Relógio de parede LED ambiente: 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Recentemente, vi muitas pessoas construindo matrizes de LED enormes que parecem absolutamente lindas, mas elas consistiam em códigos complicados ou peças caras, ou ambos. Então pensei em construir minha própria matriz de LEDs, composta de partes muito baratas e código muito fácil de entender, embora seja um pouco menor. Ele também pode funcionar como um relógio de parede, o que é útil para as pessoas que não querem uma tela enorme apenas exibindo suas animações descoladas.

Meu objetivo com este projeto era não incluir nenhuma solda ou ferramentas elétricas para que este projeto pudesse ser acessível a muitas pessoas.

Este projeto seria recomendado para pessoas com conhecimentos básicos de eletrônica, codificação e para pessoas com pouca experiência em acrílico:).

Etapa 1: reunindo todas as ferramentas e materiais de construção

Ferramentas:

1. Uma serra
2. Uma ferramenta de pontuação de acrílico
3. Uma broca de mão simples (uma elétrica também faria)
4. Broca de 12 mm ou uma broca escalonada
5. Um par de strippers
6. Um par de cortadores diagonais
7. Um par de tesouras
8. Um marcador ou marcador
9. Uma pistola de cola quente
10. Lixa

Materiais de construção:

1. Fita isolante
2. Adesivo de dois componentes
3. Supercola ou cianoacrilato
4. Bastões de cola quente

Etapa 2: reunindo todas as peças

Partes:

1. Corrente de led WS2811 de 50 unidades (3 conjuntos)
2. Arduino UNO
3. Módulo DS3231 RTC
4. Chave momentânea de metal com LED
5. Fios de ligação
6. Fonte de alimentação 5V 10A
7. Um conector DC
8. Fio multifilar (16awg)
9. Folha de acrílico opala de 3 mm (branco translúcido)
10. 4 cm OD, tubo de PVC de parede fina (10 metros)
11. Acrílico preto de 6 mm

Etapa 3: corte dos tubos de PVC no comprimento

Nesta etapa, cortaremos o tubo de PVC em cilindros menores. Esses pequenos cilindros de tubo de PVC funcionarão como divisores entre os pixels, já que não queremos que a luz de um LED penetre em toda a tela. Os LEDs ficarão dentro desses cilindros e garantirão que a luz proveniente de cada LED seja focada em uma região específica e não vaze para outros pixels.

Para obter a malha de tubos de PVC, primeiro temos que cortar os tubos de PVC em pequenos cilindros de comprimento idêntico. Escolhemos um comprimento de 6 cm como altura dos cilindros, mas você pode escolher qualquer altura em torno de 6 cm conforme for conveniente para você. Apenas certifique-se de que todos os cilindros têm a mesma altura.

Passos:

1. Use qualquer caixa ou livro para atingir uma altura de 6 cm (ou algo em torno de 6 cm).
2. Mantenha um marcador horizontalmente na caixa, segure o cano de PVC contra uma parede e faça com que a ponta do marcador toque no cano. Gire o tubo de PVC lentamente usando o suporte da parede para fazer uma linha bonita e contínua ao redor do tubo.
3. Corte para a linha usando uma serra. Garantir que os cortes sejam o mais retos possíveis, o que será fundamental para a qualidade da difusão.
4. Se houver rebarbas / irregularidades na lateral do cilindro, podemos usar uma lixa ou cortador de caixa para rebarbar um lado. A rebarbação de um lado é suficiente, mas rebarbá-la em ambos os lados será uma tarefa agradável.
5. Se você tiver apenas um lado rebarbado, marque esse lado com um "D". Esse lado ficará voltado para a folha do difusor e o outro lado com um "L" indicando o lado em que o LED será colocado. Se você tiver rebarbado ambos os lados, poderá ver o lado que fica mais perpendicular no chão e marcar esse lado com um "D" e o outro lado com "L"
6. Repita 134 vezes:)

Etapa 4: colar todos os tubos de PVC

Agora, como todos os tubos foram cortados no comprimento certo, podemos colá-los em uma enorme malha. Para colar todos os tubos, usamos cianoacrilato, comumente conhecido como supercola.

Passos:

1. Começamos colando dois tubos. Mantenha dois tubos horizontalmente sobre a mesa. Certifique-se de que os dois estão alinhados na mesa e do lado com o "D" escrito voltado para o mesmo nível e no mesmo nível. Assim que tudo estiver alinhado, podemos colocar 1-2 gotas de supercola entre os tubos.
2. Para colar o terceiro tubo, siga os mesmos passos indicados acima. Mantenha a tela colada sobre uma mesa e coloque o terceiro tubo em cima dela. Certifique-se de que o lado "D" dos tubos estão todos voltados para a mesma direção e no mesmo nível. Aplique 1-2 gotas de supercola em cada costura. Se você fez tudo certo, ao manter a malha na vertical, com os "D" s voltados para baixo, não deve haver nenhum movimento de balanço e toda a estrutura deve ficar nivelada sobre a mesa.
3. Para colar o quarto tubo e os tubos restantes podemos facilmente manter as três peças coladas verticalmente (com os "D" s voltados para baixo, é claro ^ _ ^) e colocar o quarto tubo em qualquer lado das três peças coladas. Certifique-se de que os "D" s estão virados para o mesmo lado. Em seguida, podemos simplesmente colar a quarta peça às três peças coladas, o mesmo pode ser repetido para o resto dos tubos para obter a estrutura mostrada acima.

Etapa 5: Cortar o acrílico

Para cortar a folha de acrílico, marque as formas desejadas usando as dimensões fornecidas na imagem. Caso contrário, você pode imprimir os arquivos SVG fornecidos e anexar as páginas na parte superior da folha de acrílico e usá-la como um guia para o corte.

Nota: As dimensões podem mudar se você tiver usado um diâmetro diferente para os tubos de PVC

Passos:

1. Se você estiver usando as impressões dos arquivos SVG, cole as páginas impressas nas folhas de acrílico usando qualquer cola em bastão ou apenas cole no acrílico com um pedaço de fita adesiva.
2. Se você não pretende usar as páginas impressas, você pode usar as dimensões fornecidas acima para marcar as formas na folha de acrílico.
3. Use uma ferramenta de pontuação para marcar as linhas a serem cortadas. Marque até que a pontuação esteja quase tão profunda quanto a metade da espessura da folha de acrílico.
4. Quando a pontuação estiver concluída, mantenha a linha de pontuação na borda de uma mesa e aplique uma forte pressão na lateral da folha de acrílico que está suspensa no ar. Isso irá encaixar a folha de acrílico ao longo da linha pontilhada. Se a quantidade de pressão necessária para quebrar o acrílico for muito alta, tente fazer mais pontuações na linha enquanto usa mais pressão para pontuar.
5. Faça isso para todos os cortes necessários.
6. Usando uma broca de 12 mm, faça um furo em um dos painéis laterais para o botão de pressão

Etapa 6: colar a moldura à malha

Esta etapa é extremamente direta. Estamos colando uma moldura de acrílico na malha de PVC que acabamos de criar. Uma vez que os tubos de PVC parecem feios, estamos encerrando-os em uma bela caixa de acrílico.

Passos:

1. Coloque a tela do tubo de PVC no chão, certificando-se de que o lado com o "D" s está voltado para baixo.
2. Você pode colocar o painel lateral com o botão em qualquer lado que desejar. Decidimos ir com o canto inferior direito.
3. Coloque todos os painéis de acrílico ao redor da tela de PVC, certificando-se de que eles fiquem alinhados com o chão. Certifique-se de que o lado com "D" escrito nas peças de acrílico está voltado para o chão. Faça as alterações nos tamanhos das folhas de acrílico, se necessário.
4. Use fita adesiva para segurar todas as peças de acrílico juntas ou peça a um amigo para ajudar segurando as peças de acrílico com força na malha.
5. Use um pouco de supercola ou adesivo de 2 componentes para colar todas as folhas de acrílico na malha do tubo de PVC.

