LED maticový VU-meter: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Inšpiráciou pre tento projekt bol veľký elektronický youtuber GreatScott, kde vytvoril LED maticu so 100 LED diódami. Naozaj som chcel tento projekt znova vytvoriť, a tak som išiel a vytvoril som maticu s dvojnásobným počtom diód LED.

Tiež sa mi páči vzhľad hudby, ktorá je zobrazovaná farbami, to sú farebné organy alebo vu-metre. Vedel som teda, že maticu nejako naprogramujem tak, aby vykonala jeden z týchto efektov.

Projekt sa bude realizovať v týchto krokoch:

1. Zhromaždenie všetkých materiálov a nástrojov
2. Príprava zadnej dosky
3. Montáž LED diód
4. Výroba štvorcovej penovej mriežky
5. Príprava akrylových okrajov a prednej dosky
6. Výroba ovládacej dosky
7. Výroba hliníkových stojanov
8. Zhromažďovanie všetkého dohromady
9. Odovzdanie náčrtu a testovanie

Krok 1: Zhromaždite požadovaný materiál/nástroje:

Na stavbu LED matice budete potrebovať nasledujúce materiály:

• Nastaviteľný LED pásik 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -pásmový ekvalizér zvuku
• Napájanie 5 V (počítačový zdroj)
• Elektronické súčiastky (kondenzátory, odpory, prototyp DPS, …)
• Zadná doska MDF - 10 mm
• Difúzne biele akrylové plexi sklo (3 mm)
• Čierne akrylové plexi sklo (3 mm)
• Penová doska (3 mm)
• Plastový štvorcový profil
• Hliníkový T profil
• Medený drôt s plným jadrom (22AWG) - drôt UTP
• Medený drôt s plným jadrom (10AWG) - Sieťový vodič
• Malé skrutky do dreva
• Lepidlo na drevo/hliník a superlepidlo

Budete tiež potrebovať nasledujúce nástroje:

• Spájkovacie zariadenie (žehlička, spájka, …)
• Strihač káblov
• Jig videl
• Vŕtačka (a malé bity)
• Nôž X-Acto
• Uhlová brúska/fréza
• Horúca lepiaca pištoľ + lepiace tyčinky
• Pravítko 1m
• Nožnice

Krok 2: Pripravte si zadnú dosku:

Začnime tento projekt tak, že vyrobíme hlavnú zadnú dosku, na ktorú neskôr prilepíme LED diódy. Na materiál som použil 10 mm MDF (drevovláknitá doska so strednou hustotou), a to preto, že som ho nechal voľne ležať a bol perfektný, pretože bol miešateľný, ale zároveň sa ľahko rezal.

Na tanieri najskôr nakreslite pravítko a ceruzku tvar obdĺžnika, aby ste pri rezaní mali sledovať vodiace čiary. Obdĺžnik má mať nasledujúce rozmery: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Obdĺžnik by ste mali urobiť čo najviac štvorcový, aby sa zmestili akrylové okraje, ktoré vytvoríme neskôr.

Ďalej vyrežte tvar pomocou priamočiarej píly (alebo ručnej píly). Robte čo najrovnejšie rezy.

Po rezaní okraje trochu očistite brúsnym papierom, aby boli hladké a rovné.

Teraz pomocou ruller nakreslite mriežku, ktorá nám pomôže umiestniť LED v ďalšom kroku. Nakreslite prvý rad 16, 25 mm pod hornú časť dosky, potom nakreslite riadky každých 32, 5 mm. Prvý stĺpik je 16, 38 mm od ľavej strany dosky, každý ďalší stĺp je 32, 75 mm od posledného. Po dokončení by ste mali mať 10 riadkov a 20 stĺpcov rovnomerne rozmiestnených …

Krok 3: Namontujte LED diódy:

Na tento projekt budete potrebovať 4 metre individuálne adresovateľných LED diód, ktoré boli v mojom prípade dodávané v 4 zvitkoch po 60 diód LED na meter a ktoré mi poskytli 240 diód LED (potrebných 200).

Začnite odstrihnutím každej diódy LED na podložke, na ktorej sa má rezať. Na ich zastrihnutie môžete použiť nožnice alebo nožnice na drôt.

