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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Inspiracija za ovaj projekt 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.

Također, volim izgled glazbe 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 učinaka.

Projekt će se izvoditi u sljedećim koracima:

1. Prikupljanje svih materijala i alata
2. Priprema ploče
3. Montaža LED dioda
4. Izrada kvadratne mreže od pjene
5. Priprema akrilnih rubova i prednje ploče
6. Izrada Upravnog odbora
7. Izrada aluminijskih stalka
8. Sastavljanje svega zajedno
9. Učitavanje 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
• 5V napajanje (računalo PSU)
• 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
• Aluminijski T profil
• Bakrena žica s punom jezgrom (22AWG) - UTP žica
• Bakrena žica s punom jezgrom (10AWG) - Mrežna žica
• Mali vijci za drvo
• Ljepilo za drvo/aluminij i super-ljepilo

Također će vam biti potrebni sljedeći alati:

• Oprema za lemljenje (željezo, lemljenje, …)
• Rezači žice
• Jig je vidio
• Bušilica (i mali komadići)
• Nož X-Acto
• Kutna brusilica/rezač
• Pištolj za vruće ljepilo + štapići za ljepilo
• Vladar 1m
• Škare

Korak 2: Pripremite ploču:

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

Najprije ravnalom i olovkom nacrtajte oblik pravokutnika na ploči tako da ćete imati vodilice koje ćete slijediti pri rezanju. Pravokutnik treba imati sljedeće dimenzije: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Pravokutnik biste trebali 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 rešetku koja će nam pomoći postaviti LED diode u sljedeći korak. Nacrtajte prvi red 16, 25 mm ispod vrha ploče, a zatim izvucite redove svakih 32,5 mm. Prvi stupac je 16, 38 mm od lijeve strane ploče, svaki sljedeći stupac je 32,75 mm od posljednjeg. Kada završite, trebali biste imati 10 redova i 20 stupaca ravnomjerno razmaknutih …

Korak 3: Montirajte LED diode:

Za ovaj projekt trebat će vam 4 metra LED -a za pojedinačnu adresu koji su se u mom slučaju isporučili u 4 role po 60 LED -a po metru, što mi je dalo 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 -ima - one moraju biti isto orijentirane u tom redu. U svakom sljedećem retku orijentacija će se preokrenuti 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 čvrstom 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 LED diodama napajati. 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 -icama. 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 upravljačku 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 pjenastu rešetku:

U ovom koraku napravit ćemo rešetku od pjene koja će djelovati kao prepreka za ponovno reflektiranje svjetla na difuznom akrilu kao piksel za svaku LED.

Uzmite svoju pjenu od 3 mm i izrežite dva seta različitih traka. Trebat će vam 9 dugih i 19 kratkih.

Zatim ćete morati izrezati neke šumarke na trake koje će se kasnije koristiti za spajanje dugih i kratkih traka. Šumice moraju biti široke 3 mm i dugačke 25 mm. Na dugoj traci mora biti 19, a na kratkim 9 utora. Za detaljnije upute pogledajte Foam_Grid.pdf.

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

Ako imate bijeli foamboard, 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 nam biti prva ploča.

Sada moramo napraviti granice koje će držati prednju i stražnju 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 tvrtke i laserski su ih izrezali kako bi odgovarali mojoj veličini. Ako nemate takvu tvrtku/laser na raspolaganju, morat ćete nabaviti akril i ručno izrezati komade.

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

Na krajevima morate napraviti utore kako bi granice 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 izrađujete tako da izrežete dva utora na suprotnim stranama gdje ste stvorili utor na dugom rubu. Opet, imate Borders.pdf za dodatne upute.

Sada morate izbušiti nekoliko rupa za kasnije uvrtanje rubova 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 četvrtaste profile koji će spojiti rubove 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 ° na svakom rubu tako da će okviri kasnije lijepo sjediti.

Korak 6: Napravite upravljačku ploču:

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

Postoji nekoliko različitih načina na koje možete izraditi upravljačku ploču:

1. Napravite krug na pločici (nije potrebno lemljenje)
2. Napravite krug na prototipnoj ploči
3. Napravite vlastiti PCB urezivanjem
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 Instructalbea ako želite urezati vlastitu ploču: PCB Etching

Korak 7: Napravite aluminijske stalke:

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

Uzmite aluminijski profil u obliku slova T i izrežite dvije duljine po 30 cm.

Sada napravite V utor 10 cm od jednog kraja.

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

Također sam dodao 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 četvrtaste profile koje smo prethodno pripremili. Vrućim ljepilom zalijepite 3 komponente zajedno (obrub - 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 ploču upravljača 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. Lemiti dvije izolirane žice na masu i +5v i spojiti ih na odgovarajuće pinove na upravljačkoj ploči. Dodao sam i kondenzator od 470uF za malo ublažavanje napona.

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

Korak 9: Prenesite skicu i testirajte:

Sada smo spremni za testiranje

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