RGB LED sistem koji se može kontrolirati za vaš dom ili ured: 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Jesu li vam svjetla u domu ili na poslu dosadna? Želite li dodati malo energije ili raspoloženja u svoju sobu? Ovaj Instructable vam pokazuje kako stvoriti kontrolisani RGB LED niz za upotrebu u vašem domu ili uredu. Vaš crveni, zeleni, plavi LED ekran pružit će sate uživanja vama i vašoj porodici, kao i zavidjeti vašim tehnološkim prijateljima! Ovaj Instructable je zasnovan na dva sistema koja smo mi, Brilldea, izgradili koristeći proizvode koje smo dizajnirali. Jedan sistem je izgrađen za naš dom, a drugi za našu crkvu. Pogledajte video zapise sistema na djelu! Ovo je naš LED sistem za dnevnu sobu. Ovo je LED sistem koji smo stvorili za Island ECC u Hong Kongu. Naše proizvode možete otkriti na našoj web stranici: Brilldea.com

Korak 1: Planiranje sistema

Svi dobri RGB LED sistemi počinju s malo planiranja i promišljanja. Ovaj korak je ključan za određivanje vaših inženjerskih zahtjeva za sistem, poput veličine napajanja i broja kontrolnih kanala, kao i koliko će sistem koštati. I ne zaboravite umjetničku namjeru - planiranje će vam pomoći da vizualizirate izgled sistema i njegovu interakciju s vašim prostorom. Prvo što trebate shvatiti je područje na koje želite dodati LED osvjetljenje. Morate vizualizirati gdje će LED sistem biti montiran i trebali biste uzeti u obzir LED diode, kontrolere, napajanje i povezane kablove. Najvažniji aspekt ovog koraka je određivanje područja koje će LED diode svijetliti. Imate li uvalu u kojoj želite postaviti rasvjetu? Možete li preurediti namještaj kako biste napravili prazninu za LED diode? Preuređujete li mjesto na kojem možete planirati posebno mjesto za ugradnju LED -a i pripadajućeg hardvera u zid ili pod? Naš sistem dnevnog boravka ugrađen je između naših Ikeinih ormara za knjige. Otočni ECC sustav projektiran je tijekom izgradnje prostorije tako da je za njega isklesan poseban prostor tako da se svjetla uklapaju unutar zidova.2. Nakon što odaberete područje, sljedeće što trebate uzeti u obzir je koliko LED dioda želite koristiti za pokrivanje tog područja. Postoji nekoliko varijabli koje treba uzeti u obzir. Hoće li LED diode projicirati na prozirnu površinu? Hoće li se LED diode gledati direktno? Koliko je dubok prostor u koji su ugrađene LED diode? Koliko je proziran vaš materijal na koji se projektuje? Želite li osvijetliti oblike i uzorke u LED nizu? Koliko jaka svjetlost želite? Morat ćete uzeti u obzir veličinu svakog "piksela" u sistemu. Za naše sisteme koristili smo našu RGB LED vrpcu. Ovo je fleksibilna štampana ploča od 10 cm sa 3 RGB LED diode na njoj. LED diode su serijski ožičene tako da svaka traka radi na 12V DC. LED diode se kontrolišu kao grupa. Svaki sistem koji smo dizajnirali imao je različite dubine i različite prozirne materijale za projektovanje. Vaš razmak i veličina razlikovat će se ovisno o vašoj lokaciji i proračunu. Koristili smo i mliječni pleksiglas i valovitu bijelu plastiku. Naš sistem LED dnevne sobe koristio je 32 komada RGB LED vrpce od 10 cm, 16 u svakoj koloni. Ostrvski ECC sistem koristio je 48 komada u svakom "prozoru", a postojala su tri prozora.3. Nakon što odredite količinu LED dioda za instaliranje, tada možete početi planirati broj upravljačkih kanala za sistem, struju za napajanje i distribuciju ožičenja. Sljedeći video prikazuje postavljanje i testiranje otočnog ECC -a sistem. Video sadrži napomene o komponentama i prikazuje rutine testiranja koje se koriste tokom montaže i instalacije.

