Kontrollerbart RGB LED -system til dit hjem eller kontor: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Er lysene i dit hjem eller arbejdsplads kedelige? Vil du tilføje lidt energi eller stemningsbelysning til dit værelse? Denne instruktør viser dig, hvordan du opretter et kontrollerbart RGB LED -array til brug i dit hjem eller på kontoret. Dit røde, grønne, blå LED -display giver timevis af glæde for dig og din familie samt får dig til at misundes af dine tekniske venner! Denne Instructable er baseret på to systemer bygget af os, Brilldea, ved hjælp af produkter, vi har designet. Det ene system blev bygget til vores hjem og det andet til vores kirke. Se videoerne af systemerne i aktion! Dette er vores stue LED -system. Dette er det LED -system, vi skabte til Island ECC i Hong Kong. Du kan opdage vores produkter på vores websted: Brilldea.com

Trin 1: Planlægning af systemet

Alle gode RGB LED -systemer starter med lidt planlægning og omtanke. Dette trin er afgørende for at bestemme dine tekniske krav til systemet, såsom strømforsyningsstørrelse og antal kontrolkanaler, samt hvor meget systemet vil koste. Og glem ikke den kunstneriske hensigt - planlægning hjælper dig med at visualisere systemets udseende og hvordan det vil interagere med dit rum. Den første ting at finde ud af er det område, hvor du vil tilføje LED -belysningen. Du skal visualisere, hvor LED -systemet skal monteres, og du bør overveje LED'erne, controlleren (e), strømforsyningen og tilhørende kabler. Det vigtigste aspekt af dette trin er at bestemme det område, LED'erne vil belyse. Har du en bugt, hvor du vil placere belysningen? Kan du omarrangere møbler for at skabe et hul for LED'er? Ombygger du, hvor du kan planlægge et særligt sted for dine lysdioder og tilhørende hardware, der skal indlejres i en væg eller et gulv? Vores stuesystem blev bygget ind mellem vores Ikea bogkasser. Island ECC -systemet blev designet, mens rummet blev konstrueret, så der blev udskåret et særligt rum til det, så lysene passede lige inden for væggene. Når du har valgt et område, er den næste ting at overveje, hvor mange lysdioder du vil bruge til at dække dette område. Der er flere variabler at overveje. Vil LED'erne projicere på en gennemsigtig overflade? Bliver lysdioderne set direkte? Hvor dybt er rummet, hvor lysdioderne er monteret? Hvor gennemsigtigt er dit materiale, der projiceres på? Vil du belyse former og mønstre i LED -arrayet? Hvor lyst vil du have, at lyset skal være? Du skal overveje størrelsen af hver "pixel" i systemet. Til vores systemer brugte vi vores RGB LED -bånd. Dette er et 10 cm fleksibelt printkort med 3 RGB LED'er på. LED'erne er seriekoblet, så hver strimmel fungerer på 12V DC. Lysdioderne styres som en gruppe. Hvert system, vi designede, havde forskellige dybder og forskellige gennemskinnelige materialer at projicere på. Din afstand og størrelse varierer afhængigt af din placering og dit budget. Vi brugte både et mælkeagtigt plexiglas og en korrugeret hvid plast. Vores stue LED -system brugte 32 stykker af 10 cm RGB LED -båndet, 16 i hver kolonne. Island ECC -systemet brugte 48 stykker i hvert "vindue", og der var tre vinduer. Når du har bestemt mængden af lysdioder, der skal installeres, kan du begynde at planlægge antallet af kontrolkanaler til systemet, strømmen til din strømforsyning og fordelingen af ledningerne. Følgende video viser opsætningen og afprøvningen af Island ECC system. Videoen indeholder noter om komponenterne, og den viser de testrutiner, der blev brugt under montering og installation.

