Sieciowy wyświetlacz LED Mirolo do Digital Signage: 22 kroki (ze zdjęciami)

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

Digital signage może przydać się na eventach do informowania zwiedzających o zbliżających się panelach, zmianach w harmonogramie lub dynamicznego przekazywania informacji. Korzystanie z wyświetlaczy LED Matrix sprawia, że wiadomości są czytelne nawet z daleka i przyciągają wzrok.

Dodatki zawarte:

• 2 linie modułów z matrycą punktową, 1 wskaźnik pierścienia RGB
• Interfejs sieciowy http do prostego zarządzania awaryjnego
• REST/JSON API do zaawansowanego zdalnego zarządzania
• automatyczna kontrola jasności
• Pilot na podczerwień
• Złącze interfejsu I²C dla modułów zewnętrznych (np. DS1307 RTC)
• szeroki zakres mocy wejściowej: 10-20VAC/10-30VDC
• tablica ogłoszeń i moduły harmonogramu zdarzeń do obsługi ręcznej niezależnej od sieci,

Poniższe instrukcje omówią proces budowy jednego z tych wyświetlaczy, mając na uwadze zarówno elektronikę, jak i ramę nośną. Proces budowy wymaga specjalistycznych narzędzi i zaawansowanych umiejętności lutowania. Dlatego poziom trudności określiłbym jako średni i nieodpowiedni dla początkujących.

Pełna dokumentacja oprogramowania i sprzętu znajduje się na stronie gitlab/mirolo-2M05081R16

Krok 1: Czego potrzebujesz

Aby ukończyć ten projekt, będziesz potrzebować różnych narzędzi. To jest zestaw podstawowy. Wszelkie narzędzia, takie jak maszyny CNC lub szlifierki taśmowe i stojaki na wiertarki, znacznie ułatwią Ci życie.

• Stacja lutownicza zawierająca groty umożliwiające lutowanie elementów SMD
• Sprzęt do lutowania
• Wiertarka elektryczna
• Pistolet na gorący klej
• Piła szablasta i brzeszczoty do metalu
• Szczypce
• Wkrętaki
• Klucze i nasadki
• Multimetr
• Dotknij i zgiń
• Wiertła pogłębiające
• Zestaw wierteł
• Wice
• Piła ręczna
• Klej dwuskładnikowy
• Papier ścierny
• Metalowy pilnik
• Taśma dwustronna

Oczywiście potrzebujesz również materiału budowlanego. Pełną listę wszystkich potrzebnych części znajdziesz tutaj: Lista materiałów

Ważne: Kupując komponenty takie jak kondensatory elektrolityczne upewnij się, że ich wysokość nie przekracza 12 mm. W przeciwnym razie będą wyższe niż wyświetlacz matrycy i płytka nie będzie pasować.

Krok 2: Przygotowanie części

Najpierw musisz wykonać wymagane części ramy, trzymające wszystko razem. Jeśli chcesz zaprojektować własną ramkę, możesz całkowicie pominąć te kroki. Będę streszczał i zamieszczał jedynie linki do plików opisujących wymiary części. Właściwie ich wykonanie wymaga wiercenia, piłowania i cierpliwości, ale powinieneś wiedzieć, jak obchodzić się z wiertarką, piłą i pilnikiem, aby to zrobić.

Wymiary części

Krok 3: Montaż elektroniki

Zacznijmy od mrugających rzeczy. Przygotuj wszystkie części pokazane powyżej. Pełna lista materiałów jest połączona w kroku 1.

Jeśli chodzi o PCB, bardzo polecam zlecić wykonanie ich przez profesjonalną firmę. Niektóre ślady są dość cienkie i zajęło mi kilka prób, aby nawet uzyskać działający prototyp, który nie był całkowicie spartaczony i nadal miałem problemy z elektrycznością z powodu błędów trawienia, które były koszmarem do przepracowania. Projekt działa świetnie, ale tablica jest nieco zbyt skomplikowana do wytrawiania w domu. O ile nie masz pod ręką półprofesjonalnego sprzętu do trawienia, naprawdę nie jest to warte wysiłku. Zwłaszcza biorąc pod uwagę, że w przypadku konstrukcji jednostronnej trzeba zgiąć 48 zworek dla każdego z nich. To są rzeczy, które przyprawiają cię o koszmary. Mam własne z JLC-PC i ich jakość jest naprawdę fajna. Zaoszczędzili mi godziny pracy i mnóstwo materiału.

Wciąż mam 5 takich leżących dookoła. Jeśli jesteś zainteresowany wykonaniem tego projektu samodzielnie, wyślij mi wiadomość, a my coś wymyślimy. Może być łatwiej wysłać je z Niemiec niż zamawiać nowe z Chin.

