Říditelný RGB LED systém pro váš domov nebo kancelář: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Jsou světla u vás doma nebo v práci nudná? Chcete do svého pokoje přidat trochu energie nebo náladového osvětlení? This Instructable shows you how to create a controllable RGB LED array for use in your home or office. Váš červený, zelený, modrý LED displej poskytne hodiny zábavy pro vás a vaši rodinu a bude vám závidět i vaše technické přátele! Tento Instructable je založen na dvou systémech, které jsme vytvořili my, Brilldea, pomocí produktů, které jsme navrhli. Jeden systém byl postaven pro náš domov a druhý pro naši církev. Podívejte se na videa systémů v provozu! Toto je náš LED systém do obývacího pokoje. Toto je LED systém, který jsme vytvořili pro Island ECC v Hongkongu. Naše produkty můžete objevit na našich webových stránkách: Brilldea.com

Krok 1: Plánování systému

Všechny dobré RGB LED systémy začínají trochou plánování a přemýšlení. Tento krok je zásadní při určování vašich technických požadavků na systém, jako je velikost napájecího zdroje a počet řídicích kanálů a také kolik bude systém stát. A nezapomeňte na umělecký záměr - plánování vám pomůže vizualizovat vzhled systému a jeho interakci s vaším prostorem. První věcí, kterou je třeba zjistit, je oblast, kam chcete přidat LED osvětlení. Musíte si představit, kde bude systém LED namontován, a měli byste zvážit diody LED, ovladač (y), napájecí zdroj a související kabely. Nejdůležitějším aspektem tohoto kroku je určit oblast, kterou budou LED diody osvětlovat. Máte zátoku, kam chcete umístit osvětlení? Můžete přestavět nábytek tak, aby byla mezera pro LED diody? Přestavujete, kde můžete naplánovat speciální místo pro zabudování vašich LED diod a souvisejícího hardwaru do zdi nebo podlahy? Náš systém obývacího pokoje byl zabudován mezi naše pouzdra na knihy Ikea. Systém Island ECC byl navržen při stavbě místnosti, takže pro něj byl vyřezán speciální prostor tak, aby světla zapadala přímo do zdí. Jakmile vyberete oblast, další věcí, kterou je třeba zvážit, je, kolik LED diod chcete použít k pokrytí této oblasti. Je třeba vzít v úvahu několik proměnných. Budou LED diody promítat na průsvitný povrch? Budou diody LED zobrazeny přímo? Jak hluboký je prostor, kde jsou namontovány LED diody? Jak průsvitný je váš materiál, na který se promítá? Chcete osvětlit tvary a vzory v poli LED? Jak jasné světlo chcete mít? Budete muset zvážit velikost každého „pixelu“v systému. Pro naše systémy jsme použili naši RGB LED pásku. Jedná se o 10 cm flexibilní desku s plošnými spoji a 3 RGB LED na ní. LED diody jsou zapojeny do série, takže každý pás pracuje na 12V DC. LED diody jsou ovládány jako skupina. Každý systém, který jsme navrhli, měl různé hloubky a jiný průsvitný materiál, na který bylo možné promítat. Rozteč a velikost se bude lišit podle vaší polohy a rozpočtu. Použili jsme jak mléčné plexisklo, tak vlnitý bílý plast. Náš LED systém v obývacím pokoji použil 32 kusů 10cm RGB LED pásky, 16 v každém sloupci. Systém Island ECC použil 48 kusů v každém „okně“a byla tam tři okna.3. Jakmile určíte počet LED diod k instalaci, můžete začít plánovat počet řídicích kanálů pro systém, proud pro vaše napájení a rozvody kabelů. Následující video ukazuje nastavení a testování Island ECC Systém. Video obsahuje poznámky ke komponentám a ukazuje testovací rutiny používané při montáži a instalaci.

