LED matricas VU mērītājs: 9 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Iedvesmu šim projektam radīja lielais elektronikas youtuberis GreatScott, kur viņš izveidoja LED matricu ar 100 gaismas diodēm. Es patiešām gribēju atjaunot šo projektu, tāpēc es devos un izveidoju matricu ar divreiz lielāku gaismas diožu skaitu.

Man arī patīk mūzikas izskats, kas tiek attēlots ar krāsu, tas ir krāsu ērģeles vai vu-metrs. Tāpēc es zināju, ka es kaut kā ieprogrammēšu matricu, lai veiktu vienu no šiem efektiem.

Projekts tiks veikts šādās pakāpēs:

1. Visu materiālu un instrumentu apkopošana
2. Pamatnes sagatavošana
3. Gaismas diožu uzstādīšana
4. Kvadrātveida putu režģa veidošana
5. Akrila apmaļu un priekšējā paneļa sagatavošana
6. Kontroliera padomes izveidošana
7. Alumīnija statīvu izgatavošana
8. Visu saliek kopā
9. Skices augšupielāde un pārbaude

1. darbība: apkopojiet nepieciešamos materiālus/instrumentus:

Lai izveidotu LED matricu, jums būs nepieciešami šādi materiāli:

• Adresējama LED sloksne 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 joslu skaņas ekvalaizers
• 5 V barošanas avots (datora barošanas bloks)
• Elektroniskie komponenti (kondensatori, rezistori, PCB prototipi, …)
• MDF aizmugurējā plāksne - 10 mm
• Izkliedēts balts akrila plexi stikls (3 mm)
• Melns akrila plexi stikls (3 mm)
• Putu dēlis (3mm)
• Kvadrātveida plastmasas profils
• Alumīnija T profils
• Cieta serdes vara stieple (22AWG) - UTP stieple
• Cieta serdes vara stieple (10AWG) - tīkla vads
• Mazas koka skrūves
• Koka/alumīnija līme un superlīme

Jums būs nepieciešami arī šādi rīki:

• Lodēšanas rīki (dzelzs, lodēt, …)
• Stiepļu griezēji
• Džigs redzēja
• Urbis (un mazi uzgaļi)
• X-Acto nazis
• Leņķa slīpmašīna/griezējs
• Karstās līmes pistole + līmes spieķi
• 1 m lineāls
• Šķēres

2. darbība: sagatavojiet aizmugurējo dēli:

Sāksim šo projektu, izveidojot galveno aizmugurējo plāksni, uz kuras mēs vēlāk pielīmēsim gaismas diodes. Materiālam es izmantoju 10 mm MDF (vidēja blīvuma šķiedru plātni), un tas ir tāpēc, ka man tas gulēja un tas bija ideāls, jo tas bija stirdy, bet viegli sagriežams.

Vispirms uzvelciet uz šķīvja taisnstūra formu ar lineālu un zīmuli, lai griešanas laikā jums būtu vadlīnijas. Taisnstūrim jābūt šādiem izmēriem: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Jums vajadzētu padarīt taisnstūri pēc iespējas kvadrātveida, lai ietilptu vēlāk izveidotās akrila apmales.

Pēc tam ar džiga zāģa (vai rokas zāģa) palīdzību izgrieziet formu. Izgrieziet pēc iespējas taisni.

Pēc griešanas nedaudz notīriet malas ar smilšpapīru, lai tās būtu gludas un taisnas.

Tagad izmantojiet rulli, lai uzzīmētu režģi, kas palīdzēs mums izvietot gaismas diodes nākamajā solī. Zīmējiet pirmo rindu 16, 25 mm zem tāfeles augšdaļas, pēc tam ik pēc 32, 5 mm. Pirmā kolonna atrodas 16, 38 mm attālumā no tāfeles kreisās puses, katra nākamā kolonna atrodas 32, 75 mm attālumā no pēdējās kolonnas. Kad esat pabeidzis, jums vajadzētu būt 10 rindām un 20 kolonnām, kas ir vienmērīgi izvietotas…

3. darbība: uzstādiet gaismas diodes:

Šim projektam jums būs nepieciešami 4 metri individuāli adresējamas gaismas diodes, kas manā gadījumā bija 4 ruļļi ar 60 gaismas diodēm uz metru un kas man deva 240 gaismas diodes (200 vajadzīgas).

Sāciet, nogriežot katru LED uz spilventiņa, kur to paredzēts sagriezt. Lai tos sagrieztu, varat izmantot šķēres vai stieples griezējus.