Korak 2: LED sistemske komponente

LED sistem se sastoji od nekoliko komponenti. Uzmimo trenutak da pregledamo te komponente.1. LED sistemu je potreban mozak da kontroliše sve te LED diode. Ovaj mozak je obično mikrokontroler kao što je Parallax Propeller ili SX ili PIC ili Arduino. Ovaj kontroler može uključiti LED diode pomoću unaprijed programiranih algoritama ili promijeniti LED diode na osnovu vanjske veze sa DMX-512A sistemom ili serijskim (RS-232). Dizajnirali smo Prop Blade kontroler za naše specifične aplikacije LED sistema. Prop Blade prihvaća 6V do 12V DC i ima veze za serijski (preko programskog zaglavlja) i DMX-512A. Osim toga, ima statusne LED diode za povratne informacije i DIP prekidače i tipke za korisnički unos. Prop Blade možete dobiti u kompletu od Brilldea ako želite koristiti ovaj kontroler. Takođe ste dobrodošli da sami napravite.2. Jedan ili više LED upravljačkih modula potrebni su za kontrolu svih LED dioda, uostalom mikrokontroler ima samo toliko I/O pinova. Da bi kontrolirali ovoliko LED dioda, mikrokontroleru je potrebna pomoć pa smo dizajnirali LED slikar. LED slikar može kontrolirati 16 kanala RGB LED dioda. To znači da možemo spojiti 16 komada RGB LED vrpce, po jednu na svaki kanal, te kontrolirati boju i intenzitet svake vrpce. LED slikar je zasnovan na TLC5940 IC kompanije Texas Instruments. Na mreži je dostupan kod za Propeller i Arduino za kontrolu ove IC. Komplete LED slikara možete nabaviti i od Brilldea.3. I naravno, svakom LED sistemu trebaju … pa … umm … LED diode! Tako je, puno crvenih, zelenih, plavih LED dioda! Sviđa nam se pogodnost RGB LED vrpce koju prodajemo. Na stražnjoj strani proizvoda nalazi se ljepilo pa se lako montira na površine. LED diode i otpornici su već sastavljeni i radi na 12V DC. Nadalje, može se savijati za postavljanje na zakrivljene površine ako je potrebno. Ako želite, možete koristiti vlastite LED diode. Ne morate čak ni koristiti RGB LED diode, možete priključiti 48 LED u jednoj boji ili 24 jedne boje i 24 druge boje. Za više detalja pogledajte tehnički list LED slikara.4. Sva oprema u sistemu bila bi uzaludna da niste napajali električnom energijom. Da, svim ovim komponentama je potrebno istosmjerno napajanje. Naši sistemi su dizajnirani da rade na 12V DC. Količina LED dioda u vašem sistemu će diktirati količinu struje koju vaše napajanje mora dati. Za instalaciju smo koristili 12V DC, 5 amp pojačala i imali smo dovoljno prostora za proširenje. Ako želite biti precizniji, morat ćete izračunati trenutnu potrošnju LED dioda koje koristite u svom sistemu, kao i struju potrebnu za vaš kontroler i upravljačke programe. Evo još nekoliko stavki koje upotpunjuju sistem:

• Kabel i žica za distribuciju napajanja i upravljačkih signala.
• Računar i hardver za programiranje vašeg kontrolera. Ako koristite Prop Blade koji se temelji na Parallax Propeller -u, poželjet ćete kupiti Prop Plug od Parallax -a.
• Elektronski i ručni alati za sastavljanje vašeg sistema, kao što su lemilica, kliješta, odvijači, alati za rezanje i skidači žice.
• Sav montažni hardver potreban za montažu vašeg kontrolera, upravljačkih programa, napajanja itd.
• Izvor DMX-512A, ako želite koristiti DMX za upravljanje LED sistemom; ovo nije obavezno.

6. Sada kada ste razmišljali o obliku, prostoru, veličini i izgledu vašeg sistema, kao i o potrebnim materijalima, možete početi određivati cijene. Cijena vašeg sistema će se razlikovati ovisno o veličini i materijalu koji već imate iz prethodnih projekata. Ako imate mikrokontroler koji sjedi u blizini, možda ćete ga moći koristiti. Ne zaboravite cijeniti sistem i postaviti realne troškove za "netrivijalne" stavke poput konektora, vrpčnih kabela i AC kabela jer se ti troškovi mogu povećati. Sljedeći video prikazuje pregled našeg LED LED sistema. Ovaj sistem je bio prvi koji smo stvorili, pa je hardver koji se koristi u sistemu prva revizija. Brilldea -in trenutni Prop Blade i LED Painter su ažurirani dizajni potrebni za postizanje sličnog sistema.

