سیستم LED RGB قابل کنترل برای خانه یا محل کار شما: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

آیا چراغ های خانه یا محل کار شما خسته کننده هستند؟ آیا می خواهید کمی انرژی یا نورپردازی به اتاق خود اضافه کنید؟ این دستورالعمل به شما نشان می دهد که چگونه می توانید یک آرایه LED RGB قابل کنترل برای استفاده در خانه یا محل کار خود ایجاد کنید. صفحه نمایش LED قرمز ، سبز ، آبی شما ساعت ها لذت را برای شما و خانواده شما فراهم می کند و همچنین باعث حسادت دوستان فن آوری شما می شود! این دستورالعمل بر اساس دو سیستم ساخته شده توسط ما ، Brilldea ، با استفاده از محصولاتی که طراحی کرده ایم ، است. یک سیستم برای خانه ما و دیگری برای کلیسای ما ساخته شده است. فیلم های سیستم های در حال اجرا را ببینید! این سیستم LED اتاق نشیمن ما است. این سیستم LED است که ما برای Island ECC در هنگ کنگ ایجاد کردیم. شما می توانید محصولات ما را در وب سایت ما پیدا کنید: Brilldea.com

مرحله 1: برنامه ریزی سیستم

همه سیستم های LED RGB خوب با کمی برنامه ریزی و تدبیر شروع می شوند. این مرحله در تعیین الزامات مهندسی شما برای سیستم ، مانند اندازه منبع تغذیه و تعداد کانال های کنترل ، و همچنین هزینه سیستم بسیار مهم است. و قصد هنری را فراموش نکنید - برنامه ریزی به شما کمک می کند تا ظاهر سیستم و نحوه تعامل آن با فضای شما را تجسم کنید. اولین چیزی که باید بدانید منطقه ای است که می خواهید نور LED را اضافه کنید. شما باید مکان نصب سیستم LED را تجسم کنید و باید LED ها ، کنترل کننده (ها) ، منبع تغذیه و کابل های مربوطه را در نظر بگیرید. مهمترین جنبه این مرحله تعیین ناحیه ای است که LED ها روشن می شوند. آیا یارانی دارید که می خواهید نور را در آن قرار دهید؟ آیا می توانید مبلمان را دوباره مرتب کنید تا فاصله ای برای LED ها ایجاد شود؟ آیا در حال بازسازی جایی هستید که بتوانید مکان خاصی را برای LED ها و سخت افزار مربوطه در دیوار یا کف تعبیه کنید؟ سیستم اتاق نشیمن ما بین کیف های کتاب Ikea ما ساخته شده است. سیستم ECC جزیره در حالی که اتاق در حال ساخت بود طراحی شد تا فضای خاصی برای آن در نظر گرفته شود به طوری که چراغ ها درست داخل دیوارها قرار بگیرند. هنگامی که منطقه ای را انتخاب کردید ، نکته بعدی که باید در نظر بگیرید این است که از چند LED برای پوشاندن آن منطقه استفاده کنید. چندین متغیر وجود دارد که باید در نظر بگیرید. آیا LED ها بر روی سطح شفاف ظاهر می شوند؟ آیا LED ها مستقیماً مشاهده می شوند؟ عمق فضایی که LEDS در آن نصب شده است چقدر است؟ متریال شما که روی آن طرح ریزی می شود چقدر شفاف است؟ آیا می خواهید اشکال و الگوهای موجود در آرایه LED را روشن کنید؟ چقدر می خواهید نور روشن باشد؟ شما باید اندازه هر "پیکسل" را در سیستم در نظر بگیرید. ما برای سیستم های خود از RGB LED Ribbon خود استفاده کردیم. این برد مدار چاپی قابل انعطاف 10 سانتی متری است که 3 LED RGB روی آن نصب شده است. LED ها به صورت سری سیم کشی می شوند بنابراین هر نوار با 12 ولت DC کار می کند. LED ها به صورت گروهی کنترل می شوند. هر سیستمی که طراحی کردیم دارای عمق های مختلف و مواد شفاف متفاوتی بود که می توانستیم روی آنها طراحی کنیم. فاصله و اندازه شما بر اساس موقعیت و بودجه شما متفاوت خواهد بود. ما از یک پلکسی گلاس شیری و یک پلاستیک سفید استفاده کردیم. سیستم LED اتاق نشیمن ما از 32 قطعه روبان LED RGB 10 سانتی متری ، 16 در هر ستون استفاده می کرد. سیستم ECC جزیره از 48 قطعه در هر "پنجره" استفاده می کرد و سه پنجره وجود داشت. هنگامی که مقدار LED ها را برای نصب تعیین کردید ، می توانید تعداد کانال های کنترل سیستم ، جریان منبع تغذیه و توزیع سیم کشی را برنامه ریزی کنید. ویدئوی زیر تنظیم و آزمایش ECC Island را نشان می دهد سیستم. این ویدئو شامل یادداشت هایی در مورد اجزا است و روال های آزمایشی مورد استفاده در هنگام مونتاژ و نصب را نشان می دهد.

