Kontrolējama RGB LED sistēma jūsu mājām vai birojam: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:59

Vai jūsu mājās vai darba telpā esošās gaismas ir garlaicīgas? Vai vēlaties savai istabai pievienot nedaudz enerģijas vai garastāvokļa apgaismojumu? Šī pamācība parāda, kā izveidot kontrolējamu RGB LED masīvu lietošanai mājās vai birojā. Jūsu sarkanais, zaļais, zilais LED displejs nodrošinās jums un jūsu ģimenei stundu prieku, kā arī radīs jūsu tehnoloģiju draugu skaudību! Šī Instructable pamatā ir divas sistēmas, kuras mēs, Brilldea, esam izveidojuši, izmantojot mūsu izstrādātos produktus. Viena sistēma tika izveidota mūsu mājām, bet otra - mūsu baznīcai. Apskatiet video par darbībā esošajām sistēmām! Šī ir mūsu viesistabas LED sistēma. Šo LED sistēmu mēs izveidojām Island ECC Honkongā. Jūs varat atrast mūsu produktus mūsu vietnē: Brilldea.com

1. darbība: sistēmas plānošana

Visas labas RGB LED sistēmas sākas ar nelielu plānošanu un pārdomām. Šis solis ir izšķirošs, lai noteiktu jūsu sistēmas inženiertehniskās prasības, piemēram, barošanas avota lielumu un vadības kanālu skaitu, kā arī to, cik maksās sistēma. Un neaizmirstiet māksliniecisko nodomu - plānošana palīdzēs jums vizualizēt sistēmas izskatu un to, kā tā mijiedarbosies ar jūsu telpu. Pirmā lieta, kas jānoskaidro, ir vieta, kur vēlaties pievienot LED apgaismojumu. Jums ir jāatspoguļo, kur tiks uzstādīta LED sistēma, un jāņem vērā gaismas diodes, kontrolieris (-i), barošanas avots un saistītie kabeļi. Vissvarīgākais šī soļa aspekts ir noteikt apgabalu, kurā gaismas diodes iedegsies. Vai jums ir līcis, kur vēlaties novietot apgaismojumu? Vai jūs varat pārkārtot mēbeles, lai izveidotu atstarpi gaismas diodēm? Vai jūs pārveidojat, kur varat ieplānot īpašu vietu, kur gaismas diodes un ar tām saistīto aparatūru ievietot sienā vai grīdā? Mūsu viesistabas sistēma tika iebūvēta starp mūsu Ikea grāmatu kastēm. Salas ECC sistēma tika izstrādāta telpas celtniecības laikā, tāpēc tai tika izveidota īpaša telpa, lai gaismas iederētos tieši sienās. Kad esat izvēlējies apgabalu, nākamā lieta, kas jāapsver, ir tas, cik gaismas diodes vēlaties izmantot, lai aptvertu šo apgabalu. Ir jāņem vērā vairāki mainīgie. Vai gaismas diodes izvirzīsies uz caurspīdīgas virsmas? Vai gaismas diodes tiks skatītas tieši? Cik dziļa ir vieta, kur gaismas diodes ir uzstādītas? Cik caurspīdīgs ir jūsu materiāls, uz kura tiek projicēts? Vai vēlaties apgaismot formas un modeļus LED blokā? Cik gaišu vēlaties gaismu? Jums būs jāņem vērā katra sistēmas "pikseļa" izmērs. Mūsu sistēmām mēs izmantojām mūsu RGB LED lenti. Šī ir 10 cm elastīga iespiedshēmas plate ar 3 RGB gaismas diodēm. Gaismas diodes ir savienotas virknē, tāpēc katra sloksne darbojas ar 12 V līdzstrāvu. Gaismas diodes tiek kontrolētas kā grupa. Katrai mūsu izstrādātajai sistēmai bija dažādi dziļumi un dažādi caurspīdīgi materiāli. Jūsu atstarpes un izmēri mainīsies atkarībā no jūsu atrašanās vietas un budžeta. Mēs izmantojām gan piena organisko stiklu, gan gofrētu baltu plastmasu. Mūsu viesistabas LED sistēmā tika izmantoti 32 gabali 10 cm RGB LED lentes, 16 katrā kolonnā. Island ECC sistēma katrā "logā" izmantoja 48 gabalus, un bija trīs logi.3. Kad esat noteicis instalējamo gaismas diožu skaitu, varat sākt plānot sistēmas vadības kanālu skaitu, strāvas padevi un elektroinstalācijas sadalījumu. Šajā video ir parādīta Island ECC uzstādīšana un pārbaude. sistēma. Videoklipā ir iekļautas piezīmes par komponentiem, un tas parāda testa kārtību, kas izmantota montāžas un uzstādīšanas laikā.

