Proyecto de fin de semana Construya una pantalla gigante de píxeles LED

Me encantan los píxeles LED: brillantes, fáciles de controlar, baratos y muy versátiles. Mi último proyecto fue una luz de fondo de Ambilight TV Make Your Own Ambilight por $ 60 Make Your Own Ambilight por $ 60 La iluminación ambiental que reacciona a la imagen en su televisor es más fácil y más barata de lo que cree, y es una excelente actualización de su experiencia de cine en casa . , pero en general estoy enamorado de la iluminación inteligente Una introducción al control de iluminación DMX: lleve su iluminación a un nivel completamente nuevo Una introducción al control de iluminación DMX: lleve su iluminación a un nivel completamente nuevo Los sistemas de iluminación inteligente solían ser costosos dominio solo para profesionales; pero con la proliferación de sistemas electrónicos y de control de computadoras más baratos, los increíbles efectos de iluminación ahora están firmemente al alcance del aficionado ... Hoy, los convertiremos en una gran pantalla de píxeles que se puede colgar en la pared de su oficina; ya sea para un propósito útil, o simplemente para verte increíblemente bonita.

Este es un proyecto relativamente simple que solo lleva tiempo construir, pero puede ser un poco complicado al conectar los hilos de los LED. La idea básica es colocar tiras de píxeles LED en patrón de serpiente en la parte posterior del marco de fotos. El frente será esmerilado para ayudar a difundir la luz..

A partir de ahí, se trata principalmente de qué software usar, dependiendo de sus necesidades: lo ayudaré a comenzar con algunos códigos de demostración y punteros, luego revisaremos el ángulo del software en un artículo posterior a medida que descubramos cómo extraer información como notificaciones y precios de acciones en la pantalla.

Paso 0: Necesitarás

• Tira de 10 metros (se vende en dos carretes de 5 metros) de píxeles LED: he usado WS2812B porque son baratos. También puede comprar tiras de doble densidad a 60 LED / metro, si desea una resolución más alta.
• Fuente de alimentación de 5V 10A. El modelo que utilicé toma una entrada de CA de 240 V a algunos terminales de tornillo. Si necesita seguridad completa, compre un modelo adjunto.
• Arduino UNO.
• Numerosos tramos de alambre grueso; Usé los recortes de una fuente de alimentación de computadora vieja.
• Marco de fotos profundo Ikea RIBBA, 50cm x 50cm.
• Vidrio en aerosol y pintura blanca.

El costo total debe ser inferior a $ 100. En términos de herramientas, también necesitará:

• Soldador y soldador
• Pistola de silicona
• Cuchillo o tijeras
• Pelacables

Asegúrese de leer nuestras habilidades electrónicas para principiantes Electrónica para principiantes: 10 habilidades que necesita saber Electrónica para principiantes: 10 habilidades que necesita saber Muchos de nosotros nunca hemos tocado un soldador, pero hacer cosas puede ser increíblemente gratificante. Aquí hay diez de las habilidades básicas de electrónica de bricolaje para ayudarlo a comenzar. guiar primero!

Paso 1: Haz las matemáticas

Si ha comprado el mismo marco de fotos Ikea de 50 cm x 50 cm y hebras de LED que yo, debería poder colocar 15 hebras de 15 LED. Sin embargo, no hay nada que te impida usar un marco de diferente tamaño. Cada LED está espaciado aproximadamente a una pulgada de distancia, por lo que apuntaba a píxeles cuadrados de aproximadamente una pulgada en la pantalla, sí, eso es 1 DPI. No exactamente gráficos Retina.

Haz los cálculos y dibuja algunas líneas de guía en el respaldo del marco. Mida dos veces y verifique dos veces: debo haber dejado una pequeña diferencia entre las líneas, porque cuando llegó el momento de pegar todo, me di cuenta de que solo podía caber 14 hilos de 15 LED. No importa, el software es fácil de ajustar para un número diferente de píxeles con diferentes longitudes de fila y número de filas. Siga adelante y corte sus LED en las longitudes apropiadas. Desafortunadamente, encontré que 15 píxeles por filamento coincidían exactamente con las uniones soldadas en uno de mis carretes, así que me vi obligado a soldarlos. En el lado positivo, al menos estos se soldaron previamente.

