Ambientné nástenné hodiny LED: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Nedávno som videl veľa ľudí, ako stavajú obrovské LED matice, ktoré vyzerajú úplne krásne, ale buď pozostávajú z komplikovaného kódu alebo drahých častí, alebo z oboch. Preto ma napadlo postaviť vlastnú LED maticu pozostávajúcu z veľmi lacných častí a veľmi ľahko zrozumiteľného kódu, ktorý je však o niečo menší. Môže fungovať aj ako nástenné hodiny, čo je užitočné pre ľudí, ktorí nechcú, aby len tak ležiaci displej a zábavné animácie ležali okolo.

Mojím cieľom v rámci tohto projektu bolo nezahrnúť žiadne spájkovacie alebo elektrické nástroje, aby bol tento projekt prístupný mnohým ľuďom.

Tento projekt by bol odporúčaný ľuďom so základnými znalosťami elektroniky, kódovania a ľuďom s malými skúsenosťami s prácou s akrylom:).

Krok 1: Zhromaždenie všetkých nástrojov a stavebných materiálov

Náradie:

1. Motorová píla
2. Nástroj na skórovanie akrylu
3. Jednoduchá ručná vŕtačka (postačí aj elektrická)
4. 12 mm vrták alebo krokový vrták
5. Pár striptérok na drôt
6. Dvojica diagonálnych fréz
7. Nožnice
8. Sharpie alebo fixka
9. Horúca lepiaca pištoľ
10. Brúsny papier

Stavebné materiály:

1. Elektrická páska
2. Dvojzložkové lepidlo
3. Superglue alebo kyanoakrylát
4. Horúce lepiace tyčinky

Krok 2: Zhromaždenie všetkých dielov

Diely:

1. 50 ks LED reťaz WS2811 (3 sady)
2. Arduino UNO
3. Modul RTC DS3231
4. Kovový momentový spínač s LED
5. Prepojovacie vodiče
6. Napájanie 5V 10A
7. DC konektor
8. Viacžilový drôt (16awg)
9. 3 mm opálový (priesvitný biely) akrylový list
10. 4 cm OD, tenkostenná PVC rúrka (10 metrov)
11. Čierny 6 mm akryl

Krok 3: Rezanie PVC rúr na dĺžku

V tomto kroku rozrežeme PVC rúrku na menšie valce. Tieto malé valce z PVC rúrky budú fungovať ako rozdeľovače medzi pixelmi, pretože nechceme, aby svetlo LED prúdilo do celého displeja. LED diódy budú umiestnené vo vnútri týchto valcov a zaistia, aby svetlo prichádzajúce z každej LED bolo zaostrené v jednej konkrétnej oblasti a nebude prúdiť do iných pixelov.

Aby sme dosiahli sieť PVC rúr, musíme najskôr narezať PVC rúrky na malé valce rovnakej dĺžky. Ako výšku valcov sme vybrali dĺžku 6 cm, ale ľubovoľnú výšku okolo 6 cm si môžete vybrať tak, ako vám to vyhovuje. Len sa uistite, že všetky valce sú rovnako vysoké.

Kroky:

1. Použite akékoľvek škatule alebo knihy, aby ste dosiahli výšku 6 cm (alebo čokoľvek okolo 6 cm).
2. Na škatuli držte značku vodorovne, rúru z PVC držte pri stene a špičkou značky sa dotknite rúrky. Pomaly otáčajte rúrkou z PVC pomocou podpery steny, aby ste okolo rúry vytvorili peknú a bezproblémovú čiaru.
3. Vystrihnite na linke pomocou píly na kov. Zaistite, aby boli strihy čo najrovnejšie, čo bude kľúčové pre kvalitu difúzie.
4. Ak sú na strane valca nejaké otrepy/nerovnosti, môžeme na odhrotovanie jednej strany použiť brúsny papier alebo frézu na škatule. Odhrotovanie jednej strany stačí, ale odhrotovanie oboch strán bude príjemné.
5. Ak máte iba jednu odjehlenú stranu, označte túto stranu písmenom „D“. Táto strana bude smerovať k listu difuzéra a na druhú stranu bude písmeno „L“označovať stranu, na ktorej bude umiestnená dióda LED. Ak ste odstránili hrany na oboch stranách, videli ste, že ktorákoľvek strana sedí viac kolmo na podlahu, a túto stranu označte „D“a druhú stranu „L“
6. Opakujte 134 krát:)

Krok 4: Lepenie všetkých PVC rúr

Teraz, keď máme všetky rúrky narezané na dĺžku, môžeme ich zlepiť do jednej obrovskej siete. Na lepenie všetkých trubíc dohromady používame kyanoakrylát, ktorý je bežne známy ako superlepidlo.