Krok 2: Součásti systému LED

LED systém se skládá z několika komponent. Udělejme si chvilku na přezkoumání těchto komponent. LED systém potřebuje mozek k ovládání všech těchto LED. Tento mozek je obvykle mikrokontrolér, jako je Parallax Propeller nebo SX nebo PIC nebo Arduino. Tento ovladač může cyklovat LED pomocí předem naprogramovaných algoritmů nebo měnit LED na základě externího připojení k systému DMX-512A nebo sériovému (RS-232). Navrhli jsme řadič Prop Blade pro naše specifické aplikace LED systémů. Prop Blade přijímá 6V až 12V DC a má připojení jak pro sériový (přes programovací záhlaví), tak pro DMX-512A. Kromě toho má stavové LED diody pro zpětnou vazbu a DIP přepínače a tlačítka pro vstup uživatele. Pokud chcete tento ovladač používat, můžete získat Prop Blade jako sadu od Brilldea. Můžete si také vytvořit vlastní. K ovládání všech LED je potřeba jeden nebo více modulů LED, konec konců mikrokontrolér má pouze tolik I/O pinů. Aby bylo možné ovládat tento počet LED, potřebuje mikrokontrolér pomoc, proto jsme navrhli LED Painter. LED Painter může ovládat 16 kanálů RGB LED. To znamená, že můžeme připojit 16 kusů RGB LED pásky, jeden pro každý kanál, a ovládat barvu a intenzitu každé pásky. LED Painter je založen na TLC5940 IC od Texas Instruments. K dispozici je kód online pro vrtuli i Arduino pro ovládání tohoto integrovaného obvodu. Můžete také získat sady LED Painter od Brilldea. A samozřejmě každý LED systém potřebuje … no … umm … LED! To je pravda, spousta červených, zelených, modrých LED! Máme rádi pohodlí RGB LED pásky, kterou prodáváme. Na zadní straně výrobku je lepidlo, takže se snadno připevňuje na povrchy. LED diody a odpory jsou již sestaveny a běží na 12V DC. Kromě toho může být v případě potřeby ohnut pro montáž na zakřivené povrchy. Pokud chcete, můžete použít vlastní LED diody. Nemusíte ani používat RGB LED, můžete připojit 48 jednobarevných LED nebo 24 jedné barvy a 24 jiné barvy. Další podrobnosti najdete v datovém listu LED Painter. Všechno zařízení v systému by bylo k ničemu, kdybyste nedodávali energii. Ano, všechny tyto součásti vyžadují stejnosměrné napájení. Naše systémy jsou navrženy tak, aby fungovaly na 12V DC. Množství LED diod ve vašem systému bude určovat množství proudu, které bude vaše dodávka potřebovat. K instalaci jsme použili napájecí zdroje 12 V DC, 5 A a zbylo nám dost místa na rozšíření. Chcete -li být přesnější, budete muset vypočítat aktuální odběr LED, které používáte ve vašem systému, a také proud potřebný pro váš ovladač a ovladače. Zde je několik dalších položek, které doplňují systém:

• Kabel a vodič pro distribuci napájecích a řídicích signálů.
• Počítačový a programovací hardware pro váš řadič. Používáte -li vrtuli Prop Blade, která je založena na vrtuli Parallax, budete si chtít koupit Prop Plug od Parallaxu.
• Elektronické a ruční nářadí pro montáž vašeho systému, jako je páječka, kleště, šroubováky, řezací nástroje a odizolovače.
• Veškerý montážní hardware potřebný k montáži ovladače, ovladačů, napájecího zdroje atd.
• Zdroj DMX-512A, pokud chcete použít DMX k ovládání vašeho LED systému; toto je volitelné.

6. Nyní, když jste přemýšleli nad tvarem, prostorem, velikostí a vzhledem vašeho systému a také s ohledem na požadované materiály, můžete začít s určováním cen. Náklady na váš systém se budou lišit v závislosti na jeho velikosti a na tom, jaké materiály již můžete mít z minulých projektů. Pokud máte kolem sebe mikrokontrolér, možná ho budete moci použít. Nezapomeňte systém nacenit a nastavit realistické náklady na „netriviální“položky, jako jsou konektory, ploché kabely a napájecí kabely, protože tyto náklady se mohou sčítat. Následující video ukazuje přehled našeho domácího systému LED. Tento systém byl vytvořen jako první, takže hardware použitý v systému je první revizí. Aktuální Brilldea Prop Blade a LED Painter jsou aktualizované návrhy potřebné k dosažení podobného systému.

