Ambientowy zegar ścienny LED: 11 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Ostatnio widziałem wielu ludzi budujących ogromne matryce LED, które wyglądają absolutnie pięknie, ale składały się albo ze skomplikowanego kodu, albo z drogich części, albo z obu tych rzeczy. Pomyślałem więc o zbudowaniu własnej matrycy LED składającej się z bardzo tanich części i bardzo łatwego do zrozumienia kodu, który jest jednak nieco mniejszy. Może również pełnić funkcję zegara ściennego, co jest przydatne dla osób, które nie chcą, aby wielki wyświetlacz leżał po prostu i wyświetlał jego zabawne animacje.

Moim celem przy tym projekcie było nieuwzględnianie żadnych narzędzi do lutowania ani elektronarzędzi, aby ten projekt mógł być dostępny dla wielu osób.

Ten projekt polecam osobom z podstawową wiedzą z zakresu elektroniki, kodowania oraz osobom z niewielkim doświadczeniem w pracy z akrylem:).

Krok 1: Zbieranie wszystkich narzędzi i materiałów budowlanych

Narzędzia:

1. Piła do metalu
2. Akrylowe narzędzie do bigowania
3. Prosta wiertarka ręczna (zrobiłaby to również elektryczna)
4. Wiertło 12 mm lub wiertło stopniowe
5. Para szczypiec do ściągania izolacji
6. Para noży ukośnych
7. Nożyczki
8. Sharpie lub marker
9. Pistolet do klejenia na gorąco
10. Papier ścierny

Materiały budowlane:

1. Taśma elektryczna
2. Klej dwuskładnikowy
3. Superglue lub cyjanoakrylan
4. Gorący klej w sztyfcie

Krok 2: Zbieranie wszystkich części

Części:

1. 50 sztuk łańcucha led WS2811 (3 zestawy)
2. Arduino UNO
3. DS3231 Moduł RTC
4. Metalowy chwilowy przełącznik z diodą LED
5. Przewody połączeniowe
6. Zasilanie 5V 10A
7. Gniazdo prądu stałego
8. Drut wielożyłowy (16awg)
9. 3 mm opalizujący (przezroczysty biały) arkusz akrylowy
10. 4 cm OD, cienkościenna rura PVC (10 metrów)
11. Czarny 6 mm akryl

Krok 3: Cięcie rur PVC na długość

W tym kroku przetniemy rurę PVC na mniejsze cylindry. Te małe cylindry z rurki PVC będą pełnić rolę rozdzielaczy między pikselami, ponieważ nie chcemy, aby światło diody LED przenikało do całego wyświetlacza. Diody LED będą znajdować się wewnątrz tych cylindrów i zapewnią, że światło pochodzące z każdej diody LED będzie skupione w jednym konkretnym obszarze i nie będzie przenikać do innych pikseli.

Aby uzyskać siatkę rur PVC, musimy najpierw pociąć rury PVC na małe cylindry o identycznej długości. Jako wysokość cylindrów wybraliśmy długość 6 cm, ale możesz wybrać dowolną wysokość około 6 cm, która będzie dla Ciebie dogodna. Tylko upewnij się, że wszystkie cylindry mają tę samą wysokość.

Kroki:

1. Użyj dowolnych pudełek lub książek, aby osiągnąć wysokość 6 cm (lub cokolwiek około 6 cm).
2. Trzymaj marker poziomo na pudełku, przyłóż rurę PCV do ściany i dociśnij końcówkę markera do rury. Powoli obracaj rurę PVC, korzystając ze wspornika na ścianie, aby utworzyć ładną i bezszwową linię wokół rury.
3. Przytnij do żyłki piłą do metalu. Upewnienie się, że cięcia są tak proste, jak to możliwe, co będzie miało kluczowe znaczenie dla jakości dyfuzji.
4. W przypadku występowania zadziorów/nierówności z boku cylindra możemy ogratować jedną stronę za pomocą papieru ściernego lub obcinaka do kartonów. Gratowanie jednej strony jest wystarczające, ale gratowanie obu stron będzie miłe.
5. Jeśli masz tylko jedną stronę pozbawioną zadziorów, oznacz ją literą „D”. Ta strona będzie zwrócona w stronę arkusza dyfuzora, a druga strona z literą „L” wskazującą stronę, po której zostanie umieszczona dioda LED. Jeśli gratowałeś obie strony, możesz zobaczyć, która strona leży bardziej prostopadle na podłodze i zaznaczyć tę stronę literą „D”, a drugą stronę „L”.
6. Powtórz 134 razy:)

Krok 4: Klejenie wszystkich rur PVC

Teraz, gdy mamy już wszystkie rury przycięte na długość, możemy je skleić w jedną wielką siatkę. Do sklejenia wszystkich rurek używamy cyjanoakrylanu, który potocznie nazywany jest superklejem.

