Mesurador LED VU Matrix: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

La inspiració d’aquest projecte va venir d’un gran youtuber d’electrònica GreatScott, on va crear una matriu de LED amb 100 LED. Tenia moltes ganes de recrear aquest projecte, així que vaig crear una matriu amb el doble de LED.

A més, m’encanta l’aspecte de la música que es mostra amb color, que és un òrgan de color o un vu-metre. Així que sabia que d'alguna manera programaria la matriu per fer un d'aquests efectes.

El projecte es realitzarà en aquests passos:

1. Recopilació de tots els materials i eines
2. Preparant el tauler
3. Muntatge dels LED
4. Fer la quadrícula d’escuma quadrada
5. Fronteres i taulers acrílics preparatius
6. Creació de la placa de control
7. Fabricació dels suports d'alumini
8. Muntant-ho tot junt
9. Carregant l’esbós i provant

Pas 1: reuniu els materials / eines necessaris:

Per construir el LED Matrix necessitareu els materials següents:

• Tira LED dirigible de 4 m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - Equalitzador de so de 7 bandes
• Font d'alimentació de 5V (alimentador d'ordinador)
• Components electrònics (condensadors, resistències, prototipus de PCB, …)
• Placa posterior de MDF: 10 mm
• Vidre plexi acrílic blanc difós (3 mm)
• Vidre plexi acrílic negre (3 mm)
• Tauler d'escuma (3 mm)
• Perfil quadrat de plàstic
• Perfil en alumini T.
• Fil de coure de nucli sòlid (22AWG): filferro UTP
• Fil de coure de nucli sòlid (10AWG): fil de xarxa
• Cargols de fusta petits
• Cola i super-cola de fusta / alumini

També necessitareu les eines següents:

• Material de soldar (ferro, soldadura, …)
• Talladors de filferro
• Jig saw
• Trepant (i bits petits)
• Ganivet X-Acto
• Esmoladora / talladora d’angles
• Pistola de cola calenta + pals de cola
• 1m Regla
• Tisores

Pas 2: prepareu el tauler:

Comencem aquest projecte fent el tauler principal sobre el qual enganxarem els LED més endavant. Per al material he utilitzat MDF de 10 mm (taulers de fibra de densitat mitjana) i això es deu al fet que el tenia estirat i era perfecte perquè era estricte però fàcil de tallar.

En primer lloc, dibuixeu la forma del rectangle a la placa amb una regla i un llapis perquè tingueu línies de guia a seguir en tallar. El rectangle hauria de tenir les següents dimensions: 65, 5cm x 32, 5cm. Heu de fer el rectangle el més quadrat possible per tal que s’adaptin les vores acríliques que crearem més endavant.

A continuació, retalleu la forma amb l'ajuda d'una serra mecànica (o una serra de mans). Feu talls el més rectes possible.

Després de tallar, netegeu una mica les vores amb una mica de paper de vidre perquè quedin llises i rectes.

Ara utilitzeu el ruller per dibuixar una quadrícula que ens ajudarà a col·locar els LED en el següent pas. Dibuixa la primera fila 16, 25 mm a la part superior del tauler, i dibuixa files cada 32, 5 mm. La primera columna és a 16, 38 mm de l'esquerra del tauler, i cada següent columna és a 32, 75 mm de l'última. Quan acabeu, haureu de tenir 10 files i 20 columnes espaiades uniformement …

Pas 3: muntar els LED:

Per a aquest projecte necessitareu 4 metres de LED adreçables individualment que, en el meu cas, venien en 4 rotlles de 60 LED per metre i que em donaven 240 LED (200 necessaris).

Comenceu tallant tots els LED del coixinet on s’ha de tallar. Podeu utilitzar tisores o talladors de filferro per tallar-los.

A continuació, utilitzeu una mica de supercola sota tots els LED i enganxeu-los a la quadrícula que hem dibuixat al pas anterior (on es creuen les línies). Presteu atenció a les fletxes dels LED: cal orientar-les de la mateixa manera en aquesta fila. A cada fila següent, l'orientació es capgirarà de manera que tinguem un camí continu.

Ara ve la soldadura: molta soldadura:

Hem de connectar tots els LED junts de la manera correcta. Aconseguiu el fil de coure de nucli sòlid prim (en el meu cas, he utilitzat cables UPT) i comenceu a soldar tots els LED horitzontals connectant GND -> GND, DO (sortida de dades) -> DI (entrada de dades), 5V -> 5V. Quan arribeu al final de la fila, simplement connecteu l'últim (DO) al (DI) del LED que es mostra a la següent fila.

Ara practicarem alguns forats veticals al centre de manera que aportarem energia als LED. Practicar un forat per LED en aquesta fila de manera que pugueu arribar a cada fila. Hem de tenir diversos punts d’alimentació perquè, en cas contrari, hi hauria una caiguda de tensió massa gran en els darrers LED. Ara poseu el fil de coure gruixut a cada forat i soldeu-lo al passador d'alimentació corresponent.

Doneu la volta al tauler i connecteu tots els cables de terra i + 5v que entren pels forats. Utilitzeu el fil de coure més gruixut. Connecteu també dos cables aïllats als rails d’alimentació; aquests es connectaran a la placa de control.

L’últim és perforar el primer LED, posar-hi un cable (aquest amb l’aïllament activat) i soldar-lo al DI (dades d’entrada) d’aquest primer LED.

Pas 4: feu la quadrícula d'escuma quadrada:

En aquest pas farem la quadrícula d'escuma que actuarà com a barrer per a que la llum es reflecteixi sobre l'acrílic difós com a píxel per a cada LED.

