Projet du week-end : Construire un écran pixel LED géant
J’adore les pixels LED : lumineux, faciles à contrôler, bon marché et polyvalents. Mon dernier projet était un rétroéclairage Ambilight TV, mais dans l’ensemble, je suis tombé amoureux de l’éclairage intelligent. Aujourd’hui, nous allons les transformer en grands écrans à pixels qui peuvent être accrochés au mur d’un bureau ; soit pour servir un but utile, soit simplement pour être vraiment jolis.
Il s’agit d’un projet relativement simple qui ne prend que du temps à construire, mais qui peut être un peu fastidieux lorsqu’il s’agit de connecter les chaînes LED. L’idée de base est de disposer des bandes de pixels LED dans un motif semblable à un serpent à l’arrière du cadre. L’avant sera givré pour aider à diffuser la lumière.
À partir de là, il s’agit principalement de savoir quel logiciel utiliser, en fonction de vos besoins – je vais vous faire démarrer avec du code de démonstration et des pointeurs, puis revoir l’angle du logiciel dans un futur article alors que nous découvrons comment extraire des informations telles que car les notifications et les cours des actions sont affichés.
Étape 0 : Vous aurez besoin
- Bandes de pixels LED de 10 m (vendues en deux bobines de 5 m) – J’ai utilisé des WS2812B parce qu’elles sont bon marché. Si vous souhaitez une résolution plus élevée, vous pouvez également acheter des bandes à double densité pour 60 LED/mètre.
- Alimentation 5V 10A. Le modèle que j’utilise nécessite une entrée 240V AC sur certaines bornes à vis. Si vous avez besoin d’une sécurité totale, achetez un modèle fermé.
- Arduino UNO.
- Beaucoup de longueurs de fil épais ; j’ai utilisé des chutes d’un ancien bloc d’alimentation d’ordinateur.
- Cadre photo profond IKEA RIBBA, 50 cm x 50 cm.
- