Sistem LED RGB controlabil pentru casa sau biroul dvs.: 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:47

Sunt plictisitoare luminile din casa sau din spațiul de lucru? Doriți să adăugați puțină energie sau iluminare de dispoziție în camera dvs.? Acest instructable vă arată cum să creați o matrice de LED-uri RGB controlabile pentru utilizare în casa sau la birou. Afișajul dvs. LED roșu, verde, albastru vă va oferi ore de plăcere pentru dvs. și familia dvs., precum și vă va face invidia prietenilor dvs. tehnologici! Un sistem a fost construit pentru casa noastră și celălalt pentru biserica noastră. Vedeți videoclipurile sistemelor în acțiune! Acesta este sistemul nostru LED din sufragerie. Acesta este sistemul LED pe care l-am creat pentru Island ECC din Hong Kong. Puteți descoperi produsele noastre pe site-ul nostru web: Brilldea.com

Pasul 1: Planificarea sistemului

Toate sistemele LED RGB bune încep cu un pic de planificare și de gândire. Acest pas este crucial pentru determinarea cerințelor de inginerie ale sistemului, cum ar fi dimensiunea sursei de alimentare și numărul de canale de control, precum și cât va costa sistemul. Și nu uitați de intenția artistică - planificarea vă va ajuta să vizualizați aspectul sistemului și modul în care acesta va interacționa cu spațiul dvs. Primul lucru de aflat este zona în care doriți să adăugați iluminarea cu LED-uri. Trebuie să vizualizați unde va fi montat sistemul LED și ar trebui să luați în considerare LED-urile, controlerele, sursa de alimentare și cablurile aferente. Cel mai important aspect al acestui pas este determinarea zonei pe care LED-urile se vor aprinde. Aveți un golf unde doriți să amplasați iluminatul? Puteți rearanja mobilierul pentru a face un spațiu pentru LED-uri? Sunteți în remodelare unde puteți planifica un loc special pentru LED-urile dvs. și hardware-ul asociat pentru a fi încorporat într-un perete sau podea? Sistemul nostru de sufragerie a fost construit între dulapurile noastre de cărți Ikea. Sistemul ECC Island a fost proiectat în timpul construcției camerei, astfel încât a fost sculptat un spațiu special astfel încât luminile să se potrivească chiar în interiorul pereților. Odată ce ați ales o zonă, următorul lucru de luat în considerare este câte LED-uri doriți să utilizați pentru a acoperi acea zonă. Există mai multe variabile de luat în considerare. LED-urile se vor proiecta pe o suprafață translucidă? LED-urile vor fi vizualizate direct? Cât de adânc este spațiul în care sunt montate LED-urile? Cât de translucid este materialul dvs. pe care este proiectat? Doriți să iluminați forme și modele în matricea de LED-uri? Cât de strălucitoare doriți să fie lumina? Va trebui să luați în considerare dimensiunea fiecărui „pixel” din sistem. Pentru sistemele noastre am folosit panglica LED RGB. Aceasta este o placă de circuite imprimate flexibile de 10 cm, cu 3 LED-uri RGB pe ea. LED-urile sunt cablate în serie, astfel încât fiecare bandă funcționează pe 12V DC. LED-urile sunt controlate ca un grup. Fiecare sistem pe care l-am proiectat avea diferite adâncimi și diferite materiale translucide pe care să se proiecteze. Spațiul și dimensiunea dvs. vor varia în funcție de locație și buget. Am folosit atât un plexiglas lăptos, cât și un plastic alb corugat. Sistemul nostru LED de sufragerie a folosit 32 de bucăți din panglica LED RGB de 10 cm, 16 în fiecare coloană. Sistemul ECC Island folosea 48 de bucăți în fiecare „fereastră” și existau trei ferestre.3. După ce ați stabilit cantitatea de LED-uri de instalat, puteți începe să planificați numărul de canale de control pentru sistem, curentul pentru sursa de alimentare și distribuția cablajului. Următorul videoclip prezintă configurarea și testarea Island ECC sistem. Videoclipul include note despre componente și arată rutinele de testare utilizate în timpul asamblării și instalării.

