LED Matrix VU-Meter: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Inspirasjonen til dette prosjektet kom fra en stor elektronikkyoutuber GreatScott, hvor han laget en LED -matrise med 100 lysdioder. Jeg hadde veldig lyst til å gjenskape dette prosjektet, så jeg gikk og laget en matrise med dobbelt så mange lysdioder.

Jeg elsker også utseendet på musikk som vises med farger, det er et fargeorgan eller en vu-meter. Så jeg visste at jeg på en eller annen måte ville programmere matrisen til å gjøre en av disse effektene.

Prosjektet vil bli utført i disse trinnene:

1. Samler alle materialer og verktøy
2. Forbereder bakplaten
3. Montering av lysdiodene
4. Gjør det firkantede skumgitteret
5. Prepearing akrylkanter og frontplate
6. Gjør kontrollerkortet
7. Lag aluminiumsstativ
8. Samler alt sammen
9. Laster opp skissen og tester

Trinn 1: Saml de nødvendige materialene/verktøyene:

For å bygge LED Matrix trenger du følgende materialer:

• Adresserbar LED Strip 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -bånds lydutjevning
• 5V strømforsyning (datamaskin -PSU)
• Elektroniske komponenter (kondensatorer, motstander, prototype PCB, …)
• MDF bakplate - 10 mm
• Spredt hvitt akryl plexiglass (3 mm)
• Svart plexiglass i akryl (3 mm)
• Skumplate (3mm)
• Firkantet profil i plast
• Aluminium T -profil
• Massiv kjernekobbertråd (22AWG) - UTP -ledning
• Massiv kjernekobbertråd (10AWG) - Nettledning
• Små treskruer
• Lim av tre/aluminium og superlim

Du trenger også følgende verktøy:

• Loddeutstyr (jern, lodding, …)
• Avbitertang
• Jig så
• Drill (og små biter)
• X-Acto kniv
• Vinkelsliper/kutter
• Varm limpistol + limpinner
• 1m linjal
• Saks

Trinn 2: Forbered bakplaten:

La oss starte dette prosjektet med å lage hovedplaten som vi vil lime LEDene på senere. For materialet brukte jeg 10 mm MDF (Medium-density fiberboard), og det var fordi jeg hadde det liggende og det var perfekt fordi det var sturdy, men lett å kutte.

Tegn først formen på rektangelet på tallerkenen med en linjal og en blyant, slik at du får retningslinjer å følge når du skjærer. Rektanglet skal ha de neste dimensjonene: 65, 5cm x 32, 5cm. Du bør gjøre rektangelet så firkantet som mulig, slik at akrylrammene vi skal lage senere vil passe.

Skjær deretter ut formen ved hjelp av en Jig-sag (eller en håndsag). Gjør så rette snitt som mulig.

Etter kutting, rengjør kantene litt med litt sandpapir, så de blir glatte og rette.

Bruk nå rulleren til å tegne et rutenett som vil hjelpe oss med å plassere lysdiodene i neste trinn. Tegn den første raden 16, 25 mm under toppen av brettet, og teg deretter rader hver 32, 5 mm. Den første kolonnen er 16, 38 mm fra venstre på brettet, hver neste kolonne er 32, 75 mm fra den siste. Når du er ferdig, bør du ha 10 rader og 20 kolonner jevnt fordelt …

Trinn 3: Monter lysdiodene:

For dette prosjektet trenger du 4 meter med individuelt adresserbare lysdioder som i mitt tilfelle kom i 4 ruller med 60 lysdioder per meter, og det ga meg 240 lysdioder (200 nødvendig).

Start med å kutte hver LED på puten der den skal klippes. Du kan bruke saks eller wire cutters til å klippe dem.

Deretter bruker du litt superlim under hver LED og limer dem på rutenettet vi tegnet i forrige trinn (der linjene krysser hverandre). Vær oppmerksom på pilene på lysdiodene - de må orienteres på samme måte i den raden. I hver neste rad vendes retningen slik at vi får en sammenhengende bane.

Nå kommer lodding - mye lodding:

Vi må koble alle lysdiodene sammen på riktig måte. Skaff deg den tynne kobbertråden i solid kjerne (i mitt tilfelle brukte jeg UPT -ledninger) og begynn å lodde alle de horisontale lysdiodene ved å koble til GND -> GND, DO (data out) -> DI (data in), 5V -> 5V. Når du kommer til slutten av raden, kobler du bare den siste (DO) til (DI) på LED -en som er nedenfor i neste rad.

Nå skal vi bore noen veterinærhull i midten, så vi får strøm til lysdiodene. Bor ett hull per LED i den raden, slik at du får strøm til hver rad. Vi må ha flere strømpunkter fordi det ellers ville være for stort spenningsfall på de siste lysdiodene. Sett nå den tykke kobbertråden i hvert hull og loddetinn til tilsvarende strømstift.

Snu brettet rundt og koble til alle jord- og +5v -ledninger som kommer gjennom hullene. Bruk den tykkere kobbertråden. Koble også to isolerte ledninger til strømskinnene - de kobles deretter til kontrollpanelet.

Det siste er å bore et hull ved den første LED -en, sette en ledning (denne med isolasjonen på) gjennom den og lodde den til DI (data in) på den første LED -en.

