Projekt weekendowy Zbuduj gigantyczny wyświetlacz LED Pixel

Uwielbiam piksele LED: jasne, łatwe do kontrolowania, tanie i tak wszechstronne. Moim ostatnim projektem było podświetlenie telewizora Ambilight Zrób swój własny Ambilight za 60 USD Zrób swój własny Ambilight za 60 USD Oświetlenie otoczenia, które reaguje na obraz na ekranie telewizora, jest łatwiejsze i tańsze niż myślisz - i stanowi doskonałą aktualizację do kina domowego . , ale ogólnie jestem zakochany w inteligentnym oświetleniu Wprowadzenie do sterowania oświetleniem DMX - Przenieś swoje oświetlenie na zupełnie nowy poziom Wprowadzenie do sterowania oświetleniem DMX - Przenieś swoje oświetlenie na zupełnie nowy poziom Inteligentne systemy oświetleniowe były kiedyś drogie domena tylko dla profesjonalistów; ale wraz z rozpowszechnieniem tańszej elektroniki i komputerowych systemów sterowania, niesamowite efekty świetlne są teraz w zasięgu hobbystów… Dziś zmienimy je w duży piksel, który można zawiesić na ścianie w biurze; albo służy pożytecznemu celowi, albo po prostu wygląda niesamowicie ładnie.

Jest to stosunkowo prosty projekt, którego budowa wymaga czasu, ale może być nieco kłopotliwy przy łączeniu pasm diod LED. Podstawową ideą jest układanie pasków pikseli LED we wzór węża z tyłu ramki. Przód będzie matowy, aby rozproszyć światło.

Stamtąd jest głównie kwestia, z którego oprogramowania należy korzystać, w zależności od potrzeb - zacznę od kodu demonstracyjnego i wskaźników, a następnie ponownie przejdę do kąta oprogramowania w późniejszym artykule, gdy wymyślimy, jak pobrać informacje, takie jak powiadomienia i ceny akcji na wyświetlaczu.

Krok 0: Będziesz potrzebować

• 10-metrowy pasek (sprzedawany w dwóch 5-metrowych rolkach) pikseli LED - użyłem WS2812B, ponieważ są tanie. Możesz też kupić paski o podwójnej gęstości przy 60 diodach LED / metr, jeśli chcesz wyższej rozdzielczości.
• Zasilacz 5V 10A. Model, którego użyłem, pobiera napięcie 240 V AC do niektórych zacisków śrubowych. Jeśli potrzebujesz pełnego bezpieczeństwa, kup załączony model.
• Arduino UNO.
• Liczne długości grubego drutu; Użyłem ścinków ze starego zasilacza komputerowego.
• Głęboka ramka na zdjęcia Ikea RIBBA, 50 cm x 50 cm.
• Szkło matowe w sprayu i białą farbą.

Całkowity koszt powinien wynosić poniżej 100 USD. Jeśli chodzi o narzędzia, potrzebujesz również:

• Lutownica i lut
• Pistolet na gorący klej
• Nóż lub nożyczki
• Narzędzie do ściągania izolacji

Przeczytaj nasze Umiejętności dla elektroników dla początkujących Elektronika dla początkujących: 10 umiejętności, które musisz znać Początkująca elektronika: 10 umiejętności, które musisz znać Wielu z nas nigdy nawet nie dotknęło lutownicy - ale tworzenie rzeczy może być niezwykle satysfakcjonujące. Oto dziesięć podstawowych umiejętności związanych z elektroniką dla majsterkowiczów, które pomogą Ci zacząć. przewodnik pierwszy!

Krok 1: Wykonaj matematykę

Jeśli kupiłeś taką samą ramkę Ikea o wymiarach 50 cm x 50 cm i pasma LED jak ja, powinieneś być w stanie zmieścić 15 pasm po 15 diod LED. Jednak nic nie stoi na przeszkodzie, aby użyć ramki o innym rozmiarze. Każda dioda LED znajduje się w odległości około cala od siebie, więc dążyłem do tego, aby na ekranie były mniej więcej calowe kwadraty - tak, to 1 DPI. Niezupełnie grafika Retina.

Wykonaj matematykę i narysuj linie pomocnicze na podkładzie ramy. Zmierz dwa razy i podwójnie sprawdź: musiałem pozostawić niewielką różnicę między liniami, ponieważ zanim doszło do sklejenia wszystkiego, zdałem sobie sprawę, że mogę zmieścić tylko 14 pasm 15 diod LED. Bez względu na to, oprogramowanie można łatwo dostosować do różnej liczby pikseli o różnej długości i liczbie rzędów. Śmiało i pociąć diody LED na odpowiednie długości. Niestety znalazłem 15 pikseli na pasmo dokładnie odpowiadające lutowanym złączom na jednej z moich szpul, więc byłem zmuszony je odlutować. Na plus, przynajmniej te zostały wcześniej przylutowane.

