Ambientní LED nástěnné hodiny: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

V poslední době jsem viděl mnoho lidí stavět obrovské LED matice, které vypadají naprosto nádherně, ale buď se skládaly ze složitého kódu nebo drahých částí nebo obojího. Napadlo mě tedy vybudovat vlastní LED matici skládající se z velmi levných částí a velmi snadno srozumitelného kódu, který je sice o něco menší. Může také fungovat jako nástěnné hodiny, což je užitečné pro lidi, kteří nechtějí velký displej, který jen tak leží a zobrazuje jeho zábavné animace.

Mým cílem u tohoto projektu bylo nezahrnout žádné pájecí nebo elektrické nářadí, aby byl tento projekt přístupný mnoha lidem.

Tento projekt by byl doporučen lidem se základními znalostmi elektroniky, kódování a lidem s malou zkušeností s prací s akrylem:).

Krok 1: Shromáždění všech nástrojů a stavebních materiálů

Nástroje:

1. Motorová pila
2. Akrylový skórovací nástroj
3. Jednoduchá ruční vrtačka (zvládne to i elektrická)
4. 12 mm vrták nebo krokový vrták
5. Dvojice odizolovačů drátu
6. Dvojice diagonálních fréz
7. Pár nůžek
8. Sharpie nebo fix
9. Horkovzdušná pistole
10. Smirkový papír

Stavební materiál:

1. Elektrická páska
2. Dvousložkové lepidlo
3. Superglue nebo kyanoakrylát
4. Horké lepicí tyčinky

Krok 2: Shromáždění všech dílů

Díly:

1. 50 ks LED řetěz WS2811 (3 sady)
2. Arduino UNO
3. Modul RTC DS3231
4. Kovový momentový spínač s LED
5. Propojovací vodiče
6. Napájení 5V 10A
7. DC konektor
8. Vícežilový drát (16awg)
9. 3 mm opálový (průsvitný bílý) akrylový list
10. 4 cm OD, tenkostěnná PVC trubka (10 metrů)
11. Černý 6 mm akryl

Krok 3: Řezání PVC trubek na délku

V tomto kroku rozřežeme PVC trubku na menší válce. Tyto malé válce z PVC trubky budou fungovat jako rozdělovače mezi pixely, protože nechceme, aby světlo LED prosvítalo do celého displeje. LED diody budou umístěny uvnitř těchto válců a zajistí, že světlo přicházející z každé LED bude zaostřeno v jedné konkrétní oblasti a nebude se šířit do jiných pixelů.

Abychom dosáhli oka trubek z PVC, musíme nejprve rozřezat trubky z PVC na malé válce stejné délky. Jako výšku válců jsme zvolili délku 6 cm, ale libovolnou výšku kolem 6 cm si můžete vybrat tak, jak vám to vyhovuje. Jen se ujistěte, že všechny válce jsou stejně vysoké.

Kroky:

1. Pomocí jakýchkoli krabic nebo knih dosáhněte výšky 6 cm (nebo čehokoli kolem 6 cm).
2. Na krabici držte značku vodorovně, přidržte trubku z PVC u zdi a špičkou značky se dotkněte trubky. Pomalu otáčejte PVC trubkou pomocí podpěry zdi, abyste vytvořili pěknou a bezproblémovou čáru kolem trubky.
3. Vyřízněte linku pomocí pily. Zajistěte, aby byly řezy co nejrovnější, což bude klíčové pro kvalitu difúze.
4. Pokud jsou na straně válce nějaké otřepy/nerovnosti, můžeme k odjehlení jedné strany použít brusný papír nebo řezačku. Odhrotování jedné strany stačí, ale odjehlení obou stran bude příjemné.
5. Pokud máte pouze jednu odjehlenou stranu, označte tuto stranu písmenem „D“. Tato strana bude směřovat k listu difuzoru a druhá strana bude mít „L“označující stranu, na kterou bude LED dioda umístěna. Pokud jste odjehlili obě strany, viděli jste, která strana sedí kolměji na podlahu, a tuto stranu označte „D“a druhou stranu „L“
6. Opakujte 134krát:)

Krok 4: Lepení všech PVC trubek

Nyní, když máme všechny trubky nařezané na délku, můžeme je slepit do jedné obrovské sítě. K lepení všech trubek k sobě používáme kyanoakrylát, který je běžně známý jako superglue.

