Ambient LED-wandklok - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Onlangs heb ik veel mensen enorme LED-matrices zien bouwen die er absoluut prachtig uitzien, maar ze bestonden uit ingewikkelde code of dure onderdelen of beide. Dus ik dacht eraan om mijn eigen LED-matrix te bouwen, bestaande uit zeer goedkope onderdelen en zeer gemakkelijk te begrijpen code, die weliswaar een beetje kleiner is. Het kan ook fungeren als een wandklok, wat handig is voor mensen die niet willen dat een enorm scherm rondslingert met zijn funky animaties.

Mijn doel met dit project was om geen soldeer- of elektrisch gereedschap op te nemen, zodat dit project voor veel mensen toegankelijk zou zijn.

Dit project zou worden aanbevolen voor mensen met basiskennis van elektronica, codering en voor mensen met een beetje ervaring in het werken met acryl:).

Stap 1: Verzamel alle gereedschappen en de bouwmaterialen

Gereedschap:

1. een ijzerzaag
2. Een scoretool voor acryl
3. Een eenvoudige handboor (een elektrische zou ook doen)
4. 12 mm boor of een stappenboor
5. Een paar draadstrippers
6. Een paar zijknippers
7. Een paar scharen
8. Een sharpie of marker
9. Een hotgluepistool
10. Schuurpapier

Bouwstoffen:

1. Elektrische tape
2. Twee componenten lijm
3. Superlijm of cyanoacrylaat
4. Hete lijmsticks

Stap 2: Alle onderdelen verzamelen

Onderdelen:

1. 50 stuks WS2811 led-ketting (3 sets)
2. Arduino UNO
3. DS3231 RTC-module
4. Metalen pulsdrukker met LED
5. Doorverbindingsdraden
6. 5V 10A voeding
7. Een DC-aansluiting
8. Meeraderige draad (16awg)
9. 3 mm opaal (doorschijnend wit) acrylplaat
10. 4 cm OD, dunwandige PVC-buis (10 meter)
11. Zwart 6 mm acryl

Stap 3: De PVC-buizen op lengte snijden

In deze stap snijden we de PVC-buis in kleinere cilinders. Deze kleine cilinders van PVC-buis zullen fungeren als verdelers tussen de pixels, omdat we niet willen dat het licht van een LED in het hele scherm straalt. De LED's zullen in deze cilinders zitten en het zal ervoor zorgen dat het licht dat van elke LED komt, op één bepaald gebied wordt gefocust en niet in andere pixels zal uitlopen.

Om het gaas van PVC-buizen te bereiken, moeten we de PVC-buizen eerst in de kleine cilinders van dezelfde lengte snijden. We hebben gekozen voor een lengte van 6 cm als hoogte van de cilinders, maar u kunt elke hoogte rond de 6 cm kiezen die voor u geschikt is. Zorg er wel voor dat alle cilinders dezelfde hoogte hebben.

Stappen:

1. Gebruik dozen of boeken om een hoogte van 6 cm te bereiken (of iets van ongeveer 6 cm).
2. Houd een marker horizontaal op de doos, houd de PVC-buis tegen een muur en zorg ervoor dat de punt van de marker de buis raakt. Draai de PVC-buis langzaam rond met behulp van de steun van de muur om een mooie en naadloze lijn rond de buis te maken.
3. Snijd op de lijn met een ijzerzaag. Zorg ervoor dat de sneden zo recht mogelijk zijn, wat essentieel is voor de kwaliteit van de diffusie.
4. Als er bramen/oneffenheden aan de zijkant van de cilinder zijn, kunnen we een kant van de cilinder ontbramen met schuurpapier of een stanleymes. Eén kant ontbramen is voldoende, maar beide kanten ontbramen is een leuk extraatje.
5. Als je maar één ontbraamde kant hebt, markeer die kant dan met een "D". Die kant zal naar de diffusorplaat zijn gericht en de andere kant met een "L" die de kant aangeeft waar de LED zal worden geplaatst. Als je beide kanten hebt ontbraamd, kun je zien welke kant meer loodrecht op de vloer staat en die kant markeren met een "D" de en de andere kant met "L"
6. Herhaal 134 keer:)

Stap 4: Alle PVC-buizen lijmen

Nu we alle pijpen op lengte hebben gesneden, kunnen we ze in één enorm gaas lijmen. Om alle buizen aan elkaar te lijmen gebruiken we cyanoacrylaat dat algemeen bekend staat als superlijm.