Trin 2: LED -systemkomponenter

Et LED -system består af flere komponenter. Lad os tage et øjeblik for at gennemgå disse komponenter. LED -systemet har brug for en hjerne til at styre alle disse lysdioder. Denne hjerne er normalt en mikrokontroller såsom Parallax Propeller eller SX eller PIC eller Arduino. Denne controller kan cykle lysdioderne ved hjælp af forprogrammerede algoritmer eller ændre lysdioderne baseret på en ekstern forbindelse til et DMX-512A-system eller seriel (RS-232). Vi designede Prop Blade -controlleren til vores specifikke applikationer af LED -systemer. Propbladet accepterer 6V til 12V DC og har forbindelser til både seriel (via programmeringshovedet) og DMX-512A. Derudover har den status -LED'er til feedback og DIP -switches og knapper til brugerindgang. Du kan få Prop Blade som et kit fra Brilldea, hvis du vil bruge denne controller. Du er også velkommen til at lave din egen.2. Et eller flere LED -drivermoduler er nødvendige for at styre alle LED'erne, en mikrokontroller har trods alt kun så mange I/O -ben. For at styre disse mange lysdioder har mikrokontrolleren brug for hjælp, så vi har designet LED -maleren. LED -maleren kan styre 16 kanaler med RGB -lysdioder. Det betyder, at vi kan tilslutte 16 stykker RGB LED -bånd, et til hver kanal, og kontrollere farven og intensiteten af hvert bånd. LED -maleren er baseret på TLC5940 IC fra Texas Instruments. Der er kode tilgængelig online for både propellen og Arduino til styring af denne IC. Du kan også få LED -malersæt fra Brilldea.3. Og selvfølgelig har hvert LED -system brug for … ja … umm … LED'er! Det er rigtigt, masser af røde, grønne, blå lysdioder! Vi kan godt lide bekvemmeligheden ved det RGB LED -bånd, vi sælger. Bagsiden af produktet har et klæbemiddel på, så det let kan monteres på overflader. Lysdioderne og modstandene er allerede samlet, og det kører på 12V DC. Desuden kan den bøjes til montering på buede overflader, hvis det er nødvendigt. Hvis du vil, kan du bruge dine egne lysdioder. Du behøver ikke engang at bruge RGB -lysdioder, du kan vedhæfte 48 enkeltfarvede lysdioder eller 24 af en farve og 24 af en anden farve. Tjek LED Painter -databladet for flere detaljer. Alt udstyr i systemet ville være for ingenting, hvis du ikke leverede strøm. Ja, alle disse komponenter har brug for jævnstrøm. Vores systemer er designet til at køre på 12V DC. Mængden af lysdioder i dit system vil diktere mængden af strøm, din forsyning skal levere. Vi brugte 12V DC, 5 amp forsyninger til vores installation og havde masser af plads til overs for udvidelse. Hvis du vil være mere præcis, skal du beregne den aktuelle trækning af de lysdioder, du bruger i dit system, samt den nødvendige strøm til din controller og drivere. Her er et par flere elementer, der fuldender systemet:

• Kabel og ledning til distribution af strøm og kontrolsignaler.
• En computer og programmeringshardware til din controller. Hvis du bruger Prop Blade, der er baseret på Parallax Propeller, vil du gerne købe et Prop Plug fra Parallax.
• Elektronisk og håndværktøj til samling af dit system, såsom loddejern, tang, skruetrækkere, skæreværktøjer og wire strippere.
• Enhver monteringshardware, der er nødvendig til montering af din controller, drivere, strømforsyning osv.
• En DMX-512A kilde, hvis du vil bruge DMX til at styre dit LED-system; dette er valgfrit.

6. Nu hvor du har tænkt over dit systems form, plads, størrelse og udseende samt overvejet de nødvendige materialer, kan du begynde at prissætte det. Din systemomkostning vil variere baseret på dens størrelse og hvilke materialer, du måske allerede har fra tidligere projekter. Hvis du har en mikrokontroller siddende, kan du muligvis bruge det. Husk at prissætte systemet og indstille realistiske omkostninger for de "ikke-trivielle" varer som stik, båndkabler og AC-ledninger, fordi disse omkostninger kan lægge op. Følgende video viser en oversigt over vores hjemlige LED-system. Dette system var vores første, der blev oprettet, så den hardware, der bruges i systemet, er en første revision. Brilldeas nuværende Prop Blade og LED -maler er opdaterede designs, der er nødvendige for at opnå et lignende system.