Kroky:

1. Začneme slepením dvou trubek k sobě. Udržujte dvě trubky vodorovně na stole. Zajistěte, aby oba seděli zarovnáni na stole a strana, na které je napsáno „D“, byla stejná a byla na stejné úrovni. Jakmile je vše zarovnáno, můžeme mezi zkumavky vložit 1–2 kapky lepidla.
2. Při lepení třetí trubky postupujte podle výše uvedených kroků. Lepenou síťku ponechte na stole a položte na ni třetí dýmku. Zajistěte, aby strana „D“trubek směřovala stejným směrem a na stejnou úroveň. Na každý šev naneste 1–2 kapky lepidla. Pokud jste udělali všechno správně, při udržování sítě svisle, s písmeny „D“dolů, by nemělo docházet k houpacím pohybům a celá struktura by měla sedět zarovnaně na stole.
3. Pro lepení čtvrté trubice a zbývajících trubek můžeme tři lepené kusy snadno držet svisle (samozřejmě s písmeny „D“dolů ^_ ^) a čtvrtou trubku umístit na libovolnou stranu tří lepených kusů. Ujistěte se, že tvář „D“je stejná. Poté můžeme čtvrtý kus jednoduše přilepit na tři slepené kusy, totéž lze opakovat pro zbytek trubek, abychom dosáhli struktury, jak je uvedeno výše.

Krok 5: Řezání akrylátu

Chcete -li akrylový list oříznout, označte požadované tvary pomocí rozměrů uvedených na obrázku. Jinak můžete vytisknout dodané soubory SVG, připojit stránky na horní část akrylového listu a použít je jako vodítko pro řezání.

Poznámka: Rozměry se mohou změnit, pokud jste pro trubky z PVC použili jiný průměr

Kroky:

1. Pokud používáte výtisky souborů SVG, přilepte vytištěné stránky na akrylové listy pomocí jakékoli lepicí tyčinky nebo je jednoduše nalepte na akrylát pomocí kousku pásky.
2. Pokud nemáte v úmyslu použít tištěné stránky, můžete k označení tvarů na akrylovém listu použít výše uvedené rozměry.
3. Pomocí skórovacího nástroje označte čáry, které chcete oříznout. Skórujte, dokud skóre není téměř tak hluboké jako polovina tloušťky akrylového plechu.
4. Když je bodování hotové, držte rýhu na okraji stolu a zatlačte ostře na stranu akrylové fólie, která visí ve vzduchu. Tím se akrylový list přichytí podél rýhy. Pokud je tlak potřebný k přichycení akrylátu příliš vysoký, zkuste na čáře udělat více bodů a zároveň použít větší tlak ke skórování.
5. Udělejte to pro všechny požadované řezy.
6. Pomocí 12 mm vrtáku vytvořte v jednom z bočních panelů otvor pro tlačítko

Krok 6: Přilepení rámu na síť

Tento krok je extrémně přímočarý. Lepíme a akrylový rám na síťovinu PVC, kterou jsme právě vytvořili. Protože trubky z PVC vypadají ošklivě, přikládáme je do pěkného akrylového pouzdra.

Kroky:

1. Umístěte síťovinu z PVC na podlahu a ujistěte se, že strana s písmeny „D“směřuje dolů.
2. Boční panel můžete umístit pomocí tlačítka na libovolnou stranu. Rozhodli jsme se jít vpravo dole.
3. Umístěte všechny akrylátové panely kolem PVC síťoviny a ujistěte se, že jsou v jedné rovině s podlahou. Ujistěte se, že strana s „D“napsaná na akrylových dílech směřuje k podlaze. V případě potřeby proveďte změny pomocí velikostí akrylových desek.
4. Pomocí pásky držte všechny kusy akrylu pohromadě, nebo požádejte přítele, aby vám pomohl tím, že kousky akrylu přidržíte pevně na pletivu.
5. Pomocí super lepidla nebo dvousložkového lepidla přilepte všechny akrylátové desky na síťovinu z PVC.

