Ambient LED Wall Clock: 11 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Kamakailan nakita ko ang maraming mga tao na nagtatayo ng malalaking LED matrices na mukhang ganap na maganda, ngunit ang alinman ay binubuo ng mga kumplikadong code o mamahaling mga bahagi o pareho. Kaya naisip kong magtayo ng aking sariling LED matrix na binubuo ng napakamurang mga bahagi at napakadaling maunawaan ang code, na bagaman medyo maliit. Maaari rin itong kumilos bilang isang wall clock, na kapaki-pakinabang para sa mga taong ayaw ng isang malaking display na nakahiga lamang sa pagpapakita ng mga nakakatuwang animasyon.

Ang aking hangarin sa proyektong ito ay huwag isama ang anumang mga kagamitan sa paghihinang o kapangyarihan upang ang proyektong ito ay ma-access ng maraming tao.

Ang proyektong ito ay inirerekomenda sa mga taong may pangunahing kaalaman sa electronics, coding at para sa mga taong may kaunting karanasan sa pagtatrabaho sa acrylic:).

Hakbang 1: Pagtitipon ng Lahat ng Mga Kasangkapan at Mga Materyales sa Gusali

Mga tool:

1. Isang hacksaw
2. Isang tool sa pagmamarka ng acrylic
3. Isang simpleng drill sa kamay (Gagawa rin ang isang de-kuryenteng)
4. 12mm drill bit o isang step drill bit
5. Isang pares na striper ng wire
6. Isang pares ng mga dayagonal na pamutol
7. Isang pares ng gunting
8. Isang hudyat o marker
9. Isang baril na hotglue
10. Papel de liha

Mga materyales sa gusali:

1. Electrical tape
2. Dalawang sangkap na malagkit
3. Superglue o cyanoacrylate
4. Mainit na pandikit

Hakbang 2: Pagtitipon ng Lahat ng Mga Bahagi

Mga Bahagi:

1. 50 pcs WS2811 led chain (3 Sets)
2. Arduino UNO
3. Module ng DS3231 RTC
4. Pansamantalang paglipat ng metal na may LED
5. Jumper wires
6. 5V 10A supply ng kuryente
7. Isang DC jack
8. Multi-strand wire (16awg)
9. 3 mm opal (translucent white) acrylic sheet
10. 4 cm OD, manipis na wall PVC pipe (10 Meters)
11. Itim na 6 mm acrylic

Hakbang 3: Pagputol sa Mga Pipe ng PVC hanggang Haba

Sa hakbang na ito ay puputulin namin ang tubo ng PVC sa mas maliit na mga silindro. Ang mga maliliit na silindro ng PVC pipe na ito ay kikilos bilang mga divider sa pagitan ng mga pixel, dahil ayaw namin ang ilaw ng isang LED na dumugo sa buong display. Ang mga LED ay uupo sa loob ng mga silindro na ito at titiyakin nito na ang ilaw na nagmumula sa bawat LED ay nakatuon sa isang partikular na rehiyon at hindi dumudugo sa iba pang mga pixel.

Upang makamit ang mesh ng mga pipa ng PVC, kailangan muna nating putulin ang mga pipa ng PVC sa maliit na mga silindro na magkapareho ang haba. Pinili namin ang isang haba ng 6 cm bilang taas ng mga silindro ngunit maaari kang pumili ng anumang taas sa paligid ng 6 cm na maginhawa para sa iyo. Siguraduhin lamang na ang lahat ng mga silindro ay may parehong taas.

Mga Hakbang:

1. Gumamit ng anumang mga kahon o libro upang makamit ang taas na 6 cm (o anumang bagay sa paligid ng 6 cm).
2. Panatilihin ang isang marker nang pahalang sa kahon, hawakan ang tubo ng PVC sa isang pader at gawin ang dulo ng marker na hawakan ang tubo. Paikutin ang PVC pipe nang dahan-dahan gamit ang suporta ng pader upang makagawa ng isang maayos at seamless na linya sa paligid ng tubo.
3. Gupitin sa linya gamit ang isang hacksaw. Tinitiyak na ang mga hiwa ay tuwid hangga't maaari, na magiging susi sa kalidad ng pagsasabog.
4. Kung mayroong anumang mga burrs / hindi pantay sa gilid ng silindro maaari kaming gumamit ng isang papel de liha o kahon ng pamutol upang malubha ang isang panig. Ang pag-debug ng isang panig ay sapat na subalit ang pag-deburr ng magkabilang panig ay magiging isang magandang-magkaroon.
5. Kung mayroon ka lamang isang sira na panig na markahan ang panig na iyon ng isang "D". Ang panig na iyon ay haharap patungo sa sheet ng diffuser at sa kabilang panig na may isang "L" na nagpapahiwatig sa gilid na ilalagay ang LED. Kung na-deburred mo ang magkabilang panig maaari mong makita ang alinmang panig na umupo nang mas patayo sa sahig at markahan ang panig na iyon ng isang "D" at ang kabilang panig ay may "L"
6. Ulitin 134 beses:)

Hakbang 4: Pagdikit ng Lahat ng Mga Pipe ng PVC

Ngayon habang pinuputol namin ang lahat ng mga tubo hanggang sa haba, maaari nating idikit ang mga ito sa isang malaking mata. Para sa pagdikit ng lahat ng mga tubo ay gumagamit kami ng cyanoacrylate na karaniwang kilala bilang superglue.

Mga Hakbang:

1. Nagsisimula kami sa pamamagitan ng pagdikit ng dalawang tubo nang magkasama. Panatilihin ang dalawang tubo na parehong pahalang sa mesa. Tiyaking pareho silang nakaupo sa flush sa mesa at sa gilid na may nakasulat na "D" na mukha sa parehong paraan at nasa parehong antas. Kapag nakahanay ang lahat, maaari naming ilagay ang 1-2 patak ng superglue sa pagitan ng mga tubo.
2. Para sa pagdikit ng pangatlong tubo, sundin ang parehong mga hakbang tulad ng ibinigay sa itaas. Panatilihin ang nakadikit na mata sa isang mesa at ilagay ang pangatlong tubo sa itaas ng mga ito. Tiyaking ang panig na "D" ng mga tubo ay nakaharap sa parehong direksyon at sa parehong antas. Mag-apply ng 1-2 patak ng superglue sa bawat seam. Kung nagawa mo nang tama ang lahat, kapag itinatago mo ang mesh nang patayo, na nakaharap pababa ang "D", hindi dapat magkaroon ng anumang paggalaw ng tumba at ang buong istraktura ay dapat na nakaupo sa flush sa mesa.
3. Para sa pagdidikit ng pang-apat na tubo at ang natitirang mga tubo madali nating maitatago ang tatlong nakadikit na mga piraso patayo (na may nakaharap na "D" na pababa syempre ^ _ ^) at ilagay ang ika-apat na tubo sa anumang bahagi ng tatlong nakadikit na mga piraso. Siguraduhin na ang mukha ng "D" ay pareho. Pagkatapos ay maaari lamang naming kola ang ika-apat na piraso sa tatlong nakadikit na mga piraso, ang pareho ay maaaring ulitin para sa natitirang mga tubo upang makamit ang isang istraktura tulad ng ipinakita sa itaas.

Hakbang 5: Pagputol ng Acrylic

Upang maputol ang sheet ng acrylic, markahan ang nais na mga hugis gamit ang mga sukat na ibinigay sa imahe. Kung hindi man, maaari mong mai-print ang mga ibinigay na SVG file at ilakip ang mga pahina sa tuktok ng acrylic sheet at gamitin iyon bilang isang gabay sa paggupit.

Tandaan: Maaaring magbago ang mga sukat kung gumamit ka ng ibang diameter para sa mga pipa ng PVC

Mga Hakbang:

1. Kung gumagamit ka ng mga printout ng mga SVG file, idikit ang mga naka-print na pahina sa mga sheet ng acrylic gamit ang anumang pandikit na stick o idikit lamang ito sa acrylic gamit ang isang piraso ng tape.
2. Kung hindi mo balak na gamitin ang mga naka-print na pahina maaari mong gamitin ang mga ibinigay na sukat sa itaas upang markahan ang mga hugis sa acrylic sheet.
3. Gumamit ng tool sa pagmamarka upang puntos ang mga linya upang mabawasan. Kalidad hanggang sa ang iskor ay halos kasing lalim ng kalahati ng kapal ng acrylic sheet.
4. Kapag tapos na ang pagmamarka, panatilihin ang linya ng puntos sa gilid ng isang mesa at maglapat ng matalim na presyon sa gilid ng acrylic sheet na nakabitin sa hangin. Dadalhin nito ang sheet ng acrylic kasama ang linya ng puntos. Kung ang dami ng kinakailangang presyon upang mai-snap ang acrylic ay masyadong mataas pagkatapos subukang gumawa ng mas maraming mga marka sa linya habang gumagamit ng mas maraming presyon upang puntos.
5. Gawin ito para sa lahat ng kinakailangang pagbawas.
6. Ang paggamit ng isang 12 mm drill bit gumawa ng isang butas sa isa sa mga panel ng gilid para sa pindutan ng push

Hakbang 6: Pagdikit ng Frame sa Mesh

Ang hakbang na ito ay lubos na tuwid. Kami ay nakadikit at acrylic frame sa PVC mesh na nilikha namin. Dahil ang mga tubo ng PVC ay mukhang pangit pinagsasama namin ang mga ito sa isang magandang kaso ng acrylic.

Mga Hakbang:

1. Ilagay ang PVC pipe mesh sa sahig habang tinitiyak na ang gilid ng mga "D" ay nakaharap.
2. Maaari mong ilagay ang panel sa gilid na may pindutan sa anumang panig na nais mo. Nagpasya kaming pumunta sa kanang ibaba.
3. Ilagay ang lahat ng mga acrylic panel sa paligid ng PVC mesh habang tinitiyak na nakaupo sila sa flush sa sahig. Tiyaking ang panig na may nakasulat na "D" sa mga piraso ng Acrylic ay nakaharap sa sahig. Gumawa ng anumang mga pagbabago sa laki ng mga acrylic sheet kung kinakailangan.
4. Gumamit ng tape upang hawakan ang lahat ng mga piraso ng acrylic, o hilingin sa isang kaibigan na tumulong sa pamamagitan ng paghawak ng mga piraso ng acrylic sa mesh.
5. Gumamit ng ilang sobrang pandikit o 2 sangkap na malagkit upang ipako ang lahat ng mga sheet ng acrylic sa PVC pipe mesh.

Tandaan: Kung nagpaplano kang i-mount ang display na ito ang dami ng pandikit na dapat mong gamitin ay dapat na mas kaunti kaysa sa dati dahil ang buong timbang ay susuportahan sa isang acrylic panel at hindi mo nais na yumuko o mas masahol pa, mahulog hiwalay

Hakbang 7: Pagdikit ng Lahat ng mga LEDs Sa Loob ng PVC Mesh

Tulad ng dami ng nakakapagod na trabaho ay dapat na ito ang huling proseso na masinsinang gumana,

Mga Hakbang:

1. Bago magsimula sa proseso ng pagdikit, ilatag ang mga LED chain sa lupa nang sunud-sunod. Ang bawat LED chain ay may 50 LEDs. Ilagay ang pagsisimula ng susunod na kadena kung saan nagtatapos ang nakaraang kadena. Ngayon, ikonekta ang mga konektor ng JST na lalabas sa huling LED ng nakaraang kadena sa unang LED ng susunod na kadena. Sa pamamagitan nito, dapat kang magkaroon ng 150 LED na haba ng kadena.
2. Ngayon ay maaari mong maiinit na pandikit ang unang pinangunahan sa pinakamataas at pinaka-kaliwang tubo ng PVC tulad ng ipinakita sa itaas. Upang makilala ang unang LED ng kadena, hanapin ang LED na may isang konektor na lalabas dito tulad ng ipinakita sa larawan na nagpapakita ng pagdikit ng unang LED.
3. Matapos idikit ang una ito ay isang bagay lamang sa pagsunod sa nabanggit na diagram upang maitakip ang lahat ng mga LED sa kani-kanilang mga lugar, halimbawa ang pangalawang LED ay pupunta sa tubo sa tabi mismo nito
4. Matapos mong makumpleto ang unang hilera sa pamamagitan ng pagdikit ng lahat ng mga LED sa unang hilera, maaari kang magsimula sa pangalawang hilera, ang unang pinangunahan ng pangalawang hilera ay pupunta sa tubo na kaagad sa kanan at ilalim ng mga unang hilera LED tulad ng ipinakita sa gabay
5. Sa pamamagitan ng pag-ulit ng prosesong ito punan ang natitirang mga tubo ayon sa ibinigay na gabay.
6. Matapos mong makumpleto ang pagdikit ng lahat ng mga LED sa kani-kanilang mga tubo, magkakaroon ka pa rin ng ilang mga LED na natitira maaari mong simpleng hiwa ng kawad na lalabas sa huling pinangunahan upang alisin ang labis na mga LED.
7. Matapos ang paggupit ng kawad maaari kang gumamit ng electrical tape upang ihiwalay ang mga wire na lumalabas sa huling pinangunahan upang hindi sila makalikha ng anumang shorts

Hakbang 8: Pamamahagi ng Lakas sa Lahat ng mga LED

Mula sa hakbang na ito pasulong ay magtutuon kami sa elektrikal na bahagi maliban sa ilang mga menor de edad na gluing na aktibidad.

