Vezérelhető RGB LED rendszer otthonában vagy irodájában: 5 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Unalmasak a fények otthonában vagy a munkahelyén? Szeretne egy kis energiát vagy hangulatvilágítást adni a szobájához? Ez az útmutató bemutatja, hogyan hozhat létre vezérelhető RGB LED -tömböt otthoni vagy irodai használatra. Piros, zöld, kék LED -es kijelzője órákon át élvezetet nyújt Önnek és családjának, valamint irigykedni fog a technikai barátaitól! Ez az Instructable két rendszerre épül, amelyeket mi, a Brilldea építettünk, az általunk tervezett termékek felhasználásával. Az egyik rendszert otthonunknak, a másikat templomunknak építettük. Nézze meg a működő rendszerek videóit! Ez a nappalink LED -es rendszere. Ez az a LED rendszer, amelyet a hongkongi Island ECC számára készítettünk. Termékeinket megtalálhatja a Brilldea.com weboldalunkon

1. lépés: A rendszer tervezése

Minden jó RGB LED rendszer egy kis tervezéssel és előrelátással kezdődik. Ez a lépés döntő fontosságú a rendszerre vonatkozó műszaki követelmények meghatározásakor, például a tápegység mérete és a vezérlőcsatornák száma, valamint a rendszer költségei. És ne felejtsük el a művészi szándékot - a tervezés segít elképzelni a rendszer kinézetét és azt, hogy hogyan fog kölcsönhatásba lépni a térrel. Az első dolog, amit ki kell deríteni, az a terület, ahová hozzá szeretné adni a LED -es világítást. Meg kell jelenítenie, hogy a LED -rendszert hol kell felszerelni, és figyelembe kell vennie a LED -eket, a vezérlő (ke) t, a tápegységet és a kapcsolódó kábeleket. Ennek a lépésnek a legfontosabb szempontja a LED -ek világításának területének meghatározása. Van olyan öböl, ahová a világítást szeretné elhelyezni? Átrendezheti a bútorokat, hogy rés legyen a LED -ek számára? Átalakít, ahol különleges helyet tervezhet a LED -ek és a hozzájuk tartozó hardverek falba vagy padlóba ágyazására? Nappali rendszerünket az Ikea könyvesdobozok közé építettük. A Sziget ECC rendszert a szoba építése során tervezték, így külön helyet választottak ki számára, hogy a lámpák a falak közé illeszkedjenek. Miután kiválasztott egy területet, a következő dolog, amit figyelembe kell venni, hogy hány LED -et szeretne használni a terület lefedésére. Számos változót kell figyelembe venni. A LED -ek áttetsző felületre vetülnek? A LED -ek közvetlenül láthatók lesznek? Milyen mély az a hely, ahol a LED -ek felszereltek? Mennyire áttetsző az Ön által kivetített anyag? Szeretné megvilágítani az alakzatokat és mintákat a LED -elrendezésben? Milyen fényesnek szeretné látni a fényt? Figyelembe kell vennie a rendszerben lévő "pixelek" méretét. Rendszereinkhez az RGB LED szalagot használtuk. Ez egy 10 cm -es rugalmas nyomtatott áramkör, amelyen 3 RGB LED található. A LED -ek sorba vannak kötve, így minden szalag 12V DC -ről működik. A LED -eket csoportosan vezérlik. Minden egyes tervezett rendszer különböző mélységben és különböző áttetsző anyagból készült. A térköz és a méret az Ön tartózkodási helyétől és költségkeretétől függően változhat. Tejes plexiüveget és hullámosított fehér műanyagot is használtunk. Nappali LED rendszerünk 32 darab 10 cm -es RGB LED szalagot használt, mindegyik oszlopban 16 darabot. A Sziget ECC rendszer 48 db -ot használt minden "ablakban", és három ablak volt.3. Miután meghatározta a telepítendő LED -ek mennyiségét, elkezdheti tervezni a rendszer vezérlőcsatornáinak számát, az áramellátást és a vezetékek elosztását. A következő videó a Island ECC beállítását és tesztelését mutatja be rendszer. A videó megjegyzéseket tartalmaz az alkatrészekről, és bemutatja az összeszerelés és telepítés során használt tesztelési rutinokat.

