Riaditeľný systém RGB LED pre váš domov alebo kanceláriu: 5 krokov (s obrázkami)

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

Sú svetlá vo vašom domácom alebo pracovnom priestore nudné? Chcete do svojej miestnosti pridať trochu energie alebo náladového osvetlenia? Tento návod vám ukáže, ako vytvoriť ovládateľné pole RGB LED na použitie vo vašej domácnosti alebo kancelárii. Váš červený, zelený, modrý LED displej poskytne hodiny zábavy pre vás a vašu rodinu a tiež vám bude závidieť vašich technologických priateľov! Tento návod je založený na dvoch systémoch, ktoré sme vytvorili, Brilldea, pomocou produktov, ktoré sme navrhli. Jeden systém bol postavený pre náš domov a druhý pre náš kostol. Pozrite sa na videá systémov v prevádzke! Toto je náš LED systém do obývačky. Toto je systém LED, ktorý sme vytvorili pre Island ECC v Hongkongu. Naše produkty nájdete na našej webovej stránke: Brilldea.com

Krok 1: Plánovanie systému

Všetky dobré RGB LED systémy začínajú trochou plánovania a premýšľania. Tento krok je zásadný pri určovaní vašich technických požiadaviek na systém, ako je veľkosť napájacieho zdroja a počet riadiacich kanálov, ako aj cena systému. Nezabudnite na umelecký zámer - plánovanie vám pomôže vizualizovať vzhľad systému a jeho interakciu s vašim priestorom. Prvá vec, ktorú musíte zistiť, je oblasť, kam chcete pridať LED osvetlenie. Musíte si predstaviť, kde bude systém LED namontovaný, a mali by ste zvážiť LED diódy, ovládač (ovládače), napájací zdroj a súvisiace káble. Najdôležitejším aspektom tohto kroku je určenie oblasti, ktorú budú diódy LED osvetľovať. Máte zátoku, kam chcete umiestniť osvetlenie? Môžete zmeniť usporiadanie nábytku tak, aby bola medzera pre diódy LED? Prerábate, kde môžete naplánovať špeciálne miesto pre svoje diódy LED a súvisiaci hardvér na zabudovanie do steny alebo podlahy? Náš systém do obývačky bol zabudovaný medzi naše knižné skrinky Ikea. Systém Island ECC bol navrhnutý počas výstavby miestnosti, takže bol pre neho vytvorený špeciálny priestor, aby sa svetlá hodili priamo do stien. Keď máte vybranú oblasť, ďalšou vecou, ktorú je potrebné zvážiť, je to, koľko LED diód chcete na pokrytie tejto oblasti použiť. Existuje niekoľko premenných, ktoré je potrebné zvážiť. Budú LED diódy premietať na priesvitný povrch? Budú LED diódy sledované priamo? Ako hlboký je priestor, kde sú namontované LED diódy? Ako priesvitný je váš premietaný materiál? Chcete osvetliť tvary a vzory v poli LED? Ako jasné chcete, aby svetlo bolo? Budete musieť vziať do úvahy veľkosť každého „pixelu“v systéme. Pre naše systémy sme použili našu RGB LED stuhu. Jedná sa o 10 cm flexibilnú dosku s plošnými spojmi a 3 RGB LED diódami. LED diódy sú zapojené do série, takže každý pás pracuje s napätím 12V DC. LED diódy sú ovládané ako skupina. Každý systém, ktorý sme navrhli, mal rôzne hĺbky a rôzny priesvitný materiál, na ktorý sa mal premietať. Rozstup a veľkosť sa budú líšiť v závislosti od vašej polohy a rozpočtu. Použili sme mliečne plexisklo aj vlnitý biely plast. Náš systém LED do obývačky použil 32 kusov 10 cm RGB LED pásky, 16 v každom stĺpci. Systém Island ECC použil 48 kusov v každom „okne“a boli tam tri okná.3. Akonáhle ste určili počet LED diód, ktoré je potrebné nainštalovať, môžete začať plánovať počet riadiacich kanálov systému, prúd pre vaše napájanie a distribúciu káblov. Nasledujúce video ukazuje nastavenie a testovanie Island ECC systému. Video obsahuje poznámky k komponentom a ukazuje testovacie postupy používané pri montáži a inštalácii.