Pasul 2: Componente de sistem LED

Un sistem LED este alcătuit din mai multe componente. Să luăm un moment pentru a revizui aceste componente. Sistemul cu LED-uri are nevoie de un creier pentru a controla toate aceste LED-uri. Acest creier este de obicei un microcontroler precum Parallax Propeller sau SX sau PIC sau Arduino. Acest controler poate cicla LED-urile folosind algoritmi preprogramați sau schimba LED-urile pe baza unei conexiuni externe la un sistem DMX-512A sau serial (RS-232). Am proiectat controlerul Prop Blade pentru aplicațiile noastre specifice ale sistemelor LED. Prop Blade acceptă 6V la 12V DC și are conexiuni atât pentru serial (prin antetul de programare), cât și pentru DMX-512A. În plus, are LED-uri de stare pentru feedback și comutatoare și butoane DIP pentru introducerea utilizatorului. Puteți obține Prop Blade ca kit de la Brilldea dacă doriți să utilizați acest controler. De asemenea, sunteți binevenit să vă faceți propriile dvs. Este necesar unul sau mai multe module de driver LED pentru a controla toate LED-urile, la urma urmei un microcontroler are doar atât de mulți pini I / O. Pentru a controla atât de multe LED-uri, microcontrolerul are nevoie de ajutor, așa că am proiectat LED Painter. LED Painter poate controla 16 canale de LED-uri RGB. Aceasta înseamnă că putem conecta 16 bucăți de panglică LED RGB, una la fiecare canal și putem controla culoarea și intensitatea fiecărei panglici. LED Painter se bazează pe TLC5940 IC de la Texas Instruments. Există cod disponibil online atât pentru elice cât și pentru Arduino pentru controlul acestui IC. De asemenea, puteți obține kituri LED Painter de la Brilldea. Și, desigur, fiecare sistem LED are nevoie … ei bine … umm … LED-uri! Este corect, o mulțime de LED-uri roșii, verzi, albastre! Ne place comoditatea panglicii LED RGB pe care o vindem. Partea din spate a produsului are un adeziv, astfel încât se montează ușor pe suprafețe. LED-urile și rezistențele sunt deja asamblate și rulează pe 12V DC. În plus, poate fi flexat pentru a se monta pe suprafețe curbate, dacă este necesar. Dacă doriți, puteți utiliza propriile LED-uri. Nici măcar nu trebuie să utilizați LED-uri RGB, puteți atașa 48 de LED-uri cu o singură culoare sau 24 de culori și 24 de culori. Consultați fișa tehnică LED Painter pentru mai multe detalii. Toate echipamentele din sistem nu ar fi degeaba dacă nu ați furniza energie. Da, toate aceste componente au nevoie de curent continuu. Sistemele noastre sunt proiectate să funcționeze pe 12V DC. Cantitatea de LED-uri din sistemul dvs. va dicta cantitatea de curent pe care va trebui să o furnizați. Am folosit consumabile de 12 V DC, 5 amperi pentru instalare și ne-a rămas suficient spațiu pentru extindere. Dacă doriți să fiți mai preciși, va trebui să calculați extragerea curentă a LED-urilor pe care le utilizați în sistemul dvs., precum și curentul necesar pentru controler și drivere. Iată câteva alte elemente care completează sistemul:

• Cablu și cablu pentru distribuirea semnalelor de alimentare și de control.
• Un computer și hardware de programare pentru controlerul dvs. Dacă utilizați Prop Blade care se bazează pe elice Parallax, veți dori să achiziționați un Plug Prop de la Parallax.
• Unelte electronice și manuale pentru asamblarea sistemului dvs., cum ar fi fierul de lipit, clește, șurubelnițe, unelte de tăiat și decupatoare de sârmă.
• Orice hardware de montare necesar pentru montarea controlerului, driverelor, sursei de alimentare etc.
• O sursă DMX-512A, dacă doriți să utilizați DMX pentru a vă controla sistemul LED; acest lucru este opțional.

6. Acum, după ce v-ați gândit la forma, spațiul, dimensiunea și aspectul sistemului dvs., precum și luate în considerare materialele necesare, puteți începe să îl stabiliți. Costul sistemului dvs. va varia în funcție de dimensiunea acestuia și de materialele pe care le aveți deja din proiectele anterioare. Dacă aveți un microcontroler așezat, atunci s-ar putea să îl puteți folosi. Nu uitați să stabiliți prețul sistemului și să stabiliți costuri realiste pentru articolele „non-banale”, cum ar fi conectori, cabluri panglică și cabluri de curent alternativ, deoarece aceste costuri se pot adăuga. Următorul videoclip prezintă o prezentare generală a sistemului nostru LED de acasă. Acest sistem a fost primul nostru creat, astfel încât hardware-ul folosit în sistem este o primă revizuire. Lama Prop actuală a Brilldea și LED Painter sunt modele actualizate necesare pentru a realiza un sistem similar.