Poznámka: Pokud plánujete tento displej namontovat na zeď, mělo by být množství lepidla, které byste měli použít, o něco více než obvykle, protože celá hmotnost bude podepřena na jednom akrylovém panelu a vy se nechcete ohýbat nebo ještě hůře padat odděleně.

Krok 7: Lepení všech LED diod uvnitř síťoviny z PVC

Pokud jde o množství únavné práce, měl by to být poslední proces, který je velmi náročný na práci,

Kroky:

1. Před zahájením procesu lepení postupně položte řetězy LED na zem. Každý řetězec LED má 50 LED. Umístěte začátek dalšího řetězce tam, kde předchozí řetězec končí. Nyní připojte konektory JST vycházející z poslední LED předchozího řetězce k první LED následujícího řetězce. Tímto způsobem byste měli mít 150 LED dlouhý řetěz.
2. Nyní můžete první LED za horka lepit do nejvyšší a levé trubky z PVC, jak je uvedeno výše. Chcete -li identifikovat první LED v řetězci, najděte LED, ze které vychází konektor, jak je znázorněno na obrázku, který ukazuje lepení první LED.
3. Po nalepení první stačí jen dodržet výše uvedený diagram a přilepit všechny LED na jejich příslušná místa, například druhá LED půjde do trubice hned vedle
4. Poté, co dokončíte první řadu lepením všech LED v první řadě, můžete začít s druhou řadou, první LED druhé řady půjde do trubice, která je hned vpravo a dole v první řadě poslední LED, jak ukazuje průvodce
5. Opakováním tohoto postupu naplňte zbývající zkumavky podle uvedeného průvodce.
6. Poté, co dokončíte lepení všech LED diod do příslušných trubic, vám ještě nějaké LED diody zbudou, můžete jednoduchým přestřižením drátu vycházejícího z poslední LED diody odstranit přebytečné diody.
7. Po odstřižení drátu můžete elektrickou páskou izolovat vodiče vycházející z poslední LED, aby nevytvářely žádné zkraty

Krok 8: Distribuce napájení všem LED diodám

Od tohoto kroku se zaměříme na elektrickou stránku s výjimkou některých drobných činností lepení.

Kroky:

1. Uvidíte, že ze startovací LED každého jednotlivého řetězce vycházejí 3 páry červeného a bílého kabelu.
2. Připojte všechny červené vodiče dohromady pomocí silného vícežilového vodiče. Můžete to udělat jednoduchým zkroucením konců vodičů nebo pájením dohromady, podle toho, co je pro vás výhodné. V obou případech získáte stejné výsledky.
3. Totéž proveďte se všemi bílými dráty. K rozlišení mezi polaritami použijte silný vícevláknový drát, nejlépe jiné barvy.
4. Na konci byste měli z celého displeje vycházet 2 vodiče pro kladné a záporné póly
5. Připojte tyto silné vícežilové vodiče ke konektoru DC zkroucením konců nebo pájením. Ujistěte se, že konce zaizolujete kusovou elektrickou páskou.

Krok 9: Zapojení Arduina

V tomto kroku dokončíme všechna elektrická připojení.

Poznámka: Vaše tlačítko nemusí být dodáváno s předem připájenými vodiči, možná je budete muset pájet nebo je jen zkroutit na místě, podle toho, co vám vyhovuje. Izolujte spoje elektrickou páskou. Pokud váš není dodáván s předem připájenými dráty, můžete podle výše uvedeného schématu vývodů identifikovat příslušné piny.

Pomocí vodičů samec - samice a samec - samec proveďte všechna potřebná spojení s Arduino UNO, jak je popsáno níže.

1. Připojte modul DS3231 RTC k Arduinu

• Připojte VCC modulu RTC k VIN Arduina
• Připojte SDA modulu RTC ke kolíku A4 na Arduinu
• Připojte SCL modulu RTC ke kolíku A5 na Arduinu
• Připojte GND modulu RTC ke kolíku GND na Arduinu

2. Připojte modul tlačítka k Arduinu.

Chcete -li identifikovat různé kolíky na tlačítku, postupujte následovně. Kolíkem se znaménkem „+“vedle je pin LED tlačítka (+) a proti němu je kolík LED LED (-). Další dva kolíky jsou kolíky Button.