2. lépés: A LED -rendszer összetevői

A LED rendszer több összetevőből áll. Vessünk egy pillanatot az összetevők áttekintésére. A LED -rendszernek szüksége van egy agyra, hogy vezérelje ezeket a LED -eket. Ez az agy általában mikrokontroller, például a Parallax Propeller vagy az SX vagy a PIC vagy az Arduino. Ez a vezérlő előprogramozott algoritmusok segítségével ciklusozhatja a LED-eket, vagy megváltoztathatja a LED-eket egy DMX-512A rendszerhez vagy soros (RS-232) rendszerhez való külső csatlakozás alapján. A Prop Blade vezérlőt a LED -rendszerek speciális alkalmazásaihoz terveztük. A Prop Blade 6V-12V DC-t fogad, és rendelkezik csatlakozással mind a soros (a programozási fejlécen keresztül), mind a DMX-512A számára. Ezenkívül állapotjelző LED -eket tartalmaz a visszacsatoláshoz, valamint DIP kapcsolókat és gombokat a felhasználói bevitelhez. Ha használni szeretné ezt a vezérlőt, a Prop Blade készletet a Brilldea -tól kaphatja meg. Ön is szívesen elkészíti saját.2. Egy vagy több LED meghajtó modulra van szükség az összes LED vezérléséhez, elvégre egy mikrokontrollernek csak annyi I/O csapja van. Ennek a sok LED -nek a vezérléséhez a mikrokontrollernek segítségre van szüksége, ezért megterveztük a LED -es festőt. A LED festő 16 RGB LED csatorna vezérlésére képes. Ez azt jelenti, hogy 16 darab RGB LED szalagot csatlakoztathatunk, mindegyik csatornához egyet, és szabályozhatjuk az egyes szalagok színét és intenzitását. A LED festő a Texas Instruments TLC5940 IC -jén alapul. A propeller és az Arduino számára is elérhető online kód ezen IC vezérléséhez. A LED -festő készleteket a Brilldea cégtől is beszerezheti.3. És természetesen minden LED -rendszernek szüksége van… nos… umm… LED -ekre! Így van, sok piros, zöld, kék LED! Szeretjük az általunk forgalmazott RGB LED szalag kényelmét. A termék hátoldalán ragasztó található, így könnyen rögzíthető a felületekre. A LED -ek és az ellenállások már össze vannak szerelve, és 12V DC -ről működik. Továbbá, ha szükséges, hajlítható, hogy íves felületekre szerelhető. Ha szeretné, használhatja saját LED -jeit. Még RGB LED -eket sem kell használnia, 48 egyszínű LED -et vagy 24 egyszínű és 24 más színű LED -et csatlakoztathat. További részletekért nézze meg a LED Painter adatlapját. A rendszer összes berendezése hiába lenne, ha nem szolgáltat áramot. Igen, ezeknek az alkatrészeknek egyenáramra van szükségük. Rendszereinket úgy tervezték, hogy 12V DC -ről működjenek. A rendszerben lévő LED -ek száma határozza meg, hogy mennyi áramot kell biztosítania az ellátásnak. A telepítéshez 12V DC, 5 amperes tápegységeket használtunk, és bőven maradt hely a bővítésre. Ha pontosabb akar lenni, ki kell számítania a rendszerben használt LED -ek áramfelvételét, valamint a vezérlőhöz és az illesztőprogramokhoz szükséges áramot. Íme néhány további elem, amely kiegészíti a rendszert:

• Kábel és vezeték a teljesítmény és a vezérlőjelek elosztásához.
• Számítógép és programozó hardver a vezérlőhöz. Ha a Parallax propelleren alapuló Prop Blade -t használja, akkor vásároljon Prop Plug -ot a Parallax -tól.
• Elektronikus és kéziszerszámok a rendszer összeszereléséhez, mint például forrasztópáka, fogó, csavarhúzó, vágószerszám és huzalhúzó.
• Bármilyen szerelési hardver, amely szükséges a vezérlő, illesztőprogramok, tápegység stb.
• DMX-512A forrás, ha a DMX-et szeretné használni a LED-rendszer vezérléséhez; ez nem kötelező.

6. Most, hogy átgondolta a rendszer alakját, helyét, méretét és megjelenését, valamint figyelembe vette a szükséges anyagokat, elkezdheti árazni. A rendszer költsége a méretétől és a korábbi projektekből származó anyagoktól függően változhat. Ha egy mikrokontroller ül körül, akkor ezt használhatja. Ne felejtse el árazni a rendszert, és reális költségeket beállítani a "nem triviális" elemekhez, például csatlakozókhoz, szalagkábelekhez és hálózati kábelekhez, mert ezek a költségek összeadódhatnak. A következő videó áttekintést nyújt otthoni LED-rendszerünkről. Ez a rendszer volt az első, amit létrehoztunk, így a rendszerben használt hardver az első felülvizsgálat. A Brilldea jelenlegi Prop Blade és LED Painter frissített tervei szükségesek egy hasonló rendszer megvalósításához.

