ماتریس LED VU-Meter: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

الهام بخش این پروژه از یک دستگاه بزرگ الکترونیکی youtuber GreatScott گرفته شد ، جایی که او یک ماتریس LED با 100 LED ایجاد کرد. من واقعاً می خواستم این پروژه را دوباره ایجاد کنم ، بنابراین رفتم و ماتریسی با دو برابر تعداد LED ایجاد کردم.

همچنین ، من عاشق ظاهر موسیقی هستم که با رنگ نمایش داده می شود ، به عنوان یک ارگان رنگی یا وو متر. بنابراین می دانستم که به نحوی ماتریس را برای انجام یکی از این افکت ها برنامه ریزی می کنم.

پروژه در مراحل زیر ساخته می شود:

1. جمع آوری تمام مواد و ابزار
2. آماده سازی Backboard
3. نصب LED ها
4. ساخت مربع Foam Grid
5. آماده سازی حاشیه های اکریلیک و صفحه جلو
6. ساخت برد کنترل کننده
7. ساخت پایه های آلومینیومی
8. جمع آوری همه چیز با هم
9. بارگذاری طرح و آزمایش

مرحله 1: مواد/ابزار مورد نیاز را جمع آوری کنید:

برای ساخت ماتریس LED به مواد زیر نیاز دارید:

• نوار LED قابل تنظیم 4 متر
• آردوینو نانو
• MSGEQ7 - 7 باند صدا اکولایزر
• منبع تغذیه 5 ولت (PSU کامپیوتر)
• قطعات الکترونیکی (خازن ها ، مقاومت ها ، نمونه اولیه PCB ، …)
• پشتی MDF - 10 میلی متر
• شیشه پلکسی اکریلیک سفید (3 میلی متر)
• شیشه پلکسی اکریلیک سیاه (3 میلی متر)
• تخته فوم (3 میلی متر)
• مشخصات مربع پلاستیکی
• مشخصات T آلومینیوم
• سیم مسی هسته جامد (22AWG) - سیم UTP
• سیم مسی هسته جامد (10AWG) - سیم اصلی
• پیچ های چوبی کوچک
• چسب چوب/آلومینیوم و فوق چسب

همچنین به ابزارهای زیر نیاز خواهید داشت:

• تجهیزات لحیم کاری (آهن ، لحیم کاری ،…)
• سیم بر، دم باریک
• جیگ دید
• مته (و قطعات کوچک)
• چاقو X-Acto
• آسیاب/برش زاویه ای
• تفنگ چسب داغ + چوب چسب
• خط کش 1 متر
• قیچی

مرحله 2: تخته پشت را آماده کنید:

بیایید این پروژه را با ساخت پشتی اصلی شروع کنیم که بعداً LED ها را روی آن می چسبانیم. برای مواد من از MDF 10 میلی متری (تخته فیبر با چگالی متوسط) استفاده کردم و این به این دلیل است که من آن را در اطراف داشتم و کاملاً عالی بود زیرا برش بسیار عجیب و در عین حال آسان بود.

ابتدا شکل مستطیل را با خط کش و مداد روی صفحه بکشید تا هنگام برش خطوط راهنما را دنبال کنید. این مستطیل دارای ابعاد بعدی است: 65 ، 5 سانتی متر در 32 ، 5 سانتی متر. شما باید مستطیل را تا حد ممکن مربع کنید تا حاشیه های اکریلیکی که بعداً ایجاد می کنیم مناسب باشد.

سپس ، شکل را با کمک اره مویی (یا اره دستی) برش دهید. تا جایی که ممکن است برش های مستقیم ایجاد کنید.

بعد از برش ، لبه ها را کمی با کاغذ سنباده تمیز کنید تا صاف و راست شوند.

اکنون از رولر برای رسم یک شبکه استفاده کنید که به ما کمک می کند LED ها را در مرحله بعدی قرار دهیم. ردیف اول 16 ، 25 میلی متر را در بالای تخته بکشید ، سپس ردیف ها را هر 32 ، 5 میلی متر بکشید. ستون اول 16 ، 38 میلی متر از سمت چپ تخته ، هر ستون بعدی 32 ، 75 میلی متر از ستون قبلی است. پس از اتمام کار ، باید 10 ردیف و 20 ستون به طور مساوی داشته باشید…

مرحله 3: LED ها را نصب کنید:

برای این پروژه شما به 4 متر LED های قابل تنظیم جداگانه نیاز دارید که در مورد من در 4 رول 60 LED در هر متر و 240 LED (200 مورد نیاز) به من داد.

با بریدن هر LED روی پد در جایی که باید بریده شود ، شروع کنید. برای برش آنها می توانید از قیچی یا سیم برش استفاده کنید.