Stappen:

1. We beginnen met het aan elkaar lijmen van twee buizen. Houd twee buizen beide horizontaal op de tafel. Zorg ervoor dat ze allebei gelijk op de tafel liggen en dat de kant met de "D" erop dezelfde kant op staat en zich op hetzelfde niveau bevindt. Zodra alles is uitgelijnd, kunnen we 1-2 druppels secondelijm tussen de buizen doen.
2. Volg dezelfde stappen als hierboven beschreven om de derde buis te lijmen. Bewaar het gelijmde gaas op een tafel en plaats de derde pijp erop. Zorg ervoor dat de "D"-zijde van de leidingen allemaal in dezelfde richting en op hetzelfde niveau wijzen. Breng 1-2 druppels secondelijm aan op elke naad. Als je alles goed hebt gedaan, als je het gaas verticaal houdt, met de "D"'s naar beneden gericht, mag er geen schommelende beweging zijn en moet de hele structuur gelijk op de tafel liggen.
3. Voor het lijmen van de vierde buis en de overige buizen kunnen we de drie gelijmde stukken gemakkelijk verticaal houden (met de "D"'s natuurlijk naar beneden gericht ^_^) en de vierde buis aan elke kant van de drie gelijmde stukken plaatsen. Zorg ervoor dat de "D"'s in dezelfde richting wijzen. Vervolgens kunnen we eenvoudig het vierde stuk op de drie gelijmde stukken lijmen, hetzelfde kan worden herhaald voor de rest van de buizen om een structuur te krijgen zoals hierboven weergegeven.

Stap 5: Het acryl snijden

Om de acrylplaat te snijden, markeert u de gewenste vormen met behulp van de afmetingen in de afbeelding. Anders kunt u de meegeleverde SVG-bestanden afdrukken en de pagina's bovenop de acrylplaat bevestigen en die als richtlijn voor het snijden gebruiken.

Let op: De afmetingen kunnen veranderen als je een andere diameter voor de PVC-buizen hebt gebruikt

Stappen:

1. Als u de afdrukken van de SVG-bestanden gebruikt, plakt u de afgedrukte pagina's op de acrylplaten met een lijmstift of plakt u deze gewoon op de acrylplaat met een stukje tape.
2. Als u niet van plan bent de afgedrukte pagina's te gebruiken, kunt u de bovenstaande afmetingen gebruiken om de vormen op de acrylplaat te markeren.
3. Gebruik een scoretool om de te snijden lijnen te scoren. Inkerven tot de inkerving bijna net zo diep is als de helft van de dikte van de acrylplaat.
4. Wanneer het scoren is voltooid, houdt u de breuklijn op de rand van een tafel en oefent u scherpe druk uit op de zijkant van de acrylplaat die in de lucht hangt. Hierdoor wordt de acrylplaat langs de breuklijn geklikt. Als de hoeveelheid druk die nodig is om het acryl vast te klikken te hoog is, probeer dan meer scores op de lijn te doen terwijl je meer druk gebruikt om te scoren.
5. Doe dit voor alle benodigde sneden.
6. Maak met een 12 mm boor een gat in een van de zijpanelen voor de drukknop

Stap 6: Het frame aan het gaas lijmen

Deze stap is extreem rechttoe rechtaan. We lijmen en acrylframe op het PVC-gaas dat we zojuist hebben gemaakt. Omdat de PVC-buizen er lelijk uitzien, sluiten we ze op in een mooie acrylkoffer.

Stappen:

1. Plaats het PVC-buisgaas op de vloer en zorg ervoor dat de kant met de "D" naar beneden wijst.
2. U kunt het zijpaneel met de knop op elke gewenste kant plaatsen. We besloten met rechtsonder te gaan.
3. Plaats alle acrylpanelen rond het PVC-gaas en zorg ervoor dat ze gelijk met de vloer liggen. Zorg ervoor dat de kant met "D" geschreven op de acrylstukken naar de vloer is gericht. Breng indien nodig wijzigingen aan met de afmetingen van de acrylplaten.
4. Gebruik tape om alle stukken acryl bij elkaar te houden, of vraag een vriend om te helpen door de acrylstukken stevig tegen het gaas te houden.
5. Gebruik wat superlijm of 2-componentenlijm om alle acrylplaten op het PVC-buisgaas te lijmen.

Opmerking: als u van plan bent dit scherm aan de muur te bevestigen, moet u iets meer lijm gebruiken dan normaal, omdat het hele gewicht op één acrylpaneel wordt ondersteund en u niet wilt dat het verbuigt of, erger nog, valt deel.