مرحله 2: اجزای سیستم LED

یک سیستم LED از چندین جزء تشکیل شده است. بیایید یک لحظه به بررسی آن اجزا بپردازیم. سیستم LED به مغز نیاز دارد تا تمام آن LED ها را کنترل کند. این مغز معمولاً یک میکروکنترلر مانند پروانه Parallax یا SX یا PIC یا Arduino است. این کنترل کننده ممکن است LED ها را با استفاده از الگوریتم های از پیش برنامه ریزی شده دور بزند یا LED ها را بر اساس اتصال خارجی به سیستم یا سریال DMX-512A (RS-232) تغییر دهد. ما کنترل کننده Prop Blade را برای کاربردهای خاص سیستم های LED طراحی کردیم. Prop Blade 6V تا 12V DC را می پذیرد و دارای اتصالات برای سریال (از طریق سربرگ برنامه نویسی) و DMX-512A است. علاوه بر این دارای LED های وضعیتی برای بازخورد و سوئیچ های DIP و دکمه هایی برای ورودی کاربر است. اگر می خواهید از این کنترلر استفاده کنید ، می توانید Prop Blade را به عنوان یک کیت از Brilldea تهیه کنید. شما همچنین می توانید خود را بسازید. یک یا چند ماژول درایور LED برای کنترل همه LED ها مورد نیاز است ، زیرا یک میکروکنترلر فقط دارای تعداد زیادی پین I/O است. برای کنترل این تعداد LED ، میکروکنترلر به کمک نیاز دارد ، بنابراین ما LED Painter را طراحی کردیم. LED Painter می تواند 16 کانال LED های RGB را کنترل کند. این بدان معنی است که ما می توانیم 16 قطعه RGB LED Ribbon ، یک قطعه به هر کانال وصل کرده و رنگ و شدت هر روبان را کنترل کنیم. LED Painter بر اساس IC TLC5940 از Texas Instruments است. برای کنترل این IC به صورت آنلاین برای Propeller و Arduino کد موجود است. همچنین می توانید کیت های LED Painter را از Brilldea.3 تهیه کنید. و البته ، هر سیستم LED به … خوب … امم … LED نیاز دارد! درست است ، تعداد زیادی LED قرمز ، سبز ، آبی! ما از راحتی روبان RGB LED که می فروشیم ، خوشمان می آید. قسمت پشتی محصول دارای چسبی است که به راحتی روی سطوح نصب می شود. LED ها و مقاومت ها در حال حاضر مونتاژ شده اند و با 12 ولت DC کار می کند. علاوه بر این می توان آن را خم کرد تا در صورت نیاز روی سطوح منحنی نصب شود. در صورت تمایل می توانید از LED های خود استفاده کنید. شما حتی نیازی به استفاده از LED های RGB ندارید ، می توانید 48 LED تک رنگ یا 24 رنگ از یک رنگ و 24 رنگ دیگر را وصل کنید. برای اطلاعات بیشتر برگه اطلاعات LED Painter را بررسی کنید. اگر برق را تأمین نکنید ، تمام تجهیزات موجود در سیستم بیهوده خواهند بود. بله ، همه این قطعات به برق DC نیاز دارند. سیستم های ما طوری طراحی شده اند که روی 12 ولت DC کار کنند. مقدار LED ها در سیستم شما میزان جریان مورد نیاز شما را تعیین می کند. ما برای نصب از منابع 12 ولت DC ، 5 آمپر استفاده کردیم و فضای زیادی برای توسعه باقی مانده بود. اگر می خواهید دقیق تر باشید ، باید میزان جریان LED های مورد استفاده در سیستم خود و همچنین جریان مورد نیاز برای کنترل کننده و درایورها را محاسبه کنید. در اینجا چند مورد دیگر که سیستم را تکمیل می کنند آورده شده است:

• کابل و سیم برای توزیع سیگنال های قدرت و کنترل.
• یک کامپیوتر و سخت افزار برنامه نویسی برای کنترل کننده شما. اگر از Prop Blade استفاده می کنید که بر اساس پروانه Parallax ساخته شده است ، می خواهید یک Prop Plug را از Parallax خریداری کنید.
• ابزارهای الکترونیکی و دستی برای مونتاژ سیستم شما مانند آهن لحیم کاری ، انبردست ، پیچ گوشتی ، ابزار برش و سیم کش.
• هر سخت افزاری برای نصب کنترلر ، درایورها ، منبع تغذیه و غیره مورد نیاز است.
• اگر می خواهید از DMX برای کنترل سیستم LED خود استفاده کنید ، از منبع DMX-512A استفاده کنید. این اختیاری است

6. اکنون که به شکل ، فضا ، اندازه و ظاهر سیستم خود فکر کرده اید و همچنین مواد مورد نیاز را در نظر گرفته اید ، می توانید قیمت گذاری آن را شروع کنید. هزینه سیستم شما بر اساس اندازه آن و موادی که ممکن است از پروژه های گذشته داشته باشید متفاوت خواهد بود. اگر میکروکنترلر در اطراف شما نشسته است ، ممکن است بتوانید از آن استفاده کنید. به خاطر داشته باشید که سیستم را هزینه کنید و هزینه های واقعی را برای اقلام "بی اهمیت" مانند اتصالات ، کابل های روبان و سیم های AC تعیین کنید زیرا این هزینه ها می تواند افزایش یابد. ویدئوی زیر نمای کلی سیستم LED خانه ما را نشان می دهد. این سیستم اولین سیستم ما بود ، بنابراین سخت افزار مورد استفاده در سیستم اولین تجدید نظر است. تیغه کنونی Brilldea و LED Painter طرح های به روز شده ای هستند که برای انجام یک سیستم مشابه مورد نیاز است.

مرحله 3: زمان ساخت

وقتی به این مرحله رسیدید ، باید طراحی خود را تکمیل کرده و تمام قطعات خود را خریداری کرده باشید. من عاشق دریافت جعبه های قطعات برای تحقق بخشیدن به ایده های بزرگ خود هستم ، شما چطور؟ هیچ چیز مانند کار کردن با دستان شما در کار ساختن طرحی که در مراحل قبل ایجاد کرده اید بهتر از این نیست. وقتی یک سیستم را مونتاژ می کنم ، وقت می گذارم تا ساختار خود را دوباره بررسی کنم. قبل از پر کردن PCB ، قطعات را مجدداً بررسی می کنم ، اتصالات لحیم شده یا خاتمه یافته مانند کابل های داده را مجدداً بررسی می کنم ، و سیستم را به تدریج آزمایش می کنم. با یک سیستم LED RGB بزرگ موارد زیادی وجود دارد که ممکن است اشتباه پیش برود ، بنابراین آزمایش در ادامه راه ایده خوبی است. این تکنیک به شما کمک می کند مشکلات را قبل از تبدیل شدن به مشکلات بزرگتر و آسیب رساندن به دیگر اجزا شناسایی کنید. به عنوان مثال ، قبل از اتصال کنترل کننده Prop Blade به PCB درایور LED Painter ، ما آن را آزمایش کردیم. هنگامی که شروع به ساخت سیستم می کنید ، اولین کاری که باید انجام دهید این است که مدارهای کنترل کننده و راننده LED خود را مونتاژ کنید. اگر از کیتی مانند ما استفاده می کنید ، عالی است ، خرید قطعات آسان بود و مونتاژ نباید زیاد طول بکشد. اگر در حال ساخت کنترلر و درایور LED خود هستید ، این مرحله ممکن است زمان بیشتری طول بکشد. هرچند نگران نباشید زیرا وقتی به کنترلر سیستم خود کار می کنید ، ارزش تلاش را دارد. هنگام مونتاژ یک کیت ، باید شماتیک و صورتحساب مواد را چاپ کنید تا مطمئن شوید از اجزای مناسب استفاده کرده و قطعه را در محل مناسب قرار می دهید. هنگامی که مونتاژ کنترلر خود را به پایان رساندید ، وقت بگذارید تا آن را روشن کرده و آزمایش کنید. برای اطمینان از کارکردن کنترل کننده ، یک برنامه ساده را روی کنترلر بارگیری کنید. در مورد ما ، ما از Parallax Prop Plug برای بارگیری نرم افزار در Prop Blade استفاده کردیم. هنگامی که یک برد راننده را تمام کردید ، آن را روشن کنید تا مطمئن شوید هیچ چیز منفجر نمی شود. پس از گذراندن این آزمایش ، یک LED RBG را به یک کانال اضافه کنید و درایور را به کنترلر خود وصل کنید. از یک برنامه ساده برای تأیید اینکه کنترل کننده می تواند تنظیمات راننده/RGB LED را کنترل کند ، استفاده کنید. باز هم ، برای Prop Blade و LED Painter ما برنامه های نمونه ای را در سایت خود داریم: Brilldea.com. حالا که تجهیزات الکترونیکی را انجام داده اید ، بیایید به سراغ LED ها برویم!

