Kontrollerbart RGB LED -system for ditt hjem eller kontor: 5 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Er lysene hjemme eller på arbeidsplassen kjedelig? Vil du legge til litt energi eller stemningsbelysning i rommet ditt? Denne instruksjonsfilen viser deg hvordan du lager en kontrollerbar RGB LED -matrise for bruk hjemme eller på kontoret. Din røde, grønne, blå LED -skjerm vil gi deg og din familie timevis med glede, samt gjøre deg misunnelig på dine tekniske venner! Denne instruksjonsboken er basert på to systemer bygget av oss, Brilldea, ved hjelp av produkter vi har designet. Det ene systemet ble bygget for hjemmet vårt og det andre for kirken vår. Se videoene av systemene i aksjon! Dette er vårt LED -system i stua. Dette er LED -systemet vi laget for Island ECC i Hong Kong. Du kan finne produktene våre på vårt nettsted: Brilldea.com

Trinn 1: Planlegg systemet

Alle gode RGB LED -systemer starter med litt planlegging og omtanke. Dette trinnet er avgjørende for å bestemme dine tekniske krav til systemet, for eksempel strømforsyningsstørrelse og antall kontrollkanaler, samt hvor mye systemet vil koste. Og ikke glem den kunstneriske hensikten - planlegging hjelper deg med å visualisere systemets utseende og hvordan det vil samhandle med rommet ditt. Det første du må finne ut av er området der du vil legge til LED -belysningen. Du må visualisere hvor LED -systemet skal monteres, og du bør vurdere lysdiodene, kontrolleren (e), strømforsyningen og relaterte kabler. Det viktigste aspektet ved dette trinnet er å bestemme området lysdiodene skal belyse. Har du en vik hvor du vil plassere belysningen? Kan du omorganisere møbler for å gjøre et gap for lysdioder? Ombygger du hvor du kan planlegge et spesielt sted for lysdiodene dine og tilhørende maskinvare for å være innebygd i en vegg eller på gulvet? Vårt stuesystem ble bygget mellom våre Ikea bokhylstre. Island ECC -systemet ble designet mens rommet ble konstruert, så et spesielt rom ble skåret ut for det slik at lysene passet rett innenfor veggene. Når du har valgt et område, er det neste du bør vurdere, hvor mange lysdioder du vil bruke til å dekke det området. Det er flere variabler å vurdere. Vil lysdiodene projisere på en gjennomsiktig overflate? Blir lysdiodene sett direkte? Hvor dypt er rommet der lysdiodene er montert? Hvor gjennomskinnelig er materialet ditt som blir projisert på? Vil du belyse former og mønstre i LED -matrisen? Hvor lyst vil du at lyset skal være? Du må vurdere størrelsen på hver "piksel" i systemet. For systemene våre brukte vi vårt RGB LED -bånd. Dette er et 10 cm fleksibelt kretskort med 3 RGB -lysdioder på. Lysdiodene er seriekoblede, slik at hver stripe fungerer på 12V DC. Lysdiodene styres som en gruppe. Hvert system vi designet hadde forskjellige dybder og forskjellige gjennomskinnelige materialer å projisere på. Avstanden og størrelsen din vil variere basert på din plassering og budsjett. Vi brukte både et melket plexiglass og en korrugert hvit plast. LED -systemet i stua vårt brukte 32 stykker av 10 cm RGB LED -båndet, 16 i hver kolonne. Island ECC -systemet brukte 48 stykker i hvert "vindu", og det var tre vinduer. Når du har bestemt mengden LED -er som skal installeres, kan du begynne å planlegge antall kontrollkanaler for systemet, strømmen for strømforsyningen og fordelingen av ledningene. Følgende video viser oppsett og testing av Island ECC system. Videoen inneholder notater om komponentene, og den viser frem testrutinene som ble brukt under montering og installasjon.

