Proyecto de fin de semana: construya una pantalla gigante de píxeles LED

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Me encantan los píxeles LED: brillantes, fáciles de controlar, baratos y muy versátiles. Mi último proyecto fue un Luz de fondo de TV Ambilight Haga su propio Ambilight por $ 60La 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. Lee mas , pero en general estoy enamorado de iluminación inteligente Una introducción al control de iluminación DMX: lleve su iluminación a un nivel completamente nuevoLos sistemas de iluminación inteligente solían ser un dominio costoso 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 ... Lee mas . 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 lucir increíblemente bonita.

Este es un proyecto relativamente simple que solo toma tiempo para 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 de la foto marco. 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. Comenzaré con algunos códigos de demostración y punteros, luego revise el ángulo del software en un artículo posterior mientras descubrimos cómo extraer información como notificaciones y precios de acciones en el monitor.

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 240 VCA 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 vieja fuente de alimentación de computadora
• Ikea RIBBA marco de fotos profundo, 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 soldadura
• Pistola de silicona
• Cuchillo o tijeras
• Pelacables

Asegúrese de leer nuestro Habilidades electrónicas para principiantes Electrónica para principiantes: 10 habilidades que debes saberMuchos 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. Lee mas guía primero!

Paso 1: Haz las matemáticas

Si compró 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 le impida utilizar 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 es 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 líneas, porque cuando llegó el momento de pegar todo, me di cuenta de que solo cabía 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, por lo 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 de nuevo. No utilizaremos el marco de fotos 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; pueden moverse libremente dentro de eso para reposicionarse.

Recuerde que la señal irá de principio a fin y que hay una dirección específica para cada hebra. Coloque una con la flecha apuntando hacia la derecha, luego el siguiente hilo hacia la izquierda y repita. ¡Comprueba esto 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 lleva más tiempo, pero es crucial que no te apresures y compruebes que estás 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 una abrazadera blanca 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 el Adafruit NeoPixel biblioteca 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 la cantidad que sea):

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 hueco 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 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

ACTUALIZACIÓN: Desafortunadamente, el sitio que aloja el software Glediator parece estar fuera de línea por algún tiempo. Si sabe dónde encontrar una copia del firmware y el software de la PC, infórmenos en los comentarios para que podamos actualizar esta guía.

Para fiestas o uso en un entorno de club profesional, Glediator de SolderLab.de es el rey del control de matriz 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 olvides ajustar la variable que dice cuántos LED tienes.

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, intente con una configuración diferente. HS_BL funcionó para mí, lo que sospecho significa "horizontal snake, comenzando siottom left ".

Glediator es una aplicación de nivel profesional, así que si bien puedo cubrirla en el futuro, por ahora te dejaré explorar la interfaz y jugar. 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. El primero se llama Biblioteca Adafruit GFX, originalmente diseñado para trabajar con pantallas TFT y LCD; el 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 este código de muestra es útil. La parte más importante del código está aquí:

#define XSIZE 15. #define YSIZE 14. # definir PIN 6. Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (XSIZE, YSIZE, PIN, NEO_MATRIX_BOTTOM + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

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 izquierday 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 Twitter, pero por ahora deberías poder jugar con mi código de muestra y cargar el tuyo imágenes

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

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