Trin 3: Konstruktionstid

Da du nåede dette trin, skulle du have færdiggjort dit design og købt alle dine dele. Jeg elsker at modtage kasser med dele for at gøre mine store ideer til virkelighed, hvad med dig? Intet går bedre end at sætte dine hænder i gang med at bygge det design, du lavede i de foregående trin. Når jeg samler et system, tager jeg mig tid til at dobbelttjekke min konstruktion. Jeg dobbelttjekker komponenter, før jeg udfylder et printkort, jeg kontrollerer dobbelt forbindelser, der er loddet eller afsluttet, f.eks. Datakabler, og jeg tester systemet i trin, mens jeg fortsætter. Med et stort RGB LED -system er der mange ting, der kan gå galt, så testning undervejs er en god idé. Denne teknik hjælper dig med at identificere problemer, før de bliver større problemer og beskadiger andre komponenter. For eksempel testede vi Prop Blade -controlleren, før vi sluttede den til LED Painter -driverens printkort. Når du begynder at konstruere dit system, er det første, du skal gøre, at samle din controller og LED -driver kredsløb. Hvis du bruger et kit som et af vores, fantastisk, så var indkøb af dele let, og samlingen skulle ikke tage for lang tid. Hvis du bygger din egen controller og LED -driver, kan dette trin tage mere tid. Bare rolig, for indsatsen er det værd, når du får controlleren til dit system til at fungere. Når du samler et kit, skal du udskrive skematikken og materialebilledet for at sikre, at du bruger de rigtige komponenter og placerer komponenten på det rigtige sted. Når du er færdig med at samle din controller, skal du tage dig tid til at tænde den og teste den. Download et enkelt program til controlleren for at kontrollere, at controlleren fungerer. I vores tilfælde brugte vi Parallax Prop Plug til at downloade software til Prop Blade. Når du er færdig med et driverkort, tænd det for at sikre, at intet eksploderer. Når du har bestået denne test, skal du tilføje en enkelt RBG LED til en kanal og vedhæfte driveren til din controller. Brug et enkelt program til at kontrollere, at controlleren kan styre driver/RGB LED -opsætningen. Igen, til Prop Blade og LED Painter har vi eksempler på vores websted: Brilldea.com. Nu hvor du har gjort elektronikken, lad os gå videre til LED'erne!

Trin 4: LED -samling

Den mest kedelige del af et RGB LED -array er LED -konstruktionen og forbindelserne. Dette trin involverer normalt masser af trådskæring, striber, krympning og lodning. For ikke at nævne den dobbelte kontrol af hver forbindelse for at sikre, at den blev gjort rigtigt. Hvis du finder måder at forbedre denne proces, så lad os vide det i kommentarerne. Dette trin tager igen tid. Planlæg debuten af dit system i overensstemmelse hermed, så du ikke behøver at skynde dig i sidste øjeblik for at afslutte alt det arbejde, der skal udføres. Hvis du holder op hele natten for at skabe dit mesterværk, vil det resultere i beskadigelse af dine komponenter på grund af fejlforbindelser. Tag dig tid og dobbelttjek forbindelser. Vores systemer er designet i moduler, så vi nemt kunne samle systemet på stedet. Systemerne var også lettere at teste, da vi samlede dem. For eksempel blev lysdioderne til Island ECC -systemet samlet på paneler, der var 1 meter lange og 0,4 meter høje. Hvert panel var identisk, så vi lavede et mønster for, hvor LED'erne skal monteres, hvordan ledningerne skal føres, og hvor LED -maleren skal placeres. Dette trin er teknisk set ret let, bare gentaget og tidskrævende. Hvis du bruger RGB LED -båndet, kan du montere LED'erne på en overflade ved at fjerne dækslet over den klæbende bagside. Sørg for at montere lysdioderne på en ren overflade. Tilføj ledninger, stik og seler efter behov. Vi kan godt lide at have stik, hvis vi skal fjerne et stykke udstyr til inspektion eller udskiftning. Du kan vælge at lodde alle forbindelser og afstå fra den udgift og tid, der kræves for at tilføje stik. Når lysdioderne er klar, skal du tilslutte dem til dit LED -driverkredsløb eller din LED -malersamling og teste. Du vil måske tilslutte hver LED -kanal til en ad gangen i stedet for dem alle på én gang. Hvis du samler systemet i moduler, skal du installere hvert modul på sin endelige placering. Når du installerer dem, skal du sørge for at tænde dem én ad gangen. Igen kontrollerer du dine forbindelser, før du tænder dem. Som nævnt i de andre trin, bruger vores systemer Prop Blade. Propbladet har to grupper af I/O. Hver I/O -gruppe kan køre op til to LED -malere i en serie, så det er fire LED -malere til en controller. Der kunne køres mere, men du skal være opmærksom på detaljer om ledningslængde og signalstyrke, og vi har fundet ud af, at bufferkredsløb skal bygges for at øge pålideligheden. Vær opmærksom på, at LED -maleren skal være tæt på Prop Blade -controlleren. Installation af en LED -maler 20ft fra din controller, der bruger 3.3V DC logiske signaler, vil give dårlige resultater eller slet ingen resultater. Overvej dine monteringssteder omhyggeligt. Når du har installeret lysdioderne, er du næsten der. På dette tidspunkt har du uden tvivl foretaget en opstartstest og følt spændingen ved systemet blive levende!

