مصفوفة LED VU متر: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

جاء الإلهام لهذا المشروع من مستخدم كبير للإلكترونيات على YouTube GreatScott ، حيث أنشأ مصفوفة LED مع 100 مصباح LED. أردت حقًا إعادة إنشاء هذا المشروع ، فذهبت وأنشأت مصفوفة بضعف عدد مصابيح LED.

أيضًا ، أحب مظهر الموسيقى التي يتم عرضها بالألوان ، كونها جهازًا ملونًا أو مقياسًا رأسيًا. لذلك علمت أنني سأبرمج المصفوفة بطريقة ما للقيام بأحد تلك التأثيرات.

سيتم تنفيذ المشروع في الخطوات التالية:

1. جمع كل المواد والأدوات
2. تحضير اللوحة الخلفية
3. تركيب المصابيح
4. صنع شبكة الرغوة المربعة
5. إعداد حدود الاكريليك واللوحة الأمامية
6. صنع مجلس التحكم
7. صناعة استاندات الألمنيوم
8. تجميع كل شيء معًا
9. تحميل الرسم والاختبار

الخطوة الأولى: اجمع المواد / الأدوات المطلوبة:

لبناء مصفوفة LED سوف تحتاج إلى المواد التالية:

• Adressable LED قطاع 4 متر
• اردوينو نانو
• MSGEQ7 - معادل صوت ذو 7 نطاقات
• مزود طاقة 5 فولت (كمبيوتر PSU)
• المكونات الإلكترونية (المكثفات ، المقاومات ، النموذج الأولي ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، …)
• MDF backplate - 10mm
• منتشر زجاج بلكسي أكريليك أبيض (3 مم)
• زجاج بلكسي أكريليك أسود (3 مم)
• لوح فوم (3 مم)
• ملف مربع من البلاستيك
• الألومنيوم الشخصي T
• سلك نحاسي صلب (22AWG) - سلك UTP
• سلك نحاسي صلب (10AWG) - سلك رئيسي
• مسامير خشبية صغيرة
• غراء الخشب / الألومنيوم والغراء الفائق

ستحتاج أيضًا إلى الأدوات التالية:

• معدات اللحام (حديد ، لحام ، …)
• قواطع للاسلاك
• رأى الرقصة
• حفر (وبتات صغيرة)
• سكين X-Acto
• جلاخة الزاوية / القاطع
• مسدس الغراء الساخن + عصي الغراء
• 1 م حاكم
• مقص

الخطوة الثانية: تحضير اللوحة الخلفية:

لنبدأ هذا المشروع من خلال إنشاء اللوحة الخلفية الرئيسية التي سنلصق بها مصابيح LED لاحقًا. بالنسبة للمادة التي استخدمتها 10 مم MDF (اللوح الليفي متوسط الكثافة) وذلك لأنني كنت أضعها حولها وكانت مثالية لأنها كانت شديدة التعقيد ولكن من السهل قطعها.

أولاً ، ارسم شكل المستطيل على اللوحة بمسطرة وقلم رصاص بحيث يكون لديك خطوط إرشادية لتتبعها عند القص. يجب أن يكون للمستطيل الأبعاد التالية: 65 ، 5 سم × 32 ، 5 سم. يجب أن تجعل المستطيل مربعًا قدر الإمكان حتى تتناسب الحدود الأكريليكية التي سننشئها لاحقًا.

بعد ذلك ، قم بقص الشكل بمساعدة منشار Jig (أو منشار يدوي). قم بعمل قطع مستقيمة قدر الإمكان.

بعد القص ، نظف الحواف قليلاً ببعض ورق الصنفرة حتى تصبح ناعمة ومستقيمة.

استخدم الآن الأسطوانة لرسم شبكة ستساعدنا في وضع مصابيح LED في الخطوة التالية. ارسم الصف الأول 16 ، 25 مم أسفل أعلى اللوحة ، ثم ارسم صفوفًا كل 32 ، 5 مم. العمود الأول 16 ، 38 مم من يسار اللوحة ، كل عمود تالٍ 32 ، 75 مم من آخر عمود. عند الانتهاء ، يجب أن يكون لديك 10 صفوف و 20 عمودًا متباعدة بشكل متساوٍ …

الخطوة الثالثة: تركيب المصابيح:

بالنسبة لهذا المشروع ، ستحتاج إلى 4 أمتار من مصابيح LED القابلة للعنونة بشكل فردي والتي تأتي في حالتي في 4 لفات من 60 مصباح LED لكل متر والتي أعطتني 240 مصباح LED (مطلوب 200).

ابدأ بقطع كل مصباح LED على اللوحة حيث سيتم قطعه. يمكنك استخدام مقص أو قواطع أسلاك لقصها.

