Umgebungs-LED-Wanduhr - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

In letzter Zeit habe ich viele Leute gesehen, die riesige LED-Matrizen gebaut haben, die absolut schön aussehen, aber entweder aus kompliziertem Code oder teuren Teilen bestanden oder beides. Also dachte ich daran, mir eine eigene LED-Matrix zu bauen, die aus sehr billigen Teilen und sehr leicht verständlichem Code besteht, die aber etwas kleiner ist. Es kann auch als Wanduhr fungieren, was für Leute nützlich ist, die kein riesiges Display wollen, das nur herumliegt und seine funky Animationen anzeigt.

Mein Ziel bei diesem Projekt war es, keine Löt- oder Elektrowerkzeuge aufzunehmen, damit dieses Projekt für viele Menschen zugänglich ist.

Dieses Projekt wird Leuten mit Grundkenntnissen in Elektronik, Codierung und Leuten mit ein wenig Erfahrung im Umgang mit Acryl empfohlen:).

Schritt 1: Sammeln aller Werkzeuge und Baumaterialien

Werkzeuge:

1. Eine Bügelsäge
2. Ein Acryl-Scoring-Tool
3. Eine einfache Handbohrmaschine (eine elektrische würde auch reichen)
4. 12mm Bohrer oder Stufenbohrer
5. Ein Paar Abisolierzangen
6. Ein Paar Seitenschneider
7. Eine Schere
8. Ein Sharpie oder Marker
9. Eine Heißklebepistole
10. Sandpapier

Baumaterial:

1. Isolierband
2. Zweikomponentenkleber
3. Sekundenkleber oder Cyanacrylat
4. Heißklebestifte

Schritt 2: Sammeln aller Teile

Teile:

1. 50 Stück WS2811 LED-Kette (3 Sets)
2. Arduino UNO
3. DS3231 RTC-Modul
4. Metall-Taster mit LED
5. Überbrückungsdrähte
6. 5V 10A Netzteil
7. Eine DC-Buchse
8. Mehradriger Draht (16awg)
9. 3 mm opales (transluzentes weißes) Acrylglas
10. 4 cm AD, dünnwandiges PVC-Rohr (10 Meter)
11. Schwarzes 6 mm Acryl

Schritt 3: Schneiden der PVC-Rohre auf Länge

In diesem Schritt werden wir das PVC-Rohr in kleinere Zylinder schneiden. Diese kleinen Zylinder aus PVC-Rohr fungieren als Trenner zwischen den Pixeln, da wir nicht möchten, dass das Licht einer LED in das gesamte Display eindringt. Die LEDs sitzen in diesen Zylindern und stellen sicher, dass das von jeder LED kommende Licht in einem bestimmten Bereich fokussiert wird und nicht in andere Pixel blutet.

Um das Gewebe der PVC-Rohre zu erreichen, müssen wir die PVC-Rohre zuerst in die kleinen Zylinder gleicher Länge schneiden. Als Höhe der Zylinder haben wir eine Länge von 6 cm gewählt, aber Sie können jede Höhe um 6 cm nach Belieben wählen. Stellen Sie nur sicher, dass alle Zylinder die gleiche Höhe haben.

Schritte:

1. Verwenden Sie Kisten oder Bücher, um eine Höhe von 6 cm (oder etwa 6 cm) zu erreichen.
2. Halten Sie einen Marker horizontal auf der Schachtel, halten Sie das PVC-Rohr gegen eine Wand und lassen Sie die Spitze des Markers das Rohr berühren. Drehen Sie das PVC-Rohr langsam mit der Stütze der Wand, um eine schöne und nahtlose Linie um das Rohr zu bilden.
3. Schneiden Sie mit einer Bügelsäge auf die Linie. Stellen Sie sicher, dass die Schnitte so gerade wie möglich sind, was für die Qualität der Diffusion entscheidend ist.
4. Wenn an der Seite des Zylinders Grate / Unebenheiten vorhanden sind, können wir eine Seite mit einem Schleifpapier oder einem Kastenschneider entgraten. Das Entgraten einer Seite reicht aus, aber das Entgraten beider Seiten ist ein nice-to-have.
5. Wenn Sie nur eine entgratete Seite haben, markieren Sie diese Seite mit einem "D". Diese Seite zeigt zum Diffusorblatt und die andere Seite mit einem "L", das die Seite anzeigt, auf der die LED platziert wird. Wenn Sie beide Seiten entgratet haben, können Sie sehen, welche Seite senkrechter auf dem Boden steht und diese Seite mit einem "D" und die andere Seite mit "L" markieren.
6. 134 mal wiederholen:)