Krok 3: Čas výstavby

Než dosáhnete tohoto kroku, měli byste dokončit svůj návrh a zakoupit všechny své součásti. Rád dostávám krabice s díly, aby se moje skvělé nápady proměnily ve skutečnost, a co vy? Nic nepřekoná přiložení rukou k budování designu, který jste vytvořili v předchozích krocích. Když sestavuji systém, věnuji si čas na kontrolu své konstrukce. Před naplněním desky plošných spojů dvakrát kontroluji komponenty, dvakrát kontroluji spoje, které jsou pájeny nebo ukončeny, jako jsou datové kabely, a systém průběžně testuji v přírůstcích. S velkým RGB LED systémem se může mnoho věcí pokazit, takže testování za pochodu je dobrý nápad. Tato technika vám pomůže identifikovat problémy dříve, než se stanou většími problémy, a poškodit další součásti. Například jsme testovali řadič Prop Blade, než jsme jej připojili k desce ovladače LED Painter. Když zahájíte konstrukci systému, první věcí, kterou byste měli udělat, je sestavit obvody ovladače a ovladače LED. Pokud používáte soupravu jako je ta naše, skvělé, pak bylo obstarání dílů snadné a montáž by neměla trvat příliš dlouho. Pokud stavíte vlastní ovladač a ovladač LED, může tento krok trvat déle. Nebojte se však, protože námaha stojí za to, když vám začne fungovat ovladač vašeho systému. Při sestavování soupravy byste si měli vytisknout schema a kusovník, abyste se ujistili, že používáte správné součásti a umístíte součást na správné místo. Až dokončíte montáž ovladače, věnujte čas jeho zapnutí a vyzkoušení. Stáhněte si do ovladače jednoduchý program, který ověří, že ovladač funguje. V našem případě jsme použili Parallax Prop Plug ke stažení softwaru na Prop Blade. Jakmile dokončíte desku ovladače, zapněte ji, abyste se ujistili, že nic nevybuchne. Jakmile tento test zvládnete, přidejte do kanálu jednu LED RBG a připojte ovladač k ovladači. Pomocí jednoduchého programu ověřte, že ovladač může ovládat nastavení ovladače/RGB LED. Opět platí, že pro Prop Blade a LED Painter máme ukázkové programy na našem webu: Brilldea.com. Nyní, když máte hotovou elektroniku, přejděte k LED diodám!

Krok 4: Sestava LED

Nejnudnější částí RGB LED pole je konstrukce LED a připojení. Tento krok obvykle zahrnuje spoustu řezání drátu, proužkování, krimpování a pájení. Nemluvě o dvojité kontrole každého připojení, aby se ujistil, že bylo provedeno správně. Pokud najdete způsoby, jak tento proces zlepšit, dejte nám vědět v komentářích. Tento krok opět vyžaduje čas. Podle toho naplánujte debut svého systému, abyste nemuseli spěchat na poslední chvíli, abyste dokončili veškerou práci, kterou je třeba udělat. Pokud budete celou noc vzhůru, abyste vytvořili svůj mistrovský kousek, bude to mít za následek poškození vašich komponent kvůli špatnému zapojení. Udělejte si čas a dvakrát zkontrolujte připojení. Naše systémy byly navrženy v modulech, abychom mohli systém snadno sestavit na místě. Systémy bylo také snazší testovat, protože jsme je sestavovali. Například LED diody pro systém Island ECC byly sestaveny na panelech, které byly 1 metr dlouhé a 0,4 metru vysoké. Každý panel byl identický, takže jsme vytvořili vzor pro umístění LED diod, způsob vedení vodičů a umístění LED Painter. Tento krok je technicky velmi snadný, jen se opakuje a je časově náročný. Pokud používáte RGB LED pásku, můžete LED diody připevnit na povrch odstraněním krytiny přes lepicí podložku. Nezapomeňte LED diody namontovat na čistý povrch. Podle potřeby přidejte vodiče, konektory a svazky. Rádi bychom měli konektory pro případ, že bychom potřebovali odebrat kus zařízení pro kontrolu nebo výměnu. Můžete se rozhodnout pájet všechna připojení a vzdát se nákladů a času potřebného na přidání konektorů. Jakmile jsou LED diody připraveny, zapojte je do obvodu ovladače LED nebo sestavy LED Painter a vyzkoušejte. Možná budete chtít zapojit každý LED kanál najednou, ne všechny najednou. Pokud sestavujete systém do modulů, budete muset nainstalovat každý modul na jeho konečné místo. Když je nainstalujete, nezapomeňte je zapínat po jednom. Znovu zkontrolujte připojení, než je zapnete. Jak je uvedeno v dalších krocích, naše systémy používají Prop Blade. Prop Blade má dvě skupiny I/O. Každá skupina I/O může provozovat až dva LED Paintery v sérii, což jsou čtyři LED Paintery pro jeden ovladač. Mohlo by být spuštěno více, ale musíte věnovat pozornost podrobnostem o délce drátu a síle signálů a zjistili jsme, že vyrovnávací obvody by měly být stavěny pro zvýšení spolehlivosti. Uvědomte si, že LED Painter musí být blízko ovladače Prop Blade. Instalace LED Painter 20 stop z ovladače, který používá logické signály 3,3 V DC, bude mít špatné výsledky nebo žádné výsledky. Pečlivě zvažte umístění montáže. Jakmile nainstalujete diody LED, jste téměř na místě. V tomto okamžiku jste bezpochyby provedli nějaký test zapnutí a pocítili jste vzrušení systému, který ožívá!

