Rellotge de paret LED ambient: 11 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Recentment he vist a moltes persones que construïen enormes matrius LED que semblen absolutament boniques, però consistien en un codi complicat o en parts cares o ambdues coses. Així que vaig pensar en construir la meva pròpia matriu LED que consistís en peces molt barates i un codi molt fàcil d’entendre, que encara que és una mica més petit. També pot actuar com un rellotge de paret, que és útil per a les persones que no volen que hi hagi una pantalla enorme mostrant les seves divertides animacions.

El meu objectiu amb aquest projecte era no incloure soldadures ni eines elèctriques perquè aquest projecte pogués ser accessible per a moltes persones.

Aquest projecte es recomanaria a persones amb coneixements bàsics d’electrònica, codificació i a persones amb poca experiència treballant amb acrílic:).

Pas 1: reunir totes les eines i els materials de construcció

Eines:

1. Una serra mecànica
2. Una eina de puntuació en acrílic
3. Un senzill trepant manual (un elèctric també ho faria)
4. Broca de 12 mm o una broca esglaonada
5. Un parell de separadors de filferro
6. Un parell de talls diagonals
7. Unes tisores
8. Un retolador o retolador
9. Una pistola de cola calenta
10. Paper de vidre

Materials de construcció:

1. Cinta elèctrica
2. Adhesiu de dos components
3. Superglue o cianoacrilat
4. Pals de cola calenta

Pas 2: reunir totes les parts

Parts:

1. 50 unitats de cadena LED WS2811 (3 jocs)
2. Arduino UNO
3. Mòdul RTC DS3231
4. Interruptor momentani de metall amb LED
5. Filferros de pont
6. Alimentació 5V 10A
7. Una presa de corrent continu
8. Cable multi-cadena (16awg)
9. Full acrílic d’òpal de 3 mm (blanc translúcid)
10. Tub de PVC de paret fina de 4 cm de diàmetre exterior (10 metres)
11. Negre acrílic de 6 mm

Pas 3: tall de longitud de les canonades de PVC

En aquest pas tallarem la canonada de PVC en cilindres més petits. Aquests petits cilindres de canonada de PVC actuaran com a separadors entre els píxels, ja que no volem que la llum d’un LED sàpiga a tota la pantalla. Els LED s’asseuran a l’interior d’aquests cilindres i s’assegurarà que la llum que prové de cada LED estigui focalitzada en una regió concreta i no sagnés en altres píxels.

Per aconseguir la malla de les canonades de PVC, primer hem de tallar les canonades de PVC en cilindres petits de la mateixa longitud. Vam escollir una longitud de 6 cm com a alçada dels cilindres, però podeu triar qualsevol alçada d’uns 6 cm que us convingui. Assegureu-vos que tots els cilindres tinguin la mateixa alçada.

Passos:

1. Utilitzeu qualsevol caixa o llibre per aconseguir una alçada de 6 cm (o qualsevol cosa al voltant dels 6 cm).
2. Mantingueu un marcador horitzontalment a la caixa, subjecteu la canonada de PVC contra una paret i feu que la punta del marcador toqui la canonada. Gireu la canonada de PVC lentament mitjançant el suport de la paret per fer una línia agradable i perfecta al voltant de la canonada.
3. Talla a la línia amb una serra per a metalls. Assegurar-se que els talls siguin el més rectes possibles, cosa que serà clau per a la qualitat de la difusió.
4. Si hi ha rebaves / desnivells al costat del cilindre, podem utilitzar un paper de vidre o un tallador de caixes per desbarbar un costat. Desbarbar un costat és suficient, però desbarbar ambdues parts serà molt agradable.
5. Si només teniu un lateral desdoblat, marqueu aquest costat amb una "D". Aquest costat s'orientarà cap al full difusor i l'altre costat amb una "L" que indica el costat que es col·locarà el LED. Si heu desbaratat els dos costats, podríeu veure quin costat es troba més perpendicularment a terra i marcar aquest costat amb una "D" i l'altre costat amb "L"
6. Repetiu 134 vegades:)

Pas 4: Enganxar totes les canonades de PVC

Ara, ja que tenim totes les canonades tallades al llarg, les podem enganxar en una malla enorme. Per enganxar tots els tubs junts utilitzem cianoacrilat que es coneix comunament com a superglue.

