Sistema LED RGB controlable per a casa o oficina: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Són avorrits els llums de la vostra llar o espai de treball? Voleu afegir una mica d’energia o il·luminació d’ànim a la vostra habitació? Aquesta instrucció us mostra com crear una matriu de LED RGB controlable per utilitzar-la a casa o a l'oficina. La vostra pantalla LED vermella, verda i blava us proporcionarà hores de gaudi per a vosaltres i la vostra família, a més de convertir-vos en l’enveja dels vostres amics tecnològics. Es va construir un sistema per a casa nostra i l’altre per a la nostra església. Mireu els vídeos dels sistemes en acció. Aquest és el nostre sistema LED de sala d'estar. Aquest és el sistema LED que hem creat per a Island ECC a Hong Kong. Podeu descobrir els nostres productes al nostre lloc web: Brilldea.com

Pas 1: planificació del sistema

Tots els bons sistemes LED RGB comencen amb una mica de planificació i previsió. Aquest pas és crucial per determinar els requisits d'enginyeria del sistema, com ara la mida de la font d'alimentació i el nombre de canals de control, així com el cost del sistema. I no oblideu la intenció artística: la planificació us ajudarà a visualitzar l’aspecte del sistema i com interactuarà amb el vostre espai. El primer que cal esbrinar és la zona on voleu afegir la il·luminació LED. Heu de visualitzar on es muntarà el sistema LED i hauríeu de tenir en compte els LED, els controladors, la font d'alimentació i els cables relacionats. L'aspecte més important d'aquest pas és determinar l'àrea que il·luminaran els LED. Tens una cala on vols col·locar la il·luminació? Podeu reorganitzar els mobles per fer un buit per als LED? Esteu remodelant on podeu planificar un lloc especial perquè els vostres LEDs i el maquinari associat s’incorporin a la paret o al terra? El nostre sistema de sala d’estar es va integrar entre les nostres caixes de llibres Ikea. El sistema ECC de l’illa es va dissenyar mentre es construïa la sala, de manera que es va tallar un espai especial de manera que les llums s’adaptessin a les parets. Un cop trieu una àrea, el següent que heu de tenir en compte és el nombre de LED que voleu utilitzar per cobrir aquesta àrea. Hi ha diverses variables a tenir en compte. Els LED es projectaran sobre una superfície translúcida? Es veuran els LED directament? Quina profunditat té l’espai on es munten els LEDS? Quant de translúcid és el vostre material sobre el qual es projecta? Voleu il·luminar formes i patrons a la matriu de LED? Quina brillantor voleu que tingui la llum? Haureu de tenir en compte la mida de cada "píxel" del sistema. Per als nostres sistemes hem utilitzat la nostra cinta LED RGB. Es tracta d’una placa de circuit imprès flexible de 10 cm amb 3 LED RGB. Els LED es connecten en sèrie de manera que cada tira funciona a 12V CC. Els LED es controlen com un grup. Cada sistema que vam dissenyar tenia diferents profunditats i diferents materials translúcids per projectar. L'espaiat i la mida variaran en funció de la vostra ubicació i pressupost. Hem utilitzat tant un plexiglàs làctic com un plàstic blanc corugat. El nostre sistema de sala LED utilitzava 32 peces de la cinta LED de 10 cm RGB, 16 a cada columna. El sistema Island ECC utilitzava 48 peces a cada "finestra" i hi havia tres finestres. Un cop hàgiu determinat la quantitat de LED que cal instal·lar, podeu començar a planificar el nombre de canals de control del sistema, el corrent de la font d'alimentació i la distribució del cablejat. sistema. El vídeo inclou notes sobre els components i mostra les rutines de prova utilitzades durant el muntatge i la instal·lació.

