Светодиодная матрица с адресными светодиодами

0 7

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

В этой статье мы рассмотрим изготовление светодиодной матрицы с адресными светодиодами. Матрица имеет 256 светодиодов и управляется через веб-приложение.

Инструменты и материалы:
-NodeMCU v3;
-SD-карта;
-Устройство чтения SD-карт;
-256 светодиодов WS2815 лента 60 светодиодов / м;
-Блок питания 12В 7А;
-Разъем постоянного тока;
-Понижающий преобразователь 12 В — 5 В;
-Зажимы для подключения светодиодов;
-Перемычки;
-МДФ;
-Акрил 29 см x 29 см;
-Деревянные планки;
-Паяльник;
-Лазерный резак;
-3D-принтер;
Все файлы для этого проекта можно найти здесь.

Шаг первый: о материалах
Светодиоды
Для этого проекта мастер решил использовать светодиодную ленту WS2815 с 60 светодиодами на метр.
Светодиоды адресуемые, поэтому можно контролировать цвет и яркость каждого светодиода в отдельности используя линию передачи данных и библиотеку Arduino.

Поскольку светодиоды смонтированы на полосе, паять их не нужно. Питаются они от 12 В постоянного тока.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

питания.
Светодиоды потребляют довольно много тока при использовании белого цвета и полной яркости. По заявлению производителя, одному светодиоду потребуется не более 0,3 Вт. Считаем 16 * 16 = 256 светодиодов, понадобится блок питания на 256 * 0,3 Вт = 76,8 Вт. При напряжении 12 В это значит 76,8 Вт / 12 В = 6,4 А. Чтобы иметь некоторый запас прочности, Мастер взял блок питания от ноутбука 12В 7А.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Микроконтроллер.
Для этого проекта мастер использовал плату NodeMCU. Она имеет Wi-Fi, USB — UART (микроконтроллер можно запрограммировать через USB) и встроенный регулятор напряжения, поэтому с ней довольно легко работать. К сожалению, его нельзя запитать от 12 В, поэтому для этого проекта нужен понижающий преобразователь.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светорассеиватель.
В качестве светорассеивателя мастер сначала протестировал опаловый полистирол толщиной 3 мм. Но на этом материале линии сетки были размытыми и не такими резкими, как нужно. Затем он попробовал обычный полистирол толщиной 1 мм. Резкость была хорошая, но он не слишком светопроницаемый и пришлось бы постоянно держать светодиоды на полной яркости.

В конце концов, он купил акриловый прозрачный лист и с помощью наждачной бумаги заматировал его.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг второй: проектирование и 3D-печать
Сначала мастер напечатал несколько опытных образцов проставок между светодиодами и светорассеивателем. Самая подходящая проставка — 14 мм.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Затем спроектировал корпус учитывая размер проставок.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг третий: лазерная резка
С помощь лазерного резака нужно сделать некоторые детали:
Прокладка для светодиодов будет удерживать светодиодные ленты на месте (МДФ 3 мм).
Решетка, с помощью которой будет выдерживаться расстояние между светодиодом и диффузором (4 мм МДФ) — 2 шт.
Решетка с черным покрытием (МДФ 3 мм).
Корпус (МДФ 3 мм).
Мастер использовал лазер мощностью 60 Вт с рабочим пространством 60×40 см. Файлы для резки можно скачать ниже.
box top.dxf
box.dxf
led grid.dxf
led spacer.dxf

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг четвертый: сборка
Теперь можно приступить к сборке.
Сначала нужно собрать часть корпуса, приклеить стенки к основанию.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Дальше нужно подготовить светодиоды. Сначала мастер отрезал 16 светодиодных лент по 16 светодиодов. Затем устанавливает коннекторы и соединяет светодиодные ленты последовательно. Маленькая стрелка рядом с каждым светодиодом указывает направление линии данных.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Для крепления коннекторов мастер напечатал опоры. Коннекторы крепятся к ним с помощью термоклея.
Файлы для печати опор можно скачать ниже.
led mount small.stl
led mount.stl

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Детали устанавливаются в корпус в следующим порядке:
Светорассеиватель
Решетка с черным покрытием (3мм)
Еще две решетки
led матрица с наклеенными светодиодными лентами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг пятый: электроника
Теперь подключаем SD-карту к NodeMCU:
SD-карта — NodeMCU
GND — GND
3,3 В — 3 В
CS — D8
MOSI — D7
SCK — D5
MISO — D6
Для соединений он использовал перемычки «мама» — «мама».

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Дальше нужно подключить светодиоды. Подключить их довольно просто:
12 В к клемме + разъема постоянного тока
GND к минусовой клемме DC-Jack и GND на NodeMCU
DI (вход данных) и BI (вход резервного копирования) к контакту 3 NodeMCU
Необходимо убедится, что NodeMCU и светодиоды имеют общую землю, иначе сигнал данных не будет работать.
Чтобы установить разъем постоянного тока он просверлил отверстие в корпусе.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Для питания NodeMCU нужно 3,3 В. Мастер использует понижающий преобразователь.

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг шестой: программное обеспечение
Сначала нужно подготовить SD-карту, необходимо скопировать index.htmlв корневой каталог SD-карты. Поскольку NodeMCU не является официальной платой Arduino, необходимо добавить внешние менеджеры плат. Для этого используем алгоритм из этого руководства: https: //create.arduino.cc/projecthub/najad/using -…
Дальше нужно открыть эскиз и измените имя и пароль на свои учетные данные WIFI. Выбрать правильный порт в разделе «Инструменты». Проверить серийный монитор на IP-адрес веб-приложения.
Код можно скачать ниже.
arduino_web_server.ino

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Шаг седьмой: веб-приложение
После открытия приложения на главной странице будет несколько кнопок и функций:
перо: щелкните левой кнопкой мыши, чтобы нарисовать пиксель выбранного цвета
ластик: щелкните левой кнопкой мыши, чтобы стереть пиксель
ведро: щелкните левой кнопкой мыши, чтобы заполнить области одного цвета выбранным цветом (дождитесь завершения на матрице, прежде чем использовать его снова)
корзина: очищает холст
дискета: нажмите, чтобы сохранить текущее изображение
WIFI: переключение между режимами
-синхронизировать рисунок в веб-приложении и в реальном времени с холстом
-не синхронизировать рисунок и отображать все сохраненные изображения в цикле
загрузка: выбор шаблона для загрузки в веб-приложение и матрицу
папка: удаление узора с SD-карты

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Все готово, а в дальнейшем мастер собирается добавить некоторые функции к панели:
сделать ее совместимым с сенсорными устройствами
добавить функцию для создания анимации
добавить возможность играть в игры, такие как змейка
отображать погоду
добавить датчик движения

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

Светодиодная матрица с адресными светодиодами

(Source)

Подборки: Светодиоды Микроконтроллер 3D принтер

Источник

Оставьте ответ

Your email address will not be published.