Stap 7: Alle LED's in het PVC-gaas lijmen

Volgens de hoeveelheid vervelend werk zou dit het laatste proces moeten zijn dat zeer arbeidsintensief is,

Stappen:

1. Leg de LED-kettingen na elkaar op de grond voordat u met het lijmproces begint. Elke LED-ketting heeft 50 LED's. Plaats het begin van de volgende ketting waar de vorige ketting eindigt. Verbind nu de JST-connectoren die uit de laatste LED van de vorige keten komen met de eerste LED van de volgende keten. Door dit te doen, zou u een 150 LED lange ketting moeten hebben.
2. Nu kunt u de eerste led in de bovenste en meest linkse PVC-buis lijmen, zoals hierboven weergegeven. Om de eerste LED van de ketting te identificeren, zoekt u de LED met een connector die eruit komt, zoals weergegeven in de afbeelding die de verlijming van de eerste LED laat zien.
3. Na het lijmen van de eerste is het gewoon een kwestie van het bovenstaande schema te volgen om alle LED's op hun respectievelijke plaatsen te lijmen, de tweede LED gaat bijvoorbeeld in de buis ernaast
4. Nadat je de eerste rij hebt voltooid door alle LED's in de eerste rij te lijmen, kun je beginnen met de tweede rij, de eerste led van de tweede rij gaat in de buis die direct rechts is en onderaan de eerste rij als laatste LED zoals getoond in gids
5. Door dit proces te herhalen, vult u de resterende buizen volgens de gegeven gids.
6. Nadat je alle LED's in hun respectievelijke buizen hebt gelijmd, heb je nog wat LED's over. Je kunt eenvoudig de draad die uit de laatste led komt, afknippen om het teveel aan LED's te verwijderen.
7. Na het doorknippen van de draad kunt u isolatietape gebruiken om de draden die uit de laatste led komen te isoleren, zodat er geen kortsluiting ontstaat

Stap 8: Stroom verdelen over alle LED's

Vanaf deze stap zullen we ons concentreren op de elektrische kant, met uitzondering van enkele kleine lijmactiviteiten.

Stappen:

1. U zult zien dat er 3 paar rode en witte kabels uit de start-LED van elke afzonderlijke keten komen.
2. Verbind alle rode draden met elkaar met behulp van een dikke meeraderige draad. U kunt dit doen door eenvoudig de uiteinden van de draden te draaien of ze aan elkaar te solderen, wat voor u handig is. U krijgt in beide gevallen identieke resultaten.
3. Doe hetzelfde met alle witte draden. Zorg ervoor dat u een dikke meeraderige draad gebruikt, bij voorkeur een andere kleur, om onderscheid te maken tussen de polariteiten.
4. Aan het einde zou je 2 draden uit het hele scherm moeten hebben voor positief en negatief
5. Sluit deze dikke meeraderige draden aan op de DC-aansluiting door de uiteinden te draaien of te solderen. Zorg ervoor dat u de uiteinden isoleert met een stuk isolatietape.

Stap 9: Bedrading van de Arduino

In deze stap zullen we alle elektrische aansluitingen voltooien.

Opmerking: uw drukknop wordt mogelijk niet geleverd met voorgesoldeerde draden, u moet ze misschien solderen of gewoon op hun plaats draaien, wat voor u handig is. Isoleer de verbindingen met wat isolatietape. Als de uwe niet wordt geleverd met voorgesoldeerde draden, kunt u het bovenstaande pinout-diagram volgen om de respectieve pinnen te identificeren.

Gebruik de mannelijke naar vrouwelijke en mannelijke naar mannelijke draden om alle noodzakelijke verbindingen met de Arduino UNO te maken, zoals hieronder beschreven.

1. Sluit de DS3231 RTC-module aan op Arduino

• Sluit VCC van RTC-module aan op VIN van Arduino
• Sluit SDA van RTC-module aan op Pin A4 op Arduino
• Sluit SCL van RTC-module aan op pin A5 op Arduino
• Sluit GND van RTC-module aan op GND-pin op Arduino

2. Sluit de drukknopmodule aan op Arduino.

Ga als volgt te werk om de verschillende pinnen op de drukknop te identificeren. De pin met het "+" teken ernaast is de Button LED (+) pin en de pin er tegenover is de Button LED (-) pin. De andere twee pinnen zijn de Button-pinnen.