Trinn 2: LED -systemkomponenter

Et LED -system består av flere komponenter. La oss ta et øyeblikk for å gjennomgå disse komponentene. LED -systemet trenger en hjerne for å kontrollere alle disse lysdiodene. Denne hjernen er vanligvis en mikrokontroller som Parallax Propeller eller SX eller PIC eller Arduino. Denne kontrolleren kan sykle lysdiodene ved hjelp av forhåndsprogrammerte algoritmer eller endre lysdiodene basert på en ekstern tilkobling til et DMX-512A-system eller seriell (RS-232). Vi designet Prop Blade -kontrolleren for våre spesifikke applikasjoner av LED -systemer. Propbladet godtar 6V til 12V DC og har tilkoblinger for både seriell (via programmeringshodet) og DMX-512A. I tillegg har den status -LED for tilbakemelding og DIP -brytere og knapper for brukerinngang. Du kan få Prop Blade som et sett fra Brilldea hvis du vil bruke denne kontrolleren. Du er også velkommen til å lage din egen. En eller flere LED -drivermoduler er nødvendig for å kontrollere alle lysdiodene. Tross alt har en mikrokontroller bare så mange I/O -pinner. For å kontrollere disse mange lysdiodene trenger mikrokontrolleren hjelp, så vi designet LED -maleren. LED -maleren kan kontrollere 16 kanaler med RGB -lysdioder. Dette betyr at vi kan koble til 16 stykker RGB LED -bånd, ett til hver kanal, og kontrollere fargen og intensiteten på hvert bånd. LED -maleren er basert på TLC5940 IC fra Texas Instruments. Det er kode tilgjengelig online for både propellen og Arduino for å kontrollere denne IC. Du kan også få LED -malersett fra Brilldea.3. Og selvfølgelig trenger hvert LED -system… vel… umm… LED -er! Det er riktig, mange røde, grønne, blå lysdioder! Vi liker bekvemmeligheten av RGB LED -båndet vi selger. Baksiden av produktet har et lim på seg slik at det enkelt kan festes til overflater. Lysdiodene og motstandene er allerede montert, og den går på 12V DC. Videre kan den bøyes for montering på buede overflater om nødvendig. Hvis du vil, kan du bruke dine egne lysdioder. Du trenger ikke engang å bruke RGB -lysdioder, du kan feste 48 enkeltfargede lysdioder eller 24 av en farge og 24 av en annen farge. Sjekk ut LED -malerdatabladet for mer informasjon. Alt utstyret i systemet ville være for ingenting hvis du ikke leverte strøm. Ja, alle disse komponentene trenger likestrøm. Systemene våre er designet for å kjøre på 12V DC. Mengden LED -er i systemet ditt vil diktere mengden strøm strømforsyningen din må levere. Vi brukte 12V DC, 5 amp forsyninger for installasjonen og hadde god plass igjen for utvidelse. Hvis du vil være mer presis, må du beregne gjeldende trekk for lysdiodene du bruker i systemet ditt, så vel som strømmen som trengs for kontrolleren og driverne. Her er noen flere elementer som fullfører systemet:

• Kabel og ledning for distribusjon av strøm og styresignaler.
• En datamaskin og programmeringsmaskinvare for kontrolleren din. Hvis du bruker Prop Blade som er basert på Parallax Propeller, vil du kjøpe en Prop Plug fra Parallax.
• Elektronisk og håndverktøy for montering av systemet ditt, for eksempel loddejern, tang, skrutrekkere, skjæreverktøy og wire strippere.
• Eventuell festemaskinvare som trengs for montering av kontrolleren, drivere, strømforsyning, etc.
• En DMX-512A kilde, hvis du vil bruke DMX til å kontrollere LED-systemet; dette er valgfritt.

6. Nå som du har tenkt på systemets form, plass, størrelse og utseende, samt vurdert materialene som kreves, kan du begynne å prise det. Systemkostnadene vil variere basert på størrelsen og hvilke materialer du allerede kan ha fra tidligere prosjekter. Hvis du har en mikrokontroller som sitter, kan du kanskje bruke den. Husk å prissette systemet og sette realistiske kostnader for de "ikke-trivielle" elementene som kontakter, båndkabler og AC-ledninger fordi disse kostnadene kan øke. Følgende video viser en oversikt over vårt hjemlige LED-system. Dette systemet var vårt første system, så maskinvaren som ble brukt i systemet er en første revisjon. Brilldeas nåværende Prop Blade og LED -maler er oppdaterte design som trengs for å oppnå et lignende system.

