signale, bodo rezultati slabi ali pa sploh ne bodo. Pazljivo razmislite o svojih mestih za montažo. Ko namestite LED, ste že skoraj tam. Na tej točki ste nedvomno opravili test pri vklopu in začutili, kako navdušuje sistem!

5. korak: Zadnji dotiki

Ko namestimo sistem, se usedemo in uživamo. No, morda še ne. Seveda se med gradnjo in namestitvijo sistema pojavijo težave, zato boste do te točke morda morali odpraviti nekaj težav. Upajmo, da so bile glavne težave odkrite pri postopnem testiranju med gradnjo. Ko je celoten sistem pripravljen, je običajno vse v dobrem stanju. Na tem koraku lahko dokončate montažo in ožičenje komponent ter vse naredite urejeno. Prav tako lahko prilagodite (ali začnete pisati!) Svojo programsko opremo za nadzor. Pisanje programske opreme je zelo zabavno, še posebej, ko pridete do programske opreme višje ravni, ki opisuje, kako izgledajo LED diode. Te rutine imenujem rutine "slikanja". Prej sem omenil, da lahko nadzorujete svoj sistem na različne načine. Nekateri ljudje samo želijo vklopiti sistem in pustiti, da sam kroži. V tej vrsti sistemov bi morale biti vnaprej programirane rutine ali algoritmi za zbledelo, brisanje ali umeščanje naključnih barv na zaslon. Demo kodo za rezilo za oporo in LED slikar najdete na spletni strani Parallax Propeller Exchange ali na spletnem mestu Brilldea. Primer kode prikazuje preproste algoritme za zbledelo in spreminjanje barve. Drugi ljudje so kontrolni čudaki! Želijo nadzorovati vsako slikovno piko in vsako barvo v natančni sinhronizaciji. Kombinacija LED Painter in Prop Blade omogoča upravljanje DMX-512A (na primer RS-485) ali serijsko krmiljenje (prek vtiča Prop). To pomeni, da lahko v računalniku uporabite programsko opremo, na primer Vixen Lights, za oblikovanje oddaje s sinhronizacijo svetlobe in glasbe. Z LED slikarjem lahko vsak nadzorni kanal upravljate od izklopa do v 255 korakih. To omogoča mešanje barv z različno intenzivnostjo. Druge stvari, ki jih lahko naredite s svojim LED sistemom:

• Naj zazna takt pesmi in na podlagi tega spremeni videz. To bi pomenilo dodajanje mikrofona v sistem in obdelavo vnosa.
• Naj zazna video in na podlagi tega spremeni videz, podobno kot Ambilight na Philipsovih televizorjih z ravnim zaslonom. To lahko vključuje dodajanje računalnika, ki pretaka video na vaš televizor, ali dodajanje spletne kamere za zajem slike televizorja.
• Naj se ob določenih urah samodejno vklopi in izklopi. To lahko temelji na dnevni svetlobi, času dneva ali zaznavanju, da je nekdo v sobi ali blizu sistema.
• Naj bo nadzorovan prek interneta, da bo svet vklopil in izklopil LED v vaši dnevni sobi.
• Priključite LED steno na svoj prstan za razpoloženje, da bo LED stena odražala vaše razpoloženje!

Upamo, da ste uživali v tem navodilu. Ne pozabite izvedeti več o Brilldea in naših izdelkih na naši spletni strani: Brilldea.com.