Trinn 4: Lag Square Foam Grid:

I dette trinnet skal vi lage skumgitteret som vil fungere som en barrierer for lyset som skal reflekteres på den diffuserte akrylen som en piksel for hver LED.

Skaff 3 mm skumplater og skjær ut to sett med forskjellige strimler. Du trenger 9 lange og 19 korte.

Deretter må du kutte noen lunder i stripene som senere skal brukes til å feste de lange og korte strimlene. Lundene må være 3 mm brede og 25 mm lange. På den lange stripen må det være 19 og på de korte 9 sporene. Se Foam_Grid.pdf for mer detaljerte instruksjoner.

Sett sammen strimlene, sett de korte loddrette og de lange horisontale.

Hvis du har hvitt skumplate, må du male hele rutenettet svart, slik at lyset ikke passerer gjennom til neste piksel.

Trinn 5: Prepeare akrylrammer og frontplate:

Lyset som kommer fra LED-en må diffunderes på et halvgjennomsiktig materiale for å få en firkantet pikselform. Til det bruker vi 3 mm hvit akrylplate som vi skal kutte til samme dimensjoner som bakplaten: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Det vil være frontbordet vårt.

Nå må vi lage grensene som holder fronten og bakstykket sammen. Dette vil bli gjort av 3 mm svart akryl. I mitt tilfelle hadde jeg ikke akryl hjemme, så jeg fikk kantene fra et selskap, og de har laserskåret dem for å passe min størrelse. Hvis du ikke har et slikt selskap/laser tilgjengelig, må du kjøpe akryl og kutte ut bitene for hånd.

Du må ha to 66, 3 cm og to 32, 3 cm lange stykker, begge 3, 8 cm brede.

I endene må du gjøre rillede kutt slik at kantene sitter fint sammen. På de to lange kantene må du lage et 10 mm spor i midten, og på de to korte må du lage en 10 mm fane i midten. Du lager tappen ved å kutte to spor på motsatte sider der du opprettet et spor på den lange kanten. Igjen har du Borders.pdf for flere instruksjoner.

Du må nå bore noen hull for å skru kantene på bakplaten senere. Bor 3 mm hull 5 mm fra enden (slik at skruen deretter går i midten av bakplaten). Bor 3 hull på de korte kantene og 4 hull på de lange. Fordel dem jevnt.

Det siste er å forberede de firkantede plastprofilene som vil binde kantene med frontplaten og også gi matrisen en fin ramme. Skjær to 66, 5 cm og to 32, 5 cm lange biter. Skjær nå en 45 ° vinkel på hver kant, slik at kantene senere sitter pent sammen.

Trinn 6: Lag kontrollerkortet:

Den viktigste mikrokontrolleren for å kjøre lysdiodene vil være en Arduino NANO. Siden vi vil at matrisen vår skal vise en Vu-måler, må vi på en eller annen måte få lydsignalet inn i kontrolleren. For det vil vi bruke en IC - MSGEQ7 - det er en 7 -bånds lydgrafisk utjevner.

Det er noen forskjellige måter du kan lage kontrollerkortet på:

1. Lag kretsen på et brødbrett (ingen lodding nødvendig)
2. Lag kretsen på et prototypebrett
3. Lag din egen PCB ved å etse den
4. Bestill kretskortet fra en produsent

Jeg har laget brettet mitt på et prototypebrett, og jeg vil inkludere skjematisk og tavlefilen, slik at du kan velge hvilken måte du vil lage brettet på.

Her er en god Instructalbe hvis du vil etse ditt eget brett: PCB Etching

Trinn 7: Lag aluminiumsstativene:

For at matrisen vår skal stå på egen hånd, må vi lage noe slik at det støtter det og ikke faller. Det er en enkel design, men den får jobben gjort.

Få din T -formede aluminiumsprofil og kutt to lengder på 30 cm.

Lag nå et V -spor 10 cm fra enden.

Bøy profilen 90 ° der V -sporet er og stativene er ferdige.

Jeg har også lagt til en skrue og en mutter for stivhet.

Trinn 8: Monter alt sammen:

Vi har nå hver del av matrisen klar til å settes sammen

Start med å bli med grensene med frontbordet. Vi vil bruke de firkantede plastprofilene vi forhåndsdefinerte tidligere. Bruk varmt lim for å lime de 3 komponentene sammen (kant - firkantet profil - frontplate).

Juster alt sammen og bruk en veldig liten borekrone til å bore pilothull. Vi kan nå skru alt sammen ved hjelp av treskruer.

La oss lime på aluminiumsstativene med litt aluminium/trelim. Tilpass dem begge 10 cm fra kanten.

Vi kan nå skru på kontrollkortet og koble de siste tingene. Ledningen vi loddet til dataene i den første LED -en går til terminalen på brettet som sier "OUT".

Vi må nå koble alle grunnene og +5v sammen med tykkere kobbertråd. Lodd to isolerte ledninger til jord og +5v og koble dem til tilsvarende pinner på kontrollkortet. Jeg har også lagt til en 470uF kondensator for å jevne spenningen litt.

Det siste er å koble strømmen fra strømforsyningen (jord og +5v likestrøm).

Trinn 9: Last opp skissen og testen:

Vi er nå klare for testing

Last opp skissen jeg har inkludert, og koble en lydkabel til lydpinnene. Koble til strømforsyningen og spill litt musikk. Vu-måleren skal begynne å vises.