Wochenendprojekt Erstellen Sie eine riesige LED-Pixelanzeige

Ich liebe LED-Pixel: hell, einfach zu steuern, günstig und so vielseitig. Mein letztes Projekt war eine Ambilight TV-Hintergrundbeleuchtung. Make Your Own Ambilight für 60 Dollar. Make Your Own Ambilight für 60 Dollar. Eine Umgebungsbeleuchtung, die auf das Bild auf Ihrem Fernsehgerät reagiert, ist einfacher und billiger als Sie denken . Lesen Sie mehr, aber im Allgemeinen bin ich einfach in intelligente Beleuchtung verliebt. Einführung in die DMX-Beleuchtungssteuerung - bringen Sie Ihre Beleuchtung auf eine völlig neue Ebene. Einführung in die DMX-Beleuchtungssteuerung - bringen Sie Ihre Beleuchtung auf eine völlig neue Ebene. Intelligente Beleuchtungssysteme waren einmal eine teure Domain nur für Profis; Aber mit der Verbreitung billigerer Elektronik- und Computersteuerungssysteme sind unglaubliche Lichteffekte jetzt für den Hobbyisten fest in Reichweite… Weiterlesen. Heute verwandeln wir sie in ein großes Pixel-Display, das an die Wand Ihres Büros gehängt werden kann. Entweder um einem nützlichen Zweck zu dienen oder einfach unglaublich hübsch auszusehen.

Dies ist ein relativ einfaches Projekt, das nur wenig Zeit für die Erstellung benötigt, aber beim Verbinden der LED-Stränge etwas fummelig sein kann. Die Grundidee ist das Aufbringen von Streifen aus LED-Pixeln in Schlangenmuster auf der Rückseite des Bilderrahmens. Die Vorderseite wird mattiert, um das Licht zu streuen.

Von dort ist es meistens eine Frage der zu verwendenden Software, abhängig von Ihren Anforderungen. Ich werde Sie mit etwas Demo-Code und Zeigern beginnen und dann in einem späteren Artikel den Softwarewinkel erneut betrachten, während wir herausfinden, wie Informationen wie Benachrichtigungen abgerufen werden und Aktienkurse auf dem Display.

Schritt 0: Sie werden brauchen

• 10-Meter-Streifen (in zwei 5-Meter-Rollen verkauft) mit LED-Pixeln - ich habe WS2812B verwendet, weil sie billig sind. Sie können auch Streifen mit doppelter Dichte mit 60 LEDs / Meter kaufen, wenn Sie eine höhere Auflösung wünschen.
• 5V 10A Spannungsversorgung. Das Modell, das ich verwendete, hat einen 240V AC-Eingang für einige Schraubklemmen. Wenn Sie vollständige Sicherheit benötigen, kaufen Sie ein beiliegendes Modell.
• Arduino UNO.
• Zahlreiche Längen von dickem Draht; Ich habe die Verschnitte von einem alten Computer-Netzteil verwendet.
• Ikea RIBBA tiefer Fotorahmen, 50 cm x 50 cm.
• Glaszuckerspray und weiße Farbe.

Die Gesamtkosten sollten unter 100 USD liegen. In Bezug auf Tools benötigen Sie außerdem:

• Lötkolben und Lötmittel
• Heißklebepistole
• Messer oder Schere
• Abisolierzange

Lesen Sie unbedingt unsere Elektronikfähigkeiten für Anfänger. Anfängerelektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie kennen müssen Anfängerelektronik: 10 Fähigkeiten, die Sie kennen müssen Viele von uns haben noch nie einen Lötkolben berührt - aber das Herstellen von Dingen kann unglaublich lohnend sein. Hier sind zehn der grundlegendsten DIY-Elektronikfähigkeiten, die Ihnen den Einstieg erleichtern. Lesen Sie zuerst die Anleitung!