Kroki:

1. Zaczynamy od sklejenia dwóch rurek. Trzymaj dwie rurki poziomo na stole. Upewnij się, że oboje siedzą równo na stole, a strona z literą „D” jest zwrócona w ten sam sposób i znajdują się na tym samym poziomie. Gdy wszystko jest wyrównane, możemy umieścić 1-2 krople superglue między tubkami.
2. Aby przykleić trzecią rurę, wykonaj te same kroki, jak podano powyżej. Przyklejoną siatkę trzymaj na stole i połóż na nich trzecią rurę. Upewnij się, że strona „D” rur jest zwrócona w tym samym kierunku i na tym samym poziomie. Nałóż 1-2 krople superglue na każdy szew. Jeśli zrobiłeś wszystko dobrze, gdy trzymasz siatkę pionowo, z literami „D” skierowanymi w dół, nie powinno być żadnego ruchu kołysania, a cała konstrukcja powinna przylegać do stołu.
3. Aby skleić czwartą tubę i pozostałe tuby, możemy z łatwością trzymać trzy sklejone kawałki pionowo (z literami "D" skierowanymi w dół oczywiście ^_^) i umieścić czwartą tubę po dowolnej stronie trzech sklejonych kawałków. Upewnij się, że litery „D” są skierowane w ten sam sposób. Następnie możemy po prostu przykleić czwarty kawałek do trzech sklejonych kawałków, to samo można powtórzyć dla pozostałych rur, aby uzyskać strukturę pokazaną powyżej.

Krok 5: Cięcie akrylu

Aby wyciąć arkusz akrylowy, zaznacz żądane kształty używając wymiarów podanych na obrazku. W przeciwnym razie możesz wydrukować dostarczone pliki SVG i dołączyć strony na górze arkusza akrylowego i użyć ich jako przewodnika do cięcia.

Uwaga: Wymiary mogą ulec zmianie, jeśli użyjesz innej średnicy rur PVC

Kroki:

1. Jeśli korzystasz z wydruków z plików SVG, przyklej wydrukowane strony do arkuszy akrylowych dowolnym klejem w sztyfcie lub po prostu przyklej je do akrylu za pomocą kawałka taśmy.
2. Jeśli nie zamierzasz używać drukowanych stron, możesz wykorzystać podane powyżej wymiary do zaznaczenia kształtów na arkuszu akrylowym.
3. Użyj narzędzia do punktowania, aby naciąć linie do wycięcia. Nacinaj, aż wynik będzie prawie tak głęboki, jak połowa grubości arkusza akrylowego.
4. Po zakończeniu punktacji trzymaj linię podziału na krawędzi stołu i mocno dociśnij bok arkusza akrylowego, który wisi w powietrzu. Spowoduje to zatrzaśnięcie arkusza akrylowego wzdłuż linii nacięcia. Jeśli nacisk wymagany do złamania akrylu jest zbyt wysoki, spróbuj wykonać więcej nacięć na linii, używając większego nacisku.
5. Zrób to dla wszystkich wymaganych cięć.
6. Za pomocą wiertła 12 mm wykonaj otwór w jednym z bocznych paneli na przycisk

Krok 6: Przyklejanie ramy do siatki

Ten krok jest niezwykle prosty. Do siatki PCV, którą właśnie stworzyliśmy, przyklejamy i akrylową ramę. Ponieważ rury PVC wyglądają brzydko, zamykamy je w ładnej akrylowej obudowie.

Kroki:

1. Umieść siatkę z rur PCV na podłodze, upewniając się, że strona z literami „D” jest skierowana w dół.
2. Panel boczny z przyciskiem można umieścić po dowolnej stronie. Zdecydowaliśmy się na dolny prawy.
3. Umieść wszystkie panele akrylowe wokół siatki PCV, upewniając się, że przylegają do podłogi. Upewnij się, że strona z napisem „D” na kawałkach akrylu jest skierowana w stronę podłogi. Dokonaj wszelkich zmian w rozmiarach arkuszy akrylowych, jeśli zajdzie taka potrzeba.
4. Użyj taśmy, aby połączyć wszystkie kawałki akrylu lub poproś znajomego o pomoc, mocno przytrzymując kawałki akrylu do siatki.
5. Użyj super kleju lub kleju dwuskładnikowego, aby przykleić wszystkie arkusze akrylowe do siatki rurowej PVC.

Uwaga: jeśli planujesz zamontować ten wyświetlacz na ścianie, ilość kleju powinna być nieco większa niż zwykle, ponieważ cały ciężar będzie spoczywał na jednym panelu akrylowym i nie chcesz, aby się wyginał lub co gorsza spadał oprócz.