Schritt 4: Kleben aller PVC-Rohre

Da wir nun alle Rohre auf Länge geschnitten haben, können wir sie in ein riesiges Netz kleben. Zum Verkleben aller Rohre verwenden wir Cyanacrylat, das allgemein als Sekundenkleber bekannt ist.

Schritte:

1. Wir beginnen damit, zwei Rohre zusammenzukleben. Halten Sie zwei Röhrchen horizontal auf dem Tisch. Stellen Sie sicher, dass beide bündig auf dem Tisch sitzen und die Seite mit dem "D" darauf ausgerichtet ist und sich auf gleicher Höhe befindet. Sobald alles ausgerichtet ist, können wir 1-2 Tropfen Sekundenkleber zwischen die Rohre geben.
2. Um das dritte Rohr zu verkleben, gehen Sie wie oben beschrieben vor. Legen Sie das geklebte Netz auf einen Tisch und legen Sie das dritte Rohr darauf. Stellen Sie sicher, dass die "D"-Seite der Rohre alle in die gleiche Richtung und auf die gleiche Ebene zeigt. Tragen Sie 1-2 Tropfen Sekundenkleber auf jede Naht auf. Wenn Sie alles richtig gemacht haben, sollten Sie, wenn Sie das Gitter senkrecht halten, mit den "D"s nach unten, keine Schaukelbewegungen verursachen und die gesamte Struktur sollte bündig auf dem Tisch sitzen.
3. Um das vierte Rohr und die restlichen Rohre zu kleben, können wir die drei geklebten Stücke leicht senkrecht halten (mit den "D"s natürlich nach unten ^_^) und das vierte Rohr auf eine beliebige Seite der drei geklebten Stücke legen. Stellen Sie sicher, dass die "D"s in die gleiche Richtung weisen. Dann können wir einfach das vierte Stück auf die drei geklebten Stücke kleben, dasselbe kann für die restlichen Rohre wiederholt werden, um eine Struktur wie oben gezeigt zu erreichen.

Schritt 5: Schneiden des Acryls

Um die Acrylplatte zu schneiden, markieren Sie die gewünschten Formen mit den im Bild angegebenen Maßen. Andernfalls können Sie die mitgelieferten SVG-Dateien ausdrucken und die Seiten oben auf die Acrylplatte kleben und diese als Schnittanleitung verwenden.

Hinweis: Die Abmessungen können sich ändern, wenn Sie einen anderen Durchmesser für die PVC-Rohre verwendet haben

Schritte:

1. Wenn Sie die Ausdrucke der SVG-Dateien verwenden, kleben Sie die gedruckten Seiten mit einem beliebigen Klebestift auf die Acrylplatten oder kleben Sie sie einfach mit einem Stück Klebeband auf das Acryl.
2. Wenn Sie die gedruckten Seiten nicht verwenden möchten, können Sie die oben angegebenen Abmessungen verwenden, um die Formen auf der Acrylplatte zu markieren.
3. Verwenden Sie ein Ritzwerkzeug, um die zu schneidenden Linien zu ritzen. Ritzen Sie, bis die Kerben fast so tief sind wie die Hälfte der Dicke der Acrylplatte.
4. Wenn die Ritzung fertig ist, halten Sie die Rilllinie an einer Tischkante und üben Sie starken Druck auf die in der Luft hängende Seite der Acrylplatte aus. Dadurch wird die Acrylplatte entlang der Kerblinie einrasten. Wenn der Druck, der zum Einrasten des Acryls erforderlich ist, zu hoch ist, versuchen Sie, mehr Kerben auf der Linie zu machen, während Sie mehr Druck zum Kerben verwenden.
5. Tun Sie dies für alle erforderlichen Schnitte.
6. Bohren Sie mit einem 12-mm-Bohrer in eine der Seitenwände ein Loch für den Druckknopf

Schritt 6: Kleben des Rahmens an das Netz

Dieser Schritt ist extrem einfach. Wir kleben einen Acrylrahmen auf das gerade erstellte PVC-Netz. Da die PVC-Rohre hässlich aussehen, verpacken wir sie in einem schönen Acryletui.