Mga Hakbang:

1. Makikita mo na mayroon kang 3 pares ng pula at puting mga cable na lalabas sa panimulang LED ng bawat indibidwal na kadena.
2. Ikonekta ang lahat ng mga pulang wire nang magkasama gamit ang isang makapal na multi-strand wire. Maaari mong gawin ito sa pamamagitan lamang ng pag-ikot ng mga dulo ng mga wire o paghihinang na magkasama alinman ang maginhawa para sa iyo. Makakakuha ka ng magkaparehong mga resulta sa parehong mga kaso.
3. Gawin ang pareho sa lahat ng mga puting wires. Siguraduhing gumamit ng isang makapal na multi-strand wire, mas mabuti ang ibang kulay, upang makilala ang pagitan ng mga polarities.
4. Sa huli dapat kang magkaroon ng 2 wires na lalabas sa buong display para sa positibo at negatibo
5. Ikonekta ang mga makapal na multi-strand wires na ito sa jack ng DC sa pamamagitan ng pag-ikot ng mga dulo o paghihinang. Siguraduhing insulate ang mga dulo ng isang piraso ng electrical tape.

Hakbang 9: Pag-kable ng Arduino

Sa hakbang na ito makukumpleto namin ang lahat ng mga koneksyon sa kuryente.

Tandaan: Ang iyong pindutan ng push ay maaaring hindi dumating sa mga pre soldered wires, maaaring kailanganin mong solder ang mga ito o iikot lamang ang mga ito sa lugar, alinman ang maginhawa para sa iyo. Insulate ang mga koneksyon gamit ang ilang electrical tape. Kung ang sa iyo ay hindi nagmumula sa mga paunang solder na mga wire maaari mong sundin ang pinout diagram na ibinigay sa itaas upang makilala ang kani-kanilang mga pin.

Gamitin ang lalaki hanggang babae at lalaki hanggang lalaki na mga wire upang magawa ang lahat ng kinakailangang koneksyon sa Arduino UNO tulad ng inilarawan sa ibaba.

1. Ikonekta ang module ng DS3231 RTC sa Arduino

• Ikonekta ang VCC ng RTC Module sa VIN ng Arduino
• Ikonekta ang SDA ng RTC Module sa Pin A4 sa Arduino
• Ikonekta ang SCL ng RTC Module sa Pin A5 sa Arduino
• Ikonekta ang GND ng RTC Module sa GND pin sa Arduino

2. Ikonekta ang module ng Push button sa Arduino.

Upang makilala ang iba't ibang mga pin sa pindutan ng push, gawin ang mga sumusunod. Ang pin na may tanda na "+" sa tabi nito ay ang Button LED (+) pin at ang nasa tapat nito ay ang Button LED (-) pin. Ang dalawa pang pin ay ang mga pindutan ng Button.

• Ikonekta ang anumang isang pindutan ng pin sa Pin 13 ng Arduino
• Ikonekta ang iba pang mga pindutan ng pindutan sa Pin 12 ng Arduino
• Ikonekta ang LED Button (-) sa Pin 11 ng Arduino
• Ikonekta ang Button LED (+) sa Pin 10 ng Arduino

3. Ikonekta ang LED chain sa Arduino UNO

Kilalanin ang panimulang LED ng kumpletong LED chain.

• Ikonekta ang pulang kawad ng konektor sa 5V power supply
• Ikonekta ang Green wire ng konektor sa Pin 5 ng Arduino
• Ikonekta ang White wire ng konektor sa Ground

Matapos matapos ang mga kable, maaari mong ma-secure ang pindutan ng push sa gilid ng build side panel sa pamamagitan ng pangkabit ng pindutan gamit ang ibinigay na nut.