Trinn 3: Byggetid

Når du når dette trinnet, burde du ha fullført designet og kjøpt alle delene dine. Jeg elsker å motta esker med deler for å gjøre mine gode ideer til virkelighet, hva med deg? Ingenting slår det å sette hendene i gang med å bygge designet du laget i de foregående trinnene. Når jeg monterer et system, tar jeg meg tid til å dobbeltsjekke konstruksjonen. Jeg dobbeltsjekker komponenter før jeg fyller ut en PCB, jeg dobbeltsjekker tilkoblinger som er loddet eller avsluttet, for eksempel datakabler, og jeg tester systemet i trinn etter hvert. Med et stort RGB LED -system er det mange ting som kan gå galt, så det er en god idé å teste underveis. Denne teknikken vil hjelpe deg med å identifisere problemer før de blir større problemer og skader andre komponenter. For eksempel testet vi Prop Blade -kontrolleren før vi festet den til LED Painter -driverens PCB. Når du begynner å konstruere systemet, er det første du bør gjøre å sette sammen kontrolleren og LED -driverkretsene. Hvis du bruker et sett som et av våre, så bra, da var anskaffelsen av deler lett og monteringen burde ikke ta for lang tid. Hvis du bygger din egen kontroller og LED -driver, kan dette trinnet ta mer tid. Men ikke bekymre deg fordi innsatsen er verdt det når du får kontrolleren til systemet ditt til å fungere. Når du monterer et sett, bør du skrive ut skjemaet og materialoversikten for å være sikker på at du bruker de riktige komponentene og plasserer komponenten på riktig sted. Når du er ferdig med å montere kontrolleren, ta deg tid til å slå den på og teste den. Last ned et enkelt program til kontrolleren for å kontrollere at kontrolleren fungerer. I vårt tilfelle brukte vi Parallax Prop Plug for å laste ned programvare til Prop Blade. Når du er ferdig med et driverkort, slå det på for å sikre at ingenting eksploderer. Når du har bestått testen, legger du til en enkelt RBG -LED i en kanal og kobler driveren til kontrolleren. Bruk et enkelt program for å kontrollere at kontrolleren kan kontrollere driver/RGB LED -oppsettet. Igjen, for Prop Blade og LED Painter har vi eksempelprogrammer på nettstedet vårt: Brilldea.com. Nå som du har gjort elektronikken, la oss gå videre til lysdiodene!

Trinn 4: LED -montering

Den mest kjedelige delen av et RGB LED -array er LED -konstruksjonen og tilkoblingene. Dette trinnet innebærer vanligvis mye kutting, striping, krymping og lodding. For ikke å snakke om dobbel kontroll av hver tilkobling for å sikre at den ble gjort riktig. Hvis du finner måter å forbedre denne prosessen, gi oss beskjed i kommentarene. Igjen, dette trinnet tar tid. Planlegg debuten av systemet ditt deretter, slik at du ikke trenger å skynde deg i siste øyeblikk for å fullføre alt arbeidet som må utføres. Hvis du holder deg våken hele natten for å lage mesterverket ditt, vil det skade komponentene dine på grunn av feil kobling. Ta deg tid og dobbeltsjekk tilkoblingene. Våre systemer er designet i moduler, slik at vi enkelt kan montere systemet på stedet. Systemene var også lettere å teste da vi monterte dem. For eksempel ble lysdiodene for Island ECC -systemet montert på paneler som var 1 meter lange og 0,4 meter høye. Hvert panel var identisk, så vi laget et mønster for hvor LED -lampene skal monteres, hvordan ledningene skal føres og hvor LED -maleren skal plasseres. Dette trinnet er ganske enkelt teknisk, bare repeterende og tidkrevende. Hvis du bruker RGB LED -båndet, kan du montere lysdiodene på en overflate ved å fjerne dekselet over den selvklebende baksiden. Sørg for å montere lysdiodene på en ren overflate. Legg til ledninger, kontakter og seler etter behov. Vi liker å ha kontakter hvis vi må fjerne et utstyr for inspeksjon eller utskifting. Du kan velge å lodde alle tilkoblingene og avstå fra kostnadene og tiden som kreves for å legge til kontakter. Når lysdiodene er klare, kobler du dem til LED -driverkretsen eller LED -malerenheten og tester. Du vil kanskje koble hver LED -kanal til en om gangen i stedet for dem alle på en gang. Hvis du monterer systemet i moduler, må du installere hver modul på sin endelige plassering. Når du installerer dem, må du slå dem på én om gangen. Igjen, sjekk tilkoblingene dine før du slår dem på. Som nevnt i de andre trinnene, bruker systemene våre Prop Blade. Propbladet har to grupper med I/O. Hver I/O -gruppe kan kjøre opptil to LED -malere i en serie, så det er fire LED -malere for en kontroller. Mer kan kjøres, men du må ta hensyn til detaljer om ledningslengde og signalstyrke, og vi har funnet ut at bufferkretser bør bygges for å øke påliteligheten. Vær oppmerksom på at LED -maleren må være i nærheten av Prop Blade -kontrolleren. Installering av en LED -maler 20 fot fra kontrolleren din som bruker 3.3V DC logiske signaler vil gi dårlige resultater eller ingen resultater i det hele tatt. Vurder monteringsstedene nøye. Når du har installert lysdiodene, er du nesten der. På dette tidspunktet har du uten tvil utført en oppstartstest og følt at spenningen i systemet ble levende!

