LED Matrix VU-mätare: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Inspirationen för detta projekt kom från en stor elektronik youtuber GreatScott, där han skapade en LED -matris med 100 lysdioder. Jag ville verkligen återskapa det här projektet så jag gick och skapade en matris med dubbelt så många lysdioder.

Jag älskar också utseendet på musik som visas med färg, det är ett färgorgan eller en vu-meter. Så jag visste att jag på något sätt skulle programmera matrisen för att göra en av dessa effekter.

Projektet kommer att göras i dessa steg:

1. Samlar allt material och verktyg
2. Förbereder bakplattan
3. Montering av lysdioderna
4. Gör det fyrkantiga Foam Grid
5. Förberedande akrylramar och frontpanel
6. Gör kontrollpanelen
7. Att göra aluminiumstativ
8. Montera ihop allt
9. Ladda upp skissen och testa

Steg 1: Samla de nödvändiga materialen/verktygen:

För att bygga LED -matrisen behöver du följande material:

• Adresserbar LED -remsa 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 -bands ljudutjämnare
• 5V strömförsörjning (datorns nätaggregat)
• Elektroniska komponenter (kondensatorer, motstånd, prototyp -kretskort, …)
• MDF -bakplatta - 10 mm
• Spredt vitt plexiglas i akryl (3 mm)
• Svart plexiglas i akryl (3 mm)
• Skumplatta (3mm)
• Fyrkantig plastprofil
• Aluminium T -profil
• Massiv kärntråd (22AWG) - UTP -tråd
• Massiv kärntråd (10AWG) - Nätkabel
• Små träskruvar
• Trä-/aluminiumlim och superlim

Du behöver också följande verktyg:

• Lödutrustning (järn, lödning, …)
• Avbitartång
• Jig såg
• Borra (och små bitar)
• X-Acto kniv
• Vinkelslip/fräs
• Het limpistol + limpinnar
• 1m linjal
• Sax

Steg 2: Förbered bakplattan:

Låt oss starta detta projekt med att göra den huvudsakliga ramen på vilken vi kommer att limma lysdioderna senare. För materialet använde jag 10 mm MDF (Medium-density fiberboard) och det är för att jag hade det liggande och det var perfekt eftersom det var styvt men lätt att skära.

Rita först formen på rektangeln på tallriken med en linjal och en penna så att du får riktlinjer att följa när du skär. Rektangeln ska ha följande dimensioner: 65, 5cm x 32, 5cm. Du bör göra rektangeln så kvadratisk som möjligt så att de akrylramar vi skapar senare passar.

Skär sedan ut formen med hjälp av en Jigsaw (eller en handsåg). Gör så raka snitt som möjligt.

Efter skärning, rengör kanterna lite med lite sandpapper så att de blir släta och raka.

Använd nu rullaren för att rita ett rutnät som hjälper oss att placera lysdioderna i nästa steg. Rita första raden 16, 25 mm nedanför brädans ovansida, rita sedan rader var 32,5 mm. Den första kolonnen är 16, 38 mm från vänster på brädet, varje nästa kolumn är 32, 75 mm från den sista. När du är klar bör du ha 10 rader och 20 kolumner jämnt fördelade …

Steg 3: Montera lysdioderna:

För detta projekt behöver du 4 meter individuellt adresserbara lysdioder som i mitt fall kom i 4 rullar med 60 lysdioder per meter och det gav mig 240 lysdioder (200 behövs).

Börja med att klippa varje LED på dynan där den ska skäras. Du kan klippa med sax eller trådklippare.

Använd sedan lite superlim under varje LED och limma dem på rutnätet som vi ritade i föregående steg (där linjerna skärs). Var uppmärksam på pilarna på lysdioderna - de måste orienteras på samma sätt i den raden. I varje nästa rad vänds orienteringen så att vi får en kontinuerlig väg.

Nu kommer lödningen - mycket lödning:

Vi måste koppla ihop alla lysdioder på rätt sätt. Skaffa din tunna kopparkabel i massiv kärna (i mitt fall använde jag UPT -trådar) och börja lödda alla horisontella lysdioder genom att ansluta GND -> GND, DO (data ut) -> DI (data in), 5V -> 5V. När du kommer till slutet av raden ansluter du helt enkelt den sista (DO) till (DI) på lysdioden som visas nedan på nästa rad.

Nu kommer vi att borra några veterinärhål i mitten så vi kommer att ge ström till lysdioderna. Borra ett hål per LED i den raden så att du kommer att ha effekt som kommer till varje rad. Vi måste ha flera kraftpunkter eftersom det annars skulle vara för stort spänningsfall på de sista lysdioderna. Lägg nu den tjocka koppartråden i varje hål och löd till motsvarande strömstift.

Vänd brädan runt och koppla ihop alla jord- och +5v -ledningar som kommer genom hålen. Använd den tjockare koppartråden. Anslut också två isolerade ledningar till kraftskenorna - de ansluts sedan till styrkortet.

Det sista är att borra ett hål vid den första lysdioden, sätta en tråd (den här med isoleringen på) genom den och löd den till DI (data in) på den första lysdioden.

Steg 4: Gör Square Foam Grid:

I det här steget kommer vi att göra det skumgaller som fungerar som en barriär för att ljuset ska reflekteras på den diffusa akrylen som en pixel för varje LED.