Krok 4: Montaż elektroniki - 8-modułowa matryca

Zaczniemy od dolnego paska macierzy. Ten składa się z 8 modułów FC-16. Zlutuj je razem, aby utworzyć jedną linię. Możesz użyć dołączonych złączy kołkowych 90 °, wyginając je do kształtu 180 ° za pomocą szczypiec. Polecam chwycić je w imadle.

Podłącz wszystkie moduły i przylutuj jeden z 3-biegunowych kabli taśmowych do wejścia danych, a także dwa przewody linkowe do wejścia zasilania.

Podczas lutowania modułów matrycy na górze NIE UŻYWAJ dostarczonych złączy żeńskich. W przeciwnym razie moduł będzie zbyt gruby, aby zmieścić się w ramie. Zachowaj jednak złącza, ponieważ będą potrzebne do drugiej linii wyświetlacza. Upewnij się również, że są prawidłowo zorientowane.

Przylutuj kondensator 1000µF na końcu paska (Data OUT) do GND i VCC jako dodatkowy bufor.

Krok 5: Montaż elektroniki - pierścień WS2812

Przylutuj drugi 3-biegunowy kabel taśmowy do pierścienia (środkowy pin kabla powinien być GND)

Krok 6: Montaż elektroniki - konwerter DC/DC

Przygotuj konwerter DC/DC Buck/Boost. Podłącz przyzwoite napięcie (12V) do wejścia i wyreguluj potencjometr trymera tak, aby wyjście było dokładnie 5V. Powinieneś mieć niewielkie obciążenie podłączone do wyjścia i stuknąć kilka razy w trymer, aby upewnić się, że jest prawidłowo ustawiony i nie przeskakuje. Gdy napięcie wyjściowe jest stabilne, nałóż kilka kropel kleju na trymer, aby nie można go było przypadkowo zmienić.

Krok 7: Montaż elektroniki - płyta główna SMD

Dalej jest płyta główna. Najpierw przylutuj wszystkie elementy SMD (nie zapomnij o rezystorach z przodu i diodach LED). Generalnie zaleca się najpierw przylutować najmniejsze elementy, ponieważ ułatwi to lutowanie, ponieważ płytkę można ułożyć płasko. Jeśli wykonasz te instrukcje we właściwej kolejności, nie powinno to stanowić problemu.

Nie potrzebujesz do tego stacji lutowniczej na gorące powietrze. Jest potrzebny tylko do lutowania elementów, takich jak 44-pinowy mikrokontroler.

Krok 8: Montaż elektroniki - rezystory

Dalej są rezystory i małe kondensatory oraz odbiornik LDR i IR.

Krok 9: Montaż elektroniki - zasilanie płyty głównej

Dodaj komponenty, takie jak LDR, bezpiecznik i prostownik, a także kilka większych kondensatorów. Możesz przylutować 4-kanałowy moduł zmiany poziomu bezpośrednio do płyty bez kołków. Dodaj również żeńskie precyzyjne złącza pinowe, które zachowałeś z modułów FC-16.

Użyj drutu z rdzeniem stałym, aby przylutować moduł DC/DC na górze płyty. Umieść krótki pasek taśmy elektrycznej pod modułem, aby zapobiec przebiciu pinów trymera przez maskę lutowniczą płytki drukowanej i zwarciu do GND. Podczas lutowania gniazda zasilania i prostownika ustaw płytkę pionowo na jednej krawędzi (użyj imadła), aby lut płynął wokół styków. Jeśli leżysz płasko, lut wpadnie przez duże otwory i zrobi ogromny bałagan.

Krok 10: Montaż elektroniki - moduły i przyciski

Ostatnie poprawki. Dodaj przyciski, a także duże komponenty, takie jak moduł LAN i złącza skrzynkowe.

Krok 11: Montaż elektroniki - matryca LED płyty głównej

na koniec oczyść płytę i usuń wszelkie pozostałości topnika. Wkładanie modułów LED wymaga cierpliwości, ponieważ złącza są bardzo ciasno spasowane. Nie zapomnij założyć zworki i bezpiecznika.

Krok 12: Montaż elektroniki - Bootloader płyty głównej

Czas na testy. Podłącz port ICSP do programatora AVR (używam jednego z moich Arduino UNO) i nagraj bootloader Optiboot dołączony do biblioteki sprzętowej mayyCore.

Wszystkie linki do oprogramowania można znaleźć w pliku readme.

WAŻNE: Pierwsze uruchomienie bootloadera spowoduje wyświetlenie komunikatu o błędzie z powodu nieprawidłowego ustawienia niektórych bezpieczników. Odłącz wszystko, a następnie spróbuj ponownie wypalić bootloader po ponownym połączeniu. Teraz powinno działać bez problemów. Jeśli nadal występują błędy, sprawdź ponownie wszystkie połączenia na płycie głównej.

Nie idź dalej, dopóki ten krok nie zostanie zakończony.

Krok 13: Montaż elektroniki - oprogramowanie układowe płyty głównej

Teraz podłączamy interfejs szeregowy i wgrywamy szkic na płytkę. Wyprowadzenia złącza szeregowego są zaprojektowane tak, aby można je było bezpośrednio podłączyć do modułu USB CP2102.

