LED -sambreel met Arduino: 14 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:29

Die LED -sambreel met Arduino kombineer 'n sambreel, 'n 8x10 LED -matriks en 'n Arduino -mikrobeheerder om 'n beheerbare, programmeerbare LED -ervaring te skep in die privaatheid van u eie sambreel. Hierdie projek is geïnspireer deur die Electric Umbrella deur sockmaster en 'n aantal LED -matriks -instruksies op hierdie webwerf, veral hierdie baie volledige een van barney_1.

Maak gereed om Pimp My Umbrella! Almal wat hierdie projek onderneem, moet toegang hê tot standaard soldeergereedskap - tang, diagonale snyers, draadsnyers en strippers, soldeerbout en soldeer, multimeter - en het ondervinding met die Arduino. Die Arduino -opstelling is nie moeilik nie, en 'n program met verskillende animasies van die LED's is by hierdie instruksies ingesluit. Video is op pad! Voorbeeldkode (sien laaste stap) is ook onderweg. Die kode wat ek het, trek nie voordeel uit die drukknopskakelaar nie, en ek werk nou daaraan.

Stap 1: Onderdele

Daar is baie min dele vir hierdie projek, en dit is meestal generies. Dit kan maklik verkry word by vele aanlyn -kleinhandelaars - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco en All Electronics. Vervang as redelik. Elektronika 1 x Mikrokontroleur-Arduino Diecimilia 1 x Paraplu 1 x MIC2981-8-kanaals, hoëspanning, hoëstroom bronbronbestuurderreeks-576-1158-ND1 x Protoshield vir Arduino met klein broodbord-Adafruit Industries 80 x LED - baie opsies is moontlik 8 x weerstande - hang af van die keuse van LED en bronspanning Draad Baie draad is nodig vir hierdie projek. Elke rib van die sambreel het 'n swart draad (vir die katodes van die LED's) en elke sirkel LED's rondom die sambreel benodig 'n volledige lengte rooi draad (vir die anodes van die LED's). Sommige is ook nodig om die punte van die kettings terug te keer na die Arduino. 24 voet swart draad vir katode kettings (volg ribbes terug na die middel) 70 voet rooi draad vir anode ringe (ringe rondom sambreel) Diverse standaard manlike koppe - hitte krimp buise 1/16 - ongeveer sewe voet buise benodig Taktiele skakelaar -Off-MomPatience … en soldeervaardighede. Die matriks van LED's moet sorgvuldig saamgestel word en die anodes en katodes van mekaar geïsoleer word met hitte krimpbuise. Dit kan 'n rukkie neem.

Stap 2: Nabetragtings - Vooraf gewaarsku word voorarm

Sambreel Moenie u beste sambreel gebruik nie! Of selfs iemand anders se beste sambreel. Die sambreel is toegewyd aan die projek, en alhoewel u die LED -matriks kan uithaal, sal u dit nie wil hê teen die tyd dat u klaar is nie. /bo die sambreel. Oorweeg of u die LED's aan die buitekant van die sambreel wil hê. Hulle sou baie meer sigbaar wees en die installasie sou baie makliker wees. U sal gate in die stof moet steek om die drade na die Arduino te lei. Styl in hierdie geval oortref waterdigting. LED's Kies 'n mooi kleur voordat u baie tyd daaraan spandeer. LED's is blykbaar goedkoper op eBay as deur katalogusse, dus ondersoek u opsies. Draad Kleiner meter of meerstrengs draad is waarskynlik beter as AWG xxx soliede draad. Ek het soliede draad gebruik en dit is amper onmoontlik om die sambreel op te vou. Ek sou ook nie rooi draad vir die anoderinge gebruik nie. Ek sou 'n donkerder kleur gekies het wat minder sigbaar is.

Stap 3: Ontwerpoorwegings

Arduino Ek het gekies om die Arduino te gebruik eerder as 'n ander Atmel AVR -mikrobeheerder om hierdie projek toeganklik te maak. Met die Arduino hoef u nie 'n pasgemaakte bord te ontwerp nie, en programmering en aanpassing is baie makliker met die Arduino -platform. Die enigste nadeel van die Arduino is dat dit groot is en nie goed in 'n sambreel pas nie. Die voordele is egter swaarder as die koste. Hierdie projek is gebaseer op die Arduino Diecimilia, maar (ek dink) dat die uitknipsels dieselfde is vir nuwer weergawes. As u hierdie projek onderneem, moet u in elk geval 'n duidelike begrip hê van die toestande en penne van die Arduino -model wat u gebruik. Dit sal enige veranderinge aanbring tussen wat hier beskryf word en wat u maklik moet implementeer. MIC2981 Die MIC2981 -chip van Micrel kan 8 kettings LED's aandryf. Dit beteken dat die 8 sirkelrye rye/ringe van tien LED's wat om die sambreel loop, hul anodes gekoppel het aan die MIC2981 (een pen wat elke ry/ring aandryf) en die LED's in die kettings langs die ribbes (die kolomme) se katodes gekoppel is aan 'n speld op die Arduino. Dit maak die moontlikheid moontlik dat die 10 LED's in 'n ry/ring gelyktydig aan is met genoeg stroom om hulle eenvormig aan te steek. Hierdie chip word tans nie in hierdie projek gebruik nie. Ek het planne om dit te gebruik om die LED -ringe aan te dryf en op te helder. Proto -skild vir die Arduino van AdaFruit Industries Ek het hierdie protoshield met 'n klein broodbord gebruik sodat ek die Arduino van die sambreel kon losmaak vir ander projekte. Die klein broodbord het net genoeg ruimte vir die verbindings wat nodig is vir hierdie projek.

