LED Matrix VU-Meter: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Inspirationen til dette projekt kom fra en stor elektronik youtuber GreatScott, hvor han skabte en LED -matrix med 100 lysdioder. Jeg ville virkelig genskabe dette projekt, så jeg gik og lavede en matrix med dobbelt så mange LED'er.

Jeg elsker også udseendet af musik, der vises med farve, det er et farveorgan eller en vu-måler. Så jeg vidste, at jeg på en eller anden måde ville programmere matrixen til at lave en af disse effekter.

Projektet vil blive foretaget i disse trin:

1. Samler alle materialer og værktøjer
2. Forberedelse af bagpladen
3. Montering af LED'erne
4. Gør det firkantede skumgitter
5. Prepearing akrylkanter og frontplade
6. Gør kontrolpanelet
7. Fremstilling af aluminiumsstativer
8. Samler alt sammen
9. Upload af skitsen og test

Trin 1: Saml de nødvendige materialer/værktøjer:

For at bygge LED Matrix skal du bruge følgende materialer:

• Adresserbar LED Strip 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -bånds lydudligning
• 5V strømforsyning (computer -PSU)
• Elektroniske komponenter (kondensatorer, modstande, prototype PCB, …)
• MDF bagplade - 10 mm
• Spredt hvidt akryl plexiglas (3 mm)
• Sort plexiglas i akryl (3 mm)
• Skumplade (3 mm)
• Firkantet profil af plast
• Aluminium T profil
• Massiv kobbertråd (22AWG) - UTP -ledning
• Massiv kobbertråd (10AWG) - Netledning
• Små træskruer
• Træ/aluminium lim og superlim

Du skal også bruge følgende værktøjer:

• Loddeudstyr (jern, lodning, …)
• Trådskærere
• Jig så
• Bor (og små bits)
• X-Acto kniv
• Vinkelsliber/fræser
• Varm limpistol + limpinde
• 1m lineal
• Saks

Trin 2: Forbered bagpladen:

Lad os starte dette projekt med at lave hovedbagpladen, som vi senere vil lime LED'erne på. Til materialet brugte jeg 10 mm MDF (Medium-density fiberboard), og det var fordi jeg havde det liggende og det var perfekt, fordi det var sturdy, men let at skære.

Først tegner du rektanglets form på pladen med en lineal og en blyant, så du får guidelinjer at følge, når du skærer. Rektanglet skal have de næste dimensioner: 65, 5cm x 32, 5cm. Du skal gøre rektanglet så firkantet som muligt, så de akrylkanter, vi senere vil oprette, passer.

Skær derefter formen ud ved hjælp af en Jig-sav (eller en håndsav). Lav så lige snit som muligt.

Efter skæring rengøres kanterne lidt med sandpapir, så de bliver glatte og lige.

Brug nu rulleren til at tegne et gitter, som hjælper os med at placere lysdioderne i det næste trin. Tegn den første række 16, 25 mm under toppen af brættet, og tegn derefter rækker hver 32, 5 mm. Den første kolonne er 16, 38 mm fra venstre på brættet, hver næste kolonne er 32, 75 mm fra den sidste. Når du er færdig, skal du have 10 rækker og 20 kolonner jævnt fordelt …

Trin 3: Monter lysdioderne:

Til dette projekt skal du bruge 4 meter individuelt adresserbare lysdioder, som i mit tilfælde kom i 4 ruller med 60 lysdioder pr. Meter, og det gav mig 240 lysdioder (200 nødvendige).

Start med at skære hver LED på puden, hvor den skal skæres. Du kan bruge en saks eller trådklipper til at klippe dem.

Brug derefter noget superlim under hver LED og lim dem på gitteret, vi tegnede i forrige trin (hvor linjerne skærer hinanden). Vær opmærksom på pilene på LED'erne - de skal orienteres på samme måde i den række. I hver næste række vendes orienteringen, så vi får en kontinuerlig sti.

Nu kommer lodningen - meget lodning:

Vi skal forbinde alle lysdioderne på den rigtige måde. Få din tynde massivkernt kobbertråd (i mit tilfælde brugte jeg UPT -ledninger) og begynd at lodde alle de vandrette lysdioder ved at tilslutte GND -> GND, DO (data ud) -> DI (data ind), 5V -> 5V. Når du kommer til slutningen af rækken, skal du blot slutte den sidste (DO) til (DI) på LED'en, der er nedenunder i den næste række.

Nu vil vi bore nogle veterinære huller i midten, så vi vil bringe strøm til lysdioderne. Bor et hul pr. LED i den række, så du får strøm til hver række. Vi skal have flere strømpunkter, fordi der ellers ville være et for stort spændingsfald på de sidste lysdioder. Sæt nu den tykke kobbertråd i hvert hul og loddet til den tilsvarende strømstift.

Vend brættet rundt og saml alle jord- og +5v -ledninger, der kommer gennem hullerne. Brug den tykkere kobbertråd. Tilslut også to isolerede ledninger til strømskinnerne - disse forbindes derefter til kontrolpanelet.

Den sidste ting er at bore et hul ved den første LED, sætte en ledning (denne med isoleringen på) igennem den og lodde den til DI (data in) på den første LED.

Trin 4: Lav det firkantede skumgitter:

I dette trin laver vi skumgitteret, der fungerer som en barrierer for lyset, der skal reflekteres på den diffunderede akryl som en pixel for hver LED.