Krok 7: Klejenie wszystkich diod LED wewnątrz siatki PVC

Biorąc pod uwagę ilość żmudnej pracy, powinien to być ostatni proces, który jest bardzo pracochłonny,

Kroki:

1. Przed rozpoczęciem procesu klejenia ułóż kolejno łańcuchy LED na ziemi. Każdy łańcuch LED ma 50 diod LED. Umieść początek następnego łańcucha tam, gdzie kończy się poprzedni. Teraz połącz złącza JST wychodzące z ostatniej diody LED poprzedniego łańcucha z pierwszą diodą LED następnego łańcucha. Robiąc to, powinieneś mieć długi łańcuch 150 LED.
2. Teraz możesz przykleić na gorąco pierwszą diodę do górnej i lewej rury PVC, jak pokazano powyżej. Aby zidentyfikować pierwszą diodę LED łańcucha, znajdź diodę LED, z której wychodzi złącze, jak pokazano na rysunku, który pokazuje sklejenie pierwszej diody LED.
3. Po przyklejeniu pierwszej wystarczy postępować zgodnie z powyższym schematem, aby przykleić wszystkie diody w odpowiednich miejscach, np. druga dioda wejdzie do tuby tuż obok niej
4. Po skompletowaniu pierwszego rzędu przez sklejenie wszystkich diod w pierwszym rzędzie, można zacząć od drugiego rzędu, pierwsza dioda drugiego rzędu wejdzie do rury, która znajduje się bezpośrednio po prawej stronie i na dole pierwszych rzędów jako ostatnia LED, jak pokazano w przewodniku
5. Powtarzając ten proces, napełnij pozostałe tuby zgodnie z podanym przewodnikiem.
6. Po zakończeniu klejenia wszystkich diod LED do odpowiednich rurek, nadal pozostanie kilka diod LED, możesz po prostu przeciąć przewód wychodzący z ostatniej diody LED, aby usunąć nadmiar diod LED.
7. Po przecięciu przewodu można taśmą elektryczną zaizolować przewody wychodzące z ostatniej diody tak, aby nie tworzyły żadnych zwarć

Krok 8: Dystrybucja zasilania do wszystkich diod LED

Od tego kroku skupimy się na stronie elektrycznej, z wyjątkiem kilku drobnych czynności związanych z klejeniem.

Kroki:

1. Zobaczysz, że masz 3 pary czerwonych i białych kabli wychodzących z początkowej diody LED każdego pojedynczego łańcucha.
2. Połącz wszystkie czerwone przewody razem za pomocą grubego drutu wielożyłowego. Możesz to zrobić, po prostu skręcając końce przewodów lub lutując je razem, w zależności od tego, co jest dla Ciebie wygodne. W obu przypadkach uzyskasz identyczne wyniki.
3. Zrób to samo ze wszystkimi białymi przewodami. Upewnij się, że używasz grubego drutu wielożyłowego, najlepiej innego koloru, aby odróżnić polaryzację.
4. Na końcu powinieneś mieć 2 przewody wychodzące z całego wyświetlacza dla dodatniego i ujemnego
5. Podłącz te grube wielożyłowe przewody do gniazda DC, skręcając końce lub lutując. Pamiętaj, aby zaizolować końce kawałkiem taśmy elektrycznej.

Krok 9: Okablowanie Arduino

W tym kroku wykonamy wszystkie połączenia elektryczne.

Uwaga: Twój przycisk może nie być dostarczany z wstępnie przylutowanymi przewodami, być może będziesz musiał je przylutować lub po prostu skręcić na miejscu, w zależności od tego, co jest dla Ciebie wygodne. Zaizoluj połączenia taśmą elektryczną. Jeśli twój nie jest dostarczany z wstępnie przylutowanymi przewodami, możesz postępować zgodnie ze schematem pinout podanym powyżej, aby zidentyfikować odpowiednie piny.

Użyj przewodów męski-żeński i męski-męski, aby wykonać wszystkie niezbędne połączenia z Arduino UNO, jak opisano poniżej.

1. Podłącz moduł DS3231 RTC do Arduino

• Podłącz VCC modułu RTC do VIN Arduino
• Podłącz SDA modułu RTC do pinu A4 na Arduino
• Podłącz SCL modułu RTC do pinu A5 na Arduino
• Podłącz GND modułu RTC do pinu GND na Arduino

2. Podłącz moduł przycisku do Arduino.

Aby zidentyfikować różne styki przycisku, wykonaj następujące czynności. Pin ze znakiem „+” obok to pin Button LED (+), a przeciwległy pin Button LED (-). Pozostałe dwa piny to piny Button.

