LED Matrix VU-Metre: 9 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu proje için ilham, 100 LED'li bir LED matrisi oluşturduğu büyük bir elektronik youtuber GreatScott'tan geldi. Bu projeyi gerçekten yeniden yaratmak istedim, bu yüzden gittim ve iki katı LED'li bir matris oluşturdum.

Ayrıca, renkli bir organ veya bir vu-metre olan müziğin renkle görüntülenmesine bayılıyorum. Bu yüzden, bu efektlerden birini yapmak için bir şekilde matrisi programlayacağımı biliyordum.

Proje şu adımlarda yapılacaktır:

1. Tüm Malzemelerin ve Araçların Toplanması
2. Arka Paneli Hazırlama
3. LED'lerin montajı
4. Kare Köpük Izgarasının Yapılması
5. Akrilik Bordür ve Ön Panel Hazırlama
6. Denetleyici Kartının Yapılması
7. Alüminyum Standların Yapılması
8. Her şeyi bir araya toplamak
9. Krokinin yüklenmesi ve test edilmesi

Adım 1: Gerekli Malzemeleri/Araçları Toplayın:

LED Matrix'i oluşturmak için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:

• Adreslenebilir LED Şerit 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - 7 bant Ses Ekolayzer
• 5V Güç kaynağı (Bilgisayar PSU'su)
• Elektronik bileşenler (Kapasitörler, Dirençler, Prototip PCB, …)
• MDF arka plaka - 10mm
• Dağınık beyaz akrilik pleksi cam (3mm)
• Siyah akrilik pleksi cam (3mm)
• Köpük tahta (3mm)
• Plastik kare profil
• Alüminyum T profil
• Tek damarlı bakır tel (22AWG) - UTP tel
• Tek damarlı bakır tel (10AWG) - Şebeke kablosu
• Küçük ahşap vidalar
• Ahşap/Alüminyum yapıştırıcı ve süper yapıştırıcı

Ayrıca aşağıdaki araçlara da ihtiyacınız olacak:

• Lehimleme dişlisi (Demir, Lehim,…)
• Tel kesiciler
• Dekupaj testeresi
• Matkap (ve küçük parçalar)
• X-Acto bıçağı
• Açılı taşlama/kesici
• Sıcak tutkal tabancası + tutkal çubukları
• 1m Cetvel
• Makas

Adım 2: Arka Tahtayı Hazırlayın:

LED'leri daha sonra yapıştıracağımız ana arka paneli yaparak bu projeye başlayalım. Malzeme olarak 10 mm MDF (Orta yoğunlukta sunta) kullandım ve bunun nedeni onu ortalıkta dolaştırmamdı ve mükemmeldi çünkü hem karışık hem de kesmesi kolaydı.

İlk olarak, dikdörtgenin şeklini bir cetvel ve kurşun kalemle tabağa çizin, böylece kesim yaparken izleyeceğiniz kılavuz çizgileri olur. Dikdörtgenin sonraki boyutları olmalıdır: 65, 5cm x 32, 5cm. Dikdörtgeni daha sonra oluşturacağımız akrilik bordürlerin sığması için mümkün olduğunca kare yapmalısınız.

Ardından, bir dekupaj testeresi (veya bir el testeresi) yardımıyla şekli kesin. Mümkün olduğunca düz kesimler yapın.

Kestikten sonra kenarları zımpara kağıdı ile biraz temizleyin ki pürüzsüz ve düz olsunlar.

Şimdi bir sonraki adımda LED'leri yerleştirmemize yardımcı olacak bir ızgara çizmek için cetveli kullanın. İlk sırayı tahtanın üst kısmından 16, 25 mm aşağıda çizin, ardından her 32, 5 mm'de bir sıralar çizin. İlk sütun, tahtanın solundan 16, 38 mm, sonraki her sütun, sonuncudan 32, 75 mm'dir. Bitirdiğinizde, eşit aralıklı 10 satır ve 20 sütununuz olmalıdır…

Adım 3: LED'leri takın:

Bu proje için 4 metre bireysel adreslenebilir LED'e ihtiyacınız olacak, bu benim durumumda metre başına 4 rulo 60 LED'den geldi ve bana 240 LED verdi (200 gerekli).

Kesilecek olan peddeki her LED'i keserek başlayın. Bunları kesmek için makas veya tel kesici kullanabilirsiniz.