Pas 2: components del sistema LED

Un sistema LED està format per diversos components. Prenem un moment per revisar aquests components. El sistema LED necessita un cervell per controlar tots aquests LED. Aquest cervell sol ser un microcontrolador com el Parallax Propeller o SX o PIC o Arduino. Aquest controlador pot circular els LED mitjançant algoritmes preprogramats o canviar els LED basats en una connexió externa a un sistema DMX-512A o sèrie (RS-232). Hem dissenyat el controlador Prop Blade per a les nostres aplicacions específiques de sistemes LED. La Prop Blade accepta 6V a 12V DC i té connexions tant per a sèrie (mitjançant la capçalera de programació) com per a DMX-512A. A més, té LED d’estat per a retroalimentació i botons i botons DIP per a l’entrada de l’usuari. Podeu obtenir la Prop Blade com a kit de Brilldea si voleu utilitzar aquest controlador. També us convidem a fer els vostres propis. Es necessita un o més mòduls de controladors de LED per controlar tots els LED, al cap i a la fi, un microcontrolador només té tants pins d'E / S. Per controlar aquests molts LEDs, el microcontrolador necessita ajuda, de manera que hem dissenyat el LED Painter. El LED Painter pot controlar 16 canals de LED RGB. Això significa que podem connectar 16 peces de cinta LED RGB, una a cada canal, i controlar el color i la intensitat de cada cinta. El LED Painter es basa en l’IC TLC5940 de Texas Instruments. Hi ha codi disponible en línia per a l'hèlix i Arduino per controlar aquest CI. També podeu obtenir kits de pintors LED de Brilldea. I, per descomptat, tots els sistemes LED necessiten … bé … umm … LED! És cert, molts LED vermells, verds, blaus! Ens agrada la comoditat de la cinta LED RGB que venem. La part posterior del producte té un adhesiu perquè es pugui fixar fàcilment a les superfícies. Els LED i les resistències ja estan muntats i funcionen a 12V CC. A més, es pot flexionar per muntar sobre superfícies corbes si cal. Si voleu, podeu utilitzar els vostres propis LEDs. Ni tan sols heu d’utilitzar LED RGB, podeu connectar 48 LED d’un sol color o 24 d’un color i 24 d’un altre color. Consulteu el full de dades LED Painter per obtenir més informació. Tots els equips del sistema no servirien de res si no subministreu energia. Sí, tots aquests components necessiten alimentació de CC. Els nostres sistemes estan dissenyats per funcionar amb corrent continu de 12V. La quantitat de LED del vostre sistema determinarà la quantitat de corrent que haureu de proporcionar el subministrament. Vam utilitzar subministraments de 12 V CC, 5 amperis per a la nostra instal·lació i ens quedava molt espai per ampliar. Si voleu ser més precisos, haureu de calcular el dibuix actual dels LED que utilitzeu al vostre sistema, així com el corrent necessari per al controlador i els controladors. Aquí hi ha alguns elements més que completen el sistema:

• Cable i cable per distribuir senyals de potència i control.
• Un ordinador i maquinari de programació per al vostre controlador. Si utilitzeu el Prop Blade basat en l'hèlix Parallax, voldreu comprar un endoll Prop de Parallax.
• Eines electròniques i manuals per muntar el vostre sistema, com ara soldadors, alicates, tornavisos, eines de tall i separadors de filferro.
• Qualsevol maquinari de muntatge necessari per muntar el controlador, els controladors, la font d'alimentació, etc.
• Una font DMX-512A, si voleu utilitzar DMX per controlar el vostre sistema LED; això és opcional.

6. Ara que ja heu pensat en la forma, l’espai, la mida i l’aspecte del vostre sistema, a més de tenir en compte els materials necessaris, podeu començar a fixar-ne el preu. El cost del vostre sistema variarà en funció de la seva mida i dels materials que pugueu tenir de projectes anteriors. Si teniu un microcontrolador assegut, podreu utilitzar-lo. Recordeu que heu de fixar els preus del sistema i establir costos realistes per als articles "no trivials" com ara connectors, cables de cinta i cables de CA perquè aquests costos es poden sumar. El vídeo següent mostra una visió general del nostre sistema LED domèstic. Aquest sistema va ser el primer que vam crear, de manera que el maquinari utilitzat en el sistema és una primera revisió. L’actual Prop Blade i el LED Painter de Brilldea són dissenys actualitzats necessaris per aconseguir un sistema similar.