Få dit 3 mm skumplade og skær to sæt forskellige strimler ud. Du skal bruge 9 lange og 19 korte.

Derefter skal du skære nogle lunde ind i strimlerne, der senere skal bruges til at forbinde de lange og korte strimler sammen. Lundene skal være 3 mm brede og 25 mm lange. På den lange strimmel skal der være 19 og på de korte 9 riller. Se Foam_Grid.pdf for mere detaljerede instruktioner.

Sæt nu strimlerne sammen, sæt de korte lodrette og de lange vandrette.

Hvis du har hvidt skumplader, skal du male hele gitteret sort, så lys ikke overføres til den næste pixel.

Trin 5: Prepeare akrylkanter og frontplade:

Lyset, der kommer fra LED'en, skal diffunderes på et halvgennemsigtigt materiale for at få en firkantet pixelform. Til det vil vi bruge 3 mm hvid akrylplade, som vi skærer til de samme dimensioner som vores bagplade: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Det vil være vores front-board.

Nu skal vi lave de grænser, der holder fronten og bagsiden sammen. Dette vil blive udført i 3 mm sort akryl. I mit tilfælde havde jeg ingen akryl derhjemme, så jeg fik grænserne fra et firma, og de har laserskåret dem, så de matcher min størrelse. Hvis du ikke har en sådan virksomhed/laser til rådighed, bliver du nødt til at få akryl og skære stykkerne ud i hånden.

Du skal have to 66, 3 cm og to 32, 3 cm lange stykker, begge 3, 8 cm brede.

I enderne skal du lave rillede snit, så grænserne sidder pænt sammen. På de to lange kanter skal du lave en 10 mm rille i midten og på de korte to skal du lave en 10 mm fane i midten. Du laver fanen ved at skære to riller på de modsatte sider, hvor du skabte en rille på den lange kant. Igen har du Borders.pdf for flere instruktioner.

Du skal nu bore et par huller for at skrue grænserne på bagpladen senere. Bor 3 mm huller 5 mm fra enden (så skruen derefter går i midten af bagpladen). Bor 3 huller på de korte kanter og 4 huller på de lange. Fordel dem jævnt.

Den sidste ting er at forberede de firkantede plastprofiler, der vil binde grænserne til frontpladen og også give matrixen en flot ramme. Skær to 66, 5 cm og to 32, 5 cm lange stykker. Skær nu en vinkel på 45 ° på hver kant, så kanterne senere sidder pænt sammen.

Trin 6: Lav kontrolpanelet:

Den vigtigste mikrokontroller til at køre LED'erne vil være en Arduino NANO. Da vi vil have vores matrix til at vise en Vu-måler, skal vi på en eller anden måde få lydsignalet ind i controlleren. Til det vil vi bruge en IC - MSGEQ7 - det er en 7 -bånds lydgrafisk equalizer.

Der er et par forskellige måder, du kan lave controllerkortet på:

1. Lav kredsløbet på et brødbræt (ingen lodning nødvendig)
2. Lav kredsløbet på et prototype bord
3. Lav din egen PCB ved at æde den
4. Bestil dit printkort fra en producent

Jeg har lavet mit bord på et prototypebord, og jeg vil inkludere skematikken og tavlefilen, så du kan vælge, hvilken måde du vil oprette dit board.

Her er en god Instructalbe, hvis du vil etse dit eget bræt: PCB -ætsning

Trin 7: Lav aluminiumsstativene:

For at vores matrix skal stå alene, skal vi lave noget, så det understøtter det og ikke vælter. Det er et enkelt design, men det får jobbet gjort.

Få din T -formede aluminiumsprofil og klip to længder på 30 cm.

Lav nu en V -slids 10 cm fra den ene ende.

Bøj profilen 90 °, hvor V -åbningen er, og stativerne er udført.

Jeg har også tilføjet en skrue og en møtrik til stivhed.

Trin 8: Saml alt sammen:

Vi har nu alle dele af matricen klar til at blive sat sammen

Start med at slutte grænserne til fronten. Vi vil bruge de firkantede plastikprofiler, som vi har udført tidligere. Brug varm lim til at lime de 3 komponenter sammen (kant - firkantet profil - frontplade).

Juster nu alt sammen, og brug et meget lille bor til at bore pilothuller. Vi kan nu skrue alt sammen ved hjælp af træskruer.

Lad os lime på aluminiumsstativerne ved hjælp af noget aluminium/trælim. Ret dem begge 10 cm fra kanten.

Vi kan nu skrue på controller -kortet og tilslutte de sidste par ting. Ledningen, vi loddet til dataene i den første LED, går til terminalen på kortet, der siger "OUT".

Vi skal nu samle alle grunde og +5v sammen ved hjælp af tykkere kobbertråd. Lod to isolerede ledninger til jord og +5v, og slut dem til de tilsvarende stifter på kontrolkortet. Jeg har også tilføjet en 470uF kondensator for at udjævne spændingen lidt.

Det sidste er at tilslutte strømmen fra strømforsyningen (jord og +5v DC).

Trin 9: Upload skitsen og testen:

Vi er nu klar til test

Upload den skitse, jeg har inkluderet, og tilslut et lydkabel til lydstifterne. Tilslut strømforsyningen og afspil noget musik. Vu-måleren skal begynde at blive vist.