Trin 5: Sidste hånd

Når vi får systemet installeret, læner vi os tilbage og nyder det. Nå, måske ikke endnu. Selvfølgelig er der problemer, der opstår undervejs, mens du bygger og installerer systemet, så på dette tidspunkt skal du muligvis foretage fejlfinding. Forhåbentlig blev de store problemer opdaget i de trinvise test, der blev udført under konstruktionen. Når hele systemet er oppe, fungerer normalt alt. På dette trin kan du færdiggøre montering og ledninger af komponenter og gøre alt ryddeligt. Du kan også finjustere (eller begynde at skrive!) Din kontrolsoftware. At skrive softwaren er meget sjovt, især når du kommer til software på et højere niveau, der beskriver, hvordan lysdioderne ser ud. Jeg kalder disse rutiner for "malerierutinerne". Tidligere nævnte jeg, at du kan styre dit system på forskellige måder. Nogle mennesker vil bare tænde systemet og lade det cykle af sig selv. I denne type system bør der være forprogrammerede rutiner eller algoritmer til at falme, tørre eller placere tilfældige farver på skærmen. Demokode for Prop Blade og LED Painter kan findes på Parallax Propeller Object Exchange eller Brilldea -webstedet. Eksempelkoden viser enkle algoritmer til fading og ændring af farve. Andre mennesker er kontrolfreaks! De vil styre hver pixel og hver farve i præcis synkronisering. LED-maleren og Prop Blade-kombinationsboksen giver mulighed for DMX-512A-kontrol (f.eks. RS-485) eller seriel kontrol (via Prop-stikket). Det betyder, at du kan bruge software på din pc, f.eks. Vixen Lights, til at designe et show med lys- og musiksynkronisering. Med LED -maleren kan hver kontrolkanal styres fra off til on i 255 trin. Dette giver mulighed for blanding af farver ved forskellige intensiteter. Andre ting du kan gøre med dit LED -system:

• Få det til at opdage rytmen på en sang og ændre udseendet baseret på det. Dette ville indebære tilføjelse af en mikrofon til dit system og behandling af input.
• Få den til at registrere video og ændre udseendet baseret på det, ligesom Ambilight på Philips fladskærms -tv. Dette kan indebære tilføjelse af en computer, der streamer video til dit tv, eller tilføjer et webcam til at fange dit tv -billede.
• Få den til at tænde og slukke automatisk på bestemte tidspunkter. Dette kan være baseret på dagslys, tidspunkt på dagen eller detektering af, at nogen er i rummet eller tæt på systemet.
• Gør det kontrolleret over internettet, så verden kan tænde og slukke lysdioderne i din stue.
• Tilslut LED -væggen til din humørring, så LED -væggen kan afspejle dit humør!

Vi håber, at du nød denne instruktive. Sørg for at lære mere om Brilldea og vores produkter ved at besøge vores websted: Brilldea.com.