Tandaan: Gumamit kami ng mainit na pandikit sa mga koneksyon upang matiyak na hindi sila lalabas habang ito ay tapos na at nakasalalay sa isang istante

Hakbang 10: Programming ang Arduino

Para sa pagprograma sa Arduino ay naibagsak namin ang code sa ibaba, ang code ay mahusay na nagkomento at medyo nagpapaliwanag, kung hindi mo nais ang anumang pagpapaandar o nais mong magdagdag ng ilan sa iyong sarili dapat na talagang madali itong baguhin.

Kung nagpaplano ka sa paggamit ng code nang hindi binabago ang code mismo, mayroon lamang isang parameter na kailangan mong itakda kung alin ang oras. Ang mga tagubilin upang itakda ang oras ay ibinigay sa code.

Habang ina-upload ang code dapat mong tiyakin na mayroon kang FastLED library at DS3231 library na naka-install sa iyong Arduino IDE.

Hakbang 11: Tapos Na ang Lahat

Halos tapos na tayo sa aming pagbuo, Sa hakbang na ito tatapusin lamang natin ang lahat ng maliliit na bagay na natira.

Pamamahala ng electronics

Ang electronics ay magmukhang mas magulo at marahil ay maaaring idiskonekta ang kanilang sarili kung hindi sila nakadikit nang maayos sa lugar. Ito ay isang bagay na maaaring napakadali iwasan ng pagdikit ng lahat ng mga electronics sa loob ng aming enclosure.

Maaari kang magsimula sa pamamagitan ng pagdikit ng Arduino sa base ng display at ang module ng DS3231 sa din sa base ng display. Ang DC jack ay maaaring nakaposisyon kung saan ito ay pinaka-maginhawa na isinasaalang-alang kung saan mo nais na mai-mount ang build, ang haba ng wire ng power supply at iba pang mga katulad na kadahilanan.

Pag-mount sa dingding (opsyonal)

Kung nais mong i-mount ang display na ito sa dingding maaari mong i-drill ang mga butas na 5mm sa tuktok na plato at ilakip ang ilang mga "L" clamp sa tuktok na plato na may ilang mga M5 bolts, washer at nut, na magbibigay ng mga butas na nakakabit upang mai-mount ito sa isang pader Kung balak mong itago ito sa isang istante tulad ng ginawa namin, hindi mo kailangang idagdag ang mga clamp na "L" para sa pag-mount.

Pagdidikit ng sheet ng diffuser

Ang huli at pinakamadaling hakbang ay upang idikit ang diffuser sheet sa aming malaking PVC mesh. Suriin na tinanggal mo ang plastic protection sheet sa acrylic sheet bago magpatuloy. Gumamit ng 10-15 patak ng mainit na pandikit na kumalat sa sheet at pindutin ito laban sa mata upang idikit ang sheet. Gumagamit kami ng mainit na pandikit dahil madali itong matanggal sa isang simpleng paghila para sa anumang pag-aayos.

PS: Ang pagbabalat ng plastic protection sheet na off ng acrylic sheet ay ang pinaka-kasiya-siyang bahagi ng pagbuo.

Back plate (opsyonal)

Kung nais mo ang likod na bahagi ng matrix na maging medyo mas matikas, maaari mong i-cut ang isang piraso ng 6mm black acrylic na may parehong sukat tulad ng diffuser sheet at idikit ito sa likod ng matrix gamit ang ilang mainit na pandikit

Tapos na

Ngayon ay dapat kang magkaroon ng isang ganap na functional LED matrix na mukhang mahusay sa oras ng araw at kamangha-manghang sa oras ng gabi. Taos-puso kong pinahahalagahan kung nagawa mo ito hanggang dito. Dahil ito ang aking unang maituturo mayroong maraming mga bagay na dapat mapabuti, lalo na ang mga larawang kinunan ko ay hindi pinakamahusay, na tiyak kong susubukan at mapapabuti sa hinaharap na mga itinuturo (PS: Ang camera ng aking telepono ay hindi talaga gumagawa ng hustisya sa display na ito dahil mukhang mas cool ito sa totoong buhay). Kung nakikipagtulungan ka, inaasahan kong nasiyahan ka sa pagbuo at nagkaroon ng masayang oras. Malugod na tinatanggap ang mga pagpapabuti at talagang hindi ako makapaghintay upang makita kung ano ang maaari mong pagbutihin at gawin nang iba ^ _ ^