Pasul 3: Timpul construcției

Până când ajungeți la acest pas, ar fi trebuit să vă finalizați designul și să vă achiziționați toate piesele. Îmi place să primesc cutii de piese pentru a transforma marile mele idei în realitate, ce zici de tine? Nimic nu bate cel mai bine dacă îți faci mâinile la lucru construind designul pe care l-ai realizat în pașii anteriori. Când asamblu un sistem, îmi iau timpul pentru a-mi verifica construcția. Verific componentele înainte de a completa un PCB, verific dublu conexiunile lipite sau terminate, cum ar fi cablurile de date, și testez sistemul cu pași în timp ce merg mai departe. Cu un sistem LED RGB mare, există multe lucruri care pot merge prost, așa că testarea pe măsură ce mergeți de-a lungul timpului este o idee bună. Această tehnică vă va ajuta să identificați problemele înainte ca acestea să devină probleme mai mari și să deterioreze alte componente. De exemplu, am testat controlerul Prop Blade înainte de al atașa la PCB-ul driverului LED Painter. Când începeți să vă construiți sistemul, primul lucru pe care ar trebui să-l faceți este să vă asamblați circuitele controlerului și driverului LED. Dacă utilizați un kit ca unul de-al nostru, minunat, atunci achiziționarea de piese a fost ușoară și asamblarea nu ar trebui să dureze prea mult. Dacă vă construiți propriul controler și driver LED, acest pas poate dura mai mult. Nu vă faceți griji, totuși, pentru că efortul merită atunci când funcționează controlerul sistemului. Când asamblați un kit, ar trebui să imprimați schema și lista de materiale pentru a vă asigura că utilizați componentele potrivite și așezați componenta în locul potrivit. Descărcați un program simplu pe controler pentru a verifica dacă funcționează. În cazul nostru, am folosit Parallax Prop Plug pentru a descărca software-ul pe Prop Blade. După ce ați terminat o placă de driver, porniți-o pentru a vă asigura că nimic nu explodează. După ce ați trecut testul respectiv, adăugați un singur LED RBG la un canal și atașați driverul la controler. Utilizați un program simplu pentru a verifica dacă controlerul poate controla setarea LED-ului driverului / RGB. Din nou, pentru Prop Blade și LED Painter avem exemple de programe pe site-ul nostru: Brilldea.com. Acum că ați terminat electronica, să trecem la LED-uri!

Pasul 4: Asamblare LED

Cea mai obositoare parte a unei matrice de LED-uri RGB este construcția și conexiunile LED. Acest pas implică de obicei o mulțime de tăiere a sârmei, stripare, sertizare și lipire. Ca să nu mai vorbim de verificarea dublă a fiecărei conexiuni pentru a vă asigura că a fost făcută corect. Dacă găsiți modalități de a îmbunătăți acest proces, spuneți-ne în comentarii. Din nou, acest pas necesită timp. Planificați debutul sistemului în consecință, astfel încât să nu trebuie să vă grăbiți în ultimul moment pentru a termina toată munca care trebuie făcută. A rămâne treaz toată noaptea pentru a-ți crea piesa principală va avea ca rezultat deteriorarea componentelor din cauza cablării greșite. Faceți-vă timp și verificați dublu conexiunile. Sistemele noastre au fost proiectate în module, astfel încât să putem asambla cu ușurință sistemul la fața locului. De asemenea, sistemele au fost mai ușor de testat pe măsură ce le-am asamblat. De exemplu, LED-urile pentru sistemul ECC Island au fost asamblate pe panouri care aveau 1 metru lungime și 0,4 metri înălțime. Fiecare panou era identic, așa că am făcut un model pentru unde să montăm LED-urile, cum să direcționăm firele și unde să amplasăm LED Painter. Acest pas este destul de ușor din punct de vedere tehnic, doar repetitiv și consumator de timp. Dacă utilizați panglica cu LED-uri RGB, puteți monta LED-urile pe o suprafață, îndepărtând capacul de pe suportul adeziv. Asigurați-vă că montați LED-urile pe o suprafață curată. Adăugați fire, conectori și hamuri, după cum este necesar. Ne place să avem conectori în cazul în care trebuie să scoatem un echipament pentru inspecție sau înlocuire. Puteți alege să lipiți toate conexiunile și să renunțați la cheltuielile și timpul necesar pentru a adăuga conectori. Odată ce LED-urile sunt gata, conectați-le la circuitul driverului LED sau la ansamblul LED Painter și testați. S-ar putea să doriți să conectați fiecare canal LED într-unul la rând, mai degrabă decât pe toate simultan. Dacă asamblați sistemul în module, atunci va trebui să instalați fiecare modul în locația sa finală. Când le instalați, asigurați-vă că le porniți pe rând. Din nou, verificându-vă conexiunile înainte de a le porni. După cum s-a menționat în ceilalți pași, sistemele noastre folosesc Prop Blade. Prop Blade are două grupuri de I / O. Fiecare grup de I / O poate rula până la doi pictori LED într-o serie, deci este vorba de patru pictori LED pentru un singur controler. S-ar putea rula mai multe, dar trebuie să acordați atenție detaliilor despre lungimea firului și puterea semnalelor și am constatat că ar trebui construite circuite tampon pentru a crește fiabilitatea. Rețineți că LED Painter trebuie să fie aproape de controlerul Prop Blade. Instalarea unui LED Painter 20ft de la controlerul dvs. care utilizează semnale logice de 3,3V DC va produce rezultate slabe sau deloc rezultate. Luați în considerare locațiile de montare cu atenție. Odată ce ați instalat LED-urile, sunteți aproape acolo. În acest moment, fără îndoială, ați făcut un test de pornire și ați simțit că entuziasmul sistemului prinde viață!