در مرحله بعد ، زیر هر LED از مقداری چسب فوق العاده استفاده کنید و آنها را روی شبکه ای که در مرحله قبل کشیدیم (جایی که خطوط تلاقی می کنند) بچسبانید. به فلش های LED توجه کنید - آنها باید در همان ردیف جهت گیری مشابهی داشته باشند. در هر سطر بعدی ، جهت به گونه ای چرخانده می شود که یک مسیر پیوسته داشته باشیم.

اکنون لحیم کاری می آید - لحیم کاری زیادی:

ما باید تمام LED ها را به روش صحیح به هم وصل کنیم. سیم مسی هسته نازک خود را تهیه کنید (در مورد من من از سیم های UPT استفاده کردم) و با اتصال GND -> GND ، DO (خروجی داده ها) -> DI (داده ها در) ، 5V -> 5V تمام لحیم کاری LED های افقی را شروع کنید. هنگامی که به انتهای ردیف می رسید ، به سادگی آخرین (DO) را به (DI) روی LED که در ردیف بعدی قرار دارد وصل کنید.

در حال حاضر ما چند سوراخ عمودی در مرکز ایجاد می کنیم تا قدرت را به LED ها بیاوریم. یک سوراخ در هر LED در آن ردیف ایجاد کنید تا بتوانید به هر ردیف قدرت وارد کنید. ما باید چندین نقطه قدرت داشته باشیم زیرا در غیر اینصورت افت ولتاژ در LED های گذشته بسیار زیاد خواهد بود. حالا سیم مسی ضخیم را در هر سوراخ قرار داده و به پین برق متصل کنید.

تخته را بچرخانید و تمام سیمهای زمین و +5 ولت را که از سوراخها عبور می کنند به هم وصل کنید. از سیم مسی ضخیم تر استفاده کنید. همچنین دو سیم عایق را به ریل های برق وصل کنید - سپس آنها را به برد کنترل وصل کنید.

آخرین مورد این است که در اولین LED یک سوراخ ایجاد کنید ، یک سیم (این با عایق روی آن) را از طریق آن قرار دهید و آن را به DI (اطلاعات داخل) روی اولین LED لحیم کنید.

مرحله 4: شبکه فوم مربعی را ایجاد کنید:

در این مرحله ما شبکه فومی را ایجاد می کنیم که مانعی برای بازتاب نور در اکریلیک پراکنده به عنوان پیکسل برای هر LED عمل می کند.

فوم 3 میلیمتری خود را بردارید و دو مجموعه نوار مختلف را ببرید. شما به 9 عدد بلند و 19 مورد کوتاه نیاز دارید.

در مرحله بعد ، باید چند نخلستان را به نوارهایی برسانید که بعداً برای اتصال نوارهای بلند و کوتاه به هم استفاده می شوند. عرض نخلستان ها باید 3 میلی متر عرض و 25 میلی متر طول داشته باشد. در نوار بلند باید 19 و در کوتاهها 9 شیار وجود داشته باشد. برای دستورالعمل های دقیق تر به Foam_Grid.pdf مراجعه کنید.

حالا نوارها را به هم وصل کنید ، کوتاهها را عمودی و بلندها را افقی قرار دهید.

اگر کفپوش سفید دارید ، باید کل شبکه را سیاه کنید تا نور به پیکسل بعدی منتقل نشود.

مرحله 5: آماده سازی حاشیه های اکریلیک و صفحه جلو:

نوری که از LED می آید باید روی یک ماده نیمه شفاف پخش شود تا شکل پیکسلی مربعی پیدا کند. برای این کار ما از صفحه اکریلیک سفید 3 میلی متری استفاده می کنیم که به همان اندازه تخته پشتی خود برش می دهیم: 65 ، 5 سانتی متر در 32 ، 5 سانتی متر. این صفحه اصلی ما خواهد بود.

اکنون ما باید حاشیه هایی را ایجاد کنیم که صفحه جلو و عقب را در کنار هم نگه دارد. این کار از 3 میلی متر اکریلیک سیاه انجام می شود. در مورد من ، من هیچ اکریلیک در خانه نداشتم ، بنابراین مرزها را از یک شرکت گرفتم و آنها لیزر آنها را برش داده اند تا با اندازه من مطابقت داشته باشد. اگر چنین شرکت/لیزری در دسترس ندارید ، باید اکریلیک را تهیه کرده و قطعات را با دست برش دهید.

شما باید دو قطعه 66 ، 3 سانتی متری و دو قطعه 32 ، 3 سانتی متری ، هر دو عرض 3 ، 8 سانتی متر داشته باشید.

در انتها باید برش های شیاردار ایجاد کنید تا حاشیه ها به خوبی کنار هم قرار بگیرند. در دو حاشیه بلند باید یک شیار 10 میلی متری در مرکز و در دو کوتاه باید یک زاویه 10 میلی متری در مرکز ایجاد کنید. شما با برش دو شیار در طرف مقابل که شیار را در حاشیه طولانی ایجاد کرده اید ، زبانه را ایجاد می کنید. باز هم ، شما Borders.pdf را برای دستورالعمل های بیشتر در اختیار دارید.