Schritte:

1. Legen Sie das PVC-Rohrnetz auf den Boden und achten Sie darauf, dass die Seite mit den "D" nach unten zeigt.
2. Sie können das Seitenteil mit dem Knopf auf jeder beliebigen Seite platzieren. Wir entschieden uns für unten rechts.
3. Legen Sie alle Acrylplatten um das PVC-Netz und achten Sie darauf, dass sie bündig mit dem Boden abschließen. Stellen Sie sicher, dass die Seite mit der Aufschrift "D" auf den Acrylteilen zum Boden zeigt. Nehmen Sie bei Bedarf Änderungen an den Größen der Acrylplatten vor.
4. Verwenden Sie Klebeband, um alle Acrylteile zusammenzuhalten, oder bitten Sie einen Freund, zu helfen, indem Sie die Acrylteile fest an das Netz halten.
5. Verwenden Sie etwas Sekundenkleber oder 2-Komponentenkleber, um alle Acrylplatten auf das PVC-Rohrnetz zu kleben.

Hinweis: Wenn Sie dieses Display an der Wand montieren möchten, sollten Sie etwas mehr Klebstoff verwenden als üblich, da das gesamte Gewicht auf einer Acrylplatte getragen wird und Sie nicht möchten, dass sich das Display verbiegt oder noch schlimmer fällt ein Teil.

Schritt 7: Kleben aller LEDs in das PVC-Mesh

Nach der Menge an mühsamer Arbeit sollte dies der letzte Prozess sein, der sehr arbeitsintensiv ist,

Schritte:

1. Bevor Sie mit dem Klebevorgang beginnen, legen Sie die LED-Ketten nacheinander auf den Boden. Jede LED-Kette hat 50 LEDs. Platzieren Sie den Anfang der nächsten Kette dort, wo die vorherige Kette endet. Verbinden Sie nun die JST-Anschlüsse, die von der letzten LED der vorherigen Kette kommen, mit der ersten LED der nächsten Kette. Auf diese Weise sollten Sie eine 150-LED-lange Kette haben.
2. Jetzt können Sie die erste LED in das oberste und linke PVC-Rohr heiß kleben, wie oben gezeigt. Um die erste LED der Kette zu identifizieren, suchen Sie die LED, aus der ein Stecker herauskommt, wie in der Abbildung gezeigt, die das Kleben der ersten LED zeigt.
3. Nach dem Aufkleben der ersten müssen Sie nur noch dem obigen Diagramm folgen, um alle LEDs an ihren jeweiligen Stellen zu kleben, zum Beispiel wird die zweite LED in die Röhre direkt daneben gesteckt
4. Nachdem Sie die erste Reihe fertiggestellt haben, indem Sie alle LEDs in der ersten Reihe verklebt haben, können Sie mit der zweiten Reihe beginnen, die erste LED der zweiten Reihe wird in das Rohr gehen, das sich unmittelbar rechts und unten der ersten Reihe zuletzt befindet LED wie in Anleitung gezeigt
5. Durch Wiederholen dieses Vorgangs füllen Sie die restlichen Röhrchen gemäß der angegebenen Anleitung.
6. Nachdem Sie alle LEDs in ihre jeweiligen Röhren geklebt haben, haben Sie noch einige LEDs übrig. Sie können einfach den Draht abschneiden, der aus der letzten LED kommt, um den Überschuss an LEDs zu entfernen.
7. Nach dem Schneiden des Drahtes können Sie die Drähte, die aus der letzten LED herauskommen, mit Isolierband isolieren, damit sie keine Kurzschlüsse erzeugen

Schritt 8: Strom auf alle LEDs verteilen

Ab diesem Schritt werden wir uns auf die elektrische Seite konzentrieren, mit Ausnahme einiger kleinerer Klebearbeiten.

