Контролируема RGB LED система за вашия дом или офис: 5 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Скучни ли са светлините във вашия дом или работно пространство? Искате ли да добавите малко енергия или осветление в стаята си? Тази инструкция ви показва как да създадете контролируем RGB LED масив за използване във вашия дом или офис. Вашият червен, зелен, син LED дисплей ще осигури часове забавление за вас и вашето семейство, както и ще ви накара да завидите на вашите технически приятели! Едната система е построена за нашия дом, а другата за нашата църква. Вижте видеоклиповете на действащите системи! Това е нашата LED система за всекидневна. Това е LED системата, която създадохме за Island ECC в Хонконг. Можете да откриете нашите продукти на нашия уебсайт: Brilldea.com

Стъпка 1: Планиране на системата

Всички добри RGB LED системи започват с малко планиране и предумисъл. Тази стъпка е от решаващо значение за определяне на вашите инженерни изисквания към системата, като например размера на захранването и броя на каналите за управление, както и колко ще струва системата. И не забравяйте художественото намерение - планирането ще ви помогне да визуализирате външния вид на системата и как тя ще взаимодейства с вашето пространство. Първото нещо, което трябва да разберете, е областта, където искате да добавите LED осветлението. Трябва да визуализирате къде ще бъде монтирана LED системата и трябва да вземете предвид светодиодите, контролера (ите), захранването и свързаните кабели. Най -важният аспект на тази стъпка е да се определи зоната, която светодиодите ще осветяват. Имате ли залив, където искате да поставите осветлението? Можете ли да пренаредите мебелите, за да направите празнина за светодиодите? Ремонтирате ли, където можете да планирате специално място за вашите светодиоди и свързания с тях хардуер, които да бъдат вградени в стена или под? Островната система ECC е проектирана по време на изграждането на помещението, така че за нея е издълбано специално пространство, така че светлините да се поберат точно в стените. След като изберете област, следващото нещо, което трябва да имате предвид, е колко светодиода искате да използвате, за да покриете тази област. Има няколко променливи, които трябва да се вземат предвид. Ще прожектират ли светодиодите върху полупрозрачна повърхност? Ще се гледат ли светодиодите директно? Колко дълбоко е пространството, където са монтирани светодиодите? Колко прозрачен е вашият материал, върху който се проектира? Искате ли да осветявате форми и шарки в LED масива? Колко ярка искате да бъде светлината? Ще трябва да вземете предвид размера на всеки "пиксел" в системата. За нашите системи използвахме нашата RGB LED лента. Това е 10 см гъвкава печатна платка с 3 RGB светодиода върху нея. Светодиодите са свързани последователно, така че всяка лента работи на 12V DC. Светодиодите се управляват като група. Всяка система, която проектирахме, имаше различна дълбочина и различен полупрозрачен материал за проектиране. Разстоянието и размерът ви ще варират в зависимост от вашето местоположение и бюджет. Използвахме както млечен плексиглас, така и гофрирана бяла пластмаса. Нашата LED система за хол използва 32 броя от 10 см RGB LED лента, 16 във всяка колона. Островната система ECC използва 48 части във всеки "прозорец" и имаше три прозореца. След като определите количеството светодиоди за инсталиране, можете да започнете да планирате броя на каналите за управление на системата, тока за вашето захранване и разпределението на окабеляването. Следното видео показва настройката и тестването на Island ECC система. Видеото включва бележки за компонентите и показва тестовите процедури, използвани по време на сглобяването и инсталирането.