Nota: Se você está planejando montar este monitor na parede, a quantidade de cola que você deve usar deve ser um pouco mais do que o normal porque todo o peso será apoiado em um painel de acrílico e você não quer que ele dobre ou, pior ainda, caia separado.

Etapa 7: colar todos os LEDs dentro da malha de PVC

De acordo com a quantidade de trabalho tedioso que vai, este deve ser o último processo que exige muito trabalho,

Passos:

1. Antes de iniciar o processo de colagem, coloque as correntes de LED no chão sequencialmente. Cada cadeia de LED possui 50 LEDs. Coloque o início da próxima cadeia onde termina a cadeia anterior. Agora, conecte os conectores JST que saem do último LED da cadeia anterior ao primeiro LED da próxima cadeia. Ao fazer isso, você deve ter uma cadeia longa de 150 LED.
2. Agora você pode colar a quente o primeiro led no tubo de PVC mais acima e mais à esquerda, conforme mostrado acima. Para identificar o primeiro LED da cadeia, localize o LED que tem um conector saindo dele, conforme mostrado na imagem que mostra a colagem do primeiro LED.
3. Depois de colar o primeiro é apenas uma questão de seguir o diagrama fornecido acima para colar todos os LEDs em seus respectivos lugares, por exemplo, o segundo LED irá para o tubo ao lado dele
4. Depois de completar a primeira linha colando todos os LEDs na primeira linha, você pode começar com a segunda linha, o primeiro led da segunda linha irá para o tubo que está imediatamente à direita e na parte inferior das primeiras linhas por último LED conforme mostrado no guia
5. Repetindo este processo, preencha os tubos restantes de acordo com o guia fornecido.
6. Depois de concluir a colagem de todos os LEDs em seus respectivos tubos, você ainda terá alguns LEDs sobrando, você pode simplesmente cortar o fio que sai do último led para remover o excesso de LEDs.
7. Depois de cortar o fio você pode usar fita isolante para isolar os fios que saem do último led apenas para que eles não criem curtos

Etapa 8: Distribuir energia para todos os LEDs

Deste passo em diante, vamos nos concentrar no lado elétrico, exceto para algumas atividades de colagem menores.

Passos:

1. Você verá que há 3 pares de cabos vermelhos e brancos saindo do LED inicial de cada cadeia individual.
2. Conecte todos os fios vermelhos juntos usando um fio multi-strand grosso. Você pode fazer isso simplesmente torcendo as pontas dos fios ou soldando-os, o que for mais conveniente para você. Você obterá resultados idênticos em ambos os casos.
3. Faça o mesmo com todos os fios brancos. Certifique-se de usar um fio multi-strand grosso, de preferência de uma cor diferente, para diferenciar as polaridades.
4. No final, você deve ter 2 fios saindo de todo o display para positivo e negativo
5. Conecte esses fios grossos de múltiplos fios ao conector DC torcendo as pontas ou soldando. Certifique-se de isolar as pontas com uma fita isolante.

Etapa 9: Conectando o Arduino

Nesta etapa, concluiremos todas as conexões elétricas.

Nota: Seu botão de pressão pode não vir com fios pré-soldados, você pode ter que soldá-los ou apenas torcê-los no lugar, o que for mais conveniente para você. Isole as conexões com fita isolante. Se o seu não vier com fios pré-soldados, você pode seguir o diagrama de pinagem fornecido acima para identificar os respectivos pinos.

Use os fios macho para fêmea e macho para macho para fazer todas as conexões necessárias com o Arduino UNO conforme descrito abaixo.

1. Conecte o módulo DS3231 RTC ao Arduino

• Conecte o VCC do Módulo RTC ao VIN do Arduino
• Conecte o SDA do Módulo RTC ao Pino A4 no Arduino
• Conecte o SCL do Módulo RTC ao Pino A5 no Arduino
• Conecte o GND do Módulo RTC ao pino GND no Arduino

2. Conecte o módulo de botão de pressão ao Arduino.

Para identificar os diferentes pinos no botão de pressão, faça o seguinte. O pino com o sinal "+" próximo a ele é o pino do LED do botão (+) e o pino oposto a ele é o pino do LED do botão (-). Os outros dois pinos são os pinos de botão.