Schritte:

1. Sie werden sehen, dass Sie 3 Paare roter und weißer Kabel haben, die aus der Start-LED jeder einzelnen Kette herauskommen.
2. Verbinden Sie alle roten Drähte mit einem dicken mehradrigen Draht. Sie können dies tun, indem Sie einfach die Enden der Drähte verdrehen oder sie zusammenlöten, was für Sie bequem ist. Sie erhalten in beiden Fällen identische Ergebnisse.
3. Machen Sie dasselbe mit allen weißen Drähten. Achten Sie darauf, einen dicken mehradrigen Draht zu verwenden, vorzugsweise eine andere Farbe, um die Polaritäten zu unterscheiden.
4. Am Ende sollten 2 Drähte für Plus und Minus aus dem gesamten Display kommen
5. Verbinden Sie diese dicken mehradrigen Drähte mit der DC-Buchse, indem Sie die Enden verdrehen oder löten. Achten Sie darauf, die Enden mit einem Stück Isolierband zu isolieren.

Schritt 9: Verdrahtung des Arduino

In diesem Schritt werden wir alle elektrischen Verbindungen herstellen.

Hinweis: Ihr Druckknopf wird möglicherweise nicht mit vorgelöteten Drähten geliefert, Sie müssen sie möglicherweise löten oder einfach verdrehen, je nachdem, was für Sie bequem ist. Isolieren Sie die Anschlüsse mit etwas Isolierband. Wenn Ihres nicht mit vorgelöteten Drähten geliefert wird, können Sie dem oben angegebenen Pinbelegungsdiagramm folgen, um die jeweiligen Pins zu identifizieren.

Verwenden Sie die männlichen zu weiblichen und männlichen zu männlichen Drähten, um alle erforderlichen Verbindungen mit dem Arduino UNO wie unten beschrieben herzustellen.

1. Verbinden Sie das DS3231 RTC-Modul mit Arduino

• Verbinden Sie VCC des RTC-Moduls mit VIN von Arduino
• Verbinden Sie den SDA des RTC-Moduls mit Pin A4 auf Arduino
• Verbinden Sie SCL des RTC-Moduls mit Pin A5 auf Arduino
• Verbinden Sie GND des RTC-Moduls mit dem GND-Pin auf Arduino

2. Schließen Sie das Drucktastenmodul an Arduino an.

Gehen Sie wie folgt vor, um die verschiedenen Pins auf dem Druckknopf zu identifizieren. Der Pin mit dem "+" Zeichen daneben ist der Button LED (+) Pin und der gegenüberliegende ist der Button LED (-) Pin. Die anderen beiden Pins sind die Button-Pins.

• Verbinden Sie einen beliebigen Button-Pin mit Pin 13 von Arduino
• Verbinden Sie den anderen Button-Pin mit Pin 12 von Arduino
• Verbinden Sie die Taste LED (-) mit Pin 11 von Arduino
• Verbinden Sie die Taste LED (+) mit Pin 10 von Arduino

3. Verbinden Sie die LED-Kette mit Arduino UNO

Identifizieren Sie die Start-LED der gesamten LED-Kette.

• Verbinden Sie das rote Kabel des Steckers mit der 5V-Stromversorgung
• Verbinden Sie das grüne Kabel des Steckers mit Pin 5 von Arduino
• Verbinden Sie das weiße Kabel des Steckers mit der Masse

Nachdem Sie die Verkabelung abgeschlossen haben, können Sie den Druckknopf an der Seite der Seitenwand befestigen, indem Sie den Druckknopf mit der mitgelieferten Mutter befestigen.