بعد ذلك ، استخدم بعض superglue تحت كل LED وألصقها على الشبكة التي رسمناها في الخطوة السابقة (حيث تتقاطع الخطوط). انتبه إلى الأسهم الموجودة على مصابيح LED - يجب توجيهها بنفس الطريقة في هذا الصف. في كل صف تالٍ ، سيتم قلب الاتجاه بحيث يكون لدينا مسار واحد مستمر.

الآن يأتي اللحام - الكثير من اللحام:

نحتاج إلى توصيل جميع مصابيح LED معًا بالطريقة الصحيحة. احصل على الأسلاك النحاسية الرقيقة الصلبة (في حالتي ، استخدمت أسلاك UPT) وابدأ في لحام جميع المصابيح الأفقية عن طريق توصيل GND -> GND ، DO (خرج البيانات) -> DI (دخل البيانات) ، 5V -> 5V. عندما تصل إلى نهاية الصف ، ما عليك سوى توصيل الأخير (DO) بـ (DI) الموجود على مؤشر LED الموجود أدناه في الصف التالي.

سنقوم الآن بحفر بعض الثقوب البيطرية في المركز حتى نوفر الطاقة لمصابيح LED. قم بحفر ثقب واحد لكل LED في هذا الصف حتى تحصل على الطاقة في كل صف. نحتاج إلى نقاط طاقة متعددة لأنه قد يكون هناك انخفاض كبير جدًا في الجهد على مصابيح LED الأخيرة. الآن ضع السلك النحاسي السميك في كل ثقب ولحام إلى دبوس الطاقة المقابل.

اقلب اللوحة حولها وقم بتوصيل جميع الأسلاك الأرضية و +5 فولت التي تمر عبر الفتحات. استخدم الأسلاك النحاسية السميكة. قم أيضًا بتوصيل سلكين معزولين بقضبان الطاقة - سيتم توصيلهما بعد ذلك بلوحة التحكم.

آخر شيء هو حفر ثقب في أول مؤشر LED ، ووضع سلك (هذا السلك مع العزل) من خلاله ولحامه بـ DI (البيانات الموجودة) على هذا الصمام الأول.

الخطوة 4: اصنع شبكة الرغوة المربعة:

في هذه الخطوة ، سنصنع شبكة الرغوة التي ستعمل كحاجز للضوء لكي ينعكس على الأكريليك المنتشر كبكسل لكل LED.

احصل على لوح الرغوة مقاس 3 مم واقطع مجموعتين من الشرائط المختلفة. سوف تحتاج إلى 9 قطع طويلة و 19 قصيرة.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى قطع بعض البساتين في الشرائط التي سيتم استخدامها لاحقًا لربط الشرائط الطويلة والقصيرة معًا. يجب أن تكون البساتين بعرض 3 مم وطول 25 مم. على الشريط الطويل ، يجب أن يكون هناك 19 أخاديد وعلى الشريط القصير 9 أخاديد. راجع Foam_Grid.pdf للحصول على إرشادات أكثر تفصيلاً.

الآن قم بربط الشرائط معًا ، ضع الشرائط القصيرة رأسية والطويلة أفقية.

إذا كان لديك لوح فوم أبيض ، فستحتاج إلى طلاء الشبكة بالكامل باللون الأسود حتى لا ينتقل الضوء إلى البكسل التالي.

الخطوة 5: حدود أكريليك مسبقة الصنع ولوحة أمامية:

يحتاج الضوء القادم من LED إلى أن ينتشر على مادة شبه شفافة من أجل الحصول على شكل بكسل مربع الشكل. من أجل ذلك ، سوف نستخدم لوح أكريليك أبيض 3 مم ، والذي سنقطعه بنفس أبعاد اللوح الخلفي لدينا: 65 ، 5 سم × 32 ، 5 سم. سيكون هذا هو مجلسنا الأمامي.

الآن نحن بحاجة إلى رسم الحدود التي ستثبت اللوحة الأمامية والخلفية معًا. سيتم ذلك من الاكريليك الأسود 3 مم. في حالتي ، لم يكن لدي أي أكريليك في المنزل ، لذا حصلت على الحدود من شركة وقاموا بقصها بالليزر لتتناسب مع مقاسي. إذا لم يكن لديك مثل هذه الشركة / الليزر ، فسيتعين عليك الحصول على الأكريليك وقطع القطع يدويًا.

يجب أن يكون لديك قطعتان بطول 66 و 3 سم واثنتان بطول 32 و 3 سم وكلاهما بعرض 3 و 8 سم.

في النهايات ، تحتاج إلى إجراء تخفيضات محززة بحيث تكون الحدود متماسكة بشكل جيد. على الحدين الطويلين ، تحتاج إلى عمل أخدود 10 مم في المنتصف ، وفي الحدين القصيرين ، تحتاج إلى عمل علامة تبويب 10 مم في المنتصف. يمكنك عمل علامة التبويب عن طريق قطع شقوقين على الجانبين المتقابلين حيث قمت بإنشاء أخدود على الحدود الطويلة. مرة أخرى ، لديك Borders.pdf لمزيد من الإرشادات.