Passos:

1. Comencem enganxant dos tubs. Mantingueu dos tubs horitzontalment sobre la taula. Assegureu-vos que tots dos se situin a ras de la taula i del costat amb la "D" escrita a la mateixa cara i que estiguin al mateix nivell. Un cop tot alineat, podem posar 1-2 gotes de superglue entre els tubs.
2. Per enganxar la tercera canonada, seguiu els mateixos passos que els anteriors. Mantingueu la malla enganxada sobre una taula i col·loqueu-hi la tercera canonada. Assegureu-vos que el costat "D" de les canonades estigui orientat en la mateixa direcció i en el mateix nivell. Apliqueu 1-2 gotes de superglue a cada costura. Si ho heu fet tot bé, quan manteniu la malla vertical, amb les "D" cap avall, no hi hauria d'haver cap moviment de balanceig i tota l'estructura hauria d'estar a ras de la taula.
3. Per enganxar el quart tub i els tubs restants, podem mantenir fàcilment les tres peces enganxades verticalment (amb les "D" cap avall, és clar ^ _ ^) i col·locar el quart tub a qualsevol costat de les tres peces enganxades. Assegureu-vos que la "D" tingui la mateixa cara. A continuació, podem simplement enganxar la quarta peça a les tres peces enganxades, es pot repetir el mateix per a la resta de tubs per aconseguir una estructura tal com es mostra a dalt.

Pas 5: tall de l’acrílic

Per tallar el full acrílic, marqueu les formes desitjades utilitzant les dimensions que es mostren a la imatge. Altrament, podeu imprimir els fitxers SVG proporcionats i adjuntar les pàgines a la part superior del full d’acrílic i utilitzar-lo com a guia per tallar.

Nota: Les dimensions poden canviar si heu utilitzat un diàmetre diferent per a les canonades de PVC

Passos:

1. Si feu servir les impressions dels fitxers SVG, enganxeu les pàgines impreses als fulls d’acrílic amb qualsevol pal de cola o simplement enganxeu-les a l’acrílic amb un tros de cinta.
2. Si no teniu intenció d'utilitzar les pàgines impreses, podeu utilitzar les dimensions indicades anteriorment per marcar les formes del full acrílic.
3. Utilitzeu una eina de puntuació per puntuar les línies a tallar. Puntuació fins que la puntuació sigui gairebé tan profunda com la meitat del gruix del full acrílic.
4. Quan s'hagi acabat la puntuació, mantingueu la línia de puntuació a la vora d'una taula i apliqueu una pressió forta al costat del full acrílic que penja a l'aire. Això farà que el full d’acrílic s’acabi al llarg de la línia de puntuació. Si la quantitat de pressió necessària per trencar l'acrílic és massa alta, proveu de fer més puntuacions a la línia mentre feu servir més pressió per puntuar.
5. Feu això per a tots els talls necessaris.
6. Mitjançant una broca de 12 mm es fa un forat en un dels panells laterals del polsador

Pas 6: enganxar el marc a la malla

Aquest pas és extremadament senzill. Estem encolant i marc acrílic a la malla de PVC que acabem de crear. Com que les canonades de PVC semblen lletges, les anem tancant en una bonica caixa acrílica.

Passos:

1. Col·loqueu la malla de la canonada de PVC a terra mentre assegureu-vos que el costat amb la "D" cara avall.
2. Podeu col·locar el tauler lateral amb el botó a qualsevol costat que vulgueu. Vam decidir anar amb la part inferior dreta.
3. Col·loqueu tots els panells acrílics al voltant de la malla de PVC assegurant-se que queden al ras del terra. Assegureu-vos que el costat amb "D" escrit a les peces d'acrílic estigui cap al terra. Feu els canvis necessaris amb les mides dels fulls acrílics.
4. Feu servir cinta adhesiva per mantenir totes les peces de l’acrílic o demaneu ajuda a un amic subjectant les peces d’acrílic a la malla.
5. Utilitzeu un adhesiu súper o adhesiu de 2 components per enganxar totes les làmines acríliques a la malla de la canonada de PVC.

