نظام RGB LED يمكن التحكم فيه لمنزلك أو مكتبك: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

هل الأضواء في منزلك أو مكان عملك مملة؟ هل ترغب في إضافة القليل من الطاقة أو إضاءة الحالة المزاجية إلى غرفتك؟ يوضح لك Instructable كيفية إنشاء مجموعة RGB LED قابلة للتحكم لاستخدامها في منزلك أو مكتبك. ستوفر شاشة LED باللون الأحمر والأخضر والأزرق ساعات من الاستمتاع لك ولعائلتك بالإضافة إلى جعلك موضع حسد لأصدقائك التقنيين! يعتمد هذا Instructable على نظامين تم بناؤهما من قبلنا ، Brilldea ، باستخدام المنتجات التي صممناها. تم بناء نظام واحد لبيتنا والآخر لكنيستنا. تحقق من مقاطع الفيديو الخاصة بالنظم قيد التشغيل! هذا هو نظام LED لغرفة المعيشة. هذا هو نظام LED الذي أنشأناه لـ Island ECC في هونغ كونغ. يمكنك اكتشاف منتجاتنا على موقعنا على الويب: Brilldea.com

الخطوة الأولى: تخطيط النظام

تبدأ جميع أنظمة RGB LED الجيدة بقليل من التخطيط والتدبر. تعتبر هذه الخطوة حاسمة في تحديد المتطلبات الهندسية الخاصة بك للنظام ، مثل حجم مزود الطاقة وعدد قنوات التحكم ، بالإضافة إلى تكلفة النظام. ولا تنس القصد الفني - سيساعدك التخطيط على تصور شكل النظام وكيف سيتفاعل مع مساحتك. أول شيء يجب معرفته هو المنطقة التي تريد إضافة إضاءة LED فيها. تحتاج إلى تصور المكان الذي سيتم فيه تركيب نظام LED ويجب أن تفكر في مصابيح LED ووحدة التحكم (وحدات التحكم) ومصدر الطاقة والكابلات ذات الصلة. أهم جانب في هذه الخطوة هو تحديد المنطقة التي ستضيء بها مصابيح LED. هل لديك خليج صغير حيث تريد وضع الإضاءة؟ هل يمكنك إعادة ترتيب الأثاث لعمل فجوة لمصابيح LED؟ هل تقوم بإعادة التصميم حيث يمكنك التخطيط لمكان خاص لمصابيح LED الخاصة بك والأجهزة المرتبطة بها ليتم تضمينها في الحائط أو الأرضية؟ تم بناء نظام غرفة المعيشة لدينا بين حقائب كتب Ikea الخاصة بنا. تم تصميم نظام Island ECC أثناء تشييد الغرفة ، لذلك تم تخصيص مساحة خاصة لها بحيث تتناسب الأضواء مع الجدران. بمجرد اختيار منطقة ، فإن الشيء التالي الذي يجب مراعاته هو عدد مصابيح LED التي تريد استخدامها لتغطية تلك المنطقة. هناك العديد من المتغيرات التي يجب مراعاتها. هل ستظهر مصابيح LED على سطح شفاف؟ هل سيتم عرض المصابيح مباشرة؟ ما مدى عمق المساحة التي يتم فيها تركيب مصابيح LED؟ ما مدى شفافية مادتك التي يتم الإسقاط عليها؟ هل تريد إلقاء الضوء على الأشكال والأنماط في مصفوفة LED؟ ما مدى سطوع الضوء الذي تريده؟ ستحتاج إلى مراعاة حجم كل "بكسل" في النظام. بالنسبة لأنظمتنا ، استخدمنا شريط RGB LED الخاص بنا. هذه لوحة دوائر مطبوعة مرنة بحجم 10 سم مع 3 مصابيح RGB LED عليها. مصابيح LED موصلة بأسلاك في سلسلة بحيث يعمل كل شريط بجهد 12 فولت تيار مستمر. يتم التحكم في المصابيح كمجموعة ، كل نظام صممناه له أعماق مختلفة ومواد شفافة مختلفة للإسقاط عليها. ستختلف المسافات والحجم بناءً على موقعك وميزانيتك. استخدمنا كلاً من زجاج شبكي حليبي وبلاستيك أبيض مموج ، استخدم نظام LED لغرفة المعيشة 32 قطعة من شريط RGB LED بحجم 10 سم ، 16 قطعة في كل عمود. استخدم نظام Island ECC 48 قطعة في كل "نافذة" وكان هناك ثلاث نوافذ. بمجرد تحديد كمية مصابيح LED المراد تثبيتها ، يمكنك البدء في تخطيط عدد قنوات التحكم للنظام والتيار لمصدر الطاقة وتوزيع الأسلاك. يوضح الفيديو التالي إعداد واختبار Island ECC النظام. يتضمن الفيديو ملاحظات حول المكونات ويظهر إجراءات الاختبار المستخدمة أثناء التجميع والتركيب.