3. lépés: Építési idő

Mire eléri ezt a lépést, befejeznie kell a tervezést és meg kell vásárolnia az összes alkatrészt. Szeretek alkatrészdobozokat kapni, hogy megvalósítsam nagyszerű ötleteimet, és te? Semmi sem győzi a kezét a munkához, hogy megépítse az előző lépésekben elkészített dizájnt. Amikor összeállítok egy rendszert, időt szánok arra, hogy kétszer is ellenőrizzem a konstrukciómat. A nyomtatott áramköri lap feltöltése előtt kétszer ellenőrzöm az alkatrészeket, a forrasztott vagy lezárt csatlakozásokat, például az adatkábeleket, és lépésről lépésre tesztelem a rendszert. A nagy RGB LED rendszerrel sok minden hibázhat, ezért jó ötlet a tesztelés. Ez a technika segít azonosítani a problémákat, mielőtt azok nagyobb problémákká válnának, és más alkatrészeket károsítanának. Például teszteltük a Prop Blade vezérlőt, mielőtt csatlakoztattuk a LED Painter illesztőprogramhoz. Amikor elkezdi építeni a rendszert, először össze kell állítania a vezérlő és a LED meghajtó áramkörét. Ha olyan készletet használ, mint a miénk, nagyszerű, akkor az alkatrészek beszerzése egyszerű volt, és az összeszerelés nem tarthat túl sokáig. Ha saját vezérlőt és LED -illesztőprogramot épít, ez a lépés több időt vehet igénybe. Ne aggódjon, mert az erőfeszítés megéri, amikor működésbe hozza a rendszer vezérlőjét. A készlet összeszerelésekor ki kell nyomtatnia a vázlatot és az anyagjegyzéket, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a megfelelő alkatrészeket használja, és a megfelelő helyre helyezi. Ha befejezte a vezérlő összeszerelését, szánjon időt a bekapcsolására és tesztelésére. Töltsön le egy egyszerű programot a vezérlőhöz annak ellenőrzésére, hogy a vezérlő működik -e. Esetünkben a Parallax Prop Plug -ot használtuk a szoftver letöltéséhez a Prop Blade -hez. Miután befejezte az illesztőprogramot, kapcsolja be, és győződjön meg arról, hogy semmi nem robban fel. Miután megfelelt a teszten, adjon hozzá egyetlen RBG LED -et a csatornához, és csatlakoztassa az illesztőprogramot a vezérlőhöz. Egy egyszerű program segítségével ellenőrizze, hogy a vezérlő képes -e vezérelni a meghajtó/RGB LED beállítását. Ismét, a Prop Blade és a LED Painter esetében példaprogramok vannak webhelyünkön: Brilldea.com. Most, hogy elkészült az elektronika, térjünk át a LED -ekre!

4. lépés: LED összeszerelés

Az RGB LED -tömb legunalmasabb része a LED -konstrukció és a csatlakozók. Ez a lépés általában sok huzalvágást, csíkozást, préselést és forrasztást foglal magában. Nem is beszélve az egyes kapcsolatok kétszeri ellenőrzéséről, hogy megbizonyosodjon arról, hogy helyesen történt -e. Ha megtalálja a módját ennek a folyamatnak a javítására, tudassa velünk a megjegyzésekben. Ismét ez a lépés időt vesz igénybe. Ennek megfelelően tervezze meg rendszerének debütálását, hogy ne kelljen az utolsó pillanatban rohannia, hogy befejezze az elvégzendő munkát. Ha egész éjjel fent marad, hogy elkészítse a mesterművet, az alkatrészek károsodását okozhatja a rossz bekötés miatt. Szánjon rá időt és ellenőrizze a csatlakozásokat. Rendszereinket modulokban terveztük, így könnyen összeállíthatjuk a rendszert a helyszínen. A rendszereket összeszereléskor is könnyebb volt tesztelni. Például a Island ECC rendszer LED -jeit 1 méter hosszú és 0,4 méter magas panelekre szerelték fel. Mindegyik panel azonos volt, ezért elkészítettük a mintát, hogy hova kell felszerelni a LED -eket, hogyan kell elvezetni a vezetékeket és hol kell elhelyezni a LED festőt. Ez a lépés technikailag meglehetősen egyszerű, csak ismétlődő és időigényes. Ha az RGB LED szalagot használja, akkor a LED -eket a felületre szerelheti úgy, hogy eltávolítja a ragasztó hátlap fedelét. Ügyeljen arra, hogy a LED -eket tiszta felületre szerelje fel. Szükség szerint adjon hozzá vezetékeket, csatlakozókat és kábelkötegeket. Szeretjük a csatlakozókat arra az esetre, ha el kell távolítanunk egy berendezést ellenőrzés vagy csere céljából. Választhatja az összes csatlakozás forrasztását, és lemondhat a csatlakozók hozzáadásához szükséges költségekről és időről. Ha a LED -ek készen állnak, csatlakoztassa őket a LED -meghajtó áramköréhez vagy a LED -festőegységhez, és tesztelje. Érdemes minden egyes LED -csatornát egyesével csatlakoztatni, nem pedig egyszerre. Ha a rendszert modulokba szereli, akkor minden modult a végső helyére kell telepítenie. Telepítéskor feltétlenül kapcsolja be őket egyenként. Ismét ellenőrizze a kapcsolatokat, mielőtt bekapcsolja őket. Amint azt a többi lépésben említettük, rendszereink a Prop Blade -t használják. A Prop Blade két I/O csoporttal rendelkezik. Minden I/O csoport akár két LED -es festőt is működtethet egy sorozatban, tehát négy LED -festő egy vezérlőhöz. Több is futtatható, de figyelni kell a vezetékek hosszára és a jelek erősségére, és azt találtuk, hogy pufferáramköröket kell építeni a megbízhatóság növelése érdekében. Ne feledje, hogy a LED -festőnek a Prop Blade vezérlő közelében kell lennie. Ha egy 3,3 V egyenáramú logikai jeleket használó LED -festőt telepít a vezérlőből, akkor gyenge vagy egyáltalán nem lesz eredmény. Gondosan fontolja meg a szerelési helyeket. Miután telepítette a LED -eket, majdnem ott van. Ezen a ponton kétségtelenül elvégezte a bekapcsolási tesztet, és érezte a rendszer életre kelésének izgalmát!