Ustaw LOAD_EEPROM na 0 podczas przesyłania po raz pierwszy. W przeciwnym razie załaduje losowe wartości z EEPROM i prawdopodobnie uniemożliwi prawidłowe uruchomienie. Należy pamiętać, że spowoduje to ustawienie adresu IP na 192.168.178.100.

Jeśli wgrywanie zadziałało poprawnie, diody LED z tyłu powinny się zaświecić.

Otwórz monitor szeregowy (115200 bodów) i wydaj polecenie system:reboot. Spowoduje to zapisanie wszystkich wartości w EEPROM i nadpisanie dowolnych wartości losowych. Następnie prześlij szkic ponownie z LOAD_EEPROM ustawionym na 1.

Następnie możesz ponownie zmienić adres IP za pomocą monitora szeregowego. Zarząd powinien teraz w pełni działać.

Krok 14: Montaż elektroniki - test płyty głównej

W tym momencie możesz już przetestować płytkę. Podłącz do niego odpowiedni zasilacz, a na linii wyświetlacza powinien pojawić się komunikat. Możesz także podłączyć kabel LAN do sieci i uzyskać dostęp do strony internetowej, wpisując adres IP wyświetlacza w przeglądarce internetowej. Upewnij się, że wszystko działa poprawnie, zanim przejdziesz dalej.

Krok 15: Montaż ramy

Przygotuj elementy pokazane powyżej.

Krok 16: Montaż ramy - podpory

Przyklej taśmę dwustronną do górnego i dolnego wspornika i przyklej je do szkła akrylowego. Upewnij się, że wsporniki boczne dobrze pasują między nimi i są wyrównane z wywierconymi otworami.

Krok 17: Montaż ramy - otwory montażowe

Przewiercić akryl i zabezpieczyć wszystko śrubami z płaskim łbem i nakrętkami M6 w rogach ramy i upewnić się, że gwintowane otwory montażowe M6 znajdują się w dolnej części wyświetlacza. Następnie wywierć pozostałe otwory montażowe zgodnie z opisem w pliku wymiarów ramy. Otwory M3 należy wpuszczać od przodu. Duży otwór 12mm umożliwia dostęp do bezpiecznika od przodu. Możesz zachować zewnętrzną folię ochronną na szkle i narysować na niej oznaczenia.

Krok 18: Montaż ramy - kołki i diody LED

Przyklej 4 plastikowe profile L w rogach ramy (są one do montażu wyświetlaczy na ścianie) i wkręć 3 śruby z nakrętkami i podkładkami do montażu PCB. W tym miejscu należy również zamontować uchwyt (upewnij się, że jest lekko przesunięty do przodu, aby śruby nie kolidowały z płytką PCB).

Podczas wklejania pierścienia WS2812 upewnij się, że diody LED są odpowiednio wyrównane. Umieszczenie diody LED 0 na górze ułatwi to, chociaż można to później dostosować w oprogramowaniu, ponieważ obsługuje ona różne pozycje początkowe i orientacje pierścieni.

Krok 19: Montaż ramy - dopasowanie testowe

Sprawdź, czy płytka PCB jest prawidłowo wyrównana ze śrubami montażowymi. Jeśli nie pasują idealnie, spróbuj je ostrożnie zgiąć. Następnie przylutuj pierścień WS2812 i drugą linię wyświetlacza do płyty głównej i zabezpiecz przewody kilkoma kroplami gorącego kleju.

Krok 20: Montaż ramy - montaż płytki drukowanej

Przykręć nakrętki na śruby i dodaj podkładki (bez podkładki na dolnej śrubie), a następnie umieść PCB na górze i wyreguluj nakrętki, aż płytka zostanie odpowiednio wyrównana. Użyj plastikowych i metalowych podkładek oraz kilku nakrętek, aby ostatecznie zabezpieczyć płytkę drukowaną na miejscu.

Krok 21: Montaż ramy - dolna matryca LED

Nałóż samoprzylepną uszczelkę piankową na styki linii wyświetlacza, aby zapobiec zwarciom z ramą i umieść na nim profil U, aby dociskał wyświetlacz do przedniej szyby. Zamocuj go na miejscu za pomocą dwóch kolejnych śrub M6 do wsporników bocznych. Na koniec dodaj krótki kawałek rzepu jako wspornik kabla za pomocą małej śruby.

Krok 22: Ostatni krok – dobre rzeczy

Znasz uczucie zdzierania folii ochronnej z nowych urządzeń? Możesz to zrobić teraz i cieszyć się nowo zmontowanym wyświetlaczem informacyjnym. Podłącz go, podłącz do sieci i podziwiaj migające światła.

Jeśli masz jakieś pytania, uwagi lub pomysły na usprawnienia zapraszam do kontaktu.