Paso 2: Frost the Glass

Para ayudar a difundir la luz de los LED, decidí usar un poco de aerosol de glaseado de vidrio básico en ambos lados. Haga esto al aire libre ya que los humos son peligrosos y trate de rociar lo más uniformemente posible. El glaseado es sorprendentemente resistente una vez que se seca, pero primero debe garantizar un recubrimiento uniforme y evitar arañazos a toda costa.

Mientras esté afuera, rocíe también la parte posterior del marco de fotos en blanco; esto reflejará la luz del LED hacia afuera. No utilizaremos el marco de cartón blanco. Corte una de las esquinas para los cables de alimentación y señal..

Paso 3: conecte los LED a la placa

Use un adhesivo fuerte o superpegamento. Lo intenté con cinta adhesiva de doble cara, solo para encontrar que se me cayó unas semanas más tarde; la pistola de pegamento caliente es aún peor para esto cuando ambos lados no son porosos. El posicionamiento exacto no debería importar demasiado si ha comprado hebras encerradas en una caja de goma; se pueden mover libremente dentro de eso para reposicionarlas.

Recuerde que la señal irá de principio a fin y que hay una dirección específica para cada capítulo. Coloque uno con la flecha apuntando hacia la derecha, luego el siguiente hilo hacia la izquierda y repita. Verifique esto dos veces antes de pegarlos!

Paso 4: Soldadura

La conexión de cada hilo requerirá 3 longitudes de cable de longitudes ligeramente diferentes. En cada caso, conectará las dos almohadillas internas con el cable más corto; luego los dos del medio; luego los dos exteriores con la longitud más larga. La almohadilla interna alternará entre la línea + 5V y la línea GND, dependiendo del lado del marco en el que esté trabajando actualmente.

Asegúrese de que tanto las almohadillas como el cable estén soldadas previamente. Esta es la parte del proyecto que consume más tiempo, pero es crucial que no se apresure y verifique que esté conectando las líneas correctas!

Paso 5: Asegure todos los hilos

Finalmente, si ha utilizado los cables de alimentación y entrada que vinieron conectados a su cadena, es posible que al moverse constantemente por la placa se haya liberado la primera cadena. Decidí perforar dos pequeños agujeros y pasar un cable blanco para asegurar esta parte. Si tiene problemas para obtener un pegamento fuerte, puede considerar esto para asegurar todos los hilos en ambos extremos.

Paso 6 Prueba de cableado

El cableado es simple: el pin 6 del Arduino se usa como pin de señal para controlar los LED; mientras que la alimentación de 5V en los LED debe provenir directamente de su fuente de alimentación externa. Conecte un cable de tierra común entre el hilo, su Arduino y la fuente de alimentación.. No intente alimentar el cable directamente desde su Arduino, o conectar la fuente de alimentación de 5V directamente al Arduino cuando el USB está conectado (como será cargar el código de prueba).

Descargue y agregue la biblioteca Adafruit NeoPixel a su carpeta de bibliotecas Arduino, luego inicie Arduino. Realice una prueba de cadena inicial utilizando el código de prueba de cadena incluido en la biblioteca. Ajuste la cantidad de LED que tiene en el primer parámetro de la siguiente línea (cambie 60 a cuantos más):

Tira de Adafruit_NeoPixel = Adafruit_NeoPixel (60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 

Si la animación se detiene en una fila en particular, desconéctela de inmediato y verifique el cableado. Tienes el hilo en la dirección equivocada; los cables están cruzados; o accidentalmente soldaste el + 5V al GND.