5. lépés: Utolsó érintések

Miután telepítettük a rendszert, hátradőlünk és élvezzük. Nos, talán még nem. Természetesen a rendszer felépítése és telepítése során problémák merülnek fel, ezért előfordulhat, hogy el kell végeznie néhány hibaelhárítást. Remélhetőleg a fő problémákat az építés során végzett fokozatos tesztelés során fedezték fel. Mire az egész rendszer működésbe lép, általában minden rendben van. Ebben a lépésben befejezheti az alkatrészek szerelését és bekötését, és mindent rendbe hozhat. A vezérlőszoftvert is módosíthatja (vagy elkezdheti írni!). A szoftver írása nagyon szórakoztató, különösen akkor, ha a magasabb szintű szoftverhez jut, amely leírja a LED -ek megjelenését. Ezeket a rutinokat "festési" rutinoknak nevezem. Korábban említettem, hogy a rendszert különböző eszközökkel vezérelheti. Vannak, akik csak be akarják kapcsolni a rendszert, és hagyják, hogy magától ciklusos legyen. Az ilyen típusú rendszerekben előre programozott rutinoknak vagy algoritmusoknak kell lenniük, hogy elhalványítsák, töröljék vagy véletlenszerű színeket helyezzenek el a képernyőn. A Prop Blade és a LED Painter demókódja megtalálható a Parallax Propeller Exchange Exchange vagy a Brilldea webhelyen. A példakód egyszerű algoritmusokat mutat a szín elhalványulására és megváltoztatására. Mások ellenőrző őrültek! Minden pixelt és minden színt pontos szinkronban akarnak irányítani. A LED Painter és Prop Blade kombináció lehetővé teszi a DMX-512A vezérlést (például RS-485) vagy soros vezérlést (a Prop csatlakozón keresztül). Ez azt jelenti, hogy olyan szoftvereket használhat a számítógépén, mint a Vixen Lights, hogy fény- és zeneszinkronizált műsort tervezzen. A LED Painter segítségével minden vezérlőcsatorna ki -be kapcsolható 255 lépésben. Ez lehetővé teszi a színek különböző intenzitású keverését. Egyéb dolgokat tehet a LED rendszerével:

• Tedd érzékelhetővé egy dal ütemét, és ez alapján változtasd meg a kinézetét. Ez magában foglalja a mikrofon hozzáadását a rendszerhez és a bemenet feldolgozását.
• Hagyja észlelni a videót, és ennek alapján változtassa meg a kinézetét, mint például az Ambilight a Philips síkképernyős TV -ken. Ez magában foglalhatja a számítógépet, amely videót közvetít a TV -hez, vagy egy webkamerát a TV -kép rögzítéséhez.
• Kapcsolja be és ki automatikusan bizonyos időpontokban. Ennek alapja lehet a nappali fény, a napszak, vagy annak észlelése, hogy valaki tartózkodik a szobában vagy a rendszer közelében.
• Vezérelje az interneten keresztül, hogy a világ be- és kikapcsolhassa a nappalijában lévő LED -eket.
• Csatlakoztassa a LED -falat a hangulatgyűrűhöz, hogy a LED -fal tükrözze a hangulatát!

Reméljük, tetszett ez az Instructable. Feltétlenül tudjon meg többet a Brilldea -ról és termékeinkről, látogasson el weboldalunkra: Brilldea.com.