Korak 3: Vrijeme izgradnje

Kad dođete do ovog koraka, trebali ste dovršiti dizajn i kupiti sve svoje dijelove. Volim primati kutije s dijelovima kako bih svoje sjajne ideje pretvorila u stvarnost, a vi? Ništa bolje od toga da se potrudite da izgradite dizajn koji ste izradili u prethodnim koracima. Kad sastavim sistem, odvajam vrijeme da dvaput provjerim svoju konstrukciju. Dvaput provjeravam komponente prije popunjavanja PCB -a, provjeravam veze koje su lemljene ili prekinute, poput podatkovnih kabela, i testiram sistem u koracima dok idem. S velikim RGB LED sistemom postoji mnogo stvari koje mogu poći po zlu, pa je testiranje dok idete dobra ideja. Ova tehnika će vam pomoći da identificirate probleme prije nego što postanu veći problemi i oštete druge komponente. Na primjer, testirali smo Prop Blade kontroler prije nego što smo ga priključili na PCB upravljačkog programa LED slikara. Kada započnete s izgradnjom vašeg sistema, prvo što trebate učiniti je sastaviti sklop upravljačkog sklopa i LED upravljačkog programa. Ako koristite komplet poput našeg, super, onda je nabavka dijelova bila laka i montaža ne bi trebala trajati predugo. Ako gradite vlastiti kontroler i LED upravljački program, ovaj korak može potrajati više vremena. Ne brinite ipak jer se trud isplati kada uključite kontroler vašeg sistema. Prilikom sastavljanja kompleta trebali biste odštampati shemu i opis materijala kako biste bili sigurni da koristite prave komponente i komponentu postavite na pravo mjesto. Kada završite sa sastavljanjem kontrolera, odvojite vrijeme za uključivanje i testiranje. Preuzmite jednostavan program na kontroler kako biste provjerili radi li kontroler. U našem slučaju, koristili smo Parallax Prop Plug za preuzimanje softvera na Prop Blade. Kada završite upravljačku ploču, uključite je kako biste bili sigurni da ništa neće eksplodirati. Nakon što prođete taj test, dodajte jednu RBG LED diodu u kanal i priključite upravljački program na svoj kontroler. Pomoću jednostavnog programa provjerite može li kontroler kontrolirati postavke upravljačkog programa/RGB LED. Opet, za Prop Blade i LED Painter imamo primjere programa na našoj web stranici: Brilldea.com. Sada kada ste završili s elektronikom, idemo na LED diode!

Korak 4: LED sklop

Najzamorniji dio RGB LED niza je LED konstrukcija i priključci. Ovaj korak obično uključuje puno rezanja žice, pruga, presovanja i lemljenja. Da ne spominjemo dvostruku provjeru svake veze kako bismo bili sigurni da je ispravno izvedena. Ako pronađete načine za poboljšanje ovog procesa, javite nam u komentarima. Opet, za ovaj korak je potrebno vrijeme. U skladu s tim planirajte debi vašeg sistema kako ne biste morali žuriti u zadnji čas da završite sav posao koji je potrebno obaviti. Ako ostanete budni cijelu noć kako biste stvorili svoje remek -djelo, doći će do oštećenja vaših komponenti zbog pogrešnog ožičenja. Odvojite vrijeme i dvaput provjerite veze. Naši sistemi su dizajnirani u modulima kako bismo mogli lako sastaviti sistem na licu mjesta. Sisteme je takođe bilo lakše testirati dok smo ih sastavljali. Na primjer, LED diode za otočni ECC sistem sastavljene su na panelima dugim 1 metar i visokim 0,4 metra. Svaka ploča je bila identična pa smo napravili obrazac gdje postaviti LED diode, kako usmjeriti žice i gdje postaviti LED slikar. Ovaj korak je tehnički prilično jednostavan, samo se ponavlja i oduzima vrijeme. Ako koristite RGB LED vrpcu, LED diode možete montirati na površinu uklanjanjem prekrivača preko ljepljive podloge. Postavite LED diode na čistu površinu. Dodajte žice, konektore i kablove prema potrebi. Volimo imati konektore u slučaju da moramo ukloniti dio opreme radi pregleda ili zamjene. Možete odabrati lemljenje svih priključaka i odreći se troškova i vremena potrebnog za dodavanje konektora. Nakon što su LED diode spremne, uključite ih u sklop upravljačkog programa LED ili sklopa LED slikara i testirajte. Možda ćete htjeti uključiti svaki LED kanal jedan po jedan, a ne sve odjednom. Ako sistem sastavite u module, tada ćete morati instalirati svaki modul na njegovu konačnu lokaciju. Kad ih instalirate, obavezno ih uključite jedan po jedan. Opet provjeravamo vaše veze prije nego što ih uključite. Kao što je spomenuto u ostalim koracima, naši sustavi koriste Prop Blade. Prop Blade ima dvije grupe I/O. Svaka U/I grupa može pokrenuti do dva LED slikara u nizu, tako da to čine četiri LED slikara za jedan kontroler. Moglo bi se pokrenuti još više, ali morate obratiti pažnju na detalje o duljini žice i jačini signala, a otkrili smo da bi se međuspremnički krugovi trebali izgraditi kako bi se povećala pouzdanost. Imajte na umu da LED slikar mora biti blizu kontrolera noža. Instaliranje LED slikara 20 ft sa vašeg kontrolera koji koristi 3,3 V DC logičke signale proizvest će loše rezultate ili ih uopće neće imati. Pažljivo razmislite o svojim lokacijama za montažu. Jednom kada instalirate LED diode, skoro ste tamo. U ovom trenutku ste nesumnjivo uradili neki test pri uključivanju i osjetili kako uzbuđenje sistema oživljava!