Nota: si teniu previst muntar aquesta pantalla a la paret, la quantitat de cola que hauríeu d'utilitzar hauria de ser una mica més de l'habitual, ja que es recolzarà tot el pes en un panell acrílic i no voleu que es doblegui o, encara pitjor, caigui a part.

Pas 7: Enganxar tots els LED a l'interior de la malla de PVC

Segons la quantitat de treball tediós, aquest hauria de ser l'últim procés que requereix molta feina,

Passos:

1. Abans de començar amb el procés d’encolat, col·loqueu les cadenes LED a terra de manera seqüencial. Cada cadena de LED té 50 LED. Col·loqueu l'inici de la cadena següent on acaba la cadena anterior. Ara, connecteu els connectors JST que surten de l'últim LED de la cadena anterior al primer LED de la següent cadena. Fent això, hauríeu de tenir una cadena llarga de 150 LED.
2. Ara podeu enganxar el primer led en calent a la canonada de PVC més a la part superior i a l’esquerra tal com es mostra a la part superior. Per identificar el primer LED de la cadena, busqueu el LED que tingui un connector que en surt, tal com es mostra a la imatge que mostra l’encolat del primer LED.
3. Després d’enganxar el primer, només es tracta de seguir el diagrama donat anteriorment per enganxar tots els LED en els seus llocs respectius, per exemple, el segon LED entrarà al tub just al costat
4. Després d’haver completat la primera fila enganxant tots els LEDs de la primera fila, podeu començar per la segona fila; el primer led de la segona fila entrarà al tub que es troba immediatament a la dreta i a la part inferior de les primeres files. LED tal com es mostra a la guia
5. Repetint aquest procés, empleneu els tubs restants segons la guia indicada.
6. Després d’haver acabat d’enganxar tots els LEDs en els seus respectius tubs, encara us quedaran alguns LEDs que podreu tallar senzillament el fil que surt del darrer led per eliminar l’excés de LEDs.
7. Després de tallar el cable, podeu utilitzar cinta elèctrica per aïllar els cables que surten de l'últim led perquè no creïn cap curt

Pas 8: distribució d'energia a tots els LED

A partir d’aquest pas ens centrarem en el costat elèctric, excepte en algunes activitats menors d’encolat.

Passos:

1. Veureu que teniu 3 parells de cables vermells i blancs que surten del LED d’arrencada de cada cadena individual.
2. Connecteu tots els cables vermells junts mitjançant un fil gruixut de múltiples cadenes. Podeu fer-ho simplement girant els extrems dels cables o soldant-los junts el que convingui. Obtindreu resultats idèntics en ambdós casos.
3. Feu el mateix amb tots els cables blancs. Assegureu-vos d’utilitzar un fil gruixut de múltiples cadenes, preferiblement d’un color diferent, per diferenciar les polaritats.
4. Al final, hauríeu de tenir 2 cables que sortissin de tota la pantalla per obtenir resultats positius i negatius
5. Connecteu aquests cables espessos de múltiples cadenes a la presa de CC girant els extrems o soldant. Assegureu-vos d’aïllar els extrems amb una cinta elèctrica.

Pas 9: Cablatge de l'Arduino

En aquest pas completarem totes les connexions elèctriques.

Nota: és possible que el vostre polsador no inclogui cables prèviament soldats, és possible que hagueu de soldar-los o simplement torçar-los al lloc, segons el que convingui. Aïlleu les connexions amb cinta elèctrica. Si el vostre no ve amb cables soldats prèviament, podeu seguir el diagrama de pinout que s'indica més amunt per identificar els pins corresponents.

Utilitzeu els cables masculí a femella i masculí a masculí per fer totes les connexions necessàries amb l’Arduino UNO tal com es descriu a continuació.

1. Connecteu el mòdul RTC DS3231 a Arduino

• Connecteu VCC del mòdul RTC a VIN d'Arduino
• Connecteu l'SDA del mòdul RTC al pin A4 d'Arduino
• Connecteu SCL del mòdul RTC al pin A5 a Arduino
• Connecteu GND del mòdul RTC al pin GND d'Arduino

2. Connecteu el mòdul de polsador a Arduino.

Per identificar els diferents pins del polsador, feu el següent. El pin amb el signe "+" al costat és el pin del botó LED (+) i el que hi ha oposat és el pin del botó LED (-). Els altres dos pins són els pins del botó.

