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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

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

Korak 1: Planiranje sustava

Svi dobri RGB LED sustavi počinju s malo planiranja i promišljanja. Ovaj je korak ključan za određivanje vaših inženjerskih zahtjeva za sustav, poput veličine napajanja i broja upravljačkih kanala, kao i koliko će sustav koštati. I ne zaboravite umjetničku namjeru - planiranje će vam pomoći vizualizirati izgled sustava i njegovu interakciju s vašim prostorom.1. Prvo što trebate shvatiti je područje na koje želite dodati LED rasvjetu. Morate vizualizirati gdje će LED sustav biti montiran, a trebali biste uzeti u obzir LED diode, kontroler (e), napajanje i povezane kabele. Najvažniji aspekt ovog koraka je određivanje područja koje će LED diode osvjetljavati. Imate li uvalu u koju 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 sustav dnevnog boravka ugrađen je između naših Ikeinih kutija za knjige. Otočni ECC sustav projektiran je tijekom izgradnje prostorije pa 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 izravno? Koliko je dubok prostor u koji su ugrađene LED diode? Koliko je proziran vaš materijal na koji se projicira? Želite li osvijetliti oblike i uzorke u LED nizu? Koliko želite da svjetlost bude jaka? Morat ćete uzeti u obzir veličinu svakog "piksela" u sustavu. Za naše sustave koristili smo našu RGB LED vrpcu. Ovo je fleksibilna tiskana ploča od 10 cm s 3 RGB LED diode na njoj. LED diode su serijski ožičene tako da svaka traka radi na 12V DC. LED diode kontroliraju se kao grupa. Svaki sustav koji smo projektirali imao je različite dubine i različite prozirne materijale za projiciranje. Vaš razmak i veličina razlikovat će se ovisno o vašoj lokaciji i proračunu. Koristili smo i mliječni pleksiglas i valovitu bijelu plastiku. Naš sustav LED dnevne sobe koristio je 32 komada RGB LED vrpce od 10 cm, 16 u svakom stupcu. Otočni ECC sustav 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 sustav, struju za napajanje i distribuciju ožičenja. Sljedeći video prikazuje postavljanje i testiranje otočnog ECC -a sustav. Videozapis uključuje bilješke o komponentama i prikazuje rutine ispitivanja korištene tijekom montaže i instalacije.

Korak 2: Komponente LED sustava

LED sustav sastoji se od nekoliko komponenti. Uzmimo trenutak da pregledamo te komponente.1. LED sustavu treba mozak da kontrolira sve te LED diode. Ovaj mozak je obično mikrokontroler kao što je Parallax Propeller ili SX ili PIC ili Arduino. Ovaj kontroler može kružiti LED diode pomoću unaprijed programiranih algoritama ili mijenjati LED diode na temelju vanjske veze sa sustavom DMX-512A ili serijskim (RS-232). Regulator Prop Blade dizajnirali smo za naše specifične primjene LED sustava. Prop Blade prihvaća 6V do 12V DC i ima priključke za serijski (preko programskog zaglavlja) i DMX-512A. Osim toga, ima statusne LED diode za povratne informacije te DIP prekidače i gumbe za korisnički unos. Prop Blade možete dobiti u kompletu od Brilldea ako želite koristiti ovaj kontroler. Također ste dobrodošli da napravite svoj.2. Jedan ili više LED upravljačkih modula potrebni su za upravljanje svim LED diodama, uostalom mikrokontroler ima samo toliko I/O pinova. Kako bi kontrolirali ovoliko LED dioda, mikrokontroleru je potrebna pomoć pa smo osmislili 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 temelji se na TLC5940 IC tvrtke Texas Instruments. Na mreži je dostupan kod za Propeller i Arduino za kontrolu ovog IC -a. Komplete LED slikara možete nabaviti i od Brilldea.3. I naravno, svaki LED sustav treba … 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, po potrebi se može savijati za montažu na zakrivljene površine. Ako želite, možete koristiti vlastite LED diode. Ne morate čak ni koristiti RGB LED diode, mogli biste 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 sustavu bila bi uzaludna da niste napajali električnom energijom. Da, sve ove komponente trebaju istosmjerno napajanje. Naši sustavi dizajnirani su za rad na 12V DC. Količina LED dioda u vašem sustavu diktirat će količinu struje koju vaša opskrba mora osigurati. 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 sustavu, kao i struju potrebnu za vaš kontroler i upravljačke programe. Evo još nekoliko stavki koje upotpunjuju sustav:

• Kabel i žica za distribuciju napajanja i upravljačkih signala.
• Računalo i hardver za programiranje vašeg kontrolera. Ako koristite Prop Blade koji se temelji na Parallax propeleru, htjet ćete kupiti Prop Plug od Parallaxa.
• Elektronički i ručni alati za sastavljanje vašeg sustava 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 sustavom; ovo nije obavezno.

6. Sada kada ste razmislili o obliku, prostoru, veličini i izgledu vašeg sustava, kao i o potrebnim materijalima, možete početi određivati cijene. Troškovi vašeg sustava razlikovat će se ovisno o njegovoj veličini i materijalu koji možda već imate iz prošlih projekata. Ako oko vas sjedi mikrokontroler, možda biste ga mogli koristiti. Ne zaboravite cijeniti sustav 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 sustava. Ovaj sustav je bio prvi koji smo stvorili, pa je hardver koji se koristi u sustavu prva revizija. Brilldeain trenutni Prop Blade i LED Painter ažurirani su dizajni potrebni za postizanje sličnog sustava.

