Kontrollerbart RGB LED -system för ditt hem eller kontor: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Är lamporna i ditt hem eller arbetsrum tråkiga? Vill du lägga till lite energi eller stämningsbelysning i ditt rum? Denna instruktionsbok visar dig hur du skapar en kontrollerbar RGB LED -array för användning i ditt hem eller kontor. Din röda, gröna, blå LED -skärm ger dig och din familj timmar av njutning och gör dig avundsjuk på dina tekniska vänner! Denna instruktör är baserad på två system som vi har byggt, Brilldea, med produkter som vi designat. Ett system byggdes för vårt hem och det andra för vår kyrka. Kolla in videorna från systemen i aktion! Detta är vårt vardagsrum LED -system. Detta är LED -systemet vi skapade för Island ECC i Hong Kong. Du hittar våra produkter på vår webbplats: Brilldea.com

Steg 1: Planera systemet

Alla bra RGB LED -system börjar med lite planering och omtanke. Detta steg är avgörande för att bestämma dina tekniska krav för systemet, till exempel strömförsörjningens storlek och antal kontrollkanaler, samt hur mycket systemet kommer att kosta. Och glöm inte den konstnärliga avsikten - planering hjälper dig att visualisera systemets utseende och hur det kommer att interagera med ditt utrymme. Det första du ska ta reda på är området där du vill lägga till LED -belysningen. Du måste visualisera var LED -systemet ska monteras och du bör överväga lysdioderna, styrenheterna, strömförsörjningen och tillhörande kablar. Den viktigaste aspekten av detta steg är att bestämma det område som lysdioderna kommer att belysa. Har du en vik där du vill placera belysningen? Kan du ordna om möbler för att göra en lucka för lysdioder? Gör du om där du kan planera en speciell plats för dina lysdioder och tillhörande hårdvara som ska bäddas in i en vägg eller golvet? Vårt vardagsrumssystem byggdes in mellan våra Ikea bokfodral. Island ECC -systemet designades medan rummet byggdes så ett speciellt utrymme skars ut för det så att lamporna passade precis innanför väggarna. När du väl har valt ett område är nästa sak att tänka på hur många lysdioder du vill använda för att täcka det området. Det finns flera variabler att tänka på. Kommer lysdioderna att projicera på en genomskinlig yta? Kommer lysdioderna att ses direkt? Hur djupt är utrymmet där lysdioderna är monterade? Hur genomskinligt är ditt material som projiceras på? Vill du belysa former och mönster i LED -matrisen? Hur starkt vill du att ljuset ska vara? Du måste överväga storleken på varje "pixel" i systemet. För våra system använde vi vårt RGB LED -band. Detta är ett 10 cm flexibelt kretskort med 3 RGB -lysdioder på. Lysdioderna är seriekopplade så att varje remsa fungerar på 12V DC. Lysdioderna styrs som en grupp. Varje system vi konstruerade hade olika djup och olika genomskinligt material att projicera på. Ditt avstånd och storlek varierar beroende på din plats och budget. Vi använde både ett mjölkigt plexiglas och en korrugerad vit plast. Vårt vardagsrums LED -system använde 32 bitar av 10 cm RGB LED -band, 16 i varje kolumn. Island ECC -systemet använde 48 stycken i varje "fönster" och det fanns tre fönster.3. När du har bestämt mängden lysdioder som ska installeras kan du börja planera antalet kontrollkanaler för systemet, strömmen för din strömförsörjning och distributionen av ledningarna. Följande video visar installationen och testningen av Island ECC systemet. Videon innehåller anteckningar om komponenterna och den visar de testrutiner som används under montering och installation.