Стъпка 2: Компоненти на LED системата

LED системата се състои от няколко компонента. Нека отделим малко време за преглед на тези компоненти. Светодиодната система се нуждае от мозък, който да контролира всички тези светодиоди. Този мозък обикновено е микроконтролер като Parallax Propeller или SX или PIC или Arduino. Този контролер може да циклира светодиодите с помощта на предварително програмирани алгоритми или да променя светодиодите въз основа на външна връзка към система DMX-512A или сериен (RS-232). Ние проектирахме контролера Prop Blade за нашите специфични приложения на LED системи. Prop Blade приема 6V до 12V DC и има връзки както за сериен (чрез заглавката за програмиране), така и за DMX-512A. Освен това има светодиоди за състоянието за обратна връзка и DIP превключватели и бутони за потребителски вход. Можете да получите Prop Blade като комплект от Brilldea, ако искате да използвате този контролер. Можете също така да направите своя собствена. Един или повече LED модули драйвер са необходими за управление на всички светодиоди, в края на краищата микроконтролерът има само толкова много входно -изходни щифтове. За да контролира толкова много светодиоди, микроконтролерът се нуждае от помощ, затова проектирахме LED Painter. LED Painter може да контролира 16 канала RGB светодиоди. Това означава, че можем да свържем 16 парчета RGB LED лента, по една към всеки канал, и да контролираме цвета и интензивността на всяка лента. LED Painter се основава на TLC5940 IC от Texas Instruments. Наличен е онлайн код както за Propeller, така и за Arduino за управление на тази интегрална схема. Можете също така да получите комплекти LED Painter от Brilldea. И разбира се, всяка светодиодна система се нуждае от … ами … хм … светодиоди! Точно така, много червени, зелени, сини светодиоди! Харесваме удобството на RGB LED лентата, която продаваме. На гърба на продукта има лепило, така че да се монтира лесно върху повърхности. Светодиодите и резисторите вече са сглобени и работи на 12V DC. Освен това може да се огъне, за да се монтира върху извити повърхности, ако е необходимо. Ако искате, можете да използвате свои собствени светодиоди. Не е нужно дори да използвате RGB светодиоди, можете да прикачите 48 едноцветни светодиода или 24 от един цвят и 24 от друг цвят. Вижте информационния лист на LED Painter за повече подробности. Цялото оборудване в системата би било за нищо, ако не подадете захранване. Да, всички тези компоненти се нуждаят от DC захранване. Нашите системи са проектирани да работят на 12V DC. Количеството светодиоди във вашата система ще диктува количеството ток, което вашето захранване ще трябва да осигури. Използвахме 12V DC, 5 амперни захранвания за нашата инсталация и имахме достатъчно място за разширяване. Ако искате да бъдете по -точни, ще трябва да изчислите текущото теглене на светодиодите, които използвате във вашата система, както и тока, необходим за вашия контролер и драйвери. Ето още няколко елемента, които допълват системата:

• Кабел и проводник за разпределение на мощност и управляващи сигнали.
• Компютър и хардуер за програмиране на вашия контролер. Ако използвате Prop Blade, който е базиран на Parallax Propeller, ще искате да закупите Prop Plug от Parallax.
• Електронни и ръчни инструменти за сглобяване на вашата система, като поялник, клещи, отвертки, режещи инструменти и телбери.
• Всеки монтажен хардуер, необходим за монтиране на вашия контролер, драйвери, захранване и т.н.
• DMX-512A източник, ако искате да използвате DMX за управление на вашата LED система; това е по избор.

6. Сега, след като сте помислили за формата, пространството, размера и външния вид на вашата система, както и за необходимите материали, можете да започнете да я ценообразувате. Цената на вашата система ще варира в зависимост от нейния размер и какви материали може би вече имате от минали проекти. Ако имате микроконтролер, седнал наоколо, може би ще можете да го използвате. Не забравяйте да дадете цена на системата и да зададете реалистични разходи за „нетривиалните“артикули като конектори, лентови кабели и кабели за променлив ток, защото тези разходи могат да се увеличат. Следното видео показва преглед на нашата домашна LED система. Тази система беше първата ни създадена, така че използваният в системата хардуер е първа ревизия. Настоящият Prop Blade и LED Painter на Brilldea са актуализирани дизайни, необходими за постигане на подобна система.

