Medidor VU de matriz LED: 9 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

A inspiração para este projeto veio de um grande youtuber eletrônico GreatScott, onde ele criou uma matriz de LEDs com 100 LEDs. Eu realmente queria recriar este projeto, então criei uma matriz com o dobro do número de LEDs.

Além disso, adoro a aparência da música exibida com cores, seja um órgão colorido ou um medidor de vídeo. Então eu sabia que iria de alguma forma programar a matriz para fazer um desses efeitos.

O projeto será feito nestas etapas:

1. Reunindo todos os materiais e ferramentas
2. Preparando a Tabela
3. Montagem dos LEDs
4. Fazendo a grade de espuma quadrada
5. Bordas acrílicas preparadas e painel frontal
6. Fazendo a placa de controle
7. Fazendo os Suportes de Alumínio
8. Montando tudo junto
9. Carregando o esboço e testando

Etapa 1: Reúna os materiais / ferramentas necessários:

Para construir a matriz de LED, você precisará dos seguintes materiais:

• Faixa LED endereçável 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - Equalizador de som de 7 bandas
• Fonte de alimentação 5V (PSU do computador)
• Componentes eletrônicos (capacitores, resistores, protótipo de PCB, …)
• Placa traseira de MDF - 10 mm
• Vidro acrílico de acrílico branco difuso (3 mm)
• Vidro acrílico preto plexi (3 mm)
• Placa de espuma (3 mm)
• Perfil quadrado de plástico
• Perfil T de Alumínio
• Fio de cobre de núcleo sólido (22AWG) - fio UTP
• Fio de cobre de núcleo sólido (10AWG) - Fio de rede
• Parafusos de madeira pequenos
• Madeira / cola de alumínio e super-cola

Você também precisará das seguintes ferramentas:

• Equipamento de solda (ferro, solda, …)
• Cortadores de arame
• Jig serra
• Broca (e pequenos bits)
• Faca X-Acto
• Rebarbadora / cortadora
• Pistola de cola quente + bastões de cola
• Régua de 1m
• Tesoura

Etapa 2: Prepare a tabela:

Vamos começar este projeto fazendo a placa principal na qual colaremos os LEDs mais tarde. Para o material usei MDF (placa de fibra de densidade média) 10mm e isso porque eu o tinha espalhado e era perfeito porque era rígido, mas fácil de cortar.

Primeiro, desenhe a forma do retângulo na placa com uma régua e um lápis para que você tenha linhas de orientação para seguir ao cortar. O retângulo deve ter as seguintes dimensões: 65,5 cm x 32,5 cm. Você deve deixar o retângulo o mais quadrado possível para que as bordas de acrílico que criaremos posteriormente se encaixem.

A seguir, corte a forma com a ajuda de uma serra (ou serra manual). Faça os cortes mais retos possíveis.

Após o corte, limpe um pouco as bordas com uma lixa para que fiquem lisas e retas.

Agora use o ruller para desenhar uma grade que nos ajudará a colocar os LEDs na próxima etapa. Desenhe a primeira linha 16, 25 mm abaixo do topo do tabuleiro e, em seguida, desenhe linhas a cada 32,5 mm. A primeira coluna está a 16, 38 mm da esquerda da placa, cada coluna seguinte está a 32, 75 mm da última. Quando terminar, você deve ter 10 linhas e 20 colunas espaçadas uniformemente …

Etapa 3: Monte os LEDs:

Para este projeto, você precisará de 4 metros de LEDs endereçáveis individualmente que, no meu caso, vieram em 4 rolos de 60 LEDs por metro e isso me deu 240 LEDs (200 necessários).

Comece cortando todos os LEDs no pad onde ele deve ser cortado. Você pode usar uma tesoura ou alicate para cortá-los.

Em seguida, use um pouco de supercola sob cada LED e cole-os na grade que desenhamos na etapa anterior (onde as linhas se cruzam). Preste atenção às setas nos LEDs - elas precisam ser orientadas da mesma forma nessa linha. Em cada linha seguinte, a orientação será invertida para que tenhamos um caminho contínuo.

Agora vem a solda - muita solda:

Precisamos conectar todos os LEDs juntos da maneira certa. Pegue seu fino fio de cobre de núcleo sólido (no meu caso eu usei fios UPT) e comece a soldar todos os LEDs horizontais conectando GND -> GND, DO (saída de dados) -> DI (entrada de dados), 5V -> 5V. Quando você chegar ao final da linha, simplesmente conecte o último (DO) ao (DI) no LED que está abaixo na próxima linha.

Agora vamos fazer alguns orifícios véticos no centro para levar energia para os LEDs. Faça um orifício por LED nessa linha de modo que você tenha energia chegando a todas as linhas. Precisamos ter vários pontos de energia porque, de outra forma, haveria uma queda de tensão muito grande nos últimos LEDs. Agora coloque o fio de cobre grosso em cada orifício e solde ao pino de alimentação correspondente.

Vire a placa ao redor e conecte todos os fios de aterramento e + 5v que vêm através dos orifícios. Use o fio de cobre mais grosso. Também conecte dois fios isolados aos trilhos de alimentação - eles serão então conectados ao painel de controle.

A última coisa é fazer um furo no primeiro LED, passar um fio (este com o isolamento) e soldá-lo ao DI (entrada de dados) naquele primeiro LED.

Etapa 4: Faça a grade quadrada de espuma:

Nesta etapa estaremos fazendo a grade de espuma que atuará como uma barreira para que a luz seja refletida no acrílico difuso como um pixel para cada LED.