Ardından, her LED'in altına biraz süper yapıştırıcı kullanın ve bunları önceki adımda çizdiğimiz ızgaraya (çizgilerin kesiştiği yere) yapıştırın. LED'lerin üzerindeki oklara dikkat edin - o sırada aynı şekilde yönlendirilmeleri gerekir. Sonraki her satırda, oryantasyon çevrilecek, böylece bir sürekli yolumuz olacak.

Şimdi lehimleme geliyor - çok fazla lehimleme:

Tüm LED'leri doğru şekilde birbirine bağlamamız gerekiyor. İnce tek damarlı bakır telinizi alın (benim durumumda UPT telleri kullandım) ve GND -> GND, DO (veri çıkışı) -> DI (veri girişi), 5V -> 5V bağlayarak tüm yatay LED'leri lehimlemeye başlayın. Sıranın sonuna geldiğinizde, son (DO)'yu bir sonraki sıradaki LED'deki (DI)'ye bağlamanız yeterlidir.

Şimdi merkezde bazı dikey delikler açacağız, böylece LED'lere güç getireceğiz. Her sıraya güç gelmesi için o sıradaki LED başına bir delik açın. Birden fazla güç noktasına ihtiyacımız var çünkü aksi takdirde son LED'lerde çok büyük bir voltaj düşüşü olurdu. Şimdi kalın bakır teli her deliğe yerleştirin ve karşılık gelen güç pimine lehimleyin.

Tahtayı çevirin ve deliklerden gelen tüm toprak ve +5v kablolarını bağlayın. Daha kalın bakır tel kullanın. Ayrıca iki yalıtımlı kabloyu güç raylarına bağlayın - bunlar daha sonra Kontrol Kartına bağlanacaktır.

Son şey, ilk LED'de bir delik açmak, içinden bir tel (yalıtımlı olan) geçirip ilk LED'deki DI'ye (veri girişi) lehimlemektir.

Adım 4: Kare Köpük Izgarasını Yapın:

Bu adımda, ışığın her LED için bir piksel olarak dağınık akrilik üzerine yeniden yansıması için bir bariyer görevi görecek köpük ızgarayı yapacağız.

3 mm köpük tahtanızı alın ve iki set farklı şerit kesin. 9 uzun ve 19 kısa olana ihtiyacınız olacak.

Daha sonra, daha sonra uzun ve kısa şeritleri birleştirmek için kullanılacak şeritlere bazı korular kesmeniz gerekecektir. Korulukların 3 mm genişliğinde ve 25 mm uzunluğunda olması gerekir. Uzun şeritte 19, kısa şeritte 9 oluk olmalıdır. Daha ayrıntılı talimatlar için Foam_Grid.pdf dosyasına bakın.

Şimdi şeritleri birleştirin, kısaları dikey, uzunları yatay olarak yerleştirin.

Beyaz köpük tahtanız varsa, ışığın bir sonraki piksele geçmemesi için tüm ızgarayı siyaha boyamanız gerekecektir.

Adım 5: Akrilik Bordürleri ve Ön Paneli Hazırlayın:

Kare görünümlü bir piksel şekli elde etmek için LED'den gelen ışığın yarı saydam bir malzeme üzerine yayılması gerekir. Bunun için arkalığımızla aynı ölçülerde keseceğimiz 3mm beyaz akrilik levha kullanacağız: 65, 5cm x 32, 5cm. Bu bizim ön panomuz olacak.

Şimdi ön ve arka tahtayı bir arada tutacak bordürleri yapmamız gerekiyor. Bu 3 mm siyah akrilikten yapılacaktır. Benim durumumda, evde akrilik yoktu, bu yüzden bir şirketten bordür aldım ve bedenime uyacak şekilde lazerle kestiler. Elinizde böyle bir firma/lazer yoksa, akriliği almanız ve parçaları elle kesmeniz gerekecektir.

Her ikisi de 3, 8 cm genişliğinde iki adet 66, 3cm ve iki adet 32, 3cm uzunluğunda parçaya ihtiyacınız var.

Kenarların birbirine güzel oturması için uçlarda oluklu kesimler yapmanız gerekir. Uzun iki bordürde ortada 10 mm'lik bir oluk açmanız ve kısa iki kenarda merkezde 10 mm'lik bir çıkıntı yapmanız gerekir. Uzun bordürde yiv oluşturduğunuz yerde karşılıklı iki yiv açarak tırnağı yaparsınız. Yine, daha fazla talimat için Borders.pdf dosyasına sahipsiniz.