Hinweis: Wir haben Heißkleber an den Verbindungen verwendet, um sicherzustellen, dass sie nicht herauskommen, während sie fertig sind und auf einem Regal ruhen

Schritt 10: Programmierung des Arduino

Für die Programmierung des Arduino haben wir den folgenden Code weggelassen, der Code ist ziemlich gut kommentiert und ziemlich selbsterklärend, wenn Sie keine Funktionen wünschen oder eigene hinzufügen möchten, sollte es wirklich einfach sein, ihn selbst zu ändern.

Wenn Sie den Code verwenden möchten, ohne den Code selbst zu ändern, müssen Sie nur einen Parameter einstellen, nämlich die Zeit. Die Anweisungen zum Einstellen der Uhrzeit sind im Code enthalten.

Beim Hochladen des Codes müssen Sie sicherstellen, dass die FastLED-Bibliothek und die DS3231-Bibliothek in Ihrer Arduino IDE installiert sind.

Schritt 11: Beenden Sie alles

Wir sind fast fertig mit unserem Build. In diesem Schritt werden wir nur alle kleinen Dinge fertigstellen, die noch übrig sind.

Verwaltung der Elektronik

Die Elektronik sieht sehr unordentlich aus und könnte sich wahrscheinlich sogar selbst trennen, wenn sie nicht richtig eingeklebt ist. Dies kann sehr leicht vermieden werden, indem die gesamte Elektronik in unser Gehäuse geklebt wird.

Sie können beginnen, indem Sie das Arduino an die Unterseite des Displays und das DS3231-Modul auch an die Unterseite des Displays kleben. Die DC-Buchse kann unter Berücksichtigung der Montageposition, der Kabellänge des Netzteils und anderer ähnlicher Faktoren dort positioniert werden, wo es am bequemsten ist.

Wandmontage (optional)

Wenn Sie dieses Display an der Wand montieren möchten, können Sie die 5 mm Löcher in die obere Platte bohren und einige "L" -Klemmen mit einigen M5-Schrauben, Unterlegscheiben und Muttern an der oberen Platte befestigen, die Befestigungslöcher für die Montage an einem Mauer. Wenn Sie es wie wir in einem Regal aufbewahren möchten, müssen Sie diese "L" -Klemmen für die Montage nicht hinzufügen.

Kleben der Diffusorfolie

Der letzte und einfachste Schritt besteht darin, die Diffusorfolie auf unser riesiges PVC-Netz zu kleben. Vergewissern Sie sich, dass Sie die Plastikschutzfolie von der Acrylplatte entfernt haben, bevor Sie fortfahren. Verwenden Sie 10-15 Tropfen Heißkleber, die über das Blatt verteilt sind, und drücken Sie es gegen das Netz, um das Blatt zu kleben. Wir verwenden Heißkleber, da dieser bei Reparaturen mit einem einfachen Ruck leicht entfernt werden kann.

PS: Das Abziehen der Plastikschutzfolie von der Acrylplatte ist der befriedigendste Teil des Baus.

Rückplatte (optional)

Wenn Sie möchten, dass die Rückseite der Matrix etwas eleganter ist, können Sie ein Stück 6 mm schwarzes Acryl mit den gleichen Abmessungen wie die Diffusorfolie zuschneiden und mit etwas Heißkleber auf die Rückseite der Matrix kleben

Fertig

Jetzt sollten Sie eine voll funktionsfähige LED-Matrix haben, die tagsüber gut und nachts fantastisch aussieht. Ich freue mich aufrichtig, wenn Sie es bis hierher geschafft haben. Da dies meine erste Anleitung ist, gibt es viele Dinge zu verbessern, insbesondere die Fotos, die ich gemacht habe, waren nicht die besten, die ich auf jeden Fall in den zukünftigen Anleitungen versuchen und verbessern werde (PS: Die Kamera meines Telefons wird diesem Display nicht wirklich gerecht?) da es im wirklichen Leben viel cooler aussieht). Wenn Sie mitgebaut haben, hoffe ich, dass Ihnen der Bau gefallen hat und Sie etwas Spaß hatten. Verbesserungen sind wirklich willkommen und ich kann es kaum erwarten zu sehen, was ihr verbessern und anders machen könnt ^_^