Krok 2: Komponenty systému LED

LED systém sa skladá z niekoľkých komponentov. Venujme chvíľu kontrole týchto komponentov. LED systém potrebuje mozog na ovládanie všetkých týchto LED diód. Tento mozog je zvyčajne mikrokontrolér, akým je napríklad Parallax Propeller alebo SX alebo PIC alebo Arduino. Tento ovládač môže cyklovať diódy LED pomocou vopred naprogramovaných algoritmov alebo zmeniť diódy LED na základe externého pripojenia k systému DMX-512A alebo sériovému (RS-232). Ovládač Prop Blade sme navrhli pre naše konkrétne aplikácie systémov LED. Prop Blade akceptuje 6 V až 12 V DC a má pripojenia pre sériové (prostredníctvom programovacej hlavičky) aj pre DMX-512A. Okrem toho má stavové diódy LED pre spätnú väzbu a prepínače DIP a tlačidlá pre vstup používateľa. Prop Blade môžete získať ako súpravu od Brilldea, ak chcete používať tento ovládač. Môžete si tiež vytvoriť svoj vlastný. Na ovládanie všetkých LED diód je potrebný jeden alebo viac modulov LED, koniec koncov, mikrokontrolér má iba toľko I/O pinov. Na ovládanie tohto množstva diód LED potrebuje mikrokontrolér pomoc, preto sme navrhli LED Painter. LED Painter môže ovládať 16 kanálov RGB LED diód. To znamená, že môžeme pripojiť 16 kusov RGB LED pások, jednu pre každý kanál, a ovládať farbu a intenzitu každej pásky. LED Painter je založený na TLC5940 IC od Texas Instruments. Na ovládanie tohto integrovaného obvodu je k dispozícii online kód pre vrtuľu aj Arduino. Môžete tiež získať súpravy LED Painter od Brilldea.3. A samozrejme, každý LED systém potrebuje … no … umm … LED! To je pravda, veľa červených, zelených, modrých LED diód! Páči sa nám pohodlie pásky RGB LED, ktorú predávame. Na zadnej strane výrobku je lepidlo, aby sa dalo ľahko pripevniť na povrchy. LED diódy a odpory sú už zostavené a beží na 12V DC. Okrem toho sa dá v prípade potreby flexibilne namontovať na zakrivené povrchy. Ak chcete, môžete použiť svoje vlastné LED diódy. Nemusíte ani používať RGB LED diódy, môžete pripojiť 48 jednofarebných LED diód alebo 24 jednej farby a 24 inej farby. Podrobnejšie informácie nájdete v technickom liste LED Painter. Všetky zariadenia v systéme by boli zbytočné, keby ste nedodávali energiu. Áno, všetky tieto súčasti vyžadujú jednosmerné napájanie. Naše systémy sú navrhnuté tak, aby fungovali na 12V DC. Množstvo LED diód vo vašom systéme bude určovať množstvo prúdu, ktoré bude vaša dodávka potrebovať. Na inštaláciu sme použili napájanie 12V DC, 5 ampérov a zostal dostatok priestoru na rozšírenie. Ak chcete byť presnejší, budete musieť vypočítať aktuálny odber LED, ktoré používate vo svojom systéme, ako aj prúd potrebný pre váš ovládač a ovládače. Tu je niekoľko ďalších položiek, ktoré dopĺňajú systém:

• Kábel a drôt na distribúciu napájacích a riadiacich signálov.
• Počítačový a programovací hardvér pre váš ovládač. Ak používate vrtuľový kotúč, ktorý je založený na vrtuli Parallax, budete si chcieť kúpiť vrtuľovú zástrčku od spoločnosti Parallax.
• Elektronické a ručné náradie na zostavenie systému, ako napríklad spájkovačka, kliešte, skrutkovače, strihacie nástroje a odizolovače.
• Akýkoľvek montážny hardvér potrebný na montáž vášho ovládača, ovládačov, napájania atď.
• Zdroj DMX-512A, ak chcete na ovládanie systému LED používať DMX; toto je voliteľné.

6. Teraz, keď ste sa zamysleli nad tvarom, priestorom, veľkosťou a vzhľadom vášho systému, ako aj vzhľadom na požadované materiály, môžete začať s určovaním cien. Náklady na váš systém sa budú líšiť v závislosti od jeho veľkosti a toho, aké materiály už môžete mať z minulých projektov. Ak máte okolo seba mikrokontrolér, možno ho budete môcť použiť. Nezabudnite naceniť cenu systému a nastaviť realistické náklady na „netriviálne“položky, ako sú konektory, páskové káble a napájacie káble, pretože tieto náklady sa môžu sčítať. Nasledujúce video ukazuje prehľad nášho domáceho systému LED. Tento systém bol vytvorený ako prvý, takže hardvér použitý v systéme je prvou revíziou. Súčasný Prop Blade a LED Painter spoločnosti Brilldea sú aktualizovanými návrhmi potrebnými na dosiahnutie podobného systému.