Skaffa din 3 mm skumplatta och skär ut två uppsättningar av olika remsor. Du behöver 9 långa och 19 korta.

Därefter måste du klippa in några lundar i remsorna som senare ska användas för att foga ihop de långa och korta remsorna. Lundarna måste vara 3 mm breda och 25 mm långa. På den långa remsan måste det finnas 19 och på de korta 9 spåren. Se Foam_Grid.pdf för mer detaljerade instruktioner.

Förena nu remsorna, lägg de korta vertikala och de långa horisontella.

Om du har vit foamboard måste du måla hela rutnätet svart så att ljus inte släpps igenom till nästa pixel.

Steg 5: Prepeare akrylramar och frontpanel:

Ljuset som kommer från lysdioden måste spridas på ett halvtransparent material för att få en fyrkantig pixelform. För det kommer vi att använda 3 mm vit akrylplatta som vi kommer att klippa till samma dimensioner som vår bakplatta: 65, 5 cm x 32, 5 cm. Det blir vår front-board.

Nu måste vi göra gränserna som håller ihop framsidan och bakstycket. Detta kommer att göras av 3 mm svart akryl. I mitt fall hade jag ingen akryl hemma så jag fick gränserna från ett företag och de har laserskurit dem för att passa min storlek. Om du inte har ett sådant företag/laser tillgängligt måste du skaffa akryl och klippa ut bitarna för hand.

Du måste ha två 66, 3 cm och två 32, 3 cm långa bitar, båda 3, 8 cm breda.

I ändarna måste du göra räfflade snitt så att gränserna sitter fint ihop. På de två långa kanterna måste du göra ett 10 mm spår i mitten och på de korta två måste du göra en 10 mm flik i mitten. Du gör fliken genom att skära två spår på motsatta sidor där du skapade ett spår på den långa kanten. Återigen har du Borders.pdf för fler instruktioner.

Du behöver nu borra några hål för att skruva gränserna på bakplattan senare. Borra 3 mm hål 5 mm från änden (så att skruven sedan går i mitten av ryggbrädan). Borra 3 hål på de korta kanterna och 4 hål på de långa. Fördela dem jämnt.

Det sista är att förbereda de fyrkantiga plastprofilerna som kommer att binda gränserna med frontpanelen och också ge matrisen en snygg ram. Skär två 66, 5 cm och två 32, 5 cm långa bitar. Skär nu en 45 ° vinkel på varje kant så att ramarna senare sitter snyggt tillsammans.

Steg 6: Gör styrkortet:

Den främsta mikrokontrollern för att driva lysdioderna kommer att vara en Arduino NANO. Eftersom vi vill att vår matris ska visa en Vu-mätare måste vi på något sätt få in ljudsignalen till styrenheten. För det kommer vi att använda en IC - MSGEQ7 - det vill säga en 7 -bands ljud grafisk equalizer.

Det finns några olika sätt du kan göra styrkortet:

1. Gör kretsen på en brödbräda (ingen lödning behövs)
2. Gör kretsen på ett prototypkort
3. Gör ditt eget kretskort genom att etsa det
4. Beställ ditt kretskort från en tillverkare

Jag har gjort mitt bräde på ett prototypkort och jag kommer att inkludera schemat och styrfilen så att du kan välja vilket sätt du vill skapa ditt kort.

Här är en bra Instructalbe om du vill etsa ditt eget bräde: PCB -etsning

Steg 7: Gör aluminiumstativ:

För att vår matris ska stå på egen hand måste vi göra något så att det kan stödja det och inte ramla omkull. Det är en enkel design men den får jobbet gjort.

Skaffa din T -formade aluminiumprofil och klipp två längder på 30 cm.

Gör nu en V -plats 10 cm från ena änden.

Böj profilen 90 ° där V -spåret är och stativen är färdiga.

Jag har också lagt till en skruv och en mutter för styvhet.

Steg 8: Montera allt tillsammans:

Vi har nu alla delar av matrisen redo att sättas ihop

Börja med att ansluta gränserna med frontpanelen. Vi kommer att använda de fyrkantiga plastprofilerna som vi förberedde tidigare. Använd varmt lim för att limma ihop de tre komponenterna (kant - kvadratisk profil - frontplatta).

Rikta nu ihop allt och använd en mycket liten borr för att borra pilothål. Vi kan nu skruva ihop allt med hjälp av träskruvar.

Låt oss limma på aluminiumställen med lite aluminium/trälim. Rikta in dem båda 10 cm från kanten.

Vi kan nu skruva på styrkortet och dra de sista sakerna. Tråden vi lödde till data i den första lysdioden går till terminalen på kortet som säger "OUT".

Vi måste nu sammanföra alla grunder och +5v tillsammans med tjockare koppartråd. Löd två isolerade ledningar till jord och +5v och anslut dem till motsvarande stift på styrkortet. Jag har också lagt till en 470uF kondensator för att jämna ut spänningen lite.

Det sista är att ansluta strömmen från strömförsörjningen (jord och +5v likström).

Steg 9: Ladda upp skissen och testet:

Vi är nu redo för testning

Ladda upp skissen jag har inkluderat och anslut en ljudkabel till ljudstiften. Anslut strömförsörjningen och spela lite musik. Vu-mätaren ska börja visas.