أنت الآن بحاجة إلى حفر بعض الثقوب لربط الحدود على اللوحة الخلفية لاحقًا. حفر ثقوب 3 مم 5 مم من النهاية (بحيث يذهب المسمار بعد ذلك في وسط اللوحة الخلفية). احفر 3 ثقوب في الحواف القصيرة و 4 ثقوب في الحواف الطويلة. باعد بينهم بالتساوي.

آخر شيء هو إعداد الملامح البلاستيكية المربعة التي ستربط الحدود باللوحة الأمامية وتعطي المصفوفة أيضًا مظهرًا جميلًا. اقطع قطعتين بطول 66 و 5 سم وقطعتين بطول 32 و 5 سم. الآن قم بقص زاوية 45 درجة على كل حافة بحيث تجلس الحواف بشكل جيد فيما بعد.

الخطوة 6: اجعل لوحة التحكم:

سيكون المتحكم الرئيسي لقيادة مصابيح LED هو Arduino NANO. نظرًا لأننا نريد أن تعرض المصفوفة الخاصة بنا مقياس Vu ، فنحن بحاجة إلى إدخال إشارة الصوت بطريقة ما إلى وحدة التحكم. لذلك سوف نستخدم IC - MSGEQ7 - وهو معادل صوت رسومي ذو 7 نطاقات.

هناك عدة طرق مختلفة يمكنك من خلالها إنشاء لوحة التحكم:

1. جعل الدائرة على اللوح (لا حاجة لحام)
2. اصنع الدائرة على لوحة نموذج أولي
3. اصنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك عن طريق حفره
4. اطلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور من الشركة المصنعة

لقد صنعت لوحتي على لوحة نموذجية وسأقوم بتضمين الملف التخطيطي وملف اللوحة حتى تتمكن من اختيار الطريقة التي تريد إنشاء اللوحة الخاصة بك.

إليك Instructalbe جيدًا إذا كنت تريد حفر اللوحة الخاصة بك: PCB Etching

الخطوة السابعة: اصنع استاند الألمنيوم:

لكي تقف المصفوفة الخاصة بنا من تلقاء نفسها ، نحتاج إلى عمل شيء ما بحيث تدعمها ولا تسقط. إنه تصميم بسيط ولكنه ينجز المهمة.

احصل على ملف الألمنيوم على شكل حرف T واقطع طولين 30 سم.

الآن اصنع فتحة على شكل V بطول 10 سم من نهاية واحدة.

قم بثني ملف التعريف 90 درجة حيث توجد الفتحة V ويتم عمل الحوامل.

لقد أضفت أيضًا برغيًا وصامولة للصلابة.

الخطوة 8: تجميع كل شيء معًا:

لدينا الآن كل جزء من المصفوفة جاهز للتجميع

ابدأ بالانضمام إلى الحدود مع اللوحة الأمامية. سوف نستخدم المقاطع البلاستيكية المربعة التي قمنا بإعدادها مسبقًا. استخدم الغراء الساخن للصق المكونات الثلاثة معًا (حدود - ملف تعريف مربع - لوحة أمامية).

الآن قم بمحاذاة كل شيء معًا واستخدم مثقاب صغير جدًا لحفر ثقوب تجريبية. يمكننا الآن ربط كل شيء معًا باستخدام براغي خشبية.

دعنا نلصق على حوامل الألمنيوم باستخدام بعض غراء الألمنيوم / الخشب. قم بمحاذاة كلاهما بمقدار 10 سم من الحافة.

يمكننا الآن تثبيت لوحة التحكم وتوصيل الأشياء القليلة الأخيرة. يذهب السلك الذي قمنا بلحومه بالبيانات الموجودة في أول LED إلى الطرف الموجود على اللوحة الذي يشير إلى "OUT".

نحتاج الآن إلى ربط جميع الأسس و +5 فولت معًا باستخدام سلك نحاسي أكثر سمكًا. قم بلحام سلكين معزولين بالأرض و + 5 فولت وقم بتوصيلهما بالمسامير المقابلة على لوحة التحكم. لقد أضفت أيضًا مكثفًا 470 فائق التوهج لتنعيم الجهد قليلاً.

آخر شيء هو توصيل الطاقة من مزود الطاقة (الأرضي و + 5 فولت تيار مستمر).

الخطوة 9: تحميل الرسم والاختبار:

نحن الآن جاهزون للاختبار

قم بتحميل المخطط الذي قمت بتضمينه وقم بتوصيل كبل صوت بدبابيس الصوت. قم بتوصيل مصدر الطاقة وتشغيل بعض الموسيقى. يجب أن يبدأ Vu-meter في العرض.