Pas 3: temps de construcció

Quan arribeu a aquest pas, hauríeu d’haver completat el disseny i adquirir totes les peces. M’encanta rebre capses de peces per fer realitat les meves grans idees, i tu? Res millor que posar mans a la feina construint el disseny que heu elaborat en els passos anteriors. Quan munto un sistema, dedico el meu temps a comprovar la meva construcció. Comprovo els components abans d’omplir un PCB, comprovo les connexions soldades o finalitzades, com ara els cables de dades, i comprovo el sistema de manera incremental a mesura que avanzo. Amb un gran sistema LED RGB hi ha moltes coses que poden sortir malament, de manera que provar a mesura que avança és una bona idea. Aquesta tècnica us ajudarà a identificar problemes abans que esdevinguin problemes més grans i danyin altres components. Per exemple, hem provat el controlador Prop Blade abans de connectar-lo al PCB del controlador LED Painter. Quan comenceu a construir el vostre sistema, el primer que heu de fer és muntar els circuits del controlador i del controlador LED. Si feu servir un kit com el nostre, és fantàstic, l’adquisició de peces va ser fàcil i el muntatge no hauria de trigar massa. Si esteu construint el vostre propi controlador i controlador LED, aquest pas pot trigar més. No us preocupeu, perquè l’esforç val la pena quan feu funcionar el controlador del vostre sistema. En muntar un kit, haureu d’imprimir l’esquema i la llista de materials per assegurar-vos que utilitzeu els components adequats i que col·loqueu-lo al lloc adequat. Quan hàgiu acabat de muntar el controlador, preneu-vos el temps per engegar-lo i provar-lo. Baixeu-vos un programa senzill al controlador per comprovar que funciona. En el nostre cas, hem utilitzat el Parallax Prop Plug per descarregar programari a la Prop Blade. Un cop hàgiu acabat la placa del controlador, engegueu-la per assegurar-vos que res no exploti. Un cop superada la prova, afegiu un sol LED RBG a un canal i connecteu el controlador al controlador. Utilitzeu un programa senzill per verificar que el controlador pot controlar la configuració del controlador / LED RGB. Una vegada més, per a la Prop Blade i el LED Painter, tenim programes d’exemple al nostre lloc: Brilldea.com. Ara que ja teniu l’electrònica feta, passem als LED.

Pas 4: Muntatge del LED

La part més tediosa d’una matriu de LED RGB és la construcció i les connexions de LED. Aquest pas sol implicar un munt de tall de fil, ratllat, encrespament i soldadura. Per no parlar de la doble comprovació de cada connexió per assegurar-se que s’ha fet bé. Si trobeu maneres de millorar aquest procés, feu-nos-ho saber als comentaris. De nou, aquest pas requereix temps. Planifiqueu el debut del vostre sistema en conseqüència per no haver de córrer a l’últim moment per acabar tota la feina que cal fer. Mantenir-se despert tota la nit per crear la vostra obra mestra provocarà danys als components a causa d’un mal cablatge. Preneu-vos el temps i comproveu les connexions. Els nostres sistemes van ser dissenyats en mòduls per poder muntar fàcilment el sistema in situ. Els sistemes també eren més fàcils de provar a mesura que els muntàvem. Per exemple, els LED del sistema Island ECC es van muntar en panells de 1 metre de llarg per 0,4 metres d’alçada. Cada panell era idèntic, de manera que vam fer un patró per a on muntar els LED, com encaminar els cables i on col·locar el LED Painter. Aquest pas és força fàcil tècnicament, és repetitiu i requereix molt de temps. Si utilitzeu la cinta LED RGB, podeu muntar els LED a una superfície traient la coberta del suport adhesiu. Assegureu-vos de muntar els LEDs a una superfície neta. Afegiu cables, connectors i arnesos segons sigui necessari. Ens agrada tenir connectors per si necessitem treure algun equip per inspeccionar-lo o substituir-lo. Podeu optar per soldar totes les connexions i renunciar a la despesa i el temps necessari per afegir connectors. Un cop els LEDs estiguin preparats, connecteu-los al circuit del controlador de LED o al conjunt de LED Painter i proveu-los. És possible que vulgueu connectar cada canal LED d’un en un en lloc de tots alhora. Si munteu el sistema en mòduls, haureu d’instal·lar cada mòdul a la seva ubicació final. Quan els instal·leu, assegureu-vos d’engegar-los d’un en un. Una vegada més, comproveu les vostres connexions abans d’engegar-les. Com es menciona en la resta de passos, els nostres sistemes utilitzen la Prop Blade. La Prop Blade té dos grups d'E / S. Cada grup d'E / S pot executar fins a dos LED Painters en una sèrie, de manera que són quatre LED Painters per a un controlador. Es podrien executar més, però cal parar atenció als detalls de la longitud del cable i la intensitat dels senyals, i hem descobert que s’haurien de crear circuits de memòria intermèdia per augmentar la fiabilitat. Tingueu en compte que el LED Painter ha d’estar a prop del controlador Prop Blade. La instal·lació d’un LED Painter a 20 peus del controlador que utilitza senyals lògics de 3,3 V CC produirà uns resultats deficients o cap resultat. Tingueu en compte les ubicacions de muntatge amb cura. Un cop hàgiu instal·lat els LEDs, ja esteu a punt. En aquest punt, sens dubte, heu fet alguna prova d’engegada i heu sentit que l’emoció del sistema cobra vida.