Aconsegueix el teu tauler de 3 mm i talla dos conjunts de tires diferents. Necessitareu 9 de llargues i 19 de curtes.

A continuació, haureu de tallar algunes arbredes a les tires que després s’utilitzaran per unir les tires llargues i curtes. Els bosquets han de tenir 3 mm d’amplada i 25 mm de llarg. A la franja llarga n'hi ha d'haver 19 i a les curtes 9 ranures. Consulteu el Foam_Grid.pdf per obtenir instruccions més detallades.

Ara uneix les tires, posa les curtes verticals i les llargues horitzontals.

Si teniu un tauler blanc, haureu de pintar tota la quadrícula de negre perquè la llum no passi al següent píxel.

Pas 5: Prepareu les fronteres i el tauler frontal d’acrílic:

La llum que surt del LED s’ha de difondre sobre un material semitransparent per tal d’obtenir una forma de píxel d’aspecte quadrat. Per a això utilitzarem placa acrílica blanca de 3 mm que tallarem a les mateixes dimensions que el tauler posterior: 65, 5cm x 32, 5cm. Aquest serà el nostre front-board.

Ara hem de fer les vores que mantindran juntes la part davantera i la part posterior. Això es farà amb acrílic negre de 3 mm. En el meu cas, no tenia acrílic a casa, de manera que he rebut les fronteres d'una empresa i les han tallat amb làser perquè coincideixin amb la meva mida. Si no disposeu d'aquesta empresa / làser, haureu d'aconseguir l'acrílic i retallar les peces a mà.

Cal que tingueu dues peces de 66, 3cm i dues peces de 32, 3cm de llarg, ambdues de 3, 8cm d’amplada.

Als extrems, heu de fer talls acanalats perquè les vores quedin ben juntes. A les dues vores llargues cal fer una ranura de 10 mm al centre i a les dues curtes fer una pestanya de 10 mm al centre. Feu la pestanya tallant dues ranures als costats oposats on heu creat una ranura a la vora llarga. De nou, teniu el Borders.pdf per obtenir més instruccions.

Ara haureu de perforar alguns forats per cargolar les vores de la placa posterior més tard. Practicar forats de 3 mm a 5 mm de l’extrem (de manera que el cargol passarà al centre del tauler). Practicar 3 forats a les vores curtes i 4 forats als llargs. Espacieu-los uniformement.

L'últim és preparar els perfils quadrats de plàstic que uniran les vores amb el tauler frontal i també donaran a la matriu un bonic aspecte. Talla dos trossos de 66, 5cm i dos de 32, 5cm de llarg. Ara retalleu un angle de 45 ° a totes les vores perquè els marcs es quedin bé junts.

Pas 6: feu que la placa de controlador:

El microcontrolador principal per accionar els LED serà un Arduino NANO. Com que volem que la nostra matriu mostri un Vu-meter, d’alguna manera hem d’introduir el senyal d’àudio al controlador. Per a això utilitzarem un IC - MSGEQ7 - que és un equalitzador gràfic d'àudio de 7 bandes.

Hi ha algunes maneres diferents de configurar la placa del controlador:

1. Feu el circuit en una taula de pa (no cal soldar)
2. Feu el circuit en una placa prototip
3. Feu el vostre propi PCB gravant-lo
4. Demaneu el vostre PCB a un fabricant

He creat el meu tauler en un tauler prototip i inclouré l’esquema i el fitxer del tauler perquè pugueu triar de quina manera voleu crear el tauler.

Aquí teniu un bon Instructalbe si voleu gravar el vostre propi tauler: PCB Gravat

Pas 7: Feu els suports d'alumini:

Perquè la nostra matriu es mantingui sola, hem de fer alguna cosa perquè la suporti i no caigui. És un disseny senzill però que fa la feina.

Aconsegueix el teu perfil d'alumini en forma de T i talla dos llargs de 30 cm.

Ara fes una ranura en V a 10 cm d'un extrem.

Doblegueu el perfil 90 ° on hi ha la ranura en V i els suports estan acabats.

També he afegit un cargol i una femella per a la rigidesa.

Pas 8: muntar-ho tot junt:

Ara tenim totes les parts de la matriu llestes per reunir-les

Comenceu unint les vores amb el tauler frontal. Utilitzarem els perfils quadrats de plàstic que hem preparat anteriorment. Utilitzeu cola calenta per enganxar els 3 components junts (vora - perfil quadrat - tauler frontal).

Ara alineu-ho tot i utilitzeu una broca petita per perforar forats pilot. Ara podem cargolar-ho tot mitjançant cargols de fusta.

Enganxem els suports d’alumini amb una mica d’alumini / fusta. Alineeu-los tots dos a 10cm de la vora.

Ara podem cargolar la placa del controlador i connectar les últimes coses. El cable que hem soldat a les dades del primer LED va al terminal de la placa que diu "OUT".

Ara hem de connectar tots els terrenys i el + 5v junts mitjançant filferro de coure més gruixut. Soldeu dos cables aïllats a terra i + 5v i connecteu-los als pins corresponents de la placa de control. També he afegit un condensador de 470uF per suavitzar una mica el voltatge.

L’últim és connectar l’alimentació de la font d’alimentació (terra i + 5v dc).

Pas 9: pengeu l'esbós i proveu:

Ara estem preparats per fer proves

Pengeu l’esbós que he inclòs i connecteu un cable d’àudio als pins d’àudio. Connecteu la font d’alimentació i reproduïu música. El Vu-meter hauria de començar a mostrar-se.