Стъпка 3: Време за строителство

Докато достигнете тази стъпка, трябва да сте завършили дизайна си и да закупите всичките си части. Обичам да получавам кутии с части, за да реализирам страхотните си идеи, а вие? Нищо не бива да положите ръцете си за работа, изграждайки дизайна, който сте изработили в предишните стъпки. Когато сглобявам система, отделям време да проверя отново конструкцията си. Двойно проверявам компонентите, преди да попълня печатна платка, проверявам отново връзките, които са запоени или прекъснати, например кабели за данни, и тествам системата на стъпки, докато вървя. С голяма RGB LED система има много неща, които могат да се объркат, така че тестването е добра идея. Тази техника ще ви помогне да идентифицирате проблеми, преди те да станат по -големи проблеми и да повредят други компоненти. Например, тествахме контролера Prop Blade, преди да го прикрепим към платката с драйвер за LED Painter. Когато започнете да изграждате вашата система, първото нещо, което трябва да направите, е да сглобите веригите на контролера и LED драйвера. Ако използвате комплект като един от нашите, страхотно, тогава доставката на части беше лесна и монтажът не трябва да отнема много време. Ако изграждате свой собствен контролер и LED драйвер, тази стъпка може да отнеме повече време. Не се притеснявайте, защото усилията си заслужават, когато контролерът на вашата система работи. Когато сглобявате комплект, трябва да отпечатате схемата и сметката на материалите, за да сте сигурни, че използвате правилните компоненти и да поставите компонента на правилното място. Когато завършите сглобяването на вашия контролер, отделете време да го включите и тествате. Изтеглете проста програма на контролера, за да проверите дали контролерът работи. В нашия случай използвахме Parallax Prop Plug за изтегляне на софтуер към Prop Blade. След като завършите борда на драйвера, включете го, за да сте сигурни, че нищо не експлодира. След като преминете този тест, добавете един RBG светодиод към канал и свържете драйвера към вашия контролер. Използвайте проста програма, за да проверите дали контролерът може да контролира настройката на драйвера/RGB LED. Отново, за Prop Blade и LED Painter имаме примерни програми на нашия сайт: Brilldea.com, Сега след като свършите електрониката, нека преминем към светодиодите!

Стъпка 4: LED монтаж

Най -досадната част от RGB LED масив е LED конструкцията и връзките. Тази стъпка обикновено включва много рязане на тел, ивици, кримпване и запояване. Да не говорим за двойната проверка на всяка връзка, за да се уверите, че е направена правилно. Ако намерите начини да подобрите този процес, уведомете ни в коментарите. Отново тази стъпка отнема време. Съответно планирайте дебюта на вашата система, така че да не се налага да бързате в последния момент, за да завършите цялата работа, която трябва да свършите. Да стоите цяла нощ, за да създадете своето майсторско произведение, ще доведе до повреда на вашите компоненти поради неправилно окабеляване. Отделете време и проверете двойно връзките. Нашите системи бяха проектирани в модули, така че лесно да сглобяваме системата на място. Системите също бяха по -лесни за тестване, докато ги сглобявахме. Например светодиодите за островната система ECC бяха сглобени на панели с дължина 1 метър и височина 0,4 метра. Всеки панел беше идентичен, затова направихме модел за това къде да монтираме светодиодите, как да насочим проводниците и къде да поставим LED Painter. Тази стъпка е доста лесна технически, просто повтаряща се и отнемаща време. Ако използвате RGB LED лента, тогава можете да монтирате светодиодите на повърхността, като премахнете покритието върху лепилната основа. Не забравяйте да монтирате светодиодите на чиста повърхност. Добавете проводници, конектори и снопове, ако е необходимо. Харесва ни да имаме съединители в случай, че трябва да извадим част от оборудването за проверка или подмяна. Можете да изберете да запоите всички връзки и да се откажете от разходите и времето, необходими за добавяне на конектори. След като светодиодите са готови, включете ги във вашата LED драйверна верига или LED Painter монтаж и тествайте. Може да искате да включите всеки LED канал един по един, а не всички наведнъж. Ако сглобите системата в модули, ще трябва да инсталирате всеки модул на крайното му място. Когато ги инсталирате, не забравяйте да ги включите един по един. Отново проверка на връзките ви, преди да ги включите. Както бе споменато в останалите стъпки, нашите системи използват Prop Blade. Prop Blade има две групи I/O. Всяка I/O група може да изпълнява до два LED Painters в серия, така че това са четири LED Painters за един контролер. Може да се пусне още, но трябва да обърнете внимание на подробности за дължината на проводника и силата на сигнала и ние открихме, че буферните вериги трябва да бъдат изградени за повишаване на надеждността. Имайте предвид, че LED Painter трябва да е близо до контролера Prop Blade. Инсталирането на LED Painter на 20 фута от вашия контролер, който използва 3.3V DC логически сигнали, ще доведе до лоши резултати или изобщо няма резултати. Обмислете внимателно местата си за монтаж. След като инсталирате светодиодите, сте почти там. В този момент без съмнение сте направили някакъв тест при включване и сте почувствали вълнението, че системата оживява!