مرحله 4: مونتاژ LED

خسته کننده ترین قسمت یک آرایه LED RGB ساختار و اتصالات LED است. این مرحله معمولاً شامل برش ، راه راه ، چروک و لحیم کاری زیاد سیم است. بدون ذکر دوبار بررسی هر اتصال برای اطمینان از درست انجام شدن آن. اگر راه هایی برای بهبود این روند پیدا کردید ، در نظرات به ما اطلاع دهید. دوباره ، این مرحله به زمان نیاز دارد. بر این اساس اولین سیستم خود را برنامه ریزی کنید تا مجبور نباشید در آخرین لحظه عجله کنید تا تمام کارهایی را که باید انجام شود به پایان برسانید. تمام شب بیدار ماندن برای ایجاد قطعه اصلی خود به آسیب رساندن به قطعات شما به دلیل اتصال اشتباه منجر می شود. وقت بگذارید و اتصالات را بررسی کنید. سیستم های ما در ماژول ها طراحی شده اند تا بتوانیم به راحتی سیستم را در محل مونتاژ کنیم. هنگام مونتاژ آنها ، آزمایش سیستم ها نیز آسان تر بود. به عنوان مثال ، LED های سیستم ECC Island بر روی پانل هایی به طول 1 متر و ارتفاع 0.4 متر مونتاژ شدند. هر پانل یکسان بود ، بنابراین ما الگویی برای محل نصب LED ها ، نحوه سیم کشی و محل قرار دادن نقاش LED تهیه کردیم. این مرحله از نظر فنی بسیار آسان است ، فقط تکراری و وقت گیر است. اگر از RGB LED Ribbon استفاده می کنید ، می توانید LED ها را با برداشتن روکش روی پشتی چسب روی سطح نصب کنید. اطمینان حاصل کنید که LED ها را روی یک سطح تمیز نصب کنید. در صورت نیاز سیم ، اتصالات و مهارها را اضافه کنید. ما دوست داریم در صورت نیاز به برداشتن قطعه ای از تجهیزات برای بازرسی یا تعویض ، اتصالات داشته باشیم. شما می توانید تمام اتصالات را لحیم کنید و از هزینه و زمان مورد نیاز برای افزودن اتصالات صرف نظر کنید. پس از آماده شدن LED ها ، آنها را به مدار LED Driver یا LED Painter وصل کنید و آزمایش کنید. ممکن است بخواهید هر کانال LED را یکجا وصل کنید نه همه آنها را یکجا. اگر سیستم را در ماژول ها مونتاژ کنید ، باید هر ماژول را در محل نهایی خود نصب کنید. وقتی آنها را نصب می کنید ، مطمئن شوید که آنها را یکی یکی روشن می کنید. دوباره ، بررسی اتصالات خود قبل از اینکه آنها را روشن کنید. همانطور که در مراحل دیگر ذکر شد ، سیستم های ما از Prop Blade استفاده می کنند. Prop Blade دارای دو گروه I/O است. هر گروه ورودی/خروجی می تواند تا دو نقاش LED را در یک سری اجرا کند ، به این ترتیب که چهار نقاش LED برای یک کنترل کننده وجود دارد. می توان موارد بیشتری را اجرا کرد ، اما باید به جزئیات طول سیم و قدرت سیگنال ها توجه کنید ، و ما دریافتیم که مدارهای بافر باید برای افزایش قابلیت اطمینان ساخته شوند. توجه داشته باشید که LED Painter باید نزدیک کنترلر Prop Blade باشد. نصب LED Painter 20ft از کنترلر شما که از سیگنال های منطقی DC 3.3V استفاده می کند نتایج ضعیفی را ایجاد می کند یا هیچ نتیجه ای نخواهد داشت. مکان های نصب خود را با دقت در نظر بگیرید. هنگامی که LED ها را نصب کردید تقریباً آنجا هستید. در این مرحله شما بدون شک آزمایش قدرت را انجام داده اید و هیجان سیستم را زنده کرده اید!