Trinn 5: Siste berøringer

Når vi får installert systemet, lener vi oss tilbake og nyter det. Vel, kanskje ikke ennå. Selvfølgelig er det problemer som dukker opp underveis mens du bygger og installerer systemet, så på dette tidspunktet må du kanskje gjøre noen feilsøking. Forhåpentligvis ble de store problemene oppdaget i trinnvise tester som ble utført under konstruksjonen. Når hele systemet er oppe, er vanligvis alt i orden. På dette trinnet kan du fullføre montering og ledninger av komponenter og gjøre alt ryddig. Du kan også justere (eller begynne å skrive!) Kontrollprogramvaren. Å skrive programvaren er veldig gøy, spesielt når du kommer til programvare på høyere nivå som beskriver hvordan lysdiodene ser ut. Jeg kaller disse rutinene for "maleri" -rutinene. Tidligere nevnte jeg at du kan kontrollere systemet ditt på forskjellige måter. Noen mennesker vil bare slå på systemet og la det sykle av seg selv. I denne typen systemer bør det være forhåndsprogrammerte rutiner eller algoritmer for å falme, tørke eller plassere tilfeldige farger på skjermen. Demokode for Prop Blade og LED Painter finnes på Parallax Propeller Object Exchange eller Brilldea -nettstedet. Eksempelkoden viser enkle algoritmer for falming og endring av farge. Andre mennesker er kontrollfreaks! De vil kontrollere hver piksel og hver farge i presis synkronisering. Kombinasjonen LED-maler og propellblad gir mulighet for DMX-512A-kontroll (som RS-485) eller seriell kontroll (gjennom prop-pluggen). Dette betyr at du kan bruke programvare på din PC som Vixen Lights for å designe et show med lys og musikksynkronisering. Med LED -maleren kan hver kontrollkanal styres fra av til på i 255 trinn. Dette gjør det mulig å blande farger med forskjellige intensiteter. Andre ting du kan gjøre med LED -systemet ditt:

• Få den til å oppdage rytmen til en sang og endre utseendet basert på det. Dette vil innebære å legge til en mikrofon i systemet og behandle inngangen.
• Få den til å oppdage video og endre utseendet basert på det, omtrent som Ambilight på Philips flatskjerm -TVer. Dette kan innebære å legge til en datamaskin som streamer video til TV -en eller legge til et webkamera for å fange TV -bildet ditt.
• La den slå seg av og på automatisk på bestemte tidspunkter. Dette kan være basert på dagslys, tidspunkt på dagen eller detektering av at noen er i rommet eller i nærheten av systemet.
• Gjør det kontrollert over Internett, slik at verden kan slå av og på lysdiodene i stuen din.
• Koble LED -veggen til stemningsringen din, slik at LED -veggen kan gjenspeile humøret ditt!

Vi håper du likte denne instruksen. Sørg for å lære mer om Brilldea og våre produkter ved å besøke nettstedet vårt: Brilldea.com.