الخطوة 2: مكونات نظام LED

يتكون نظام LED من عدة مكونات. لنأخذ لحظة لمراجعة تلك المكونات. يحتاج نظام LED إلى عقل للتحكم في كل تلك المصابيح. عادة ما يكون هذا الدماغ متحكمًا دقيقًا مثل Parallax Propeller أو SX أو PIC أو Arduino. قد تقوم وحدة التحكم هذه بتدوير مصابيح LED باستخدام خوارزميات مبرمجة مسبقًا أو تغيير مصابيح LED بناءً على اتصال خارجي بنظام DMX-512A أو تسلسلي (RS-232). لقد صممنا وحدة تحكم Prop Blade لتطبيقاتنا المحددة لأنظمة LED. يقبل Prop Blade 6 فولت إلى 12 فولت تيار مستمر وله توصيلات لكل من المسلسل (عبر رأس البرمجة) و DMX-512A. بالإضافة إلى أنه يحتوي على مؤشرات LED للحالة للتغذية المرتدة ومفاتيح DIP وأزرار لإدخال المستخدم. يمكنك الحصول على Prop Blade كمجموعة من Brilldea إذا كنت تريد استخدام وحدة التحكم هذه. مرحبًا بك أيضًا في صنعها بنفسك. هناك حاجة إلى واحدة أو أكثر من وحدات تشغيل LED للتحكم في جميع مصابيح LED ، بعد كل شيء ، لا يحتوي المتحكم الدقيق إلا على الكثير من دبابيس الإدخال / الإخراج. للتحكم في العديد من مصابيح LED ، يحتاج المتحكم الدقيق إلى المساعدة لذلك قمنا بتصميم رسام LED. يمكن لرسام LED التحكم في 16 قناة من مصابيح RGB LED. هذا يعني أنه يمكننا ربط 16 قطعة من شريط RGB LED ، واحدة لكل قناة ، والتحكم في لون وشدة كل شريط. يعتمد الرسام LED على TLC5940 IC من شركة Texas Instruments. هناك رمز متاح على الإنترنت لكل من Propeller و Arduino للتحكم في هذا IC. يمكنك أيضًا الحصول على مجموعات رسام LED من Brilldea.3. وبالطبع ، يحتاج كل نظام LED… حسنًا… umm… LEDs! هذا صحيح ، الكثير من المصابيح الحمراء والخضراء والزرقاء! نحب راحة شريط RGB LED الذي نبيعه. يحتوي الجانب الخلفي للمنتج على مادة لاصقة بحيث يتم تثبيتها بسهولة على الأسطح. تم بالفعل تجميع المصابيح والمقاومات وتعمل على 12V DC. علاوة على ذلك ، يمكن ثنيها لتثبيتها على الأسطح المنحنية إذا لزم الأمر. إذا كنت تريد ، يمكنك استخدام مصابيح LED الخاصة بك. لا تحتاج حتى إلى استخدام RGB LEDs ، يمكنك إرفاق 48 مصباحًا أحادي اللون أو 24 لونًا واحدًا و 24 لونًا آخر. تحقق من ورقة بيانات LED Painter لمزيد من التفاصيل. جميع المعدات الموجودة في النظام ستكون مقابل لا شيء إذا لم تقم بتزويد الطاقة. نعم ، كل هذه المكونات تحتاج إلى طاقة تيار مستمر. تم تصميم أنظمتنا للعمل على 12V DC. ستحدد كمية مصابيح LED في نظامك مقدار التيار الذي ستحتاج إلى توفيره. استخدمنا مستلزمات 12 فولت تيار مستمر و 5 أمبير للتثبيت ولدينا مساحة كبيرة متبقية للتوسع. إذا كنت تريد أن تكون أكثر دقة ، فستحتاج إلى حساب السحب الحالي لمصابيح LED التي تستخدمها في نظامك بالإضافة إلى التيار المطلوب لوحدة التحكم وبرامج التشغيل. فيما يلي بعض العناصر الأخرى التي تكمل النظام:

• كبل وأسلاك لتوزيع إشارات الطاقة والتحكم.
• جهاز كمبيوتر وأجهزة برمجة لوحدة التحكم الخاصة بك. إذا كنت تستخدم Prop Blade الذي يعتمد على Parallax Propeller ، فستحتاج إلى شراء Prop Plug من Parallax.
• الأدوات الإلكترونية واليدوية لتجميع نظامك مثل مكواة اللحام والكماشة ومفكات البراغي وأدوات القطع ومزيلات الأسلاك.
• أي جهاز تثبيت مطلوب لتركيب جهاز التحكم ، وبرامج التشغيل ، ومصدر الطاقة ، وما إلى ذلك.
• مصدر DMX-512A ، إذا كنت تريد استخدام DMX للتحكم في نظام LED الخاص بك ؛ هذا اختياري.

6. الآن بعد أن فكرت في شكل ومساحة وحجم وشكل نظامك ، بالإضافة إلى مراعاة المواد المطلوبة ، يمكنك البدء في تسعيرها. ستختلف تكلفة النظام الخاص بك بناءً على حجمه والمواد التي قد تكون لديك بالفعل من المشاريع السابقة. إذا كان لديك متحكم دقيق ، فقد تتمكن من استخدامه. تذكر أن تقوم بتسعير النظام وتعيين تكاليف واقعية للعناصر "غير التافهة" مثل الموصلات وكابلات الشريط وأسلاك التيار المتردد لأن هذه التكاليف يمكن أن تتراكم. يعرض الفيديو التالي نظرة عامة على نظام LED المنزلي الخاص بنا. كان هذا النظام هو أول نظام تم إنشاؤه لدينا ، لذا فإن الأجهزة المستخدمة في النظام هي المراجعة الأولى. إن شفرة الدعامة الحالية ورسام LED من Brilldea عبارة عن تصميمات محدثة مطلوبة لإنجاز نظام مماثل.

الخطوة الثالثة: وقت البناء

بحلول الوقت الذي تصل فيه إلى هذه الخطوة ، يجب أن تكون قد أكملت تصميمك واشتريت جميع أجزائك. أحب تلقي صناديق من الأجزاء لتحويل أفكاري العظيمة إلى حقيقة ، ماذا عنك؟ لا شيء يتفوق على وضع يديك للعمل في بناء التصميم الذي صنعته في الخطوات السابقة. عندما أقوم بتجميع نظام ، أستغرق وقتي لمضاعفة التحقق من بنائي. أنا أتحقق من المكونات قبل ملء PCB ، وأتحقق مرتين من التوصيلات الملحومة أو المنتهية مثل كبلات البيانات ، وأختبر النظام بزيادات مع تقدمي. مع نظام RGB LED الكبير ، هناك العديد من الأشياء التي يمكن أن تسوء ، لذا فإن الاختبار أثناء المضي قدمًا يعد فكرة جيدة. ستساعدك هذه التقنية في تحديد المشكلات قبل أن تصبح مشكلات أكبر وتتلف المكونات الأخرى. على سبيل المثال ، قمنا باختبار وحدة التحكم Prop Blade قبل توصيلها ببرنامج تشغيل LED Painter PCB. عندما تبدأ في إنشاء نظامك ، فإن أول شيء يجب عليك فعله هو تجميع وحدة التحكم ودوائر تشغيل LED. إذا كنت تستخدم مجموعة مثل واحدة منا ، فهذا رائع ، فإن شراء الأجزاء كان سهلاً ولا ينبغي أن يستغرق التجميع وقتًا طويلاً. إذا كنت تقوم ببناء جهاز التحكم الخاص بك وبرنامج تشغيل LED ، فقد تستغرق هذه الخطوة مزيدًا من الوقت. لا تقلق على الرغم من ذلك لأن الجهد يستحق ذلك عندما تحصل على وحدة تحكم في نظامك تعمل. عند تجميع مجموعة ، يجب عليك طباعة المخطط وفاتورة المواد للتأكد من استخدام المكونات الصحيحة ووضع المكون في المكان الصحيح ، وعندما تنتهي من تجميع وحدة التحكم الخاصة بك ، خذ الوقت الكافي لتشغيلها واختبارها. قم بتنزيل برنامج بسيط إلى وحدة التحكم للتحقق من عمل وحدة التحكم. في حالتنا ، استخدمنا Parallax Prop Plug لتنزيل البرنامج إلى Prop Blade. بمجرد الانتهاء من لوحة التشغيل ، قم بتشغيلها للتأكد من عدم انفجار أي شيء. بمجرد اجتياز هذا الاختبار ، أضف مصباح RBG LED واحدًا إلى قناة وقم بتوصيل برنامج التشغيل بوحدة التحكم الخاصة بك. استخدم برنامجًا بسيطًا للتحقق من أن وحدة التحكم يمكنها التحكم في إعداد برنامج التشغيل / RGB LED. مرة أخرى ، بالنسبة إلى Prop Blade و LED Painter ، لدينا أمثلة على البرامج على موقعنا: Brilldea.com الآن بعد أن انتهيت من الإلكترونيات ، دعنا ننتقل إلى مصابيح LED!