Pegue seu foamboard de 3 mm e corte dois conjuntos de tiras diferentes. Você precisará de 9 longos e 19 curtos.

Em seguida, você precisará cortar alguns arvoredos nas tiras que mais tarde serão usados para unir as tiras longas e curtas. Os pomares devem ter 3 mm de largura e 25 mm de comprimento. Na faixa longa deve haver 19 e nas curtas 9 ranhuras. Consulte Foam_Grid.pdf para obter instruções mais detalhadas.

Agora junte as tiras, coloque as curtas na vertical e as longas na horizontal.

Se você tiver o foamboard branco, precisará pintar toda a grade de preto para que a luz não passe para o próximo pixel.

Etapa 5: bordas acrílicas preparadas e painel frontal:

A luz proveniente do LED precisa ser difundida em um material semitransparente para obter uma forma de pixel quadrada. Para isso utilizaremos uma chapa acrílica branca de 3mm que recortaremos nas mesmas dimensões do nosso backboard: 65,5cm x 32,5cm. Essa será a nossa linha de frente.

Agora precisamos fazer as bordas que manterão as placas frontal e posterior juntas. Isso será feito em acrílico preto de 3 mm. No meu caso, eu não tinha nenhum acrílico em casa, então comprei as bordas de uma empresa e eles as cortaram a laser para combinar com o meu tamanho. Se você não tiver essa empresa / laser disponível, você terá que pegar o acrílico e cortar as peças à mão.

Você precisa ter duas peças de 66,3cm e duas de 32,3cm de comprimento, ambas com 3,8cm de largura.

Nas pontas, você precisa fazer cortes ranhurados para que as bordas fiquem bem juntas. Nas duas bordas longas você precisa fazer uma ranhura de 10 mm no centro e nas duas mais curtas você precisa fazer uma aba de 10 mm no centro. Você faz a aba cortando duas ranhuras nos lados opostos, onde criou uma ranhura na borda longa. Novamente, você tem o Borders.pdf para obter mais instruções.

Agora você precisa fazer alguns furos para aparafusar as bordas da placa posterior mais tarde. Faça furos de 3 mm a 5 mm da extremidade (de modo que o parafuso vá para o centro da tabela). Faça 3 furos nas bordas curtas e 4 furos nas longas. Espace-os uniformemente.

A última coisa é preparar os perfis quadrados de plástico que irão unir as bordas com o painel frontal e também dar à matriz uma moldura bonita. Corte dois pedaços de 66,5cm e dois de 32,5cm. Agora corte um ângulo de 45 ° em cada borda para que as engaste mais tarde se encaixem perfeitamente.

Etapa 6: Faça a Placa do Controlador:

O microcontrolador principal para acionar os LEDs será um Arduino NANO. Visto que queremos que nossa matriz exiba um Vu-meter, precisamos de alguma forma obter o sinal de áudio para o controlador. Para isso usaremos um IC - MSGEQ7 - que é um equalizador gráfico de áudio de 7 bandas.

Existem algumas maneiras diferentes de fazer a placa controladora:

1. Faça o circuito em uma placa de ensaio (sem necessidade de solda)
2. Faça o circuito em uma placa de protótipo
3. Faça seu próprio PCB gravando-o
4. Peça seu PCB de um fabricante

Eu fiz minha placa em um protótipo de placa e vou incluir o esquema e o arquivo da placa para que você possa escolher como deseja criar sua placa.

Aqui está um bom Instructalbe se você quiser gravar sua própria placa: Gravura PCB

Etapa 7: Faça os suportes de alumínio:

Para que nossa matriz funcione por conta própria, precisamos fazer algo para que ela a suporte e não caia. É um design simples, mas dá conta do recado.

Pegue seu perfil de alumínio em forma de T e corte dois pedaços de 30 cm.

Agora faça uma ranhura em V a 10 cm de uma das extremidades.

Dobre o perfil 90 ° onde está a ranhura em V e os suportes são feitos.

Também adicionei um parafuso e uma porca para maior rigidez.

Etapa 8: Monte tudo junto:

Agora temos todas as partes da matriz prontas para serem colocadas juntas

Comece juntando as bordas com o front-board. Usaremos os perfis quadrados de plástico que preparamos anteriormente. Use cola quente para colar os 3 componentes juntos (borda - perfil quadrado - painel frontal).

Agora alinhe tudo junto e use uma broca muito pequena para fazer os orifícios-piloto. Agora podemos aparafusar tudo usando parafusos de madeira.

Vamos colar os suportes de alumínio usando um pouco de cola de alumínio / madeira. Alinhe os dois a 10 cm da borda.

Agora podemos aparafusar a placa controladora e conectar as últimas coisas. O fio que soldamos à entrada de dados do primeiro LED vai para o terminal na placa que diz "OUT".

Agora precisamos conectar todos os aterramentos e os + 5v juntos usando um fio de cobre mais grosso. Solde dois fios isolados ao terra e + 5v e conecte-os aos pinos correspondentes na placa de controle. Eu também adicionei um capacitor de 470uF para suavizar um pouco a tensão.

A última coisa é conectar a alimentação da fonte de alimentação (aterramento e + 5v dc).

Etapa 9: Faça upload do esboço e teste:

Agora estamos prontos para o teste

Carregue o esboço que incluí e conecte um cabo de áudio aos pinos de áudio. Conecte a fonte de alimentação e toque um pouco de música. O Vu-meter deve começar a ser exibido.