Kroky:

1. Začneme lepením dvoch rúrok k sebe. Dve skúmavky ponechajte vodorovne na stole. Zaistite, aby obaja sedeli zarovnane na stole a aby strana, na ktorej je napísané „D“, smerovala rovnako a boli na rovnakej úrovni. Akonáhle je všetko zarovnané, môžeme medzi rúrky vložiť 1-2 kvapky superlepidla.
2. Pri lepení tretej rúrky postupujte rovnako ako vyššie. Prilepenú sieťku ponechajte na stole a položte na ňu tretiu rúrku. Zaistite, aby strana „D“potrubí smerovala rovnakým smerom a na rovnakú úroveň. Na každý šev naneste 1-2 kvapky lepidla. Ak ste urobili všetko správne, pri držaní pletiva zvisle s písmenom „D“nadol by nemalo dochádzať k žiadnym kolísavým pohybom a celá konštrukcia by mala sedieť zarovnane na stole.
3. Na lepenie štvrtej trubice a zvyšných rúrok môžeme tri lepené kusy ľahko držať zvisle (pričom písmená „D“smerujú samozrejme nadol ^_ ^) a štvrtú rúrku položiť na ľubovoľnú stranu z troch lepených kusov. Zaistite, aby tvár „D“vyzerala rovnako. Potom môžeme štvrtý kus jednoducho prilepiť k trom lepeným kusom, to isté sa môže opakovať so zvyškom rúrok, aby sa dosiahla štruktúra, ako je uvedené vyššie.

Krok 5: Rezanie akrylu

Ak chcete odstrihnúť akrylový list, označte požadované tvary pomocou rozmerov uvedených na obrázku. V opačnom prípade môžete vytlačiť dodané súbory SVG, pripevniť strany na vrch akrylového listu a použiť ho ako vodítko pri rezaní.

Poznámka: Rozmery sa môžu zmeniť, ak ste pre rúrky z PVC použili iný priemer

Kroky:

1. Ak používate výtlačky súborov SVG, prilepte vytlačené strany na akrylové listy pomocou akejkoľvek lepiacej tyčinky alebo ho jednoducho prilepte na akrylát pomocou kúska pásky.
2. Ak nemáte v úmysle použiť vytlačené stránky, na označenie tvarov na akrylovej doske môžete použiť vyššie uvedené rozmery.
3. Pomocou skórovacieho nástroja ohodnoťte čiary, ktoré chcete vystrihnúť. Skóre sa skóruje, kým nie je skóre takmer také hlboké ako polovica hrúbky akrylového plechu.
4. Keď je skórovanie hotové, ponechajte deliacu ryhu na okraji stola a silným tlakom zatlačte na stranu akrylovej fólie, ktorá visí vo vzduchu. To zacvakne akrylový list pozdĺž deliacej ryhy. Ak je tlak potrebný na prichytenie akrylátu príliš vysoký, skúste na linke urobiť viac bodov a súčasne na skórovanie použiť väčší tlak.
5. Vykonajte to pre všetky požadované rezy.
6. Pomocou 12 mm vŕtačky urobte v jednom z bočných panelov otvor pre tlačidlo

Krok 6: Prilepenie rámu k sieti

Tento krok je veľmi priamy. Lepíme a akrylový rám na sieťku z PVC, ktorú sme práve vytvorili. Pretože PVC rúrky vyzerajú škaredo, uzatvárame ich do pekného akrylového obalu.

Kroky:

1. Umiestnite sieťovinu z PVC potrubia na podlahu a uistite sa, že strana s „D“smeruje nadol.
2. Bočný panel pomocou tlačidla môžete umiestniť na ľubovoľnú stranu. Rozhodli sme sa ísť vpravo dole.
3. Umiestnite všetky akrylové panely okolo PVC sieťoviny a uistite sa, že sú v jednej rovine s podlahou. Uistite sa, že strana s „D“napísaná na akrylových kusoch smeruje k podlahe. Podľa potreby vykonajte akékoľvek zmeny podľa veľkosti akrylových listov.
4. Pomocou pásky držte všetky kusy akrylu pohromade alebo požiadajte priateľa, aby vám pomohol tým, že akrylové kúsky pevne pridrží k sieťovine.
5. Na lepenie všetkých akrylových dosiek na sieťovinu z PVC použite super lepidlo alebo 2 -zložkové lepidlo.