اکنون باید چند سوراخ ایجاد کنید تا بعداً مرزها را در صفحه عقب پیچ کنید. 5 میلی متر از انتها سوراخ های 3 میلی متری ایجاد کنید (به طوری که پیچ سپس در وسط پشتی قرار بگیرد). 3 سوراخ در حاشیه های کوتاه و 4 سوراخ در سوراخ های بلند ایجاد کنید. فاصله آنها را به طور مساوی قرار دهید.

آخرین مورد این است که پروفیل های پلاستیکی مربعی را آماده کنید که حاشیه ها را با صفحه جلویی متصل کرده و همچنین حاشیه زیبایی به ماتریس می بخشد. دو قطعه 66 ، 5 سانتی متری و دو قطعه 32 و 5 سانتی متری برش دهید. حالا زاویه 45 درجه را در هر لبه برش دهید تا قاب ها بعداً به زیبایی کنار هم قرار بگیرند.

مرحله 6: صفحه کنترل را ایجاد کنید:

میکروکنترلر اصلی برای هدایت LED ها Arduino NANO خواهد بود. از آنجا که ما می خواهیم ماتریس ما یک Vu-meter نمایش دهد ، باید به نحوی سیگنال صوتی را به کنترلر وارد کنیم. برای این منظور از IC - MSGEQ7 - که یک اکولایزر گرافیکی صوتی 7 باند است ، استفاده خواهیم کرد.

چند روش مختلف برای ساخت برد کنترل وجود دارد:

1. مدار را روی تخته نان درست کنید (نیازی به لحیم کاری نیست)
2. مدار را روی یک تابلوی اولیه ایجاد کنید
3. با حکاکی آن PCB خود را بسازید
4. PCB خود را از سازنده سفارش دهید

من تخته خود را روی یک تابلوی نمونه اولیه ساخته ام و شماتیک و فایل تخته را در آن قرار خواهم داد تا بتوانید انتخاب کنید که به چه روشی می خواهید تخته خود را ایجاد کنید.

اگر می خواهید تخته خود را قلم بزنید ، یک Instructalbe خوب در اینجا وجود دارد: PCB Etching

مرحله 7: پایه های آلومینیومی را بسازید:

برای اینکه ماتریس ما به خودی خود بایستد ، باید چیزی بسازیم تا از آن پشتیبانی کند و سقوط نکند. این یک طراحی ساده است اما کار را تمام می کند.

مشخصات آلومینیومی خود را به شکل T تهیه کرده و دو طول 30 سانتی متری برش دهید.

حالا یک شیار V را از انتهای آن 10 سانتی متر ایجاد کنید.

پروفیل را 90 درجه در محل شکاف V خم کنید و پایه ها تمام شوند.

یک پیچ و یک مهره نیز برای سفتی اضافه کرده ام.

مرحله 8: همه چیز را با هم جمع کنید:

ما در حال حاضر هر قسمت از ماتریس را آماده چیده شدن داریم

با پیوستن به مرزها با صفحه جلو شروع کنید. ما از پروفیل های مربع پلاستیکی استفاده می کنیم که قبلاً آماده کرده بودیم. از چسب داغ برای چسباندن 3 جزء به هم (حاشیه - پروفیل مربع - تخته جلویی) استفاده کنید.

حالا همه چیز را در یک راستا قرار دهید و از یک مته کوچک کوچک برای ایجاد سوراخ های خلبان استفاده کنید. اکنون می توانیم همه چیز را با استفاده از پیچ های چوبی به هم متصل کنیم.

بیایید با استفاده از مقداری چسب آلومینیوم/چوب روی پایه های آلومینیومی بچسبانیم. هر دو را در فاصله 10 سانتی متری از لبه قرار دهید.

اکنون می توانیم برد کنترلر را پیچ کرده و چند مورد آخر را سیم کشی کنیم. سیمی که در اولین LED به داده ها لحیم کردیم به ترمینال روی برد می رود که روی آن نوشته شده است "OUT".

اکنون باید با استفاده از سیم مسی ضخیم تر ، تمام محوطه و +5 ولت را به هم متصل کنیم. دو سیم عایق را به زمین و +5 وصل کنید و آنها را به پین های مربوطه در برد کنترل وصل کنید. من همچنین یک خازن 470uF اضافه کرده ام تا ولتاژ را کمی صاف کند.

آخرین مورد این است که برق را از منبع تغذیه (زمین و +5v dc) وصل کنید.

مرحله 9: طرح را بارگذاری کرده و آزمایش کنید:

اکنون آماده آزمایش هستیم

طرح مورد نظر خود را بارگذاری کرده و کابل صوتی را به پین های صوتی وصل کنید. منبع تغذیه را وصل کرده و موسیقی پخش کنید. Vu-meter باید شروع به نمایش کند.