Stap 4: MockUp

Om seker te maak dat ek verstaan hoe die LED -skikking vervaardig moet word, het ek 'n 3x3 skikking gemaak om te sien of die soldeer en programmering werk. Hulle het! Daarom het ek besluit om met die projek voort te gaan. As u seker is dat u die LED -skikking verstaan, slaan hierdie stap oor. Andersins, belê 'n paar LED's, 'n bietjie draad, krimpfolie en ongeveer 'n uur om die 3x3 -reeks te maak en dit uit te toets. Die besonderhede van die maak van die skikking is in die volgende stappe, maar is van toepassing op die model.

Om die 3x3 LED -matriks te skep, volg en verander die stappe Maak die LED -matriks wat die volledige matriks beskryf. Die voorbeeldkode hieronder vir die model gebruik nie die MIC2981 nie (ek het dit geskryf voordat ek dit gehad het:-). Elke LED word op sy beurt verlig. Dit werk vir 'n 3x3 -skikking, maar skaal nie goed nie. [Eintlik skaal dit redelik goed na die volledige matriks, maar die LED's is effens dowwer.]

Stap 5: Maak die LED -matriks - berei die onderdele voor

LED's Berei die LED's voor deur hul leidrade te buig. Die volgende rig die LED's met hul plat rande in dieselfde rigting. Die keuse is willekeurig, maar die standaardisering van 'n oriëntasie verminder die risiko van foute. Hou die LED met sy plat kant (katodekant) na regs gedraai. Buig die katode na jou toe. Dit wys die katodes op die grond, in die rigting wat elektrisiteit wil vloei:-). Skep die buiging ongeveer 1-2 mm onder die onderkant van die LED. Dit laat die LED trots op die draad staan. Die anode word na links gebuig nadat die katodes op hul plek gesoldeer is. Dit voorkom verwarring tydens soldeer. Die twee leidings moet 'n regte hoek vorm met die katode wat na u toe wys en die anode na u linkerkant. Verwarmingsbuis Buis Sny twee 1/2 "lang stukke 1/16" hitte krimpslang vir elke LED. Dit is honderd sestig stukke en benodig slegs sewe voet hiervoor. Sny nog agtien (18) stukke vir die kopstukke. Draad Sny swart drade gelyk aan die ribbes op die sambreel. Maak dit langer as die ribbes sodat daar genoeg draad is om die kopstukke te maak wat met die Arduino verbind kan word. Daar is 8 ringe LED's wat om die sambreel loop (dit is die aantal uitvoerpenne op die MIC2981), sodat elke katodeketting of -kolom uit 8 LED's sal bestaan. Lê die drade uit en merk die liggings vir die LED's langs die ribbes. Spasiëring op hierdie punt bepaal die afstand tussen die konsentriese ringe. Strooi 'n klein stuk isolasie (ongeveer 3 mm) op elke punt. Sny die isolasie met draadstroppers op twee plekke ongeveer 'n kwart duim uitmekaar. Druk die isolasie met 'n tang en sny die isolasie uit met 'n mes of trek dit met u vingers uit. Gooi 'n klein hoeveelheid soldeersel in elke oop ruimte. Dit is ter voorbereiding vir die soldeer van die LED -katodes aan hierdie plekke.

Stap 6: Maak die LED Matrix - katode kettings

Die eerste stap om die LED -matriks te maak, is om die kettings vir die LED -katodes te bou. In die vorige stap het u tien (of die aantal ribbes op u sambreel) swart drade gesny en die isolasie gestroop op die punte waar die LED's gesoldeer is. In hierdie stap sal u die katodes van die LED's soldeer.

Kry 'n klein stuk soldeer op die punt van u yster. Plaas die LED sodat die draad tussen die twee leidings van die LED loop en pas die warm yster toe om die katode te soldeer. Die soldeer op die yster en die draad moet vloei om 'n verbinding te maak. Jy sal jou vinger verbrand en hulle sal jou tart. Sny die anode na soldeer so kort as moontlik. Om kortsluitings te voorkom, word elke soldeerverbinding bedek met 'n stuk krimpbuis. Die buis moet aangebring word nadat 'n verbinding gemaak is en voordat die volgende LED aangebring word (enige verwarring? U sal dit gou verstaan :-) Skuif 'n stuk verder. Verhit om op sy plek te krimp. Herhaal vir die oorblywende LED's in die ketting en die oorblywende kettings. Opmerking In hierdie instruksies word die kettings van LED's wat die ribbes van die sambreel volg, kolomme genoem, en elkeen eindig op 'n pen van die Arduino. Die LED -katodes word aan hierdie (swart) drade gesoldeer. Die ringe van LED's wat om die sambreel sirkel, word rye genoem en begin elkeen by een van die MIC2981 uitsetpenne. Die LED -anodes word aan hierdie (rooi) drade gesoldeer.

Stap 7: Maak die LED Matrix - Anode ringe

Hierdie stap is die langste en frustrerendste. Ruimte werk jy oor 'n paar dae, of solank jy die eetkamertafel kan oorneem.

Die LED -matriks word voltooi deur die anodes van die LED's op die katode kettings aan die sirkelvormige rye/ringe van rooi drade te soldeer. Die meting is in hierdie stadium ietwat ingewikkelder as vir die katodekettings, omdat elke ring 'n ander radius het en die LED -spasiëring vir elke ring verskil. Bereken die korrekte lengte deur te bepaal waar elke ring op die sambreel val en meet die afstand tussen die ribbes van die sambreel. U sal hierdie meting ook gebruik om die afstand tussen die ring te bepaal. Vermenigvuldig hierdie afstand met die aantal ribbes en bereken dan die lengte van die opbrengs. Elke ring moet terugkeer na die Arduino. Die buitenste ring het die langste opbrengs, en die opbrengste word geleidelik korter namate die ringe kleiner word. Sny agt (8) stukke rooi draad van gepaste lengte. Soos in die vorige stap, merk die drade op die korrekte afstand, verpletter en verwyder die isolasie en sit 'n bietjie soldeer in elke opening. Die katodekettings sit bo -op die rooi drade (daarom is die buiging in die LED -leiding 'n bietjie laer). Soldeer soos voorheen en plaas 'n krimpbuis oor elke las voordat u na die volgende ketting gaan. Warmgom die drade by hierdie aansluitings om die LED -leidings teen spanning en breek te beveilig. Dit is uiters belangrik, aangesien die inwerking van die matriks in die sambreel baie spanning op die gewrigte plaas. Aan die einde van hierdie stap moet u 'n sirkelvormige reeks LED's hê met twee stelle drade (een swart, een rooi) wat terugkom na die middel van die sirkel. In die volgende stap maak u penkoppe om hierdie drade aan die Arduino en die bestuurder vas te maak.

Stap 8: Maak die LED -matriks - voltooide matriks

Op hierdie punt moet u 'n voltooide LED -matriks hê. Die katodes word aan die swart drade gesoldeer, die anodes aan die rooi. Dit moet die vorm van 'n sambreel hê. Jou vingers is waarskynlik verbrand. Jou gesin dink jy is mal.

Die weergawe word hieronder getoon. Die volledige weergawe is hoogstens ongemaklik en ek het nie opgehou om foto's te neem nie. Kyk na foto's van die sambreel met die matriks geïnstalleer om die voltooide LED -matriks te sien.

Stap 9: Maak die LED Matrix - speldopskrifte en weerstande

Voordat u die rooi en swart drade in lengte snoei, moet u bepaal waar en hoe u die Arduino aan die sambreel gaan heg. Dit moet in die oop ruimte aan die bokant pas. Sodra dit bepaal is, sny die drade in lengte en soldeer dit aan die kopstukke.

Skuif stukke hitte-krimpbuis op die agt rooi drade, soldeer dit aan 'n 8-pen kop en hitte krimp die buis. Maak seker dat u die verbindings op 'n logiese manier maak. Ek beskou die kleinste binneste ring as ry 1, sodat dit vasgemaak word aan pen 1 op die kop en die toepaslike pen op die MIC2981. As u 'n fout maak, kan u die drade losmaak of die kode regstel. Moenie 'n fout maak nie. [Ek het die anodedrade saamgebind en was te lui om die logiese volgorde uit te werk. Dit blyk net so maklik om in kode te beheer. Sien aantekeninge in die programmeergedeelte.] Maak ook opskrifte vir die katodekettings. Hierdie keer bepaal die pen -liggings op die Arduino egter dat u twee koppe moet maak. U moet ook 'n enkele weerstand in lyn vasmaak. Die weerstand hang af van die LED en spanning-raadpleeg 'n aanlyn LED-weerstandsrekenaar vir die regte waarde. Elke kop moet vyf (5) penne hê. Maak seker dat u die verbindings op 'n logiese manier maak. Warmgom die verbindings, aangesien dit buig en spanning sal ondergaan. Die onderstaande foto is van die model.