Korak 3: Vrijeme izgradnje

Kad dosegnete ovaj korak, 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 posvetite stvaranju dizajna koji ste izradili u prethodnim koracima. Kad sastavim sustav, odvojim vrijeme da dvaput provjerim svoju konstrukciju. Dvaput provjeravam komponente prije popunjavanja PCB -a, provjeravam spojeve koji su lemljeni ili završeni, poput podatkovnih kabela, te tijekom koraka testiram sustav u koracima. S velikim RGB LED sustavom mnoge stvari mogu poći po zlu, pa je testiranje 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 sustava, prvo što trebate učiniti je sastaviti sklop upravljačkog sklopa i LED upravljačkog programa. Ako koristite komplet poput našeg, super, tada je nabavka dijelova bila jednostavna i montaža ne bi trebala trajati predugo. Ako gradite vlastiti kontroler i LED upravljački program, ovaj korak može potrajati. Ne brinite ipak jer se trud isplati kad uključite kontroler vašeg sustava. Prilikom sastavljanja kompleta trebali biste ispisati shemu i opis materijala kako biste bili sigurni da koristite prave komponente i komponentu postavite na pravo mjesto. Kad završite sa sastavljanjem kontrolera, odvojite vrijeme za uključivanje i testiranje. Preuzmite jednostavan program na upravljač kako biste provjerili radi li kontroler. U našem slučaju koristili smo Parallax Prop Plug za preuzimanje softvera na Prop Blade. Nakon što 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 upravljač kontrolirati postavke upravljačkog programa/RGB LED. Opet, za Prop Blade i LED Painter imamo primjere programa na našoj web stranici: Brilldea.com. Sad kad ste završili s elektronikom, prijeđimo na LED diode!

Korak 4: LED sklop

Najdosadniji 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 sustava kako ne biste morali žuriti u zadnji čas kako biste dovršili 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 provjerite veze. Naši sustavi su projektirani u module tako da možemo jednostavno sastaviti sustav na licu mjesta. Sustave je također bilo lakše testirati dok smo ih sastavljali. Na primjer, LED diode za otočni ECC sustav sastavljene su na pločama duljine 1 metar i visine 0,4 metra. Svaka je ploča bila identična pa smo napravili uzorak gdje postaviti LED diode, kako usmjeriti žice i gdje postaviti LED slikar. Ovaj korak je tehnički prilično jednostavan, samo se ponavlja i oduzima puno vremena. Ako koristite RGB LED vrpcu, LED diode možete montirati na površinu uklanjanjem obloge preko ljepljive podloge. Postavite LED diode na čistu površinu. Po potrebi dodajte žice, konektore i pojaseve. 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 sustav sastavite u module, tada ćete morati instalirati svaki modul na njegovo posljednje mjesto. 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 U/I. 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 pozornost na detalje o duljini žice i jačini signala, a mi smo otkrili da bi se međuspremnički krugovi trebali izgraditi kako bi se povećala pouzdanost. Imajte na umu da LED slikar mora biti u blizini kontrolera noža. Instaliranje LED slikara 20 ft od vašeg kontrolera koji koristi 3,3 V DC logičke signale proizvest će loše rezultate ili ih uopće neće imati. Pažljivo razmislite o svojim mjestima za montažu. Jednom kada instalirate LED diode, gotovo ste tamo. U ovom trenutku nema sumnje da ste proveli neki test pri uključivanju i osjetili kako uzbuđenje sustava oživljava!

Korak 5: Završni dodiri

Kad instaliramo sustav, sjedimo i uživamo. Pa, možda još ne. Naravno, postoje problemi koji se pojavljuju tijekom izgradnje i instaliranja sustava pa ćete do ovog trenutka možda morati riješiti neke probleme. Nadajmo se da su glavni problemi otkriveni u postupnim ispitivanjima provedenim tijekom izgradnje. Kad se cijeli sustav podigne, obično je sve u ispravnom stanju. U ovom koraku možete dovršiti montažu i ožičenje komponenti i učiniti sve urednim. Također možete prilagoditi (ili početi pisati!) Svoj upravljački softver. Pisanje softvera jako je zabavno, pogotovo kad dođete do softvera više razine koji opisuje kako LED diode izgledaju. Te rutine nazivam rutinama "slikanja". Prethodno sam spomenuo da svojim sustavom možete upravljati na različite načine. Neki ljudi samo žele uključiti sustav i pustiti ga da sam radi. U ovoj vrsti sustava trebaju postojati unaprijed programirane rutine ili algoritmi za blijeđenje, brisanje ili postavljanje nasumičnih boja na zaslon. 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 sinkronizaciji. 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 računalu, poput Vixen Lights za oblikovanje emisije sa svjetlosnom i glazbenom sinkronizacijom. S LED slikarom, svaki kontrolni kanal može se kontrolirati od isključenja do uključenja u 255 koraka. To omogućuje miješanje boja različitog intenziteta. Ostale stvari koje možete učiniti sa svojim LED sustavom:

• Neka otkrije ritam pjesme i promijeni izgled na temelju toga. To bi podrazumijevalo dodavanje mikrofona u vaš sustav i obradu ulaza.
• Neka detektira video zapise i promijeni izgled na temelju toga, poput Ambilight -a na Philips televizorima s ravnim ekranom. To može uključivati dodavanje računala koje struji video na vaš televizor ili dodavanje web kamere za snimanje slike vašeg televizora.
• Neka se automatski uključi i isključi u određeno vrijeme. To se može temeljiti na dnevnom svjetlu, dobu dana ili otkrivanju da se netko nalazi u prostoriji ili blizu sustava.
• Upravljajte njime putem interneta kako bi svijet mogao uključiti i isključiti LED diode u vašoj dnevnoj sobi.
• Spojite LED zid na prsten za raspoloženje tako da LED zid odražava vaše raspoloženje!

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