Pasul 5: Atingeri finale

Odată ce instalăm sistemul, ne așezăm și ne bucurăm de el. Poate că încă nu. Desigur, există probleme care apar de-a lungul drumului în timp ce construiți și instalați sistemul, astfel încât, până în acest moment, va trebui să efectuați o depanare. Sperăm că problemele majore au fost descoperite în testele incrementale efectuate în timpul construcției. Până când întregul sistem este pornit, de obicei totul este în stare de funcționare. La acest pas puteți finaliza montarea și cablarea componentelor și puteți face totul ordonat. De asemenea, puteți modifica (sau începeți să scrieți) software-ul de control. Scrierea software-ului este foarte distractivă, mai ales când ajungeți la software-ul de nivel superior care descrie cum arată LED-urile. Eu numesc aceste rutine rutine de „pictare”. Anterior am menționat că vă puteți controla sistemul prin diferite mijloace. Unii oameni doresc doar să pornească sistemul și să-l lase să circule singur. În acest tip de sistem ar trebui să existe rutine sau algoritmi preprogramați pentru a estompa, șterge sau plasa culori aleatorii pe ecran. Codul demo pentru Prop Blade și LED Painter poate fi găsit pe Parallax Propeller Object Exchange sau pe site-ul web Brilldea. Exemplul de cod arată algoritmi simpli pentru decolorarea și schimbarea culorii. Alți oameni sunt nebuni de control! Vor să controleze fiecare pixel și fiecare culoare într-o sincronizare precisă. Combo-ul LED Painter și Prop Blade permite controlul DMX-512A (cum ar fi RS-485) sau controlul serial (prin mufa Prop). Aceasta înseamnă că puteți utiliza software-ul de pe computer, cum ar fi Vixen Lights, pentru a proiecta un spectacol cu sincronizare luminoasă și muzicală. Cu LED Painter, fiecare canal de control poate fi controlat de la oprit la aprins în 255 de pași. Acest lucru permite amestecarea culorilor la diferite intensități. Alte lucruri pe care le-ați putea face cu sistemul dvs. LED:

• Faceți-o să detecteze ritmul unei melodii și să schimbați aspectul pe baza acestuia. Acest lucru ar presupune adăugarea unui microfon la sistemul dvs. și prelucrarea intrării.
• Faceți-l să detecteze videoclipuri și să schimbați aspectul pe baza acestui lucru, cam ca Ambilight pe televizoarele cu ecran plat Philips. Aceasta poate implica adăugarea unui computer care transmite videoclipuri la televizorul dvs. sau adăugarea unei camere web pentru a vă captura imaginea TV.
• Faceți-l să pornească și să se oprească automat la anumite ore. Acest lucru se poate baza pe lumina zilei, ora din zi sau pe detectarea unei persoane care se află în cameră sau aproape de sistem.
• Faceți-l controlat prin Internet, astfel încât lumea să poată aprinde și opri LED-urile din camera dvs. de zi.
• Conectați peretele LED la inelul dvs. de dispoziție, astfel încât peretele LED să vă reflecte starea de spirit!

Sperăm că ți-a plăcut acest instructabil. Asigurați-vă că aflați mai multe despre Brilldea și produsele noastre vizitând site-ul nostru web: Brilldea.com.