Poznámka: Ak plánujete tento displej namontovať na stenu, množstvo lepidla, ktoré by ste mali použiť, by malo byť o niečo viac ako obvykle, pretože celá hmotnosť bude podopretá na jednom akrylovom paneli a nechcete, aby sa ohýbali alebo ešte horšie, padali. od seba.

Krok 7: Lepenie všetkých diód LED do sieťoviny z PVC

Pokiaľ ide o množstvo únavnej práce, mal by to byť posledný proces, ktorý je veľmi náročný na prácu,

Kroky:

1. Pred začatím procesu lepenia postupne položte reťaze LED na zem. Každý reťazec LED má 50 LED diód. Začiatok nasledujúceho reťazca umiestnite tam, kde predchádzajúci reťazec končí. Teraz pripojte konektory JST vychádzajúce z poslednej LED predchádzajúceho reťazca k prvej LED nasledujúceho reťazca. K tomu by ste mali mať 150 LED dlhý reťazec.
2. Teraz môžete horúce lepidlo zalepiť prvou led diódou do najvyššej a ľavej rúrky z PVC, ako je to znázornené vyššie. Na identifikáciu prvej diódy LED v reťazci nájdite diódu LED, z ktorej vychádza konektor, ako je znázornené na obrázku, ktorý ukazuje lepenie prvej diódy LED.
3. Po nalepení prvej je potrebné dodržať vyššie uvedený diagram a prilepiť všetky LED diódy na ich príslušné miesta, napríklad druhá LED dióda prejde do trubice hneď vedľa
4. Potom, čo ste dokončili prvý riadok lepením všetkých LED diód v prvom rade, môžete začať s druhým radom, prvá LED dióda druhého radu pôjde do trubice, ktorá je bezprostredne vpravo a v spodnej časti prvých radov posledná LED dióda podľa návodu
5. Opakovaním tohto postupu naplňte zvyšné skúmavky podľa uvedeného návodu.
6. Potom, čo ste dokončili lepenie všetkých LED diód do príslušných trubíc, vám ešte zostanú niektoré LED diódy, môžete jednoduchým odstrihnutím drôtu vychádzajúceho z poslednej LED diódy odstrániť prebytok LED diód.
7. Po odstrihnutí drôtu môžete elektrickou páskou izolovať vodiče vychádzajúce z poslednej diódy, aby nevytvárali skraty

Krok 8: Distribúcia energie všetkým LED diódam

Od tohto kroku sa budeme zameriavať na elektrickú stránku, s výnimkou niektorých menších činností pri lepení.

Kroky:

1. Uvidíte, že zo štartovacej LED diódy každého jednotlivého reťazca vychádzajú 3 páry červených a bielych káblov.
2. Pripojte všetky červené vodiče k sebe pomocou hrubého viacžilového vodiča. Môžete to urobiť jednoduchým skrútením koncov drôtov alebo ich spájkovaním, podľa toho, čo vám vyhovuje. V oboch prípadoch získate rovnaké výsledky.
3. To isté urobte so všetkými bielymi vodičmi. Na rozlíšenie polarít používajte hrubý viacvláknový drôt, najlepšie inej farby.
4. Na konci by mali z celého displeja vychádzať 2 vodiče pre kladné a záporné póly
5. Pripojte tieto hrubé viacžilové vodiče k DC konektoru skrútením koncov alebo spájkovaním. Konce zaizolujte kusovou elektrickou páskou.

Krok 9: Zapojenie Arduina

V tomto kroku dokončíme všetky elektrické pripojenia.

Poznámka: Vaše tlačidlo nemusí byť dodávané s vopred spájkovanými vodičmi, možno ho budete musieť spájkovať alebo len skrútiť na mieste, podľa toho, čo vám vyhovuje. Izolujte spoje elektrickou páskou. Ak váš nie je dodávaný s vopred spájkovanými vodičmi, môžete na identifikovanie príslušných kolíkov použiť vyššie uvedený diagram pinov.

Na prepojenie všetkých potrebných prepojení s Arduino UNO pomocou káblov muž - žena a muž - samec zapojte nižšie.

1. Pripojte modul DS3231 RTC k Arduinu

• Pripojte VCC modulu RTC k VIN Arduina
• Pripojte SDA modulu RTC k kolíku A4 na Arduino
• Pripojte SCL modulu RTC k pinu A5 na Arduino
• Pripojte GND modulu RTC ku kolíku GND na Arduino

2. Pripojte tlačidlový modul k Arduinu.

Na identifikáciu rôznych kolíkov na tlačidle postupujte nasledovne. Kolík so znamienkom „+“vedľa neho je kolík LED diódy (+) a ten oproti nemu je kolík LED (-). Ďalšie dva piny sú gombíkové kolíky.

