У цій статті ми розглянемо виготовлення світлодіодної матриці з адресними світлодіодами. Матриця має 256 світлодіодів і управляється через веб-додаток.

Інструменти та матеріали:-nodemcu v3;-sd-карта;-пристрій читання sd-карт;-256 світлодіодів ws2815 стрічка 60 світлодіодів / м;-блок живлення 12в 7а;-роз’єм постійного струму;-понижуючий перетворювач 12 в – 5 в;-затискачі для підключення світлодіодів;-перемички;-мдф;-акрил 29 см x 29 см;-дерев’яні планки;-паяльник;-лазерний різак;-3d-принтер;всі файли для цього проекту можна знайти тут.

Крок перший: про материалахсветодыдля цього проекту майстер вирішив використовувати світлодіодну стрічку ws2815 з 60 світлодіодами на метр.світлодіоди адресуються, тому можна контролювати колір і яскравість кожного світлодіода окремо використовуючи лінію передачі даних і бібліотеку arduino.

Оскільки світлодіоди змонтовані на смузі, паяти їх не потрібно. Харчуються вони від 12 в постійного струму.

Джерело живлення.світлодіоди споживають досить багато струму при використанні білого кольору і повної яскравості. За заявою виробника, одному світлодіоду потрібно не більше 0,3 вт. Вважаємо 16 * 16 = 256 світлодіодів, знадобиться блок живлення на 256 * 0,3 вт = 76,8 вт. При напрузі 12 в це означає 76,8 вт / 12 в = 6,4 а. Щоб мати деякий запас міцності, майстер взяв блок живлення від ноутбука 12в 7а.

Мікроконтролер.для цього проекту майстер використовував плату nodemcu. Вона має wi – fi, usb-uart (мікроконтролер можна запрограмувати через usb) і вбудований регулятор напруги, тому з нею досить легко працювати. На жаль, його не можна живити від 12 в, тому для цього проекту потрібен понижуючий перетворювач.

Светорассеиватель.в якості світлорозсіювача майстер спочатку протестував опаловий полістирол товщиною 3 мм.але на цьому матеріалі лінії сітки були розмитими і не такими різкими, як потрібно. Потім він спробував звичайний полістирол товщиною 1 мм. Різкість була хороша, але він не надто світлопроникний і довелося б постійно тримати світлодіоди на повній яскравості.

Зрештою, він купив акриловий прозорий лист і за допомогою наждачного паперу заматирував його.

Крок другий: проектування та 3d-друкпочатку майстер надрукував кілька дослідних зразків проставок між світлодіодами та світлорозсіювачем. Найбільш підходяща проставка – 14 мм.

Потім спроектував корпус враховуючи розмір проставок.

Крок третій: лазерна різкас допомога лазерного різака потрібно зробити деякі деталі: прокладка для світлодіодів буде утримувати світлодіодні стрічки на місці (мдф 3 мм).решітка, за допомогою якої буде витримуватися відстань між світлодіодом і дифузором (4 мм мдф) – 2 шт.решітка з чорним покриттям (мдф 3 мм).корпус (мдф 3 мм).майстер використовував лазер потужністю 60 вт з робочим простором 60×40 см.файли для різання можна завантажити нижче.box top.dxfbox.dxfled grid.dxfled spacer.dxf

Крок четвертий: сборкатеперь можна приступити до складання. Спочатку потрібно зібрати частину корпусу, приклеїти стінки до основи.

Далі потрібно підготувати світлодіоди. Спочатку майстер відрізав 16 світлодіодних стрічок по 16 світлодіодів. Потім встановлює коннектори і з’єднує світлодіодні стрічки послідовно. Маленька стрілка поруч з кожним світлодіодом вказує напрямок лінії даних.

Для кріплення конекторів майстер надрукував опори. Коннектори кріпляться до них за допомогою термоклея.файли для друку опор можна завантажити нижче.led mount small.stlled mount.stl

Деталі встановлюються в корпус в наступним порядку:светорассеивательрешетка з чорним покриттям (3мм)ще дві решіткиled матриця з наклеєними світлодіодними стрічками

Крок п’ятий: електронікатепер підключаємо sd-карту до nodemcu:sd-карта – nodemcugnd – gnd3,3 в – 3 всѕ – d8mosi – d7sck – d5miso – d6для з’єднань він використовував перемички “мама” – “мама”.

Далі потрібно підключити світлодіоди. Підключити їх досить просто:12 в до клеми + роз’єму постійного токаgnd до мінусової клеми dc-jack і gnd на nodemcudi (вхід даних ) і bi (вхід резервного копіювання) до контакту 3 nodemcuнеобходімо переконається, що nodemcu і світлодіоди мають спільну землю, інакше сигнал даних не буде працювати.щоб встановити роз’єм постійного струму він просвердлив отвір в корпусі.

Для живлення nodemcu потрібно 3,3 в.майстер використовує понижуючий перетворювач.

Крок шостий: програмне забезпеченняпочатку потрібно підготувати sd-карту, необхідно скопіювати index.htmlв кореневий каталог sd-карти. Оскільки nodemcu не є офіційною платою arduino, необхідно додати зовнішні менеджери плат. Для цього використовуємо алгоритм з цього керівництва: https: //create.arduino.cc/projecthub/najad/using -…далі потрібно відкрити ескіз і змініть ім’я та пароль на свої облікові дані wifi. Вибрати правильний порт в розділі “інструменти”. Перевірити серійний монітор на ip-адресу веб-програми.код можна завантажити нижче.arduino_web_server.ino

Крок сьомий: веб-пріложеніепісля відкриття програми на головній сторінці буде кілька кнопок і функцій:перо: клацніть лівою кнопкою миші, щоб намалювати піксель обраного цветаластік: клацніть лівою кнопкою миші, щоб стерти пиксельведро: клацніть лівою кнопкою миші, щоб заповнити області одного кольору обраним кольором (дочекайтеся завершення на матриці, перш ніж використовувати його знову) кошик: очищає холстдискета: натисніть, щоб зберегти поточне зображенняwifi: перемикання між режимами-синхронізувати малюнок в веб-додатку і в реальному часі з полотном-не синхронізувати малюнок і відображати всі збережені зображення в циклезавантаження: вибір шаблону для завантаження в веб-додаток і матрицупапка: видалення візерунка з sd-карти

Все готово, а в подальшому майстер збирається додати деякі функції до панелі:зробити її сумісним з сенсорними пристроямидобавити функцію для створення анімаціїдобавити можливість грати в ігри, такі як змійкаотображать погодудобавіть датчик руху