Krok 5: Poslední dotyky

Jakmile si systém nainstalujeme, sedneme si a užíváme si to. No, možná ještě ne. Při stavbě a instalaci systému se samozřejmě vyskytují problémy, takže v tomto okamžiku možná budete muset provést nějaké řešení problémů. Naštěstí byly hlavní problémy objeveny v přírůstkových testech prováděných během stavby. V době, kdy je celý systém v provozu, je obvykle vše v provozuschopném stavu. V tomto kroku můžete dokončit montáž a zapojení součástí a vše uklidit. Můžete také vyladit (nebo začít psát!) Svůj ovládací software. Psaní softwaru je zábava, zvláště když se dostanete k softwaru vyšší úrovně, který popisuje, jak LED diody vypadají. Těmto rutinám říkám rutiny „malování“. Dříve jsem zmínil, že svůj systém můžete ovládat různými způsoby. Někteří lidé prostě chtějí zapnout systém a nechat jej cyklovat sám. V tomto typu systému by měly být předem naprogramované rutiny nebo algoritmy pro vyblednutí, vymazání nebo umístění náhodných barev na obrazovku. Demokód pro Prop Blade a LED Painter najdete na Parallax Propeller Object Exchange nebo na webu Brilldea. Ukázkový kód ukazuje jednoduché algoritmy pro vyblednutí a změnu barvy. Ostatní lidé jsou kontrolní šílenci! Chtějí ovládat každý pixel a každou barvu v přesné synchronizaci. Kombinace LED Painter a Prop Blade umožňuje ovládání DMX-512A (jako RS-485) nebo sériové ovládání (pomocí konektoru Prop). To znamená, že můžete na svém počítači použít software, jako je Vixen Lights, k návrhu show se synchronizací světla a hudby. S LED Painter lze každý ovládací kanál ovládat od vypnuto do zapnuto v 255 krocích. To umožňuje míchání barev v různých intenzitách. Další věci, které můžete s LED systémem dělat:

• Nechte to detekovat rytmus písně a podle toho změňte vzhled. To by znamenalo přidání mikrofonu do vašeho systému a zpracování vstupu.
• Nechte to detekovat video a na základě toho změňte vzhled, něco jako Ambilight na plochých televizorech Philips. To může zahrnovat přidání počítače, který streamuje video do vaší televize, nebo přidání webové kamery pro zachycení obrazu vaší televize.
• Nechte jej automaticky zapínat a vypínat v určitých časech. To může být založeno na denním světle, denní době nebo na zjištění, že někdo je v místnosti nebo v blízkosti systému.
• Ovládejte jej přes internet, aby svět mohl zapínat a vypínat diody LED ve vašem obývacím pokoji.
• Připojte LED stěnu k vašemu náladovému prstenu, aby LED stěna mohla odrážet vaši náladu!

Doufáme, že se vám tento Instructable líbil. Určitě se o Brilldea a našich produktech dozvíte více na našich webových stránkách: Brilldea.com.