الخطوة 4: تجميع LED

الجزء الأكثر مملًا من مجموعة RGB LED هو بناء LED والوصلات. تتضمن هذه الخطوة عادة الكثير من قطع الأسلاك ، والتقطيع ، والعص ، واللحام. ناهيك عن الفحص المزدوج لكل اتصال للتأكد من أنه تم بشكل صحيح. إذا وجدت طرقًا لتحسين هذه العملية ، فأخبرنا بذلك في التعليقات. مرة أخرى ، هذه الخطوة تستغرق وقتًا. خطط لأول مرة لنظامك وفقًا لذلك حتى لا تضطر إلى التسرع في اللحظة الأخيرة لإنهاء كل العمل الذي يجب القيام به. سيؤدي البقاء مستيقظًا طوال الليل لإنشاء القطعة الرئيسية الخاصة بك إلى إتلاف المكونات الخاصة بك بسبب الأسلاك الخاطئة. خذ وقتك وتحقق من التوصيلات ، فقد تم تصميم أنظمتنا في وحدات حتى نتمكن من تجميع النظام في الموقع بسهولة. كانت الأنظمة أيضًا أسهل في الاختبار أثناء تجميعنا لها. على سبيل المثال ، تم تجميع مصابيح LED لنظام Island ECC على ألواح يبلغ طولها مترًا واحدًا وطولها 0.4 مترًا. كانت كل لوحة متطابقة ، لذلك قمنا بعمل نمط لمكان تركيب مصابيح LED ، وكيفية توجيه الأسلاك ومكان وضع رسام LED. هذه الخطوة سهلة للغاية من الناحية الفنية ، فهي متكررة وتستغرق وقتًا طويلاً. إذا كنت تستخدم شريط RGB LED ، فيمكنك تركيب مصابيح LED على سطح عن طريق إزالة الغطاء الموجود فوق الدعامة اللاصقة. تأكد من تركيب مصابيح LED على سطح نظيف. أضف الأسلاك والموصلات والأدوات كما هو مطلوب. نود أن يكون لدينا موصلات في حال احتجنا إلى إزالة قطعة من المعدات للفحص أو الاستبدال. يمكنك اختيار لحام جميع التوصيلات والتخلي عن المصاريف والوقت اللازمين لإضافة الموصلات. بمجرد أن تصبح مصابيح LED جاهزة ، قم بتوصيلها بدائرة برنامج تشغيل LED أو مجموعة الرسام LED واختبارها. قد ترغب في توصيل كل قناة LED بواحدة تلو الأخرى بدلاً من توصيلها جميعًا مرة واحدة ، إذا قمت بتجميع النظام في وحدات ، فسيتعين عليك تثبيت كل وحدة في موقعها النهائي. عند تثبيتها ، تأكد من تشغيلها واحدة تلو الأخرى. مرة أخرى ، تحقق من اتصالاتك قبل تشغيلها. كما هو مذكور في الخطوات الأخرى ، تستخدم أنظمتنا شفرة Prop. يحتوي Prop Blade على مجموعتين من الإدخال / الإخراج. يمكن لكل مجموعة I / O تشغيل ما يصل إلى رسامين LED في سلسلة ، بحيث يكون هناك أربعة رسامين LED لوحدة تحكم واحدة. يمكن تشغيل المزيد ، ولكن عليك الانتباه إلى تفاصيل طول السلك وقوة الإشارات ، ووجدنا أنه يجب بناء دوائر التخزين المؤقت لزيادة الموثوقية. اعلم أن رسام LED يجب أن يكون قريبًا من وحدة تحكم Prop Blade. سيؤدي تثبيت رسام LED على بعد 20 قدمًا من وحدة التحكم الخاصة بك والذي يستخدم إشارات منطقية 3.3 فولت تيار مستمر إلى نتائج سيئة أو عدم وجود نتائج على الإطلاق. ضع في اعتبارك مواقع التثبيت الخاصة بك بعناية ، فبمجرد تثبيت مصابيح LED تكون على وشك الانتهاء. في هذه المرحلة ، لا شك في أنك أجريت بعض اختبارات التشغيل وشعرت بإثارة النظام وهو ينبض بالحياة!