Potom pod každou diódou LED naneste nejaké superlepidlo a prilepte ich na mriežku, ktorú sme nakreslili v predchádzajúcom kroku (kde sa čiary pretínajú). Dávajte pozor na šípky na diódach LED - musia byť v tomto rade orientované rovnako. V každom nasledujúcom riadku sa orientácia preklopí, takže budeme mať jednu súvislú cestu.

Teraz prichádza spájkovanie - veľa spájkovania:

Potrebujeme správne spojiť všetky LED diódy. Zaobstarajte si tenký medený drôt s plným jadrom (v mojom prípade som použil vodiče UPT) a začnite spájkovať všetky horizontálne diódy LED zapojením GND -> GND, DO (výstup dát) -> DI (vstup dát), 5V -> 5V. Keď prídete na koniec radu, jednoducho pripojte posledný (DO) k (DI) na dióde LED, ktorá je nižšie v nasledujúcom riadku.

Teraz v strede vyvŕtame niekoľko veterinárnych otvorov, aby sme priviedli energiu k diódam LED. Vyvŕtajte jeden otvor pre každú diódu LED v tomto rade, aby ste mali napájanie prichádzajúce do každého radu. Musíme mať viac výkonových bodov, pretože inak by na posledných LED diódach došlo k príliš veľkému poklesu napätia. Teraz vložte hrubý medený drôt do každého otvoru a spájkujte s príslušným napájacím kolíkom.

Otočte dosku a zapojte všetky uzemňovacie a +5V vodiče prechádzajúce cez otvory. Použite hrubší medený drôt. Pripojte tiež dva izolované vodiče k napájacím lištám - tie sa potom spoja s riadiacou doskou.

Posledná vec je vyvŕtať dieru na prvej LED dióde, previesť cez ňu drôt (tento so zapnutou izoláciou) a spájkovať ju s DI (dátovým vstupom) na tej prvej LED.

Krok 4: Vytvorte štvorcovú penovú mriežku:

V tomto kroku vyrobíme penovú mriežku, ktorá bude pôsobiť ako zábrana pre svetlo, ktoré sa bude znova odrážať na rozptýlenom akryle ako pixel pre každú LED diódu.

Kúpte si 3 mm penovú dosku a vystrihnite dve sady rôznych pásikov. Budete potrebovať 9 dlhých a 19 krátkych.

Ďalej budete musieť prerezať niekoľko hájov na pásy, ktoré budú neskôr použité na spojenie dlhých a krátkych pásikov dohromady. Háje musia byť široké 3 mm a dlhé 25 mm. Na dlhom páse musí byť 19 a na krátkych 9 drážok. Podrobnejšie pokyny nájdete na stránke Foam_Grid.pdf.

Teraz spojte pásy dohromady, krátke dajte zvisle a dlhé vodorovne.

Ak máte bielu penovú dosku, budete musieť celú mriežku natrieť čiernou farbou, aby svetlo neprešlo na ďalší pixel.

Krok 5: Príprava akrylových okrajov a prednej dosky:

Svetlo pochádzajúce z LED diódy musí byť rozptýlené na polopriehľadnom materiáli, aby malo tvar štvorca vyzerajúceho pixelu. Na to použijeme 3 mm bielu akrylovú dosku, ktorú nakrájame na rovnaké rozmery ako zadná doska: 65, 5 cm x 32, 5 cm. To bude naša predná doska.

Teraz musíme urobiť okraje, ktoré budú držať prednú a zadnú dosku pohromade. To sa vykoná z 3 mm čierneho akrylu. V mojom prípade som nemal doma žiadny akryl, takže okraje som dostal od firmy a oni mi ich laserom vyrezali, aby zodpovedali mojej veľkosti. Ak nemáte takú spoločnosť/laser k dispozícii, budete musieť dostať akryl a ručne vystrihnúť kúsky.

Musíte mať dva kusy 66, 3 cm a dva kusy 32, 3 cm dlhé, oba široké 3, 8 cm.