2. darbība: LED sistēmas sastāvdaļas

LED sistēma sastāv no vairākiem komponentiem. Veltīsim laiku šo sastāvdaļu pārskatīšanai. LED sistēmai ir vajadzīgas smadzenes, lai kontrolētu visas šīs gaismas diodes. Šīs smadzenes parasti ir mikrokontrolleris, piemēram, Parallax propelleris vai SX vai PIC vai Arduino. Šis kontrolieris var ciklēt gaismas diodes, izmantojot iepriekš ieprogrammētus algoritmus, vai mainīt gaismas diodes, pamatojoties uz ārēju savienojumu ar DMX-512A sistēmu vai seriālu (RS-232). Mēs izstrādājām Prop Blade kontrolieri mūsu īpašajām LED sistēmu lietojumprogrammām. Prop Blade pieņem 6V līdz 12V DC, un tam ir savienojumi gan sērijveida (caur programmēšanas galveni), gan DMX-512A. Turklāt tam ir statusa gaismas diodes atgriezeniskajai saitei un DIP slēdži un pogas lietotāja ievadīšanai. Ja vēlaties izmantot šo kontrolieri, Prop Blade var iegādāties komplektā no Brilldea. Jūs arī esat laipni aicināti izveidot savu.2. Lai kontrolētu visas gaismas diodes, ir nepieciešams viens vai vairāki LED draivera moduļi, galu galā mikrokontrolleram ir tikai tik daudz I/O tapas. Lai kontrolētu šīs daudzās gaismas diodes, mikrokontrolleram nepieciešama palīdzība, tāpēc mēs izstrādājām LED krāsotāju. LED krāsotājs var kontrolēt 16 RGB gaismas diodes kanālus. Tas nozīmē, ka mēs varam savienot 16 RGB LED lentes gabalus pa vienam katram kanālam un kontrolēt katras lentes krāsu un intensitāti. LED gleznotāja pamatā ir TLC5940 IC no Texas Instruments. Tiešsaistē ir pieejams kods gan propelleram, gan Arduino, lai kontrolētu šo IC. Jūs varat arī iegūt LED gleznotāju komplektus no Brilldea.3. Un, protams, katrai LED sistēmai ir vajadzīgas … nu … umm … gaismas diodes! Tieši tā, daudz sarkanu, zaļu, zilu gaismas diodes! Mums patīk mūsu pārdotās RGB LED lentes ērtības. Produkta aizmugurē ir uzklāta līme, lai to varētu viegli piestiprināt pie virsmām. Gaismas diodes un rezistori jau ir samontēti, un tas darbojas ar 12 V līdzstrāvu. Turklāt, ja nepieciešams, to var saliekt, lai uzstādītu uz izliektām virsmām. Ja vēlaties, varat izmantot savas gaismas diodes. Jums pat nav jāizmanto RGB gaismas diodes, jūs varat pievienot 48 vienas krāsas gaismas diodes vai 24 vienas krāsas un 24 citas krāsas. Plašāku informāciju skatiet LED Painter datu lapā. Viss sistēmas aprīkojums būtu veltīgs, ja nepiegādātu barošanu. Jā, visiem šiem komponentiem ir nepieciešama līdzstrāva. Mūsu sistēmas ir paredzētas darbam ar 12 V līdzstrāvu. Gaismas diodes daudzums jūsu sistēmā noteiks strāvas daudzumu, kas jūsu piegādei būs jānodrošina. Instalēšanai mēs izmantojām 12 V līdzstrāvas, 5 amp barošanas avotus, un mums bija daudz vietas paplašināšanai. Ja vēlaties būt precīzāks, jums jāaprēķina jūsu sistēmā izmantoto gaismas diodes strāvas stiprums, kā arī strāvas padeve, kas nepieciešama jūsu kontrolierim un draiveriem. Šeit ir vēl daži elementi, kas papildina sistēmu:

• Kabelis un vads strāvas un vadības signālu sadalei.
• Dators un programmēšanas aparatūra jūsu kontrolierim. Ja jūs izmantojat Prop Blade, kura pamatā ir Parallax dzenskrūve, jūs vēlaties iegādāties Prop Spraudni no Parallax.
• Elektroniskie un rokas instrumenti sistēmas montāžai, piemēram, lodāmurs, knaibles, skrūvgrieži, griezējinstrumenti un stieples noņēmēji.
• Jebkura montāžas aparatūra, kas nepieciešama, lai uzstādītu kontrolieri, draiverus, barošanas avotu utt.
• DMX-512A avots, ja vēlaties izmantot DMX, lai kontrolētu savu LED sistēmu; tas nav obligāti.

6. Tagad, kad esat padomājis par savas sistēmas formu, telpu, izmēru un izskatu, kā arī apsvēris nepieciešamos materiālus, varat sākt tās cenu noteikšanu. Jūsu sistēmas izmaksas mainīsies atkarībā no tā lieluma un materiāliem, kas jums jau ir pieejami no iepriekšējiem projektiem. Ja jums apkārt ir mikrokontrolleris, iespējams, varēsit to izmantot. Neaizmirstiet noteikt sistēmas cenu un noteikt reālas izmaksas tādiem "nebūtiskiem" priekšmetiem kā savienotāji, lentes kabeļi un maiņstrāvas vadi, jo šīs izmaksas var palielināties. Nākamajā videoklipā ir redzams mūsu mājas LED sistēmas pārskats. Šī bija mūsu pirmā izveidotā sistēma, tāpēc sistēmā izmantotā aparatūra ir pirmā pārskatīšana. Brilldea pašreizējais Prop Blade un LED Painter ir atjaunināti dizaini, kas nepieciešami, lai veiktu līdzīgu sistēmu.

3. solis: būvniecības laiks

Kad jūs sasniegsiet šo soli, jums vajadzētu būt pabeigtam dizainam un iegādāties visas detaļas. Man patīk saņemt detaļu kastes, lai īstenotu savas lieliskās idejas, kā būtu ar jums? Nekas nepārspēj, liekot rokas darbam, veidojot iepriekšējos soļos izstrādāto dizainu. Saliekot sistēmu, es nesteidzos, lai vēlreiz pārbaudītu savu konstrukciju. Pirms PCB aizpildīšanas es vēlreiz pārbaudu komponentus, vēlreiz pārbaudu savienojumus, kas ir pielodēti vai izbeigti, piemēram, datu kabeļus, un pārbaudu sistēmu ar soli pa solim. Izmantojot lielu RGB LED sistēmu, daudzas lietas var noiet greizi, tāpēc laba ideja ir testēšana. Šī metode palīdzēs jums identificēt problēmas, pirms tās kļūst par lielākām problēmām, un sabojāt citas sastāvdaļas. Piemēram, mēs pārbaudījām Prop Blade kontrolieri, pirms pievienojām to LED Painter draivera PCB. Kad sākat veidot savu sistēmu, pirmā lieta, kas jums jādara, ir salikt kontroliera un LED draivera shēmas. Ja jūs izmantojat tādu komplektu kā mūsu, lieliski, tad detaļu iegāde bija vienkārša un montāžai nevajadzētu aizņemt pārāk ilgu laiku. Ja veidojat savu kontrolieri un LED draiveri, šis solis var aizņemt vairāk laika. Neuztraucieties, jo pūles ir tā vērts, kad sākat strādāt ar sistēmas kontrolieri. Saliekot komplektu, jums vajadzētu izdrukāt shēmu un materiālu sarakstu, lai pārliecinātos, ka izmantojat pareizās sastāvdaļas un novietojiet komponentu pareizajā vietā. Kad esat pabeidzis kontroliera montāžu, veltiet laiku tā ieslēgšanai un testēšanai. Lejupielādējiet kontrolierim vienkāršu programmu, lai pārbaudītu, vai kontrolieris darbojas. Mūsu gadījumā mēs izmantojām Parallax Prop Plug, lai lejupielādētu programmatūru uz Prop Blade. Kad esat pabeidzis draivera paneli, ieslēdziet to, lai pārliecinātos, ka nekas nesprāgst. Kad esat nokārtojis šo pārbaudi, pievienojiet kanālam vienu RBG gaismas diodi un pievienojiet draiveri savam kontrolierim. Izmantojiet vienkāršu programmu, lai pārbaudītu, vai kontrolieris var vadīt draivera/RGB LED iestatījumus. Atkal Prop Blade un LED Painter mūsu vietnē ir piemēru programmas: Brilldea.com. Tagad, kad esat pabeidzis elektroniku, pāriesim pie gaismas diodēm!