Steg 2: LED -systemkomponenter

Ett LED -system består av flera komponenter. Låt oss ta en stund att granska dessa komponenter. LED -systemet behöver en hjärna för att styra alla dessa lysdioder. Denna hjärna är vanligtvis en mikrokontroller som Parallax Propeller eller SX eller PIC eller Arduino. Denna styrenhet kan cykla lysdioderna med förprogrammerade algoritmer eller ändra lysdioderna baserat på en extern anslutning till ett DMX-512A-system eller seriell (RS-232). Vi konstruerade Prop Blade -styrenheten för våra specifika tillämpningar av LED -system. Propbladet accepterar 6V till 12V DC och har anslutningar för både seriell (via programmeringsrubriken) och DMX-512A. Dessutom har den status -lysdioder för feedback och DIP -omkopplare och knappar för användarinmatning. Du kan få Prop Blade som ett kit från Brilldea om du vill använda den här kontrollen. Du är också välkommen att göra din egen. 2. En eller flera LED -drivrutinsmoduler behövs för att styra alla lysdioder, trots allt har en mikrokontroller bara så många I/O -stift. För att styra dessa många lysdioder behöver mikrokontrollern hjälp så vi designade LED -målaren. LED -målaren kan styra 16 kanaler med RGB -lysdioder. Det betyder att vi kan ansluta 16 stycken RGB LED -band, en till varje kanal, och styra färgen och intensiteten på varje band. LED -målaren är baserad på TLC5940 IC från Texas Instruments. Det finns kod tillgänglig online för både Propeller och Arduino för att styra denna IC. Du kan också få LED -målarpaket från Brilldea.3. Och naturligtvis behöver varje LED -system … tja … umm … Lysdioder! Det stämmer, massor av röda, gröna, blå lysdioder! Vi gillar bekvämligheten med RGB LED -bandet vi säljer. Baksidan av produkten har ett lim på den så att den enkelt monteras på ytor. Lysdioderna och motstånden är redan monterade och det går på 12V DC. Dessutom kan den böjas för montering på böjda ytor vid behov. Om du vill kan du använda dina egna lysdioder. Du behöver inte ens använda RGB -lysdioder, du kan fästa 48 enfärgade lysdioder eller 24 av en färg och 24 av en annan färg. Kolla in LED Painter -databladet för mer information. All utrustning i systemet skulle vara för ingenting om du inte levererar ström. Ja, alla dessa komponenter behöver likström. Våra system är konstruerade för att fungera på 12V DC. Mängden lysdioder i ditt system kommer att diktera mängden ström som din strömförsörjning måste tillhandahålla. Vi använde 12V DC, 5 amp -tillbehör för vår installation och hade gott om utrymme kvar för expansion. Om du vill vara mer exakt måste du beräkna strömdragningen för de lysdioder du använder i ditt system samt den ström som behövs för din styrenhet och drivrutiner. Här är några fler saker som kompletterar systemet:

• Kabel och kabel för distribution av kraft och styrsignaler.
• En dator och programmeringshårdvara för din handkontroll. Om du använder Prop Blade som är baserad på Parallax Propeller, vill du köpa en Prop Plug från Parallax.
• Elektroniska verktyg och handverktyg för montering av ditt system såsom lödkolv, tång, skruvmejslar, skärverktyg och trådavlägsnare.
• Eventuell monteringsutrustning som behövs för att montera din styrenhet, drivrutiner, strömförsörjning etc.
• En DMX-512A-källa, om du vill använda DMX för att styra ditt LED-system; detta är valfritt.

6. Nu när du har tänkt på formen, utrymmet, storleken och utseendet på ditt system, samt övervägt materialet som krävs, kan du börja prissätta det. Din systemkostnad varierar beroende på dess storlek och vilket material du redan kan ha från tidigare projekt. Om du har en mikrokontroller i närheten kan du kanske använda den. Kom ihåg att prissätta systemet och ställa in realistiska kostnader för de "icke-triviala" artiklarna som kontakter, bandkablar och nätkablar eftersom dessa kostnader kan öka. Följande video visar en översikt över vårt hem-LED-system. Detta system var vårt första som skapades, så hårdvaran som används i systemet är en första översyn. Brilldeas nuvarande Prop Blade och LED Painter är uppdaterade konstruktioner som behövs för att åstadkomma ett liknande system.