Pēc tam izmantojiet kādu superlīmi zem katras gaismas diodes un pielīmējiet to uz režģa, kuru zīmējām iepriekšējā solī (kur līnijas krustojas). Pievērsiet uzmanību bultiņām uz gaismas diodēm - tām jābūt vienādi orientētām šajā rindā. Katrā nākamajā rindā orientācija tiks apgriezta tā, lai mums būtu viens nepārtraukts ceļš.

Tagad nāk lodēšana - daudz lodēšanas:

Mums ir pareizi jāsavieno visas gaismas diodes. Iegūstiet savu plānu, cietu serdes vara stiepli (manā gadījumā es izmantoju UPT vadus) un sāciet lodēt visas horizontālās gaismas diodes, savienojot GND -> GND, DO (datu izeja) -> DI (dati ieejā), 5V -> 5V. Kad esat nonācis rindas beigās, vienkārši pievienojiet pēdējo (DO) pie (DI) uz gaismas diodes, kas atrodas zemāk nākamajā rindā.

Tagad mēs centrā izurbsim dažus veterināros caurumus, lai mēs dotu enerģiju gaismas diodēm. Izurbiet vienu caurumu katrai gaismas diodei šajā rindā, lai jums būtu jauda katrā rindā. Mums ir jābūt vairākiem barošanas punktiem, jo pretējā gadījumā pēdējās gaismas diodēs būtu pārāk liels sprieguma kritums. Tagad ievietojiet biezo vara stiepli katrā caurumā un pielodējiet pie atbilstošās strāvas tapas.

Apgrieziet dēli un savienojiet visus zemes un +5 V vadus, kas nāk caur caurumiem. Izmantojiet biezāku vara stiepli. Pievienojiet strāvas sliedēm arī divus izolētus vadus - tie tiks savienoti ar vadības paneli.

Pēdējā lieta ir urbt caurumu pie pirmās gaismas diodes, caur to ievietot vadu (šo ar izolāciju) un pielodēt pie pirmās gaismas diodes (dati ievadīti).

4. solis: izveidojiet kvadrātveida putu režģi:

Šajā solī mēs izgatavosim putu režģi, kas darbosies kā šķērslis gaismas izkliedēšanai uz izkliedētā akrila kā pikseļa katrai gaismas diodei.

Iegūstiet 3 mm putuplasta plāksni un izgrieziet divus dažādu sloksņu komplektus. Jums būs nepieciešami 9 gari un 19 īsi.

Tālāk jums vajadzēs sagriezt dažas birzis sloksnēs, kuras vēlāk izmantos, lai savienotu garās un īsās sloksnes kopā. Birziem jābūt 3 mm platiem un 25 mm gariem. Uz garās sloksnes jābūt 19, bet uz īsām - 9 rievas. Detalizētākus norādījumus skatiet Foam_Grid.pdf.

Tagad savienojiet sloksnes kopā, novietojiet īsās vertikālās un garās horizontālās.

Ja jums ir balta putuplasta plāksne, viss režģis būs jākrāso melns, lai gaisma netiktu nodota nākamajam pikselim.

5. darbība. Sagatavojiet akrila apmales un priekšējo paneli:

Gaisma, kas nāk no gaismas diodes, jāizkliedē uz daļēji caurspīdīga materiāla, lai iegūtu kvadrātveida izskata pikseli. Šim nolūkam mēs izmantosim 3 mm baltu akrila plāksni, kuru sagriezīsim tādos pašos izmēros kā aizmugurējā plāksne: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Tā būs mūsu priekšpuse.

Tagad mums ir jāizveido robežas, kas turēs kopā priekšējo un aizmugurējo dēli. Tas tiks darīts no 3 mm melna akrila. Manā gadījumā man mājās nebija neviena akrila, tāpēc es saņēmu apmales no kāda uzņēmuma, un viņi tos ir sagriezuši lāzerā, lai tie atbilstu manam izmēram. Ja jums nav pieejams šāds uzņēmums/lāzers, jums būs jāiegūst akrils un jāizgriež gabali ar rokām.

Jums ir jābūt diviem 66, 3 cm un diviem 32, 3 cm gariem gabaliem, kas ir 3, 8 cm plati.

Galos jums ir jāizdara rievoti griezumi, lai robežas skaisti sēdētu kopā. Uz divām garajām malām jums jāizveido 10 mm grope centrā, bet uz divām īsām - 10 mm cilne centrā. Jūs izveidojat cilni, izgriežot divas rievas pretējās malās, kur izveidojāt gropi uz garās robežas. Atkal jums ir Borders.pdf, lai iegūtu papildu norādījumus.