4. solis: LED montāža

Visgrūtākā RGB LED masīva daļa ir LED konstrukcija un savienojumi. Šis solis parasti ietver daudz stiepļu griešanu, svītru veidošanu, gofrēšanu un lodēšanu. Nemaz nerunājot par katra savienojuma dubultu pārbaudi, lai pārliecinātos, ka tas tika izdarīts pareizi. Ja atrodat veidus, kā uzlabot šo procesu, informējiet mūs komentāros. Atkal šis solis prasa laiku. Atbilstoši plānojiet savas sistēmas debiju, lai jums nebūtu jāsteidzas pēdējā brīdī, lai pabeigtu visus darāmos darbus. Ja jūs visu nakti uzturaties, lai izveidotu savu meistardarbu, nepareizas elektroinstalācijas dēļ tiks sabojāti komponenti. Nesteidzieties un vēlreiz pārbaudiet savienojumus. Mūsu sistēmas tika veidotas moduļos, lai mēs varētu viegli salikt sistēmu uz vietas. Sistēmas bija arī vieglāk pārbaudīt, kad tās salikām. Piemēram, Island ECC sistēmas gaismas diodes tika montētas uz paneļiem, kuru garums bija 1 metrs un 0,4 metri. Katrs panelis bija identisks, tāpēc mēs izveidojām modeli, kur uzstādīt gaismas diodes, kā novietot vadus un kur novietot LED krāsotāju. Šis solis ir tehniski diezgan vienkāršs, tikai atkārtots un laikietilpīgs. Ja izmantojat RGB LED lenti, tad gaismas diodes var piestiprināt pie virsmas, noņemot pārklājumu virs līmes pamatnes. Noteikti uzstādiet gaismas diodes uz tīras virsmas. Ja nepieciešams, pievienojiet vadus, savienotājus un siksnas. Mums patīk savienotāji, ja mums ir jānoņem iekārta pārbaudei vai nomaiņai. Jūs varat izvēlēties lodēt visus savienojumus un atteikties no izdevumiem un laika, kas nepieciešams savienotāju pievienošanai. Kad gaismas diodes ir gatavas, pievienojiet tās LED draivera ķēdei vai LED krāsotāja komplektam un pārbaudiet. Iespējams, vēlēsities pieslēgt katru LED kanālu pa vienam, nevis visus tos uzreiz. Ja jūs apkopojat sistēmu moduļos, jums būs jāinstalē katrs modulis tā galīgajā vietā. Instalējot tos, noteikti ieslēdziet tos pa vienam. Atkal pārbaudiet savienojumus, pirms tos ieslēdzat. Kā minēts citos soļos, mūsu sistēmas izmanto Prop Blade. Prop Blade ir divas I/O grupas. Katra I/O grupa var darbināt līdz diviem LED gleznotājiem sērijā, tātad četri LED gleznotāji vienam kontrolierim. Varētu palaist vairāk, taču jums jāpievērš uzmanība vadu garumam un signālu stiprumam, un mēs esam noskaidrojuši, ka, lai palielinātu uzticamību, jāizveido buferizācijas shēmas. Ņemiet vērā, ka LED krāsotājam jāatrodas tuvumā Prop Blade kontrolierim. Instalējot LED gleznotāju 20 pēdu attālumā no jūsu kontroliera, kas izmanto 3,3 V līdzstrāvas loģikas signālus, tiks iegūti slikti rezultāti vai vispār nebūs rezultātu. Uzmanīgi apsveriet savas montāžas vietas. Kad esat uzstādījis gaismas diodes, jūs gandrīz esat tur. Šajā brīdī jūs, bez šaubām, esat veicis ieslēgšanas testu un jutis satraukumu par sistēmas atdzīvošanos!