Steg 3: Byggtid

När du når detta steg borde du ha slutfört din design och köpt alla dina delar. Jag älskar att få lådor med delar för att förverkliga mina fantastiska idéer, hur är det med dig? Det finns inget som slår dina händer för att bygga den design som du skapade i de föregående stegen. När jag monterar ett system tar jag mig tid att dubbelkontrollera min konstruktion. Jag dubbelkontrollerar komponenter innan jag fyller i ett kretskort, jag dubbelkollar anslutningar som är lödda eller avslutade, till exempel datakablar, och jag testar systemet i steg om hur jag går. Med ett stort RGB LED -system finns det många saker som kan gå fel, så att testa under tiden är en bra idé. Denna teknik hjälper dig att identifiera problem innan de blir större problem och skadar andra komponenter. Till exempel testade vi Prop Blade -styrenheten innan vi kopplade den till LED Painter -drivrutinens kretskort. När du börjar konstruera ditt system är det första du bör göra att montera din styrenhet och LED -drivkretsar. Om du använder ett kit som ett av våra, bra, då var inköpet av delar enkelt och montering bör inte ta för lång tid. Om du bygger din egen styrenhet och LED -drivrutin kan detta steg ta mer tid. Oroa dig dock inte för ansträngningen är värd det när du får kontrollen på ditt system att fungera. När du monterar ett kit bör du skriva ut schemat och materialförteckningen för att vara säker på att du använder rätt komponenter och placerar komponenten på rätt plats. När du är klar med att montera kontrollen, ta dig tid att slå på den och testa den. Ladda ner ett enkelt program till handkontrollen för att verifiera att handkontrollen fungerar. I vårt fall använde vi Parallax Prop Plug för att ladda ner programvara till Prop Blade. När du är klar med ett förarkort sätter du på den för att se till att ingenting exploderar. När du har klarat det testet lägger du till en enda RBG -LED i en kanal och kopplar drivrutinen till din handkontroll. Använd ett enkelt program för att verifiera att regulatorn kan styra drivrutinen/RGB LED -inställningen. Återigen, för Prop Blade och LED Painter har vi exempelprogram på vår webbplats: Brilldea.com. Nu när du har gjort elektroniken, låt oss gå vidare till lysdioderna!

Steg 4: LED -montering

Den mest tråkiga delen av en RGB LED -array är LED -konstruktionen och anslutningarna. Detta steg involverar vanligtvis massor av trådskärning, randning, krympning och lödning. För att inte tala om dubbelkontrollen för varje anslutning för att se till att den gjordes rätt. Om du hittar sätt att förbättra denna process, meddela oss i kommentarerna. Återigen tar detta steg tid. Planera debut av ditt system i enlighet med detta så att du inte behöver skynda dig i sista minuten för att slutföra allt arbete som behöver göras. Att stanna uppe hela natten för att skapa ditt mästerverk kommer att leda till skador på dina komponenter på grund av felkopplingar. Ta dig tid och dubbelkontrollera anslutningarna. Våra system har utformats i moduler så att vi enkelt kan montera systemet på plats. Systemen var också lättare att testa när vi monterade dem. Till exempel monterades lysdioderna för Island ECC -systemet på paneler som var 1 meter långa och 0,4 meter höga. Varje panel var identisk så vi skapade ett mönster för var LED -lamporna ska monteras, hur ledningarna ska dras och var LED -målaren ska placeras. Detta steg är ganska enkelt tekniskt, bara repetitivt och tidskrävande. Om du använder RGB LED -bandet kan du montera lysdioderna på en yta genom att ta bort höljet över den självhäftande baksidan. Se till att montera lysdioderna på en ren yta. Lägg till ledningar, kontakter och selar efter behov. Vi gillar att ha kontakter om vi behöver ta bort en utrustning för inspektion eller byte. Du kan välja att löda alla anslutningar och avstå från den kostnad och tid som krävs för att lägga till kontakter. När lysdioderna är klara, anslut dem till din LED -drivarkrets eller LED -målare och testa. Du kanske vill ansluta varje LED -kanal till en i taget istället för dem alla på en gång. Om du monterar systemet i moduler måste du installera varje modul på sin slutliga plats. När du installerar dem, se till att slå på dem en i taget. Återigen, kontrollera dina anslutningar innan du startar dem. Som nämnts i de andra stegen använder våra system Prop Blade. Propbladet har två grupper av I/O. Varje I/O -grupp kan köra upp till två LED -målare i en serie, så det är fyra LED -målare för en styrenhet. Mer kan köras, men du måste uppmärksamma detaljer om trådlängd och signalstyrka, och vi har funnit att bufferkretsar bör byggas för att öka tillförlitligheten. Var medveten om att LED -målaren måste vara nära Prop Blade -styrenheten. Att installera en LED -målare 20ft från din styrenhet som använder 3.3V DC logiska signaler ger dåliga resultat eller inga resultat alls. Tänk noga på dina monteringsplatser. När du har installerat lysdioderna är du nästan där. Vid denna tidpunkt har du utan tvekan gjort ett uppstartstest och känt hur spänningen i systemet blev levande!