Na koncoch musíte urobiť drážkované rezy, aby okraje dobre sedeli. Na dlhých dvoch okrajoch musíte urobiť 10 mm drážku v strede a na krátkych dvoch okrajoch urobiť 10 mm štítok v strede. Úchytku vyrobíte tak, že vyrežete dve drážky na opačných stranách, kde ste vytvorili ryhu na dlhom okraji. Opäť máte Borders.pdf, kde nájdete ďalšie pokyny.

Teraz musíte na zadnú dosku vyvŕtať niekoľko otvorov na zaskrutkovanie okrajov. Vyvŕtajte 3 mm otvory 5 mm od konca (aby skrutka potom smerovala do stredu zadnej dosky). Na krátke okraje vyvŕtajte 3 otvory a na dlhé 4 otvory. Rozložte ich rovnomerne.

Posledná vec je pripraviť plastové hranaté profily, ktoré spoja okraje s prednou doskou a tiež poskytnú matici pekne vyzerajúci lunetu. Odrežte dva kusy 66, 5 cm a dva kusy 32, 5 cm. Teraz odrežte uhol 45 ° na každom okraji, aby lunety neskôr pekne sedeli.

Krok 6: Vytvorte dosku ovládača:

Hlavným mikrokontrolérom pre riadenie LED bude Arduino NANO. Pretože chceme, aby naša matica zobrazovala Vu-meter, musíme nejakým spôsobom dostať zvukový signál do ovládača. Na to použijeme IC - MSGEQ7 - to je 7 -pásmový zvukový grafický ekvalizér.

Existuje niekoľko rôznych spôsobov, ako vytvoriť dosku ovládača:

1. Vytvorte obvod na Breadboarde (nie je potrebné spájkovanie)
2. Vytvorte obvod na prototypovej doske
3. Vytvorte si vlastnú DPS leptaním
4. Objednajte si DPS u výrobcu

Vytvoril som svoju dosku na prototype dosky a priložím schému a súbor dosky, aby ste si mohli vybrať, akým spôsobom chcete svoju dosku vytvoriť.

Tu je dobrý návod, ak chcete leptať vlastnú dosku: Leptanie DPS

Krok 7: Vyrobte hliníkové stojany:

Aby naša matica mohla stáť sama od seba, musíme niečo vyrobiť, aby to podporilo a neprepadlo. Je to jednoduchý dizajn, ale prácu zvládne.

Získajte hliníkový profil v tvare T a odstrihnite dve dĺžky po 30 cm.

Teraz vytvorte V -drážku 10 cm od jedného konca.

Ohnite profil o 90 ° v mieste, kde je drážka V, a kde sú stojany hotové.

Tiež som pridal skrutku a maticu pre tuhosť.

Krok 8: Zostavte všetko dohromady:

Teraz máme každú časť matice pripravenú na zostavenie

Začnite tým, že spojíte okraje s prednou doskou. Použijeme plastové hranaté profily, ktoré sme pripravili predtým. Horúcim lepidlom prilepte 3 komponenty k sebe (hranica - štvorcový profil - predná doska).

Teraz zarovnajte všetko dohromady a pomocou malého vrtáka vyvŕtajte pilotné otvory. Teraz môžeme všetko skrutkovať dohromady pomocou skrutiek do dreva.

Na hliníkové stojany prilepíme lepidlo na hliník/drevo. Zarovnajte ich obidva 10 cm od okraja.

Teraz môžeme priskrutkovať dosku ovládača a zapojiť posledných pár vecí. Drôt, ktorý sme spájkovali s údajmi v prvej LED dióde, smeruje k terminálu na doske, na ktorom je napísané „OUT“.

Teraz musíme spojiť všetky uzemnenia a +5 V dohromady pomocou hrubšieho medeného drôtu. Pripojte dva izolované vodiče k zemi a +5 V a pripojte ich k zodpovedajúcim kolíkom na riadiacej doske. Tiež som pridal kondenzátor 470uF, aby sa napätie trochu vyhladilo.

Posledná vec je pripojiť napájanie z napájacieho zdroja (uzemnenie a +5 V DC).

Krok 9: Nahrajte náčrt a test:

Teraz sme pripravení na testovanie

Nahrajte skicu, ktorú som pridal, a pripojte zvukový kábel k zvukovým kolíkom. Pripojte napájanie a pustite si hudbu. Vu-meter by sa mal začať zobrazovať.