• Conecte qualquer pino de botão ao pino 13 do Arduino
• Conecte o outro pino de botão ao pino 12 do Arduino
• Conecte o LED do botão (-) ao pino 11 do Arduino
• Conecte o LED do botão (+) ao pino 10 do Arduino

3. Conecte a corrente de LED ao Arduino UNO

Identifique o LED inicial de toda a cadeia de LEDs.

• Conecte o fio vermelho do conector à fonte de alimentação de 5V
• Conecte o fio verde do conector ao pino 5 do Arduino
• Conecte o fio branco do conector ao aterramento

Depois de terminar a fiação, você pode prender o botão de pressão na lateral do painel lateral de construção apertando o botão com a porca fornecida.

Nota: Usamos cola quente nas conexões para garantir que não saiam enquanto estiver acabada e descansando em uma prateleira

Etapa 10: Programando o Arduino

Para programar o Arduino, eliminamos o código abaixo, o código é muito bem comentado e bastante autoexplicativo, se você não quiser nenhuma funcionalidade ou quiser adicionar algumas próprias, deve ser muito fácil modificá-lo você mesmo.

Se você está planejando usar o código sem modificá-lo, há apenas um parâmetro que você precisa definir, que é o tempo. As instruções para acertar a hora são fornecidas no código.

Ao fazer o upload do código, você deve se certificar de que possui a biblioteca FastLED e a biblioteca DS3231 instaladas em seu Arduino IDE.

Etapa 11: Concluindo tudo

Estamos quase terminando nossa construção, nesta etapa iremos apenas terminar todas as pequenas coisas que sobraram.

Gerenciando a eletrônica

Os componentes eletrônicos ficarão muito bagunçados e provavelmente podem até se desconectar se não forem colados corretamente no lugar. Isso é algo que pode ser facilmente evitado colando todos os componentes eletrônicos dentro de nosso gabinete.

Você pode começar colando o Arduino na base da tela e o módulo DS3231 também na base da tela. O conector DC pode ser posicionado onde for mais conveniente levando em consideração onde você deseja montar a estrutura, o comprimento do fio da fonte de alimentação e outros fatores semelhantes.

Montagem na parede (opcional)

Se você quiser montar este monitor na parede, você pode fazer os orifícios de 5 mm na placa superior e prender alguns grampos "L" na placa superior com alguns parafusos M5, arruelas e porcas, que forneceriam orifícios de montagem para montá-lo em um muro. Se você pretende mantê-lo em uma prateleira como fizemos, você não precisa adicionar aqueles grampos em "L" para a montagem.

Colando a folha do difusor

O último e mais fácil passo é colar a folha difusora em nossa enorme malha de PVC. Verifique se você removeu a folha de proteção de plástico da folha de acrílico antes de continuar. Use 10-15 gotas de cola quente espalhada pela folha e pressione-a contra a malha para colar a folha. Usamos cola quente, pois pode ser facilmente removida com um simples puxão para qualquer reparo.

PS: Remover a folha de proteção de plástico da folha de acrílico é a parte mais satisfatória da construção.

Placa traseira (opcional)

Se você quiser que o verso da matriz seja um pouco mais elegante, você pode cortar um pedaço de acrílico preto de 6 mm que tem as mesmas dimensões da folha do difusor e colá-lo na parte de trás da matriz usando um pouco de cola quente

Finalizado

Agora você deve ter uma matriz de LED totalmente funcional que parece boa durante o dia e incrível à noite. Agradeço sinceramente se você chegou até aqui. Como este é o meu primeiro instrutível, há muitas coisas a serem melhoradas, especialmente as fotos que tirei não foram as melhores, que definitivamente tentarei melhorar no futuro instructables (PS: A câmera do meu telefone não faz jus a esta tela já que parece muito mais legal na vida real). Se você estava construindo junto, espero que tenha gostado da construção e se divertido. Melhorias são muito bem-vindas e mal posso esperar para ver o que vocês podem melhorar e fazer de diferente ^ _ ^