الخطوة 5: اللمسات الأخيرة

بمجرد تثبيت النظام ، نجلس ونستمتع به. حسنًا ، ربما ليس بعد. بالطبع ، هناك مشاكل تظهر على طول الطريق أثناء بناء النظام وتثبيته ، لذا عند هذه النقطة قد تضطر إلى القيام ببعض استكشاف الأخطاء وإصلاحها. نأمل أن تم اكتشاف المشاكل الرئيسية في الاختبار الإضافي الذي تم إجراؤه أثناء البناء. بحلول الوقت الذي يعمل فيه النظام بالكامل ، يكون كل شيء في حالة جيدة في العادة ، وفي هذه الخطوة يمكنك إنهاء تركيب المكونات وتوصيلها وجعل كل شيء مرتبًا. يمكنك أيضًا تعديل (أو البدء في الكتابة!) برنامج التحكم الخاص بك. تعد كتابة البرنامج ممتعة للغاية ، خاصة عندما تصل إلى برنامج المستوى الأعلى الذي يصف شكل مصابيح LED. أسمي هذه الأعمال الروتينية إجراءات "الرسم". ذكرت سابقًا أنه يمكنك التحكم في نظامك من خلال وسائل مختلفة. يريد بعض الأشخاص فقط تشغيل النظام والسماح له بالدوران من تلقاء نفسه. في هذا النوع من النظام ، يجب أن تكون هناك إجراءات مبرمجة مسبقًا أو خوارزميات للتلاشي أو المسح أو وضع ألوان عشوائية على الشاشة. يمكن العثور على رمز تجريبي لـ Prop Blade و LED Painter على Parallax Propeller Object Exchange أو موقع ويب Brilldea. يُظهر رمز المثال خوارزميات بسيطة لتلاشي اللون وتغيير لونه ، وهناك أشخاص آخرون هم نزوات تحكم! يريدون التحكم في كل بكسل وكل لون بمزامنة دقيقة. يسمح التحرير والسرد LED Painter و Prop Blade بالتحكم DMX-512A (مثل RS-485) أو التحكم التسلسلي (من خلال قابس Prop). هذا يعني أنه يمكنك استخدام برنامج على جهاز الكمبيوتر الخاص بك مثل Vixen Lights لتصميم عرض يتميز بمزامنة الضوء والموسيقى. باستخدام رسام LED ، يمكن التحكم في كل قناة تحكم من إيقاف التشغيل إلى التشغيل في 255 خطوة. يسمح هذا بمزج الألوان بدرجات شدة مختلفة أشياء أخرى يمكنك القيام بها باستخدام نظام LED الخاص بك:

• اجعله يكتشف إيقاع الأغنية وقم بتغيير المظهر بناءً على ذلك. قد يستلزم ذلك إضافة ميكروفون إلى نظامك ومعالجة الإدخال.
• اجعله يكتشف الفيديو وقم بتغيير المظهر بناءً على ذلك ، مثل Ambilight على أجهزة تلفزيون Philips ذات الشاشات المسطحة. قد يتضمن ذلك إضافة جهاز كمبيوتر يقوم ببث الفيديو إلى جهاز التلفزيون أو إضافة كاميرا ويب لالتقاط صورة التلفزيون الخاصة بك.
• قم بتشغيله وإيقاف تشغيله تلقائيًا في أوقات معينة. يمكن أن يعتمد هذا على ضوء النهار أو الوقت من اليوم أو اكتشاف شخص ما في الغرفة أو بالقرب من النظام.
• اجعله يتحكم عبر الإنترنت حتى يتمكن العالم من تشغيل وإيقاف مصابيح LED في غرفة المعيشة الخاصة بك.
• قم بتوصيل جدار LED بحلقة مزاجك حتى يعكس جدار LED حالتك المزاجية!

نأمل أن تكون قد استمتعت بهذا Instructable. تأكد من معرفة المزيد عن Brilldea ومنتجاتنا من خلال زيارة موقعنا على الويب: Brilldea.com.