LED matrični VU-metar: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Inspiracija za ovaj projekat došla je od velikog youtubera za elektroniku GreatScott, gdje je stvorio LED matricu sa 100 LED dioda. Zaista sam želio ponovno stvoriti ovaj projekt pa sam krenuo i stvorio matricu s dvostruko većim brojem LED dioda.

Takođe, volim izgled muzike koja se prikazuje u boji, to su orgulje u boji ili vumetar. Pa sam znao da ću nekako programirati matricu da učini jedan od tih efekata.

Projekat će se odvijati u sljedećim koracima:

1. Prikupljanje svih materijala i alata
2. Priprema table
3. Montaža LED dioda
4. Izrada kvadratne mreže od pjene
5. Priprema akrilnih rubova i prednje ploče
6. Izrada kontrolne ploče
7. Izrada aluminijumskih postolja
8. Sastavljanje svega zajedno
9. Otpremanje skice i testiranje

Korak 1: Prikupite potrebne materijale/alate:

Za izradu LED matrice trebat će vam sljedeći materijali:

• LED traka za adresiranje 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 pojasni ekvilajzer zvuka
• Napajanje 5V (računarsko napajanje)
• Elektroničke komponente (kondenzatori, otpornici, prototip PCB -a, …)
• Zadnja ploča od MDF -a - 10 mm
• Difuzno bijelo akrilno pleksi staklo (3 mm)
• Crno akrilno pleksi staklo (3 mm)
• Pjenasta ploča (3 mm)
• Plastični kvadratni profil
• Aluminijumski T profil
• Bakarna žica sa čvrstim jezgrom (22AWG) - UTP žica
• Bakarna žica sa punom jezgrom (10AWG) - Mrežna žica
• Mali vijci za drvo
• Ljepilo za drvo/aluminij i super-ljepilo

Takođe će vam biti potrebni sledeći alati:

• Oprema za lemljenje (gvožđe, lemljenje, …)
• Rezači žice
• Jig je vidio
• Bušilica (i sitni komadići)
• X-Acto nož
• Kutna brusilica/rezač
• Pištolj za vruće ljepilo + štapići za ljepilo
• 1m Ravnalo
• Makaze

Korak 2: Pripremite tablu:

Započnimo ovaj projekt izradom glavne ploče na koju ćemo kasnije zalijepiti LED diode. Za materijal sam koristio MDF debljine 10 mm (vlaknaste ploče srednje gustoće), a to je zato što sam ga ležao i bio je savršen jer je bio čvrst, ali jednostavan za rezanje.

Prvo nacrtajte oblik pravokutnika na ploči ravnalom i olovkom tako da ćete imati vodilice koje ćete slijediti pri rezanju. Pravokutnik treba imati sljedeće dimenzije: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Pravokutnik trebate učiniti što je moguće kvadratnijim kako bi se akrilne ivice koje ćemo kasnije stvoriti uklopile.

Zatim izrežite oblik pomoću ubodne pile (ili ručne pile). Napravite što je moguće ravnije rezove.

Nakon rezanja, rubove malo očistite brusnim papirom kako bi bili glatki i ravni.

Sada pomoću ravnala nacrtajte mrežu koja će nam pomoći da LED diode postavimo u sljedeći korak. Nacrtajte prvi red 16, 25 mm ispod vrha ploče, a zatim izvucite redove na svakih 32,5 mm. Prva kolona je 16, 38 mm od lijeve strane ploče, svaka sljedeća kolona je 32,75 mm od zadnje. Kada završite, trebali biste imati 10 redova i 20 stupaca ravnomjerno raspoređenih …

Korak 3: Montirajte LED diode:

Za ovaj projekt trebat će vam 4 metra LED -a za pojedinačnu adresu koje su u mom slučaju dolazile u 4 role po 60 LED -a po metru i koje su mi dale 240 LED -a (potrebno 200).

Počnite tako što ćete izrezati svaku LED diodu na ploči na kojoj se namjerava rezati. Za rezanje možete koristiti škare ili rezače žice.