Arka plakadaki kenarları daha sonra vidalamak için şimdi birkaç delik açmanız gerekiyor. Uçtan 5 mm'lik 3 mm'lik delikler açın (böylece vida arkalığın ortasına gider). Kısa kenarlara 3, uzun kenarlara 4 delik açın. Onları eşit aralıklarla yerleştirin.

Son olarak bordürleri ön panel ile birleştirecek ve ayrıca matrix'e hoş görünümlü bir bezel kazandıracak plastik kare profilleri hazırlamaktır. İki adet 66, 5 cm ve iki adet 32, 5 cm uzunluğunda parça kesin. Şimdi her kenardan 45°'lik bir açıyla kesin, böylece çerçeveler daha sonra birbirine güzelce oturacaktır.

Adım 6: Denetleyici Kartını yapın:

LED'leri sürmek için ana mikro denetleyici bir Arduino NANO olacaktır. Matrisimizin bir Vu-metre göstermesini istediğimizden, bir şekilde ses sinyalini kontrolöre almamız gerekiyor. Bunun için bir IC - MSGEQ7 - yani 7 bantlı bir sesli grafik ekolayzır kullanacağız.

Denetleyici kartını yapmanın birkaç farklı yolu vardır:

1. Devreyi bir Breadboard üzerinde yapın (Lehimleme gerekmez)
2. Devreyi bir prototip panosunda yapın
3. Dağlayarak kendi PCB'nizi yapın
4. PCB'nizi bir üreticiden sipariş edin

Panomu bir prototip panosunda yaptım ve panonuzu hangi şekilde oluşturmak istediğinizi seçebilmeniz için şematik ve pano dosyasını ekleyeceğim.

Kendi tahtanızı aşındırmak istiyorsanız, işte iyi bir Instructalbe: PCB Aşındırma

Adım 7: Alüminyum Standları Yapın:

Matrisimizin kendi başına ayakta durması için, onu destekleyecek ve düşmeyecek bir şey yapmamız gerekiyor. Basit bir tasarım ama işi hallediyor.

T şekilli alüminyum profilinizi alın ve 30 cm'lik iki uzunlukta kesin.

Şimdi bir uçtan 10 cm uzakta bir V yuvası yapın.

Profili V yuvasının olduğu ve stantların yapıldığı yerde 90° bükün.

Ayrıca sağlamlık için bir vida ve bir somun ekledim.

Adım 8: Her Şeyi Bir Araya Getirin:

Artık matrisin her parçası bir araya getirilmeye hazır

Ön pano ile sınırları birleştirerek başlayın. Daha önce hazırladığımız plastik kare profilleri kullanacağız. 3 bileşeni birbirine yapıştırmak için sıcak tutkal kullanın (sınır - kare profil - ön panel).

Şimdi her şeyi bir araya getirin ve pilot delikler açmak için çok küçük bir matkap ucu kullanın. Artık ahşap vidaları kullanarak her şeyi birbirine vidalayabiliriz.

Alüminyum/ahşap tutkalı kullanarak alüminyum standları yapıştıralım. Her ikisini de kenardan 10 cm uzağa hizalayın.

Artık kontrol kartını vidalayabilir ve son birkaç şeyi bağlayabiliriz. İlk LED'in içindeki verilere lehimlediğimiz tel, kartta "OUT" yazan terminale gidiyor.

Şimdi daha kalın bakır tel kullanarak tüm toprakları ve +5v'yi birbirine bağlamamız gerekiyor. İki yalıtımlı kabloyu toprağa ve +5v'ye lehimleyin ve bunları kontrol panosundaki karşılık gelen pinlere bağlayın. Voltajı biraz yumuşatmak için 470uF kapasitör de ekledim.

Son şey, gücü güç kaynağından (toprak ve +5v dc) bağlamaktır.

9. Adım: Çizimi Yükleyin ve Test Edin:

Artık test için hazırız

Eklediğim taslağı yükleyin ve ses pinlerine bir ses kablosu bağlayın. Güç kaynağını takın ve biraz müzik çalın. Vu-metre görüntülenmeye başlamalıdır.