• Pripojte ľubovoľný jeden kolíkový spínač k kolíku 13 Arduina
• Pripojte druhý kolík tlačidla k pinu 12 Arduino
• Pripojte LED diódy tlačidla (-) ku kolíku 11 Arduina
• Pripojte LED diódu Button (+) k pinu 10 Arduino

3. Pripojte LED reťaz k Arduino UNO

Identifikujte štartovaciu LED úplného reťazca LED.

• Pripojte červený vodič konektora k 5V zdroju
• Pripojte zelený vodič konektora k pinu 5 Arduino
• Pripojte biely vodič konektora k zemi

Po dokončení zapojenia môžete tlačidlo zaistiť k boku bočného panela zostavy upevnením tlačidla pomocou dodanej matice.

Poznámka: Na spoje sme použili horúce lepidlo, aby sme sa presvedčili, že nevychádzajú, keď je hotový a spočíva na poličke

Krok 10: Programovanie Arduina

Pri programovaní Arduina sme vypustili kód uvedený nižšie, kód je veľmi dobre komentovaný a vysvetľujúci, ak nechcete žiadne funkcie alebo chcete pridať nejaké svoje vlastné, malo by byť skutočne jednoduché zmeniť ich sami.

Ak plánujete používať kód bez zmeny samotného kódu, musíte nastaviť iba jeden parameter, ktorým je čas. Pokyny na nastavenie času sú uvedené v kóde.

Pri odosielaní kódu sa musíte uistiť, že máte vo svojom Arduino IDE nainštalovanú knižnicu FastLED a knižnicu DS3231.

Krok 11: Dokončenie všetkého

Naše zostavenie je takmer hotové. V tomto kroku dokončíme všetky zostávajúce malé veci.

Správa elektroniky

Elektronika bude vyzerať veľmi chaoticky a pravdepodobne sa dokonca odpojí, ak nie je správne prilepená na svojom mieste. To je niečo, čomu sa dá veľmi ľahko vyhnúť prilepením všetkej elektroniky do nášho krytu.

Môžete začať prilepením Arduina k základni displeja a modulu DS3231 k základni displeja. Konektor DC je možné umiestniť tam, kde je to najpohodlnejšie, pričom vezmete do úvahy miesto, kde chcete namontovať zostavu, dĺžku drôtu napájacieho zdroja a ďalšie podobné faktory.

Montáž na stenu (voliteľné)

Ak chcete tento displej namontovať na stenu, môžete do hornej dosky vyvŕtať 5 mm otvory a na vrchnú dosku pripevniť svorky „L“pomocou niektorých skrutiek, podložiek a matíc M5, ktoré by poskytli montážne otvory na pripevnenie na stena. Ak máte v úmysle ponechať ho na poličke tak, ako sme to urobili my, na montáž nie sú potrebné žiadne svorky „L“.

Lepenie listu difuzéra

Posledným a najľahším krokom je prilepenie listu difuzéra na našu obrovskú sieťku z PVC. Predtým, ako budete pokračovať, skontrolujte, či ste odstránili plastovú ochrannú fóliu z akrylovej fólie. Na prilepenie listu použite 10-15 kvapiek horúceho lepidla rozotretého po hárku a pritlačením ho k sieťke. Používame horúce lepidlo, pretože ho možno ľahko odstrániť jednoduchým ťahaním za akékoľvek opravy.

PS: Odlepenie plastovej ochrannej fólie z akrylovej fólie je najuspokojivejšou časťou stavby.

Zadná doska (voliteľné)

Ak chcete, aby bola zadná strana matrice trochu elegantnejšia, môžete odstrihnúť kúsok 6 mm čierneho akrylu, ktorý má rovnaké rozmery ako list difuzéra, a prilepiť ho na zadnú stranu matrice horúcim lepidlom.

Hotovo

Teraz by ste mali mať plne funkčnú maticu LED, ktorá vyzerá dobre vo dne a úžasne v noci. Úprimne si vážim, ak ste sa dostali až sem. Keďže je to môj prvý pokyn, je veľa vecí, ktoré je potrebné vylepšiť, najmä fotky, ktoré som urobil, neboli najlepšie, čo sa v budúcnosti určite pokúsim vylepšiť (PS: Fotoaparát môjho telefónu nereaguje na tento displej pretože v skutočnom živote vyzerá oveľa chladnejšie). Ak ste stavali ďalej, dúfam, že sa vám stavba páčila a zabavili ste sa. Vylepšenia sú skutočne vítané a ja sa naozaj nemôžem dočkať, až uvidím, čo môžete zlepšiť a urobiť inak ^_ ^