LED Matrix VU-Meter: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:15

Ang inspirasyon para sa proyektong ito ay nagmula sa isang malaking electronics youtuber GreatScott, kung saan lumikha siya ng isang LED matrix na may 100 LEDs. Nais kong likhain muli ang proyektong ito kaya't nagpunta ako at lumikha ng isang matrix na may dalawang beses ang bilang ng mga LED.

Gayundin, gusto ko ang hitsura ng musika na ipinapakita na may kulay, iyon ay isang kulay ng organ o isang vu-meter. Kaya alam ko na kahit papaano ay ipoprogram ko ang matrix upang gawin ang isa sa mga epektong iyon.

Gagawa ang proyekto sa mga hakbang na ito:

1. Pagtitipon ng lahat ng Mga Materyales at Kasangkapan
2. Paghahanda ng Backboard
3. Pag-mount sa mga LED
4. Paggawa ng square Foam Grid
5. Paghahanda ng Mga Acrylic Border at Front-board
6. Paggawa ng Controller Board
7. Paggawa ng Mga Aluminium Stands
8. Pinagsama-sama ang lahat
9. Pag-upload ng sketch at pagsubok

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Kinakailangan na Materyales / Tool:

Upang maitayo ang LED Matrix kakailanganin mo ang mga sumusunod na materyales:

• Magagawang LED Strip 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 banda ng Equalizer ng Tunog
• 5V Power supply (Computer PSU)
• Mga elektronikong sangkap (Capacitor, Resistors, Prototype PCB,…)
• MDF backplate - 10mm
• Diffuse white acrylic plexi glass (3mm)
• Itim na acrylic plexi na baso (3mm)
• Foam board (3mm)
• Profile ng plastik na parisukat
• Profile ng Aluminyo T
• Solid core wire na tanso (22AWG) - UTP wire
• Solid core wire na tanso (10AWG) - Mains wire
• Maliit na mga tornilyo ng kahoy
• Wood / Aluminium na pandikit at super-pandikit

Kakailanganin mo rin ang mga sumusunod na tool:

• Mga gamit sa panghinang (Iron, Solder,…)
• Mga pamutol ng wire
• Nakita ni Jig
• Drill (at maliliit na piraso)
• X-Acto na kutsilyo
• Angle gilingan / pamutol
• Mainit na baril ng pandikit + mga pandikit na pandikit
• 1m Tagapamahala
• Gunting

Hakbang 2: Ihanda ang Backboard:

Simulan natin ang proyektong ito sa pamamagitan ng paggawa ng pangunahing back-board kung saan ay idikit namin ang mga LED sa paglaon. Para sa materyal na ginamit ko ang 10mm MDF (Medium-density fiberboard) at iyon ay dahil nakahiga ako at perpekto ito sapagkat ito ay matigas ngunit madaling gupitin.

Una, iguhit ang hugis ng rektanggulo sa plato gamit ang isang pinuno at isang lapis upang mayroon kang mga linya ng gabay na susundan kapag pinuputol. Ang rektanggulo na shoud ay may mga susunod na sukat: 65, 5cm x 32, 5cm. Dapat mong gawin ang parihaba bilang parisukat hangga't maaari upang magkasya ang mga hangganan ng acrylic na lilikha namin sa paglaon.

Susunod, gupitin ang hugis sa tulong ng isang Jig-saw (o isang handsaw). Gumawa ng tuwid na pagbawas hangga't maaari.

Pagkatapos ng paggupit, linisin nang kaunti ang mga gilid ng ilang papel de liha upang maging makinis at tuwid ang mga ito.

Ngayon gamitin ang ruller upang gumuhit ng isang grid na makakatulong sa amin na ilagay ang mga LED sa susunod na hakbang. Iguhit ang unang hilera 16, 25mm sa itaas ng pisara, pagkatapos ay gumuhit ng mga hilera tuwing 32, 5mm. Ang unang haligi ay 16, 38mm mula sa kaliwa ng board, bawat susunod na haligi ay 32, 75mm mula sa huling isang. Kapag natapos, dapat kang magkaroon ng 10 mga hilera at 20 mga haligi nang pantay-pantay na puwang…

Hakbang 3: I-mount ang LEDs:

Para sa proyektong ito kakailanganin mo ang 4 na metro ng indibidwal na adressable LED's na sa aking kaso ay dumating sa 4 na rolyo ng 60 LEDs bawat metro at binigyan ako ng 240 LEDs (200 kinakailangan).

Magsimula sa pamamagitan ng pagputol ng bawat LED sa pad kung saan ito ay kukupitin. Maaari kang gumamit ng gunting o mga wire cutter upang i-cut ito.