Schritt 1: Machen Sie die Mathematik

Wenn Sie den gleichen Ikea-Fotorahmen und die gleichen LED-Stränge wie 50 cm x 50 cm wie ich gekauft haben, sollten Sie 15 Stränge mit 15 LEDs montieren können. Es gibt jedoch nichts, was Sie daran hindert, einen Rahmen mit einer anderen Größe zu verwenden. Jede LED ist etwa einen Zoll voneinander beabstandet, also wollte ich ungefähr quadratische Pixel auf dem Display anvisieren - ja, das ist es 1 DPI. Nicht genau Retina-Grafiken.

Rechnen Sie aus und zeichnen Sie einige Hilfslinien auf der Rahmenunterlage. Messen Sie zweimal, und überprüfen Sie es noch einmal: Ich muss einen kleinen Unterschied zwischen den Zeilen hinterlassen haben, denn als ich alles festhalten wollte, wurde mir klar, dass ich nur 14 Stränge von 15 LEDs montieren konnte. Egal, die Software kann einfach für eine andere Anzahl von Pixeln mit unterschiedlichen Zeilenlängen und Zeilenanzahl angepasst werden. Fahren Sie fort und schneiden Sie Ihre LEDs in die entsprechenden Längen. Leider habe ich gefunden, dass 15 Pixel pro Strang genau mit den Lötstellen auf einer meiner Rollen übereinstimmten. Daher musste ich sie ablöten. Zumindest wurden diese dann vorgelötet.

Schritt 2: Frost das Glas

Um das Licht von den LEDs zu zerstreuen, habe ich mich dazu entschlossen, auf beiden Seiten ein grundlegendes Glasfrostspray zu verwenden. Tun Sie dies im Freien, da die Dämpfe gefährlich sind und versuchen Sie, so gleichmäßig wie möglich zu sprühen. Die Glasur ist nach dem Trocknen überraschend strapazierfähig, aber Sie müssen zuerst eine gleichmäßige Beschichtung gewährleisten und Kratzer um jeden Preis vermeiden.

Wenn Sie sich draußen befinden, sprühen Sie auch die Rückseite des Bilderrahmens weiß - dies reflektiert das Licht der LED wieder. Wir werden den weißen Fotorahmen aus Karton nicht verwenden. Schneiden Sie eine der Ecken für die Strom- und Signaldrähte ab.

Schritt 3: Befestigen Sie die LEDs an der Platine

Verwenden Sie einen starken Kleber oder Sekundenkleber. Ich habe es mit doppelseitigem Klebeband versucht, nur um es einige Wochen später abzurutschen; Die Heißklebepistole ist noch schlechter, wenn beide Seiten nicht porös sind. Die exakte Positionierung sollte nicht zu viel ausmachen, wenn Sie in einer Gummikassette eingeschlossene Litzen gekauft haben - sie können sich innerhalb der Lage frei bewegen, um sie neu zu positionieren.

Denken Sie daran, dass das Signal vom Anfang bis zum Ende durchlaufen wird und dass jeder Strang eine bestimmte Richtung hat. Lege einen mit dem Pfeil nach rechts, dann den folgenden Strang nach links und wiederhole. Überprüfen Sie dies vor dem Verkleben!

Schritt 4: Löten

Beim Anschließen jeder Litze werden 3 Drahtlängen mit etwas unterschiedlichen Längen benötigt. In jedem Fall verbinden Sie die inneren zwei Pads mit der kürzesten Drahtlänge. dann die mittleren zwei; dann die äußeren zwei mit der längsten Länge. Das innere Pad wechselt zwischen der + 5V-Leitung und der GND-Leitung, je nachdem, an welcher Seite des Frames Sie gerade arbeiten.

Stellen Sie sicher, dass sowohl die Pads als auch der Draht vorgelötet sind. Dies ist der zeitaufwendigste Teil des Projekts, aber es ist wichtig, dass Sie nicht eilig sind und überprüfen, ob Sie die richtigen Leitungen verbinden!