• Verbind een willekeurige knoppen met pin 13 van Arduino
• Verbind de andere Button-pin met Pin 12 van Arduino
• Sluit de knop-LED (-) aan op pin 11 van Arduino
• Sluit de knop-LED (+) aan op pin 10 van Arduino

3. Sluit de LED-keten aan op Arduino UNO

Identificeer de start-LED van de volledige LED-keten.

• Sluit de rode draad van de connector aan op de 5V-voeding
• Sluit de groene draad van de connector aan op pin 5 van Arduino
• Sluit de witte draad van de connector aan op de aarde

Na het voltooien van de bedrading, kunt u de drukknop aan de zijkant van het bouwzijpaneel vastzetten door de knop vast te zetten met de meegeleverde moer.

Opmerking: we hebben hete lijm op de verbindingen gebruikt om ervoor te zorgen dat ze niet naar buiten komen als deze klaar is en op een plank rust

Stap 10: De Arduino programmeren

Voor het programmeren van de Arduino hebben we de onderstaande code laten vallen, de code is vrij goed becommentarieerd en spreekt voor zich, als je geen functionaliteit wilt of er zelf een wilt toevoegen, zou het heel gemakkelijk moeten zijn om het zelf aan te passen.

Als u van plan bent de code te gebruiken zonder de code zelf te wijzigen, hoeft u maar één parameter in te stellen en dat is de tijd. De instructies om de tijd in te stellen staan in de code.

Tijdens het uploaden van de code moet u ervoor zorgen dat de FastLED-bibliotheek en de DS3231-bibliotheek in uw Arduino IDE zijn geïnstalleerd.

Stap 11: Alles afmaken

We zijn bijna klaar met onze build. In deze stap zullen we alle kleine dingen die nog over zijn afmaken.

De elektronica beheren

De elektronica ziet er rommelig uit en kan zichzelf waarschijnlijk zelfs loskoppelen als ze niet goed op hun plaats zijn gelijmd. Dit is iets dat heel gemakkelijk kan worden vermeden door alle elektronica in onze behuizing te lijmen.

Je zou kunnen beginnen door de Arduino aan de onderkant van het scherm te lijmen en de DS3231-module ook aan de onderkant van het scherm. De DC-aansluiting kan worden geplaatst waar dit het handigst is, rekening houdend met waar u de build wilt monteren, de lengte van de draad van de voeding en andere soortgelijke factoren.

Wandmontage (optioneel)

Als u dit scherm aan de muur wilt bevestigen, kunt u de gaten van 5 mm in de bovenplaat boren en enkele "L" -klemmen aan de bovenplaat bevestigen met enkele M5-bouten, ringen en moeren, die montagegaten zouden opleveren om het op een muur. Als u van plan bent om het op een plank te houden zoals wij deden, hoeft u die "L" -klemmen niet toe te voegen voor de montage.

De diffusorplaat lijmen

De laatste en gemakkelijkste stap is om het diffusorblad op ons enorme PVC-gaas te lijmen. Controleer voordat u verder gaat of u de plastic beschermfolie van de acrylplaat hebt verwijderd. Gebruik 10-15 druppels hete lijm verspreid over het vel en druk het tegen het gaas om het vel te plakken. We gebruiken hete lijm omdat deze gemakkelijk kan worden verwijderd met een simpele ruk voor eventuele reparaties.

PS: Het verwijderen van de plastic beschermfolie van de acrylplaat is het meest bevredigende deel van de constructie.

Achterplaat (optioneel)

Als je wilt dat de achterkant van de matrix wat eleganter is, kun je een stuk 6 mm zwart acryl snijden dat dezelfde afmetingen heeft als de diffusorplaat en dit met wat hete lijm op de achterkant van de matrix lijmen

Afgewerkt

Nu zou u een volledig functionele LED-matrix moeten hebben die er overdag goed uitziet en 's nachts geweldig. Ik waardeer het oprecht als je zover bent gekomen. Aangezien dit mijn eerste instructable is, zijn er veel dingen die moeten worden verbeterd, vooral de foto's die ik nam waren niet de beste, die ik zeker zal proberen te verbeteren in de toekomstige instructables (PS: de camera van mijn telefoon doet niet echt recht aan dit scherm omdat het er in het echt veel cooler uitziet). Als je aan het bouwen was, hoop ik dat je genoten hebt van het bouwen en een leuke tijd hebt gehad. Verbeteringen zijn echt welkom en ik kan niet wachten om te zien wat jullie kunnen verbeteren en anders doen ^_^