Pas 5: tocs finals

Un cop instal·lat el sistema, ens asseiem i el gaudim. Bé, potser encara no. Per descomptat, hi ha problemes que apareixen al llarg del camí mentre es construeix i s’instal·la el sistema, per la qual cosa és possible que en aquest moment hagueu de solucionar problemes. Esperem que els principals problemes es van descobrir en les proves incrementals realitzades durant la construcció. Quan tot el sistema estigui en funcionament, normalment tot està en bon estat de funcionament. En aquest pas, podeu finalitzar el muntatge i el cablejat dels components i ordenar-ho tot. També podeu ajustar (o començar a escriure!) El vostre programari de control. Escriure el programari és molt divertit, sobretot quan s’arriba al programari de nivell superior que descriu l’aspecte dels LED. A aquestes rutines les anomeno rutines de "pintura". Anteriorment he esmentat que podeu controlar el vostre sistema mitjançant diferents mitjans. Algunes persones només volen activar el sistema i deixar-lo circular per si mateix. En aquest tipus de sistemes hi hauria d’haver rutines o algorismes preprogramats per esvair, esborrar o col·locar colors aleatoris a la pantalla. El codi demo per a la fulla Prop i el pintor LED es pot trobar al Parallax Propeller Object Exchange o al lloc web Brilldea. L'exemple de codi mostra algoritmes senzills per esvair-se i canviar de color. Altres persones són monstres de control. Volen controlar tots els píxels i tots els colors en una sincronització precisa. El combo LED Painter i Prop Blade permet el control DMX-512A (com el RS-485) o el control en sèrie (mitjançant l’endoll Prop). Això significa que podeu utilitzar programari al vostre PC, com ara Vixen Lights, per dissenyar un espectacle amb sincronització de llum i música. Amb el LED Painter, cada canal de control es pot controlar de apagat a encès en 255 passos. Això permet barrejar colors a diverses intensitats. Altres coses que podeu fer amb el vostre sistema LED:

• Feu que detecti el ritme d’una cançó i canvieu l’aspecte en funció d’això. Això implicaria afegir un micròfon al vostre sistema i processar l'entrada.
• Feu que detecti vídeo i canvieu l’aspecte en funció d’això, com Ambilight als televisors de pantalla plana de Philips. Això pot implicar afegir un ordinador que transmeti vídeo al vostre televisor o afegir una càmera web per capturar la vostra imatge de televisió.
• Feu-lo activar i desactivar automàticament en determinats moments. Això es podria basar en la llum del dia, l'hora del dia o la detecció d'algú que es troba a l'habitació o a prop del sistema.
• Feu que es controli per Internet perquè el món pugui encendre i apagar els LED de la vostra sala d'estar.
• Connecteu la paret LED al vostre anell d’ànim perquè la paret LED pugui reflectir el vostre estat d’ànim.

Esperem que us hagi agradat aquest instructiu. Assegureu-vos d’aprendre més sobre Brilldea i els nostres productes visitant el nostre lloc web: Brilldea.com.