• Připojte jakýkoli pin tlačítka k pinu 13 Arduino
• Připojte druhý kolíkový knoflík ke kolíku 12 Arduina
• Připojte LED tlačítka (-) ke kolíku 11 Arduina
• Připojte LED tlačítka (+) ke kolíku 10 Arduina

3. Připojte LED řetěz k Arduino UNO

Určete počáteční LED celého řetězce LED.

• Připojte červený vodič konektoru k napájení 5V
• Připojte zelený vodič konektoru ke kolíku 5 Arduina
• Připojte bílý vodič konektoru k uzemnění

Po dokončení kabeláže můžete zajistit tlačítko na straně bočního panelu sestavy upevněním tlačítka pomocí dodané matice.

Poznámka: Na spoje jsme použili horké lepidlo, abychom se ujistili, že nevytékají, dokud je hotový a leží na poličce

Krok 10: Programování Arduina

Pro programování Arduina jsme vypustili níže uvedený kód, kód je docela dobře komentovaný a docela vysvětlující, pokud nechcete žádnou funkci nebo chcete přidat nějakou vlastní, mělo by být opravdu snadné ji upravit sami.

Pokud plánujete používat kód bez úpravy samotného kódu, musíte nastavit pouze jeden parametr, což je čas. Pokyny k nastavení času jsou uvedeny v kódu.

Při odesílání kódu se musíte ujistit, že máte ve svém Arduino IDE nainstalovanou knihovnu FastLED a knihovnu DS3231.

Krok 11: Dokončení všeho

S naší stavbou jsme téměř hotovi. V tomto kroku dokončíme všechny zbývající drobnosti.

Správa elektroniky

Elektronika bude vypadat hodně nepořádně a pravděpodobně by se dokonce mohla odpojit, pokud není správně nalepena na místo. To je něco, čemu se dá velmi snadno vyhnout lepením veškeré elektroniky do našeho krytu.

Můžete začít přilepením Arduina k základně displeje a modulu DS3231 také k základně displeje. Konektor DC lze umístit tam, kde je to nejpohodlnější, s ohledem na to, kam chcete sestavení namontovat, délku kabelu napájecího zdroje a další podobné faktory.

Montáž na stěnu (volitelně)

Pokud chcete tento displej namontovat na zeď, můžete do horní desky vyvrtat otvory o průměru 5 mm a k horní desce připevnit některé svorky „L“pomocí šroubů, podložek a matic M5, které by poskytly montážní otvory pro montáž na stěna. Pokud jej hodláte ponechat na poličce jako my, nemusíte k montáži přidávat tyto svorky „L“.

Lepení listu difuzéru

Posledním a nejsnadnějším krokem je přilepit desku difuzéru na naši obrovskou síťovinu z PVC. Než budete pokračovat, zkontrolujte, zda jste z akrylové fólie odstranili plastovou ochrannou fólii. Použijte 10-15 kapek horkého lepidla rozetřeného po listu a přitisknutím k pletivu list přilepte. Používáme horké lepidlo, protože jej lze snadno odstranit jednoduchým tahem pro jakékoli opravy.

PS: Sejmutí plastové ochranné fólie z akrylové fólie je nejuspokojivější částí stavby.

Zadní deska (volitelně)

Pokud chcete, aby zadní strana matrice byla trochu elegantnější, můžete si nařezat kousek 6 mm černého akrylu, který má stejné rozměry jako list difuzéru, a pomocí horkého lepidla jej přilepit na zadní stranu matrice

Hotovo

Nyní byste měli mít plně funkční matici LED, která vypadá dobře ve dne a úžasně v noci. Upřímně oceňuji, že jste se dostali tak daleko. Jelikož je to můj první instruktáž, je mnoho věcí, které je třeba vylepšit, zejména fotografie, které jsem pořídil, nebyly nejlepší, což se v budoucnu určitě pokusím vylepšit (PS: Fotoaparát mého telefonu tomuto displeji opravdu nevyhovuje protože v reálném životě vypadá mnohem chladněji). Pokud jste stavěli dál, doufám, že se vám stavba líbila a pobavili jste se. Vylepšení jsou opravdu vítaná a já se opravdu nemůžu dočkat, až uvidíte, co vy můžete zlepšit a udělat jinak ^_ ^