Susunod, gumamit ng ilang superglue sa ilalim ng bawat LED at idikit ang mga ito sa grid na iginuhit namin sa nakaraang hakbang (kung saan ang mga linya ay lumusot). Magbayad ng pansin sa mga arrow sa LED - kailangan nilang ma-orientate sa parehong paraan sa hilera na iyon. Sa bawat susunod na hilera, babaliktad ang oryentasyon upang magkaroon kami ng isang tuluy-tuloy na landas.

Dumarating na ang paghihinang - maraming paghihinang:

Kailangan naming ikonekta ang lahat ng mga LED nang sama-sama sa tamang paraan. Kunin ang iyong manipis na solidong core wire na tanso (sa aking kaso gumamit ako ng mga UPT wires) at simulang maghinang ng lahat ng mga pahalang na LED sa pamamagitan ng pagkonekta sa GND -> GND, DO (data out) -> DI (data sa), 5V -> 5V. Pagdating sa dulo ng hilera, ikonekta lamang ang huling (DO) sa (DI) sa LED na nasa ibaba ng susunod na hilera.

Ngayon ay mag-drill kami ng ilang mga vetical hole sa gitna kaya magdadala kami ng lakas sa mga LED. Mag-drill ng isang butas bawat LED sa row na iyon upang magkaroon ka ng power comming sa bawat hilera. Kailangan nating magkaroon ng maramihang mga puntos ng kuryente dahil magkakaroon ng masyadong malaking pagbagsak ng boltahe sa huling mga LED. Ngayon ilagay ang makapal na tanso wire sa bawat butas at panghinang sa coresponding power pin.

I-flip ang board at i-conect ang lahat ng ground at + 5v na mga wire na dumarating sa mga butas. Gumamit ng mas makapal na kawad na tanso. Ikonekta din ang dalawang insulated na mga wire sa mga riles ng kuryente - ang mga iyon ay makakonekta sa Controll Board.

Ang huling bagay ay upang mag-drill ng isang butas sa unang LED, maglagay ng isang wire (ang isang ito na may pagkakabukod) sa pamamagitan nito at solder ito sa DI (data sa) sa unang LED na iyon.

Hakbang 4: Gawin ang Square Foam Grid:

Sa hakbang na ito ay gagawin namin ang grid ng bula na kumikilos bilang isang barrirer para sa ilaw na mai-reflflect sa diffuse acrylic bilang isang pixel para sa bawat LED.

Kunin ang iyong 3mm foamboard at gupitin ang dalawang hanay ng iba't ibang mga piraso. Kakailanganin mo ang 9 na mahaba at 19 na maikli.

Susunod, kakailanganin mong i-cut ang ilang mga groves sa mga strips na sa paglaon ay magamit upang sumali sa haba at maikling mga piraso. Ang mga halamanan ay kailangang 3mm ang lapad at 25mm ang haba. Sa mahabang strip kailangang may 19 at sa mga maiikling 9 na uka. Tingnan ang Foam_Grid.pdf para sa mas detalyadong mga tagubilin.

Sumali ngayon sa mga piraso, ilagay ang mga maiikling patayo at ang mga pahalang na pahalang.

Kung mayroon kang puting foamboard kakailanganin mong pintura ang buong grid na itim upang ang ilaw ay hindi maipasa sa susunod na pixel.

Hakbang 5: Prepeare Acrylic Border at Front-board:

Ang ilaw na nagmumula sa LED ay kailangang maikalat sa isang semi-transparent na materyal upang makakuha ng isang parisukat na naghahanap ng pixel na hugis. Para doon gagamitin namin ang 3mm puting acrylic plate na puputulin namin sa parehong sukat ng aming back-board: 65, 5cm x 32, 5cm. Iyon ang magiging front-board namin.

Ngayon kailangan naming gawin ang mga hangganan na magkakasama sa harap at sa likod ng board. Gagawin ito sa labas ng 3mm black acrylic. Sa aking kaso, wala akong anumang acrylic sa bahay kaya nakuha ko ang mga hangganan mula sa isang kumpanya at pinutol sila ng laser upang tumugma sa laki ko. Kung wala kang isang magagamit na kumpanya / laser magkakaroon ka ng acrylic at gupitin ang mga piraso sa pamamagitan ng kamay.

Kailangan mong magkaroon ng dalawang 66, 3cm at dalawang 32, 3cm ang haba ng mga piraso, parehong 3, 8cm ang lapad.

Sa mga dulo kailangan mong gumawa ng mga ginupit na pagbawas upang ang mga hangganan ay maupo nang maayos. Sa mahabang dalawang hangganan kailangan mong gumawa ng isang 10mm uka sa gitna at sa maikling dalawa kailangan mong gumawa ng isang 10mm na tab sa gitna. Ginagawa mo ang tab sa pamamagitan ng paggupit ng dalawang mga uka sa magkabilang panig kung saan lumikha ka ng isang uka sa mahabang hangganan. Muli, mayroon kang Border.pdf para sa higit pang mga tagubilin.