Tagad jums ir jāizurbj daži caurumi, lai vēlāk pieskrūvētu aizmugurējās plāksnes robežas. Izurbiet 3 mm caurumus 5 mm attālumā no gala (tā, lai skrūve nonāktu aizmugurējā paneļa centrā). Izurbiet 3 caurumus uz īsām malām un 4 caurumus uz garajām malām. Novietojiet tos vienmērīgi.

Pēdējā lieta ir sagatavot plastmasas kvadrātveida profilus, kas sasien robežas ar priekšējo plāksni, kā arī piešķir matricai jauku izskatu. Izgrieziet divus 66, 5 cm un divus 32, 5 cm garus gabalus. Tagad nogrieziet 45 ° leņķi katrā malā, lai rāmji vēlāk būtu labi sasēdināti.

6. darbība. Izveidojiet kontroliera paneli:

Galvenais gaismas diodes vadīšanas mikrokontrolleris būs Arduino NANO. Tā kā mēs vēlamies, lai mūsu matricā tiktu parādīts Vu-metrs, mums ir kaut kādā veidā jāiegūst audio signāls kontrolierim. Šim nolūkam mēs izmantosim IC - MSGEQ7 - 7 joslu audio grafisko ekvalaizeri.

Ir vairāki dažādi veidi, kā izveidot kontroliera plati:

1. Izveidojiet ķēdi uz maizes dēļa (nav nepieciešama lodēšana)
2. Izveidojiet shēmu uz prototipa plates
3. Izveidojiet savu PCB, to kodinot
4. Pasūtiet savu PCB no ražotāja

Esmu izveidojis savu dēli uz tāfeles prototipa, un es iekļaušu shematisko un tāfeles failu, lai jūs varētu izvēlēties, kādā veidā vēlaties izveidot savu dēli.

Šeit ir labs Instructalbe, ja vēlaties iegravēt savu dēli: PCB kodināšana

7. solis: izgatavojiet alumīnija statīvus:

Lai mūsu matrica stāvētu pati par sevi, mums ir jāizveido kaut kas, lai tā to atbalstītu un nenokristu. Tas ir vienkāršs dizains, bet tas ļauj paveikt darbu.

Iegūstiet T formas alumīnija profilu un sagrieziet divus 30 cm garumus.

Tagad izveidojiet V spraugu 10 cm attālumā no viena gala.

Salieciet profilu par 90 °, kur atrodas V slots un statīvi ir pabeigti.

Es esmu pievienojis arī skrūvi un uzgriezni stingrībai.

8. darbība: salieciet visu kopā:

Tagad visas matricas daļas ir gatavas salikšanai

Sāciet, savienojot robežas ar priekšējo dēli. Mēs izmantosim iepriekš sagatavotos plastmasas kvadrātveida profilus. Izmantojiet karstu līmi, lai salīmētu 3 sastāvdaļas (apmale - kvadrātveida profils - priekšējā plāksne).

Tagad salieciet visu kopā un izmantojiet ļoti mazu urbi, lai urbtu izmēģinājuma caurumus. Tagad mēs varam visu skrūvēt kopā, izmantojot koka skrūves.

Līmēsim uz alumīnija statīviem, izmantojot kādu alumīnija/koka līmi. Abus novietojiet 10 cm attālumā no malas.

Tagad mēs varam pieskrūvēt kontrollera paneli un pievienot pēdējās lietas. Vads, ko mēs pielodējām pie pirmā gaismas diodes datiem, iet uz tāfeles termināli ar uzrakstu "OUT".

Tagad mums ir jāsavieno visi pamati un +5v kopā, izmantojot biezāku vara stiepli. Lodējiet divus izolētus vadus pie zemes un +5 V un pievienojiet tos atbilstošajām tapām vadības panelī. Esmu arī pievienojis 470uF kondensatoru, lai nedaudz izlīdzinātu spriegumu.

Pēdējā lieta ir pieslēgt barošanu no barošanas avota (zemējuma un +5v dc).

9. darbība: augšupielādējiet skici un testu:

Tagad mēs esam gatavi testēšanai

Augšupielādējiet man pievienoto skici un pievienojiet audio kabeli audio tapām. Pievienojiet barošanas bloku un atskaņojiet mūziku. Vu-metram vajadzētu sākt rādīt.