Krok 2: Frost the Glass

Aby pomóc w rozproszeniu światła z diod LED, zdecydowałem się użyć podstawowego sprayu do szronu po obu stronach. Rób to na zewnątrz, ponieważ opary są niebezpieczne i staraj się rozpylać tak równomiernie, jak to możliwe. Po wyschnięciu szron jest zaskakująco wytrzymały, ale najpierw musisz zapewnić równomierną powłokę i uniknąć zarysowań za wszelką cenę.

Gdy jesteś na zewnątrz, spryskaj również tylną część ramki na biały kolor - odbije to światło diody LED. Nie będziemy używać białej tekturowej ramki do zdjęć. Odetnij jeden z rogów dla przewodów zasilających i sygnałowych.

Krok 3: Podłącz diody LED do tablicy

Użyj silnego kleju lub super kleju. Próbowałem z taśmą dwustronną, ale okazało się, że odpadła kilka tygodni później; pistolet do klejenia na gorąco jest jeszcze gorszy, gdy obie strony są nieporowate. Dokładne pozycjonowanie nie powinno mieć większego znaczenia, jeśli kupiłeś nici zamknięte w gumowej skrzynce - mogą się one swobodnie poruszać w celu zmiany położenia.

Pamiętaj, że sygnał będzie się zmieniał od początku do końca i że dla każdego pasma jest określony kierunek. Połóż jedną ze strzałką skierowaną w prawo, a następnie następną nić skierowaną w lewo i powtórz. Sprawdź to dwukrotnie przed przyklejeniem!

Krok 4: Lutowanie

Łączenie każdego pasma wymaga 3 odcinków drutu o nieco różnych długościach. W każdym przypadku będziesz łączyć wewnętrzne dwa pady za pomocą najkrótszej długości drutu; potem środkowe dwa; następnie dwie zewnętrzne o najdłuższej długości. Wewnętrzna podkładka będzie się przełączać między linią + 5 V i linią GND, w zależności od strony, nad którą aktualnie pracujesz.

Upewnij się, że zarówno podkładki, jak i drut są przylutowane. Jest to najbardziej czasochłonna część projektu, ale ważne jest, aby nie spieszyć się i dwukrotnie sprawdzić, czy podłączasz prawidłowe linie!

Krok 5: Zabezpiecz wszystkie pasma

Wreszcie, jeśli użyłeś kabli zasilających i wejściowych, które zostały dołączone do twojej nici, możesz odkryć, że ciągłe poruszanie się po planszy uwolniło pierwszą nić. Postanowiłem wywiercić dwa małe otwory i przeciągnąć białą opaską kablową, aby zabezpieczyć tę część. Jeśli masz problemy ze znalezieniem mocnego kleju, możesz rozważyć to w celu zabezpieczenia wszystkich pasm na obu końcach.

Krok 6 Test okablowania

Okablowanie jest proste: pin 6 na Arduino służy jako pin sygnałowy do sterowania diodami LED; podczas gdy zasilanie 5 V do diod LED powinno pochodzić bezpośrednio z zewnętrznego źródła zasilania. Podłącz wspólny przewód uziemiający między splotką, twoim Arduino i zasilaczem. Nie należy próbować zasilać nici bezpośrednio z Arduino ani podłączać zasilacza 5 V bezpośrednio do Arduino, gdy USB jest podłączony (jak to będzie przesłać kod testowy).

Pobierz i dodaj bibliotekę Adafruit NeoPixel do folderu bibliotek Arduino, a następnie uruchom Arduino. Wykonaj wstępny test nici za pomocą przykładowego kodu testu nici zawartego w bibliotece. Dostosuj liczbę diod LED w pierwszym parametrze poniższej linii (zmień 60 na dowolną liczbę):

Pasek Adafruit_NeoPixel = Adafruit_NeoPixel (60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 

Jeśli animacja zatrzyma się w określonym rzędzie, natychmiast odłącz ją od zasilania i sprawdź okablowanie. Albo masz pasmo w złym kierunku; przewody są skrzyżowane; lub przypadkowo przylutowałeś + 5V do GND.

Krok 7: Umieść w ramce

Ponieważ korzystam z głębszego wgłębienia, na które nie zezwala rama, najpierw użyłem pistoletu do klejenia na gorąco do uszczelnienia szkła na ramie. Następnie dodałem kilka krótkich kawałków gumowego opakowania wokół zewnętrznej krawędzi ramy, aby uzyskać wymaganą głębokość, przed ponownym umieszczeniem diod LED. Po ostatnim teście diod ponownie użyłem pistoletu do klejenia na gorąco, aby uszczelnić wszystko na swoim miejscu.