Stap 10: Drukknopskakelaar vir die verandering van programme

Die drukknopskakelaar word gebruik om tussen programme te skakel. Dit veroorsaak 'n onderbreking op die Arduino wat die programnommer bevorder. Die Arduino Diecimilia (en ander; kyk na u weergawe) het twee eksterne onderbrekings wat op digitale penne 2 en 3 geaktiveer kan word met die funksie attachInterrupt (onderbreek, funksie, modus). Behou digitale pen 3 vir die drukknopskakelaar. Dit laat digitale penne 0, 1 en 2 en 4, 5, 6, 7, 8 as blokke vir die anodepenne.

Die onderbreking word geaktiveer wanneer pen 3 laag word. Dit moet dus hoog gehou word totdat die knoppie gedruk word, waarna die pen laag word. Dit benodig 'n 10K-optrekweerstand om die pen hoog te hou. Sien die broodbordafbeelding en lees oor uittrek- en aftrekweerstands.

Stap 11: Breadboarding

Hierdie projek gebruik die Protoshield van Adafruit Industries met 'n klein broodbord (hoewel enige opset wat in die sambreel pas, moet werk). Die klein broodbord het sewentien (17) rye en hierdie projek gebruik hulle almal! Let daarop dat die aangeduide broodbord nie die MIC2981 insluit nie. Ek het nie een nie. Tog. Die sambreel werk goed genoeg sonder dat ek besluit het om hierdie instruksies te skryf voordat ek dit kry.

Baie verskillende konfigurasies is moontlik, dus gebruik dit as 'n gids. Let egter op die ligging van die drukknopskakelaar. Twee penne op die Arduino kan (maklik) as onderbrekings opgestel word, en die drukknopskakelaar moet by een daarvan aansluit. Die onderstaande foto is SONDER die MIC2981 -chip. Ek sal 'n prentjie oplaai wanneer ek die onderdeel kry en die broodbord dienooreenkomstig verander.

Stap 12: Toets die LED Matrix

Dit is waarskynlik laat in die spel om te oorweeg om te toets, maar beter laat as te laat. Voordat u die LED -matriks in die sambreel installeer (volgende stap), skakel die matriks aan by die Arduino en voer die onderstaande toetskode uit. Die kode loop net deur elke LED en toets dit. As die verbindings sleg is of die LED's gebreek is, moet u dit nou regmaak terwyl alles toeganklik is.

Dit is ook die tyd om vas te stel watter pen ooreenstem met watter ry of kolom. As u versigtig was met die maak van die penkoppe, weet u dit al. Andersins moet u dit regstel deur die animasie te vertraag en te bepaal watter pen die ry of kolom beheer. U stel 'n reeks kode in wat die speldnommers in die regte volgorde bevat.

Stap 13: Monteer die LED's in die sambreel

Met die LED -matriks voltooi en die penkoppe en weerstande op hul plek, is dit tyd om die vergadering klaar te maak. Die LED -matriks moet tussen die stof van die sambreel en die ribbes geplaas word. Die stof van 'n sambreel word oor die ribbes gespan en tipies op elke plek aan elke rib vasgewerk. Dit sal moet sny voordat die hele LED -matriks tussen die ribbes en die stof gegly kan word. Na die posisionering van die LED-matriks, werk u dit wat u gesny het weer vas. Dit verseker die matriks in die sambreel. Moenie weer naai as u dink dat u die LED's wil verwyder nie. Kan nie dink hoekom nie.

Dit is 'n baie tydrowende proses. As u nog nie die LED -kabels warmgeplak het nie, doen dit dan nou. As u dit nie doen nie, breek u beslis 'n paar LED's tydens die installasie. Ek werk met die sambreel aan 'n besemstok wat tussen twee stoele hang (geen prentjie:-). Die sambreel is deur swaartekrag oopgehou en die stof is nie styf gespan nie. Ek kon rondbeweeg. Begin deur 'n volledige kolom onder een van die ribbes te skuif. Bevorder dit en die volgende kolom. Herhaal. Dit is 'n vervelige proses. As u die LED's uiteindelik posisioneer, moet u die ribbes op die krimpbuis laat rus. Dit verminder die kans op skuur. Die sambreel sal nie lekker toemaak nie. Ek veronderstel ek moes dit vroeër genoem het. Alhoewel ek dit nog nie gedoen het nie, gaan ek 'n paar lusse om die LED's naai en in die naat van die stof om dit vas te hou. Kyk noukeurig na die nate van die panele, en u sal 'n bietjie materiaal sien waarin u kan werk.