Zatim upotrijebite super ljepilo ispod svake LED diode i zalijepite ih na rešetku koju smo nacrtali u prethodnom koraku (gdje se linije sijeku). Obratite pažnju na strelice na LED diodama - one moraju biti orijentirane na isti način u tom redu. U svakom sljedećem retku orijentacija će se okretati tako da ćemo imati jednu kontinuiranu putanju.

Sada dolazi lemljenje - puno lemljenja:

Moramo spojiti sve LED diode na pravi način. Nabavite svoju tanku bakrenu žicu s čvrstim jezgrom (u mom slučaju koristio sam UPT žice) i počnite lemiti sve vodoravne LED diode spajanjem GND -> GND, DO (podaci vani) -> DI (podaci u), 5V -> 5V. Kad dođete do kraja reda, jednostavno spojite posljednji (DO) na (DI) na LED diodi koja se nalazi ispod u sljedećem redu.

Sada ćemo izbušiti neke vetičke rupe u sredini pa ćemo donijeti napajanje LED diodama. Izbušite jednu rupu po LED u tom redu kako biste imali snagu koja dolazi u svaki red. Moramo imati više točaka napajanja jer bi u protivnom došlo do prevelikog pada napona na posljednjim LED diodama. Sada stavite debelu bakrenu žicu u svaku rupu i lemite je na odgovarajući pin za napajanje.

Okrenite ploču i spojite sve uzemljene i +5v žice koje prolaze kroz rupe. Koristite deblju bakrenu žicu. Također spojite dvije izolirane žice na tračnice za napajanje - one će se zatim spojiti na kontrolnu ploču.

Posljednja stvar je izbušiti rupu na prvoj LED, staviti žicu (ovu s izolacijom) kroz nju i lemiti je na DI (podaci u) na toj prvoj LED.

Korak 4: Napravite kvadratnu rešetku od pjene:

U ovom koraku napravit ćemo rešetku od pjene koja će djelovati kao prepreka da se svjetlost ponovno reflektira na difuznom akrilu kao piksel za svaku LED diodu.

Nabavite svoju pjenastu ploču od 3 mm i izrežite dva seta različitih traka. Trebat će vam 9 dugih i 19 kratkih.

Zatim ćete morati izrezati neke šumice na trake koje će se kasnije koristiti za spajanje dugih i kratkih traka. Šumarci moraju biti široki 3 mm i dugi 25 mm. Na dugoj traci mora biti 19, a na kratkim 9 utora. Za detaljnija uputstva pogledajte Foam_Grid.pdf.

Sada spojite trake, kratke postavite okomito, a duge vodoravno.

Ako imate bijelu pjenušavu ploču, morat ćete cijelu mrežu obojiti u crno kako svjetlost ne bi prošla kroz sljedeći piksel.

Korak 5: Prepeare akrilne ivice i prednja ploča:

Svjetlost koja dolazi iz LED diode mora se raspršiti na poluprozirni materijal kako bi dobila oblik piksela kvadratnog oblika. Za to ćemo koristiti bijelu akrilnu ploču od 3 mm koju ćemo izrezati na iste dimenzije kao i naša zadnja ploča: 65, 5 cm x 32, 5 cm. To će biti naša prednja ploča.

Sada moramo napraviti ivice koje će držati prednju i zadnju ploču zajedno. To će biti učinjeno od crnog akrila od 3 mm. U mom slučaju, nisam imao akril kod kuće, pa sam granice dobio od jedne kompanije, a oni su ih laserski izrezali kako bi odgovarali mojoj veličini. Ako nemate takvu firmu/laser na raspolaganju, morat ćete nabaviti akril i ručno izrezati komade.

Morate imati dva komada dugačka 66, 3 cm i dva dugačka 32, 3 cm, oba širine 3, 8 cm.