5. solis: pēdējie pieskārieni

Kad sistēma ir instalēta, mēs sēžam un baudām to. Nu, varbūt vēl nav. Protams, sistēmas veidošanas un instalēšanas laikā rodas problēmas, tāpēc līdz šim jums, iespējams, būs jāveic dažas problēmu novēršanas darbības. Cerams, ka galvenās problēmas tika atklātas būvniecības laikā veiktajās papildu pārbaudēs. Līdz brīdim, kad visa sistēma ir izveidota, parasti viss ir darba kārtībā. Šajā posmā jūs varat pabeigt sastāvdaļu montāžu un elektroinstalāciju un visu sakārtot. Jūs varat arī pielāgot (vai sākt rakstīt!) Vadības programmatūru. Programmatūras rakstīšana ir ļoti jautra, it īpaši, ja nokļūstat augstākā līmeņa programmatūrā, kurā aprakstīts, kā izskatās gaismas diodes. Es tās saucu par "krāsošanas" kārtību. Iepriekš es minēju, ka jūs varat kontrolēt savu sistēmu, izmantojot dažādus līdzekļus. Daži cilvēki vienkārši vēlas ieslēgt sistēmu un ļaut tai darboties pašam. Šāda veida sistēmās jābūt iepriekš ieprogrammētām kārtībām vai algoritmiem, lai ekrānā izbalētu, noslauktu vai ievietotu nejaušas krāsas. Prop Blade un LED Painter demo kodu var atrast Parallax Propeller Object Exchange vai Brilldea vietnē. Piemēra kods parāda vienkāršus algoritmus krāsas izbalēšanai un mainīšanai. Citi cilvēki ir kontroles ķēmi! Viņi vēlas kontrolēt katru pikseļu un katru krāsu precīzā sinhronizācijā. LED krāsotāja un prop Blade kombinācija ļauj kontrolēt DMX-512A (piemēram, RS-485) vai sērijveidā (caur Prop spraudni). Tas nozīmē, ka jūs varat izmantot datorā programmatūru, piemēram, Vixen Lights, lai noformētu izrādi ar gaismas un mūzikas sinhronizāciju. Ar LED krāsotāju katru vadības kanālu var kontrolēt no izslēgšanas līdz ieslēgšanai 255 soļos. Tas ļauj sajaukt krāsas dažādās intensitātēs. Citas lietas, ko varētu darīt ar savu LED sistēmu:

• Ļaujiet tai noteikt dziesmas ritmu un, pamatojoties uz to, mainīt izskatu. Tas nozīmē, ka sistēmai jāpievieno mikrofons un jāapstrādā ievade.
• Ļaujiet tai noteikt video un mainiet izskatu, pamatojoties uz to, piemēram, Ambilight Philips plakanā ekrāna televizoros. Tas var ietvert datora pievienošanu, kas straumē video jūsu televizorā, vai tīmekļa kameras pievienošanu, lai uzņemtu jūsu TV attēlu.
• Ļaujiet tai automātiski ieslēgties un izslēgties noteiktos laikos. Tas var būt balstīts uz dienasgaismu, diennakts laiku vai konstatēšanu, ka kāds atrodas telpā vai tuvu sistēmai.
• Pārvaldiet to internetā, lai pasaule varētu ieslēgt un izslēgt gaismas diodes jūsu viesistabā.
• Pievienojiet LED sienu garastāvokļa gredzenam, lai LED siena varētu atspoguļot jūsu noskaņojumu!

Mēs ceram, ka jums patika šī pamācība. Noteikti uzziniet vairāk par Brilldea un mūsu produktiem, apmeklējot mūsu vietni: Brilldea.com.