Стъпка 5: Последни щрихи

След като инсталираме системата, се отпускаме и й се наслаждаваме. Е, може би още не. Разбира се, има проблеми, които възникват по време на изграждането и инсталирането на системата, така че до този момент може да се наложи да отстраните някои проблеми. Надяваме се, че основните проблеми са открити при постепенните тестове, направени по време на строителството. Когато цялата система е готова, обикновено всичко е в работно състояние. На тази стъпка можете да финализирате монтажа и окабеляването на компоненти и да направите всичко подредено. Можете също така да настроите (или да започнете да пишете!) Софтуера за управление. Писането на софтуера е много забавно, особено когато стигнете до софтуера от по -високо ниво, който описва как изглеждат светодиодите. Наричам тези рутинни процедури за рисуване. По -рано споменах, че можете да контролирате системата си по различни начини. Някои хора просто искат да включат системата и да я оставят да работи самостоятелно. В този тип система трябва да има предварително програмирани процедури или алгоритми за избледняване, изтриване или поставяне на произволни цветове на екрана. Демо кодът за Prop Blade и LED Painter може да бъде намерен на борсата за обекти на витлата Parallax или на уеб сайта на Brilldea. Примерният код показва прости алгоритми за избледняване и промяна на цвета. Други хора са контролни изроди! Те искат да контролират всеки пиксел и всеки цвят в прецизна синхронизация. Комбинираният LED Painter и Prop Blade позволява управление на DMX-512A (като RS-485) или сериен контрол (чрез Prop щепсел). Това означава, че можете да използвате софтуер на вашия компютър, като Vixen Lights, за да проектирате шоу със синхронизация на светлина и музика. С LED Painter всеки контролен канал може да се управлява от изключване към включване в 255 стъпки. Това позволява смесване на цветове с различна интензивност. Други неща, които можете да направите с вашата LED система:

• Накарайте го да открие ритъма на песента и да промени външния вид въз основа на това. Това би довело до добавяне на микрофон към вашата система и обработка на входа.
• Накарайте го да открива видео и да променя външния вид въз основа на това, нещо като Ambilight на телевизорите с плосък екран Philips. Това може да включва добавяне на компютър, който предава поточно видео към вашия телевизор, или добавяне на уеб камера за заснемане на вашето телевизионно изображение.
• Накарайте го да се включва и изключва автоматично в определени часове. Това може да се основава на дневна светлина, време на деня или откриване на някой в стаята или близо до системата.
• Направете го контролиран през Интернет, така че светът да може да включва и изключва светодиодите във вашата всекидневна.
• Свържете LED стената към пръстена за настроение, така че LED стената да отразява настроението ви!

Надяваме се, че този Instructable ви е харесал. Не забравяйте да научите повече за Brilldea и нашите продукти, като посетите нашия уебсайт: Brilldea.com.