Krok 3: Čas stavby

Kým dosiahnete tento krok, mali by ste dokončiť svoj návrh a kúpiť všetky svoje diely. Rád dostávam škatule s dielmi, aby sa moje skvelé nápady stali skutočnosťou, a čo vy? Nič nie je nad to dať ruky do práce pri budovaní dizajnu, ktorý ste vytvorili v predchádzajúcich krokoch. Keď zostavujem systém, venujem čas dvojitej kontrole svojej konštrukcie. Pred osadením dosky plošných spojov dvakrát skontrolujem súčiastky, dvakrát skontrolujem spoje, ktoré sú spájkované alebo ukončené, napríklad dátové káble, a priebežne testujem systém v prírastkoch. S veľkým systémom RGB LED sa môže veľa vecí pokaziť, takže testovanie za pochodu je dobrý nápad. Táto technika vám pomôže identifikovať problémy skôr, ako sa stanú väčšími problémami a poškodia ostatné súčasti. Napríklad sme testovali ovládač Prop Blade predtým, ako sme ho pripojili k doske ovládača LED Painter. Prvá vec, ktorú musíte urobiť, keď začnete s konštrukciou systému, je zostaviť obvody ovládača a ovládača LED. Ak používate súpravu ako je tá naša, skvelé, obstaranie dielov bolo jednoduché a montáž by nemala trvať dlho. Ak staviate vlastný ovládač a ovládač LED, tento krok môže trvať dlhšie. Nebojte sa však, pretože táto námaha stojí za to, keď uvediete do prevádzky ovládač vášho systému. Pri montáži súpravy by ste si mali vytlačiť schému a materiál, aby ste sa uistili, že používate správne súčiastky a umiestnite súčiastku na správne miesto. Keď dokončíte montáž ovládača, urobte si čas na jeho zapnutie a testovanie. Stiahnite si do ovládača jednoduchý program, ktorý overí, či ovládač funguje. V našom prípade sme použili Parallax Prop Plug na stiahnutie softvéru na Prop Blade. Keď dokončíte dosku ovládača, zapnite ju a uistite sa, že nič nevybuchne. Po úspešnom absolvovaní tohto testu pridajte do kanála jednu diódu RBG a pripojte ovládač k ovládaču. Pomocou jednoduchého programu overte, či ovládač môže ovládať nastavenie ovládača/RGB LED. Opäť platí, že pre Prop Blade a LED Painter máme na našom webe ukážkové programy: Brilldea.com. Teraz, keď máte hotovú elektroniku, prejdeme k LED diódam!

Krok 4: Zostava LED

Najnáročnejšou časťou RGB LED poľa je konštrukcia LED a pripojenia. Tento krok zvyčajne zahŕňa veľa rezania drôtom, prúžkovania, krimpovania a spájkovania. Nehovoriac o dvojitej kontrole každého pripojenia, aby sa ubezpečil, že bolo vykonané správne. Ak nájdete spôsoby, ako tento proces zlepšiť, dajte nám vedieť v komentároch. Tento krok opäť trvá nejaký čas. Podľa toho naplánujte debut svojho systému, aby ste sa nemuseli ponáhľať na poslednú chvíľu, aby ste dokončili všetku prácu, ktorú je potrebné vykonať. Zostať celú noc hore, aby ste vytvorili svoje majstrovské dielo, bude mať za následok poškodenie vašich komponentov v dôsledku nesprávneho zapojenia. Neponáhľajte sa a dvakrát skontrolujte zapojenie. Naše systémy boli navrhnuté v moduloch, aby sme mohli systém ľahko zostaviť na mieste. Systémy bolo tiež jednoduchšie testovať, keď sme ich zostavovali. Napríklad LED diódy pre systém Island ECC boli zostavené na paneloch, ktoré boli 1 meter dlhé a 0,4 metra vysoké. Každý panel bol identický, takže sme vytvorili vzor, kam namontovať LED diódy, ako nasmerovať vodiče a kam umiestniť LED Painter. Tento krok je technicky veľmi jednoduchý, iba sa opakuje a je časovo náročný. Ak používate pásku RGB LED, môžete diódy LED pripevniť na povrch odstránením krytu z lepiacej podložky. LED diódy namontujte na čistý povrch. Podľa potreby pridajte vodiče, konektory a zväzky. Radi máme konektory v prípade, že potrebujeme odstrániť kus zariadenia na kontrolu alebo výmenu. Môžete sa rozhodnúť spájkovať všetky spoje a vzdať sa nákladov a času potrebného na pridanie konektorov. Akonáhle sú LED diódy pripravené, zapojte ich do obvodu ovládača LED alebo zostavy LED Painter a vyskúšajte. Možno budete chcieť zapojiť každý kanál LED naraz, nie všetky naraz. Ak zostavujete systém do modulov, budete musieť nainštalovať každý modul na konečné miesto. Keď ich inštalujete, zapnite ich naraz. Znova skontrolujte svoje pripojenia predtým, ako ich zapnete. Ako je uvedené v ďalších krokoch, naše systémy používajú Prop Blade. Prop Blade má dve skupiny I/O. Každá skupina I/O môže prevádzkovať až dva LED lakovače v sérii, čo sú štyri LED farbiare pre jeden ovládač. Dalo by sa bežať viac, ale musíte venovať pozornosť podrobnostiam o dĺžke drôtu a sile signálu a zistili sme, že na zvýšenie spoľahlivosti by mali byť vybudované vyrovnávacie obvody. Uvedomte si, že LED Painter musí byť blízko ovládača Prop Blade. Inštalácia LED Painter 20 stôp do vášho ovládača, ktorý používa logické signály 3,3 V DC, prinesie zlé výsledky alebo žiadne výsledky. Starostlivo zvážte svoje miesta montáže. Akonáhle nainštalujete LED diódy, ste skoro tam. V tomto mieste ste nepochybne urobili nejaký test pri zapnutí a pocítili ste vzrušenie systému, ktorý ožíva!