Schritt 5: Alle Stränge sichern

Wenn Sie die Strom- und Eingangskabel verwendet haben, die an Ihrem Strang angeschlossen waren, kann es vorkommen, dass sich das Board ständig bewegt, wenn Sie sich um das Board bewegen. Ich beschloss, zwei kleine Löcher zu bohren und einen weißen Kabelbinder durchzufädeln, um dieses Teil zu sichern. Wenn Sie Schwierigkeiten bei der Beschaffung von starkem Klebstoff haben, sollten Sie dies in Betracht ziehen, um alle Litzen an beiden Enden zu sichern.

Schritt 6 Verdrahtungstest

Die Verdrahtung ist einfach: Pin 6 des Arduino wird als Signal-Pin zur Steuerung der LEDs verwendet. Die 5-V-Stromversorgung der LEDs sollte direkt von Ihrer externen Stromversorgung stammen. Schließen Sie ein gemeinsames Erdungskabel zwischen dem Strang, Ihrem Arduino und der Stromversorgung an. Versuchen Sie nicht, den Strang direkt von Ihrem Arduino mit Strom zu versorgen oder das 5-V-Netzteil direkt an den Arduino anzuschließen, wenn USB angeschlossen ist (wie es sein wird, den Testcode hochzuladen).

Laden Sie die Adafruit NeoPixel-Bibliothek herunter, fügen Sie sie Ihrem Arduino-Bibliotheksordner hinzu, und starten Sie den Arduino. Führen Sie einen ersten Strangtest mit dem in der Bibliothek enthaltenen Beispielstrandtest-Code durch. Passen Sie die Anzahl der LEDs an, die Sie im ersten Parameter der folgenden Zeile haben (ändern Sie 60 in viele):

Adafruit_NeoPixel strip = Adafruit_NeoPixel (60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800); 

Wenn die Animation in einer bestimmten Reihe stoppt, ziehen Sie sofort den Stecker heraus und überprüfen Sie die Verdrahtung. Sie haben entweder den Strang in die falsche Richtung; die Drähte sind gekreuzt; oder Sie haben versehentlich die + 5V an GND gelötet.

Schritt 7: Platzieren Sie in den Rahmen

Da ich eine tiefere Aussparung verwende, als der Rahmen es zulässt, habe ich zuerst die Heißklebepistole verwendet, um das Glas mit dem Rahmen abzudichten. Ich habe dann einige kurze Gummipakete um die Außenkante des Rahmens hinzugefügt, um die erforderliche Tiefe zu erzeugen, bevor die LEDs wieder angebracht werden. Nach einem letzten Test der LEDs verwendete ich erneut die Heißklebepistole, um alles zu verschließen.

Sie können auch eine kleine Kerbe in die Ecke des Rahmens schneiden, um das dicke Kabel aufzunehmen.

Das ist es in Bezug auf die Konstruktion der tatsächlichen Anzeige, obwohl Sie wahrscheinlich die Stromversorgung und den Arduino in einer Projektbox eventuell verstecken möchten. Der Rest hängt von der Software ab.

Glediator

Glediator von SolderLab.de ist der König der LED-Matrixsteuerung und kann bis zu 512 WS2812 / NeoPixel mit 24 Bildern pro Sekunde ansteuern. Sie können Live-Aufnahmen oder aufgezeichnete Mischungen von LED-Animationen erstellen und sogar GIFs hinzufügen (ja, ich sehe Sie an, Nyan Cat). Wie die DJ-Software enthält sie einen Fader, um Animationen nahtlos zu mischen.

Um mit Glediator zu beginnen, laden Sie diese Firmware auf Ihren Arduino UNO und vergewissern Sie sich, dass das Signalkabel auf Pin 6 liegt. Vergessen Sie nicht, die Variable anzupassen, die angibt, wie viele LEDs Sie haben.

Öffnen Sie in Glediator die Optionen und ändern Sie die Option Matrixgröße und Ausgabe. Einstellen Pixelreihenfolge Wenn Ihr Layout anders ist, es jedoch leider nur sehr wenig Dokumentation für diesen Schritt gibt, handelt es sich in der Regel um Versuch und Irrtum. Wenn Ihre Ausgabe nicht mit den angezeigten Informationen übereinstimmt, versuchen Sie es mit einer anderen Einstellung. HS_BL arbeitete für mich, was ich vermute, bedeutet “horizontal sNake, abgehend bottom left”.

Glediator ist eine Pro-Level-App. Wenn ich also in Zukunft darüber berichten möchte, lasse ich Sie jetzt, um die Benutzeroberfläche zu erkunden und herumzuspielen. Laden Sie eine andere Animation auf der linken und rechten Seite und schieben Sie dann den Fader zwischen den beiden. oder Sie finden eine fertige Wiedergabeliste mit Sequenzen ganz rechts, die im obigen Demo-Video gezeigt wird.

Adafruit NeoMatrix und GFX Library

Adafruit hat eine erstaunlich nützliche Bibliothek für das Arbeiten mit dieser Art von Pixelmatrizen erstellt. Die erste heißt Adafruit GFX-Bibliothek, die ursprünglich für die Arbeit mit TFT- und LCD-Displays entwickelt wurde. Die NeoMatrix-Bibliothek ist eine Modifikation, bei der alle Funktionen mit NeoPixel-LED-Matrizen funktionieren. Wenn Ihre Matrix definiert ist, werden zahlreiche benutzerfreundliche Funktionen geöffnet, z. B. Text ausgeben oder eine Bitmap-Sprite-Grafik anzeigen.

Wenn Sie das Projekt genau wie ich gemacht haben, wird dieser Beispielcode hilfreich sein. Der wichtigste Teil des Codes ist hier:

#Redel XSIZE 15 #Define YSIZE 14 #Define PIN 6 AdArcruit_NeoMatrix-Matrix = Adafruit_NeoMatrix (XSIZE, YSIZE, PIN, NEO_MATRIX_BOTTOM + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_ROWS

Die ersten paar Zeilen sollten selbsterklärend sein. Die unteren drei informieren die Grafikbibliothek über das Layout - in diesem Fall befindet sich mein erstes Pixel im unten links, und es ist in angeordnet Reihen, mit den Zeilen a Zickzack- Muster. Überprüfen Sie die Bibliotheksdokumentation, wenn Sie sie anders ausgerichtet haben.

Ich habe bereits ein paar Sprites im Code definiert (obwohl nur der Smiley verwendet wird). Um Ihre eigenen Sprites zu erstellen, finden Sie ein Img2Code Java-Anwendung innerhalb des GFX-Bibliotheksdownloads.

In einem zukünftigen Artikel werden wir uns mit der Bibliothek befassen, um nützliche Informationen wie Aktienkurse oder Twitter-Streams anzuzeigen. Im Moment sollten Sie jedoch in der Lage sein, mit meinem Beispielcode herumzuspielen und Ihre eigenen Bilder zu laden.

Das ist alles für dieses Tutorial. Sie haben ein riesiges LED-Display entwickelt, jetzt müssen Sie nur noch herausfinden, was Sie damit anfangen sollen. Erwägen Sie, eine Mini-Blitzlichtlampe zu bauen. Wie man eine Wolkenlampe mit Sound-Reactive-Lightning baut Wie man eine Cloud-Lampe mit Sound-Reactive-Lightning baut Vor ein paar Monaten wurden in der Herstellergemeinschaft eine Donner- und Blitzstimmungslampe mit einem Preis von $ 3000 viral. Was wir heute machen, ist nicht dasselbe - wir machen etwas praktischeres. Lesen Sie mehr mit den verbleibenden LEDs. Fragen oder Probleme? Fragen Sie in den Kommentaren nach - es ist ein ziemlich komplexes Projekt, aber ich werde mein Bestes tun, um zu helfen.

Erfahren Sie mehr über: LED-Streifen.