Paso 7: colocar en el marco

Como estoy usando un receso más profundo del que el marco fue diseñado para permitir, primero usé la pistola de pegamento caliente para sellar el vidrio al marco. Luego agregué algunas piezas cortas de empaque de goma alrededor del borde exterior del marco para crear la profundidad requerida, antes de volver a colocar los LED. Después de una prueba final de los LED, utilicé la pistola de pegamento caliente nuevamente para sellar todo en su lugar.

También es posible que desee cortar una pequeña muesca en la esquina del marco para acomodar el cable grueso.

Eso es todo en términos de construcción de la pantalla real, aunque probablemente querrás ocultar la fuente de alimentación y Arduino en una caja de proyecto eventualmente. El resto depende del software..

Glediator

Para fiestas o uso en un entorno de club profesional, Glediator de SolderLab.de es el rey del control de matriz de LED, capaz de conducir hasta 512 WS2812 / NeoPixels a 24 cuadros por segundo. Le permite crear mezclas en vivo o pregrabadas de animaciones LED, e incluso puede agregar GIF (sí, lo estoy mirando, Nyan Cat); y al igual que el software de DJ, incluye un fader para mezclar suavemente entre animaciones.

Para comenzar con Glediator, cargue este firmware en su Arduino UNO y asegúrese de que el cable de señal esté en el pin 6. No olvide ajustar la variable que dice cuántos LED tiene.

Dentro de la ejecución de Glediator, abra las opciones y cambie el tamaño de la matriz y salida. Ajustar Orden de píxeles si su diseño es diferente, pero desafortunadamente hay muy poca documentación para este paso, por lo que se trata principalmente de prueba y error. Si su salida no coincide con lo que se muestra en la pantalla, pruebe con una configuración diferente. HS_BL funcionó para mí, lo que sospecho significa “horizontal snake, comenzando segundoottom left”.

Glediator es una aplicación de nivel profesional, así que si bien puedo cubrirla en el futuro, por ahora te dejaré para que explores la interfaz y juegues. Intente cargar una animación diferente en el lado izquierdo y derecho, luego deslice el fader entre los dos; o encontrará una lista de reproducción de secuencias ya preparada en el extremo derecho, que se muestra en el video de demostración anterior.

Biblioteca Adafruit NeoMatrix y GFX

Adafruit ha producido una biblioteca increíblemente útil para trabajar con este tipo de matrices de píxeles. La primera se llama la biblioteca Adafruit GFX, originalmente diseñada para trabajar con pantallas TFT y LCD; La biblioteca NeoMatrix es una modificación a esto que hace que todas las funciones funcionen con matrices LED NeoPixel. Con su matriz definida, esto abre una amplia gama de funciones fáciles de usar, como la salida de texto o mostrar un gráfico de sprite de mapa de bits.

Si ha realizado el proyecto exactamente como lo hice, encontrará útil este código de muestra. La parte más importante del código está aquí:

#define XSIZE 15 #define YSIZE 14 #define PIN 6 Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (XSIZE, YSIZE, PIN, NEO_MATRIX_BOTTOM + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_ROWS + NEO__ZO_ZO_ZO_ZO_ZO_ZO_ZO

Las primeras pocas líneas deben explicarse por sí mismas. Los tres inferiores le dicen a la biblioteca de gráficos sobre el diseño; en este caso, mi primer píxel se encuentra en el abajo a la izquierda, y está organizado en filas, con las filas que siguen a zigzag modelo. Consulte la documentación de la biblioteca si la ha orientado de otra manera..

Ya he definido algunos sprites en el código (aunque solo se usa la carita feliz). Para crear tus propios sprites, encontrarás un Img2Code Aplicación Java dentro de la descarga de la biblioteca GFX.

En un artículo futuro, analizaremos el uso de la biblioteca para mostrar información útil, como cotizaciones de bolsa o transmisiones de Twitter, pero por ahora deberías poder jugar con mi código de muestra y cargar tus propias imágenes.

Eso es todo por el tutorial esta vez. Hiciste una pantalla LED gigante, ahora solo se trata de averiguar qué hacer con ella. Considere hacer una mini lámpara de nube de rayos con los LED restantes.

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