• Podłącz dowolny pin przycisku do pinu 13 Arduino
• Podłącz drugi pin przycisku do pinu 12 Arduino
• Podłącz diodę LED przycisku (-) do styku 11 Arduino
• Podłącz przycisk LED (+) do styku 10 Arduino

3. Podłącz łańcuch LED do Arduino UNO

Zidentyfikuj początkową diodę LED całego łańcucha diod LED.

• Podłącz czerwony przewód złącza do zasilacza 5 V
• Podłącz zielony przewód złącza do pinu 5 Arduino
• Podłącz biały przewód złącza do uziemienia

Po zakończeniu okablowania możesz przymocować przycisk z boku panelu bocznego, mocując przycisk za pomocą dostarczonej nakrętki.

Uwaga: na połączeniach użyliśmy gorącego kleju, aby upewnić się, że nie wyjdą, gdy jest skończony i spoczywa na półce

Krok 10: Programowanie Arduino

Do programowania Arduino porzuciliśmy poniższy kod, kod jest dość dobrze skomentowany i dość oczywisty, jeśli nie chcesz żadnej funkcjonalności lub chcesz dodać własne, powinno być naprawdę łatwo go zmodyfikować samodzielnie.

Jeśli planujesz używać kodu bez modyfikacji samego kodu, wystarczy ustawić tylko jeden parametr, którym jest czas. Instrukcje dotyczące ustawienia czasu podane są w kodzie.

Podczas przesyłania kodu upewnij się, że masz zainstalowaną bibliotekę FastLED i bibliotekę DS3231 w swoim Arduino IDE.

Krok 11: Dokończenie wszystkiego

Prawie skończyliśmy z naszą kompilacją. Na tym etapie po prostu dokończymy wszystkie małe rzeczy, które pozostały.

Zarządzanie elektroniką

Elektronika będzie wyglądać na bardzo niechlujną i prawdopodobnie może się nawet rozłączyć, jeśli nie zostanie odpowiednio przyklejona. Jest to coś, czego bardzo łatwo można uniknąć, wklejając całą elektronikę wewnątrz naszej obudowy.

Możesz zacząć od przyklejenia Arduino do podstawy wyświetlacza, a modułu DS3231 również do podstawy wyświetlacza. Gniazdo DC można umieścić tam, gdzie jest to najwygodniejsze, biorąc pod uwagę miejsce montażu, długość przewodu zasilacza i inne podobne czynniki.

Montaż na ścianie (opcjonalnie)

Jeśli chcesz zamontować ten wyświetlacz na ścianie, możesz wywiercić 5 mm otwory w górnej płycie i przymocować kilka zacisków "L" do górnej płyty za pomocą śrub M5, podkładek i nakrętek, które zapewnią otwory montażowe do zamontowania go na Ściana. Jeśli zamierzasz trzymać go na półce tak jak my, nie musisz dodawać tych zacisków "L" do mocowania.

Klejenie arkusza dyfuzora

Ostatnim i najłatwiejszym krokiem jest przyklejenie arkusza dyfuzora do naszej ogromnej siatki PCV. Przed kontynuowaniem sprawdź, czy usunięto plastikowy arkusz ochronny z arkusza akrylowego. Użyj 10-15 kropli gorącego kleju rozprowadzonego na arkuszu i dociśnij go do siatki, aby przykleić arkusz. Używamy kleju na gorąco, ponieważ można go łatwo usunąć za pomocą prostego pociągnięcia do wszelkich napraw.

PS: Oderwanie plastikowego arkusza ochronnego od arkusza akrylowego jest najbardziej satysfakcjonującą częścią konstrukcji.

Płyta tylna (opcjonalnie)

Jeśli chcesz, aby tylna strona matrycy była nieco bardziej elegancka, możesz wyciąć kawałek czarnego akrylu o grubości 6 mm, który ma takie same wymiary jak arkusz dyfuzora i przykleić go do tyłu matrycy za pomocą gorącego kleju

Skończone

Teraz powinieneś mieć w pełni funkcjonalną matrycę LED, która dobrze prezentuje się w dzień i rewelacyjnie w nocy. Szczerze doceniam, że dotarłeś tak daleko. Ponieważ jest to moja pierwsza instruktaż, jest wiele rzeczy do poprawy, zwłaszcza zdjęcia, które zrobiłem, nie były najlepsze, co z pewnością postaram się poprawić w przyszłych instrukcjach (PS: Aparat mojego telefonu tak naprawdę nie oddaje sprawiedliwości temu wyświetlaczowi ponieważ w rzeczywistości wygląda to o wiele fajniej). Jeśli budowałeś razem, mam nadzieję, że podobała Ci się kompilacja i dobrze się bawiłeś. Ulepszenia są naprawdę mile widziane i naprawdę nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, co możecie poprawić i zrobić inaczej ^_^