Korak 5: Završni dodiri

Kad instaliramo sistem, sjedimo i uživamo. Pa, možda još ne. Naravno, postoje problemi koji se pojavljuju tijekom izgradnje i instaliranja sistema pa ćete do ovog trenutka možda morati riješiti neke probleme. Nadajmo se da su glavni problemi otkriveni u inkrementalnim ispitivanjima koja su obavljena tokom izgradnje. Dok se cijeli sistem podigne, obično je sve u ispravnom stanju. U ovom koraku možete dovršiti montažu i ožičenje komponenti i učiniti sve urednim. Takođe možete podesiti (ili početi pisati!) Svoj softver za kontrolu. Pisanje softvera je jako zabavno, posebno kada dođete do softvera višeg nivoa koji opisuje kako LED diode izgledaju. Te rutine nazivam rutinama "slikanja". Prethodno sam spomenuo da možete kontrolirati svoj sistem na različite načine. Neki ljudi samo žele uključiti sistem i pustiti ga da sam radi. U ovoj vrsti sistema trebaju postojati unaprijed programirane rutine ili algoritmi za blijeđenje, brisanje ili postavljanje nasumičnih boja na ekran. Demo kod za Prop Blade i LED Painter može se pronaći na Parallax Propeller Object Exchange ili Brilldea web stranici. Primjer koda prikazuje jednostavne algoritme za blijeđenje i promjenu boje. Drugi ljudi su kontrolni čudaci! Žele kontrolirati svaki piksel i svaku boju u preciznoj sinhronizaciji. LED Painter i Prop Blade kombinacija omogućuju DMX-512A kontrolu (poput RS-485) ili serijsku kontrolu (preko Prop utikača). To znači da možete koristiti softver na svom računaru, poput Vixen Lights za dizajniranje emisije sa svjetlosnom i muzičkom sinhronizacijom. Sa LED slikarom, svaki kontrolni kanal se može kontrolirati od isključenog do uključenog koraka u 255 koraka. Ovo omogućava miješanje boja različitog intenziteta. Ostale stvari koje možete učiniti sa svojim LED sistemom:

• Učinite da otkrije ritam pjesme i promijeni izgled na osnovu toga. To bi podrazumijevalo dodavanje mikrofona vašem sistemu i obradu ulaza.
• Neka detektira video zapise i promijeni izgled na osnovu toga, na neki način poput Ambilight -a na Philips televizorima s ravnim ekranom. To može uključivati dodavanje računara koji emitira video na vaš TV ili dodavanje web kamere za snimanje slike vašeg TV -a.
• Neka se automatski uključuje i isključuje u određeno vrijeme. To može biti zasnovano na dnevnom svjetlu, dobu dana ili otkrivanju da se neko nalazi u prostoriji ili blizu sistema.
• Upravljajte njime putem interneta kako bi svijet mogao uključiti i isključiti LED diode u vašoj dnevnoj sobi.
• Spojite LED zid na prsten za raspoloženje kako bi LED zid mogao odražavati vaše raspoloženje!

Nadamo se da vam se svidio ovaj Instructable. Svakako saznajte više o Brilldea -i i našim proizvodima posjetom našoj web stranici: Brilldea.com.