• Connecteu qualsevol pin de botó al pin 13 d'Arduino
• Connecteu l'altre pin del botó al pin 12 d'Arduino
• Connecteu el LED del botó (-) al pin 11 d'Arduino
• Connecteu el LED del botó (+) al pin 10 d'Arduino

3. Connecteu la cadena LED a Arduino UNO

Identifiqueu el LED d’inici de la cadena de LED completa.

• Connecteu el cable vermell del connector a la font d'alimentació de 5 V.
• Connecteu el cable verd del connector al pin 5 d'Arduino
• Connecteu el cable blanc del connector a terra

Després d’acabar el cablejat, podeu fixar el polsador al costat del tauler lateral de construcció fixant el botó amb la femella proporcionada.

Nota: Hem utilitzat cola calenta a les connexions per assegurar-nos que no surtin mentre estigui acabada i descansant sobre un prestatge

Pas 10: Programació de l'Arduino

Per programar l'Arduino hem deixat caure el codi següent, el codi està força ben comentat i s'explica per si mateix, si no voleu cap funcionalitat o voleu afegir-ne alguna, hauria de ser molt fàcil modificar-lo vosaltres mateixos.

Si teniu previst utilitzar el codi sense modificar-lo, només hi ha un paràmetre que heu d’establir, que és l’hora. Les instruccions per establir l’hora es donen al codi.

Mentre pengeu el codi, heu d’assegurar-vos que teniu instal·lades la biblioteca FastLED i la biblioteca DS3231 al vostre IDE Arduino.

Pas 11: Acabeu-ho tot

Gairebé hem acabat amb la nostra versió, en aquest pas acabarem d’acabar totes les petites coses que queden.

Gestió de l'electrònica

L’electrònica tindrà un aspecte molt desordenat i, fins i tot, fins i tot podria desconnectar-se si no s’enganxa correctament al seu lloc. Això es pot evitar molt fàcilment enganxant tota l'electrònica dins del nostre recinte.

Podeu començar enganxant l'Arduino a la base de la pantalla i el mòdul DS3231 a la base de la pantalla. La presa de corrent continu es pot col·locar allà on sigui més convenient tenint en compte on voleu muntar la construcció, la longitud del cable de la font d'alimentació i altres factors similars.

Muntatge a la paret (opcional)

Si voleu muntar aquesta pantalla a la paret, podreu perforar els forats de 5 mm a la placa superior i fixar unes pinces “L” a la placa superior amb uns perns, arandeles i femelles M5, que proporcionarien forats de muntatge per muntar-la paret. Si teniu la intenció de guardar-lo en un prestatge com ho vam fer nosaltres, no cal que afegiu les mordasses "L" per al muntatge.

Enganxar el full difusor

L’últim i més senzill pas és enganxar la làmina difusora a la nostra enorme malla de PVC. Comproveu que heu tret la làmina protectora de plàstic de la làmina acrílica abans de continuar. Utilitzeu 10-15 gotes de cola calenta repartides pel full i premeu-la contra la malla per enganxar el full. Utilitzem cola calenta ja que es pot treure fàcilment amb un simple estirador per a qualsevol reparació.

PS: Desprendre la làmina protectora de plàstic de la làmina acrílica és la part més satisfactòria de la construcció.

Placa posterior (opcional)

Si voleu que la part posterior de la matriu sigui una mica més elegant, podeu tallar un tros d’acrílic negre de 6 mm que tingui les mateixes dimensions que el full difusor i enganxar-lo a la part posterior de la matriu amb una mica de cola calenta.

Acabat

Ara hauríeu de tenir una matriu LED totalment funcional que es vegi bé durant el dia i increïble a la nit. Agraeixo sincerament si ha arribat fins aquí. Com que és el meu primer inexpugnable, hi ha moltes coses a millorar, sobretot les fotos que vaig fer no van ser les millors, que definitivament intentaré millorar en els futurs instructables (PD: La càmera del meu telèfon no fa justícia a aquesta pantalla ja que sembla molt més fresc a la vida real). Si estiguéssiu construint, espero que hagueu gaudit de la construcció i us hagueu divertit. Les millores són ben rebudes i realment no puc esperar a veure què podeu millorar i fer de manera diferent ^ _ ^