Steg 5: Sista handen

När vi väl har installerat systemet lutar vi oss tillbaka och njuter av det. Tja, kanske inte än. Naturligtvis finns det problem som uppstår längs vägen när du bygger och installerar systemet, så vid denna tidpunkt kan du behöva göra lite felsökning. Förhoppningsvis upptäcktes de stora problemen i de inkrementella testerna som gjordes under konstruktionen. När hela systemet är igång brukar allt fungera. I detta steg kan du slutföra montering och kabeldragning av komponenter och göra allt städat. Du kan också justera (eller börja skriva!) Din kontrollprogramvara. Att skriva programvaran är mycket roligt, särskilt när du kommer till programvara på högre nivå som beskriver hur lysdioderna ser ut. Jag kallar dessa rutiner för "målning" -rutinerna. Tidigare nämnde jag att du kan styra ditt system på olika sätt. Vissa människor vill bara slå på systemet och låta det cykla av sig själv. I denna typ av system bör det finnas förprogrammerade rutiner eller algoritmer för att blekna, torka eller placera slumpmässiga färger på skärmen. Demokod för Prop Blade och LED Painter finns på Parallax Propeller Object Exchange eller Brilldea -webbplatsen. Exempelkoden visar enkla algoritmer för blekning och färgbyte. Andra människor är kontrollfreaks! De vill styra varje pixel och varje färg i exakt synkronisering. Kombinationen LED Painter och Prop Blade möjliggör DMX-512A-kontroll (som RS-485) eller seriell styrning (via Prop-kontakten). Detta innebär att du kan använda programvara på din PC, till exempel Vixen Lights, för att designa en show med ljus- och musiksynkronisering. Med LED -målaren kan varje kontrollkanal styras från från till på i 255 steg. Detta möjliggör blandning av färger med olika intensiteter. Andra saker du kan göra med ditt LED -system:

• Få den att upptäcka takten i en låt och ändra utseendet utifrån det. Detta skulle innebära att du lägger till en mikrofon i ditt system och bearbetar ingången.
• Få den att upptäcka video och ändra utseendet baserat på det, ungefär som Ambilight på Philips plattskärms -TV. Detta kan innebära att du lägger till en dator som strömmar video till din TV eller lägger till en webbkamera för att fånga din TV -bild.
• Låt den slå på och av automatiskt vid vissa tidpunkter. Detta kan vara baserat på dagsljus, tid på dygnet eller upptäcka att någon befinner sig i rummet eller nära systemet.
• Gör det kontrollerat över Internet så att världen kan slå på och av lysdioderna i ditt vardagsrum.
• Anslut LED -väggen till din humörring så att LED -väggen kan spegla ditt humör!

Vi hoppas att du tyckte om denna instruktionsbara. Läs mer om Brilldea och våra produkter genom att besöka vår webbplats: Brilldea.com.