Możesz również wyciąć małe wycięcie w rogu ramy, aby pomieścić gruby kabel.

To tyle, jeśli chodzi o konstruowanie rzeczywistego wyświetlacza, choć prawdopodobnie ostatecznie będziesz chciał ukryć zasilacz i Arduino w pudełku projektu. Reszta zależy od oprogramowania.

Glediator

Na imprezy lub do użytku w profesjonalnym klubie, Glediator z SolderLab.de jest królem sterowania matrycą LED, zdolną do prowadzenia do 512 WS2812 / NeoPixels przy 24 klatkach na sekundę. Pozwala tworzyć na żywo lub wstępnie nagrane miksy animacji LED, a nawet dodawać GIF-y (tak, patrzę na ciebie Nyan Cat); i podobnie jak oprogramowanie DJ, zawiera suwak do płynnego miksowania animacji.

Aby rozpocząć korzystanie z Glediator, załaduj to oprogramowanie układowe do Arduino UNO i upewnij się, że kabel sygnałowy znajduje się na styku 6. Nie zapomnij dostosować zmiennej, która mówi, ile masz diod LED.

W uruchomionym Glediator otwórz opcje i zmień rozmiar matrycy i wydajność. Dostosować Kolejność pikseli jeśli twój układ jest inny, ale niestety jest bardzo mało dokumentacji dla tego kroku, więc jest to głównie próba i błąd. Jeśli Twój wynik nie zgadza się z tym, co jest wyświetlane na ekranie, wypróbuj inne ustawienie. HS_BL pracował dla mnie, co, jak podejrzewam, oznacza “hpoziomo snake, zaczynając bottom left”.

Glediator jest aplikacją na poziomie profesjonalnym, więc chociaż mogę to omówić w przyszłości, na razie zostawię cię do zbadania interfejsu i zabawy. Spróbuj załadować inną animację po lewej i prawej stronie, a następnie przesuwając suwak między nimi; lub po prawej stronie znajdziesz gotową listę odtwarzania sekwencji, która jest pokazana na powyższym filmie demonstracyjnym.

Adafruit NeoMatrix i biblioteka GFX

Adafruit stworzył niezwykle przydatną bibliotekę do pracy z tego rodzaju matrycami pikseli. Pierwszy nazywa się biblioteką Adafruit GFX, pierwotnie zaprojektowaną do pracy z wyświetlaczami TFT i LCD; biblioteka NeoMatrix jest modyfikacją tego, dzięki czemu wszystkie funkcje działają z matrycami NeoPixel LED. Po zdefiniowaniu macierzy otwiera się szeroki zakres prostych w użyciu funkcji, takich jak wysyłanie tekstu lub wyświetlanie grafiki ikonek bitmapowych.

Jeśli wykonałeś projekt dokładnie tak, jak ja, ten przykładowy kod będzie pomocny. Najważniejsza część kodu znajduje się tutaj:

# zdefiniować XSIZE 15 # zdefiniować YSIZE 14 # zdefiniować PIN 6 Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (XSIZE, YSIZE, PIN, NEO_MATRIX_BOTTOM + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_Z; NEO_MATRIX_Z)

Kilka pierwszych wierszy powinno być zrozumiałych. Trzy ostatnie dolne informują bibliotekę graficzną o układzie - w tym przypadku mój pierwszy piksel znajduje się w na dole po lewej, i jest zaaranżowane wydziwianie, z rzędami po zygzak wzór. Sprawdź dokumentację biblioteki, jeśli zorientowałeś ją w inny sposób.

Zdefiniowałem już kilka duszków w kodzie (choć używana jest tylko buźka). Aby stworzyć własne duszki, znajdziesz Img2Code Aplikacja Java w ramach pobierania biblioteki GFX.

W przyszłym artykule przyjrzymy się używaniu biblioteki do wyświetlania użytecznych informacji, takich jak notowania giełdowe lub strumienie na Twitterze, ale na razie powinieneś być w stanie bawić się z moim przykładowym kodem i ładować własne obrazy.

Tym razem to wszystko na samouczek. Zrobiłeś gigantyczny wyświetlacz LED, teraz jest to tylko kwestia zastanowienia się, co z nim zrobić. Zastanów się nad stworzeniem mini lampy błyskawicy z pozostałymi diodami LED.

A jeśli jesteś gotowy, aby podświetlić swój komputer 5 sposobów, aby Twój komputer świecił za pomocą programowalnych diod LED 5 sposobów, aby Twój komputer świecił za pomocą programowalnych diod LED Chcesz ulepszyć obudowę komputera za pomocą niektórych diod LED? Rozjaśnij wszystko dzięki programowalnym systemom LED. , oto sposoby, dzięki którym możesz świecić za pomocą programowalnych diod LED.