Na krajevima morate napraviti utore kako bi ivice lijepo sjele zajedno. Na dugim dvjema ivicama morate napraviti utor od 10 mm u sredini, a na kratkim dvjema jezičcima od 10 mm u sredini. Karticu pravite tako što ćete izrezati dva utora na suprotnim stranama gdje ste stvorili utor na dugom rubu. Opet, imate Borders.pdf za više uputstava.

Sada morate izbušiti nekoliko rupa za kasnije zavrtanje ivica na stražnjoj ploči. Izbušite rupe od 3 mm 5 mm od kraja (tako da vijak tada ide u središte ploče). Izbušite 3 rupe na kratkim ivicama i 4 rupe na dugim. Ravnomjerno ih rasporedite.

Posljednja stvar je pripremiti plastične kvadratne profile koji će spojiti ivice s prednjom pločom i također dati matrici lijep okvir. Izrežite dva komada dugačka 66,5 cm i dva dugačka 32,5 cm. Sada izrežite kut od 45 ° sa svake ivice tako da se okviri kasnije lijepo sjedine.

Korak 6: Napravite kontrolnu ploču:

Glavni mikrokontroler za pokretanje LED dioda bit će Arduino NANO. Budući da želimo da naša matrica prikazuje Vu-metar, moramo nekako prenijeti audio signal u kontroler. Za to ćemo koristiti IC - MSGEQ7 - to je 7 -pojasni audio grafički ekvilajzer.

Postoji nekoliko različitih načina na koje možete napraviti kontrolnu ploču:

1. Napravite krug na pločici (nije potrebno lemljenje)
2. Napravite kolo na prototipnoj ploči
3. Napravite vlastiti PCB graviranjem
4. Naručite PCB od proizvođača

Napravio sam svoju ploču na prototipnoj ploči i uključit ću shemu i datoteku ploče tako da možete izabrati na koji način želite stvoriti svoju ploču.

Evo dobrog Instructalbe -a ako želite urezati vlastitu ploču: PCB Etching

Korak 7: Napravite aluminijske stalke:

Da bi naša matrica stala sama od sebe, moramo napraviti nešto tako da je podržava i ne pada. Jednostavan je dizajn, ali posao se završava.

Nabavite aluminijski profil u obliku slova T i izrežite dvije dužine po 30 cm.

Sada napravite V otvor 10 cm od jednog kraja.

Savijte profil 90 ° na mjestu gdje je V utor i postolja su gotova.

Dodao sam i vijak i maticu za krutost.

Korak 8: Sastavite sve zajedno:

Sada imamo svaki dio matrice spreman za sastavljanje

Počnite spajanjem granica s prednjom pločom. Koristit ćemo plastične kvadratne profile koje smo prethodno pripremili. Upotrijebite vruće ljepilo za lijepljenje 3 komponente (rub - kvadratni profil - prednja ploča).

Sada poravnajte sve zajedno i upotrijebite vrlo malu bušilicu za bušenje pilot rupa. Sada možemo sve spojiti vijcima za drvo.

Zalijepimo aluminijske stalke nekim ljepilom za drvo/drvo. Poravnajte ih oboje 10 cm od ruba.

Sada možemo pričvrstiti kontrolnu ploču i spojiti posljednjih nekoliko stvari. Žica koju smo lemili na podatke prve LED diode ide do terminala na ploči na kojem piše "OUT".

Sada moramo povezati sve uzemljenje i +5V zajedno pomoću deblje bakrene žice. Lemite dvije izolirane žice na masu i +5v i spojite ih na odgovarajuće pinove na upravljačkoj ploči. Dodao sam i kondenzator od 470uF za malo ublažavanje napona.

Posljednja stvar je priključiti napajanje iz izvora napajanja (uzemljenje i +5v dc).

Korak 9: Otpremite skicu i testirajte:

Sada smo spremni za testiranje

Otpremite skicu koju sam priložio i spojite audio kabel na audio pinove. Uključite napajanje i pustite muziku. Vu-metar bi se trebao početi prikazivati.