Kailangan mo ring mag-drill ng ilang mga butas para sa pag-ikot ng mga hangganan sa back-plate mamaya. Mag-drill ng 3mm hole 5mm mula sa dulo (upang ang tornilyo ay pagkatapos ay pumunta sa gitna ng backboard). Mag-drill ng 3 butas sa mga maikling hangganan at 4 na butas sa mga mahaba. Pantay pantay ang mga ito.

Ang huling bagay ay upang ihanda ang mga plastic square profile na magbubuklod sa mga hangganan sa front-board at bigyan din ang matrix ng magandang hitsura ng bezel. Gupitin ang dalawang 66, 5cm at dalawang 32, 5cm ang haba ng mga piraso. Gupitin ngayon ang isang 45 ° anggulo sa bawat gilid upang ang mga bezel ay mamaya maayos na umupo.

Hakbang 6: Gawin ang Controller Board:

Ang pangunahing microcontroller para sa pagmamaneho ng LEDs ay magiging isang Arduino NANO. Dahil gusto namin ang aming matrix na ipakita ang isang Vu-meter, kailangan naming kahit papaano makuha ang signal ng audio sa controller. Para doon gagamit kami ng isang IC - MSGEQ7 - iyon ay isang 7 band audio graphic equalizer.

Mayroong ilang iba't ibang mga paraan na maaari mong gawin ang board ng controller:

1. Gawin ang circuit sa isang Breadboard (Hindi kinakailangan ng paghihinang)
2. Gawin ang circuit sa isang prototype board
3. Gumawa ng iyong sariling PCB sa pamamagitan ng pag-ukit nito
4. Mag-order ng iyong PCB mula sa isang tagagawa

Ginawa ko ang aking board sa isang prototype board at isasama ko ang eskematiko at ang file ng board upang mapili mo kung aling paraan ang nais mong likhain ang iyong board.

Narito ang isang mahusay na Instructalbe kung nais mong mag-ukit ng iyong sariling board: PCB Etching

Hakbang 7: Gawin ang Mga Aluminyo na Nakatayo:

Para sa aming matrix na tumayo nang mag-isa, kailangan naming gumawa ng isang bagay upang suportahan ito nito at hindi mahulog. Ito ay isang simpleng disenyo ngunit natatapos nito ang trabaho.

Kunin ang iyong T hugis na profile sa aluminyo at gupitin ang dalawang haba ng 30cm.

Ngayon gumawa ng isang V slot 10cm mula sa isa sa dulo.

Bend ang profile na 90 ° kung saan ang slot ng V at tapos na ang mga stand.

Nagdagdag din ako ng isang turnilyo at isang nut para sa tigas.

Hakbang 8: Magtipon ng Lahat ng Magkasama:

Mayroon na kaming bawat bahagi ng matrix na handa na upang pagsamahin

Magsimula sa pamamagitan ng pagsali sa mga hangganan gamit ang front-board. Gagamitin namin ang mga profile ng plastik na parisukat na naihanda namin nang mas maaga. Gumamit ng mainit na pandikit upang idikit ang 3 mga sangkap nang magkasama (border - square profile - front-board).

Ngayon ay ihanay ang lahat at gumamit ng isang maliit na maliit na drill bit upang mag-drill ng mga butas ng piloto. Maaari na nating i-tornilyo ang lahat nang magkasama gamit ang mga kahoy na turnilyo.

Pandikit natin sa mga stand ng aluminyo gamit ang ilang aluminyo / kahoy na pandikit. I-allign silang pareho ng 10cm mula sa gilid.

Maaari na nating i-tornilyo sa board ng controller at i-wire ang huling ilang mga bagay. Ang wire na aming pinaghinang sa data sa unang LED ay papunta sa terminal sa board na nagsasabing "OUT".

Kailangan namin ngayon upang maiugnay ang lahat ng mga bakuran at ang + 5v na magkasama gamit ang mas makapal na tanso na tanso. Maghinang ng dalawang insulated na mga wire sa lupa at + 5v at ikonekta ang mga ito sa kaukulang mga pin sa control board. Nagdagdag din ako ng isang 470uF capacitor upang makinis ang boltahe nang kaunti.

Ang huling bagay ay upang ikonekta ang lakas mula sa power supply (ground at + 5v dc).

Hakbang 9: I-upload ang Sketch at Pagsubok:

Handa na kami ngayon para sa pagsubok

I-upload ang sketch na isinama ko at kumonekta ng isang audio cable sa mga audio pin. I-plug ang suplay ng kuryente at i-play ang ilang musika. Ang Vu-meter ay dapat magsimulang magpakita.