Krok 5: Konečné dotyky

Hneď ako nainštalujeme systém, sadneme si a užívame si to. No možno ešte nie. Pri vytváraní a inštalácii systému sa samozrejme vyskytujú problémy, takže v tomto bode možno budete musieť vykonať určité riešenie problémov. Našťastie hlavné problémy boli odhalené v prírastkových testoch vykonaných počas stavby. Keď je celý systém v prevádzke, zvyčajne je všetko v prevádzkyschopnom stave. V tomto kroku môžete dokončiť montáž a zapojenie komponentov a urobiť všetko upratané. Môžete tiež vyladiť (alebo začať písať!) Svoj ovládací softvér. Písanie softvéru je veľmi zábavné, obzvlášť keď sa dostanete k softvéru vyššej úrovne, ktorý popisuje, ako LED diódy vyzerajú. Tieto rutiny nazývam rutiny „maľovania“. Predtým som spomenul, že svoj systém môžete ovládať rôznymi spôsobmi. Niektorí ľudia chcú iba zapnúť systém a nechať ho cyklovať sám. V tomto type systému by mali byť vopred naprogramované rutiny alebo algoritmy na vyblednutie, vymazanie alebo umiestnenie náhodných farieb na obrazovku. Demokód pre Prop Blade a LED Painter nájdete na serveri Parallax Propeller Object Exchange alebo na webovej stránke Brilldea. Príkladový kód ukazuje jednoduché algoritmy na vyblednutie a zmenu farby. Iní ľudia sú šialení ovládatelia! Chcú ovládať každý pixel a každú farbu v presnej synchronizácii. Kombinácia LED Painter a Prop Blade umožňuje ovládanie DMX-512A (ako RS-485) alebo sériové ovládanie (pomocou konektora Prop). To znamená, že na svojom počítači, ako napríklad Vixen Lights, môžete použiť softvér na navrhnutie šou so synchronizáciou svetla a hudby. S LED Painterom je možné každý ovládací kanál ovládať od vypnutia do zapnutia v 255 krokoch. To umožňuje miešanie farieb v rôznych intenzitách. Ďalšie veci, ktoré môžete so svojim systémom LED robiť:

• Nechajte ho rozpoznať rytmus skladby a podľa toho zmeňte vzhľad. To by znamenalo pridanie mikrofónu do vášho systému a spracovanie vstupu.
• Umožňuje rozpoznať video a zmeniť na základe toho vzhľad, niečo ako Ambilight na plochých televízoroch Philips. To môže zahŕňať pridanie počítača, ktorý streamuje video do vášho televízora, alebo pridanie webovej kamery na zachytenie vášho televízneho obrazu.
• Nechajte ho automaticky zapínať a vypínať v určitých časoch. Môže to byť založené na dennom svetle, dennej dobe alebo na zistení, že niekto je v miestnosti alebo v blízkosti systému.
• Ovládajte ho cez internet, aby svet mohol zapínať a vypínať diódy LED vo vašej obývačke.
• Pripojte LED stenu k vášmu náladovému kruhu, aby LED stena odrážala vašu náladu!

Dúfame, že sa vám tento Instructable páčil. Nezabudnite sa dozvedieť viac o Brilldea a našich produktoch na našej webovej stránke: Brilldea.com.