مرحله 5: لمس نهایی

هنگامی که سیستم را نصب کردیم ، می نشینیم و از آن لذت می بریم. خوب ، شاید هنوز نه. البته ، هنگام ساخت و نصب سیستم ، مشکلاتی پیش می آید ، بنابراین ممکن است مجبور شوید عیب یابی را انجام دهید. امیدواریم مشکلات اصلی در آزمایش های افزایشی انجام شده در حین ساخت و ساز کشف شود. تا زمانی که کل سیستم آماده به کار شود ، معمولاً همه چیز در حال کار است. در این مرحله می توانید نصب و سیم کشی قطعات را نهایی کرده و همه چیز را مرتب کنید. همچنین می توانید نرم افزار کنترل خود را تغییر دهید (یا شروع به نوشتن کنید!). نوشتن نرم افزار بسیار سرگرم کننده است ، به ویژه هنگامی که به نرم افزارهای سطح بالاتر می رسید که توضیح می دهد LED ها چگونه به نظر می رسند. من آن روالها را روالهای "نقاشی" می نامم. قبلاً اشاره کردم که می توانید سیستم خود را از طریق ابزارهای مختلف کنترل کنید. برخی از افراد فقط می خواهند سیستم را روشن کرده و اجازه دهند به تنهایی چرخه خود را تغییر دهد. در این نوع سیستمها باید روالها یا الگوریتمهای از پیش برنامه ریزی شده ای برای محو شدن ، پاک کردن یا قرار دادن رنگهای تصادفی روی صفحه وجود داشته باشد. کد نمایشی برای Prop Blade و LED Painter را می توانید در Parallax Propeller Object Exchange یا وب سایت Brilldea پیدا کنید. کد مثال الگوریتم های ساده ای را برای محو شدن و تغییر رنگ نشان می دهد. افراد دیگر عجیب و غریب کنترل هستند! آنها می خواهند هر پیکسل و هر رنگ را در همگام سازی دقیق کنترل کنند. ترکیب LED Painter و Prop Blade امکان کنترل DMX-512A (مانند RS-485) یا کنترل سریال (از طریق پلاگین پروپ) را می دهد. این بدان معناست که می توانید از نرم افزارهای رایانه خود مانند Vixen Lights برای طراحی یک نمایش با هماهنگ سازی نور و موسیقی استفاده کنید. با LED Painter ، هر کانال کنترل را می توان از 255 مرحله از خاموش تا روشن کنترل کرد. این اجازه می دهد تا رنگ ها در شدت های مختلف مخلوط شوند. کارهای دیگری که می توانید با سیستم LED خود انجام دهید:

• آن را وادار به تشخیص ضرب آهنگ کنید و بر اساس آن ظاهر را تغییر دهید. این مستلزم افزودن میکروفون به سیستم و پردازش ورودی است.
• ویدئو را تشخیص دهید و بر اساس آن ظاهر را تغییر دهید ، مانند Ambilight در تلویزیون های صفحه تخت فیلیپس. این ممکن است شامل افزودن رایانه ای باشد که ویدیو را به تلویزیون شما پخش می کند یا یک دوربین وب برای ضبط تصویر تلویزیون شما اضافه کند.
• آن را به طور خودکار در زمان های خاص روشن و خاموش کنید. این می تواند بر اساس نور روز ، زمان روز یا تشخیص برخی از موارد در اتاق یا نزدیک سیستم باشد.
• آن را از طریق اینترنت کنترل کنید تا جهان بتواند LED های اتاق نشیمن شما را روشن و خاموش کند.
• دیوار LED را به حلقه حالت خود وصل کنید تا دیوار LED بتواند حال و هوای شما را منعکس کند!

امیدواریم از این دستورالعمل لذت برده باشید. با مراجعه به وب سایت ما: Brilldea.com ، مطمئن شوید که در مورد Brilldea و محصولات ما بیشتر بدانید.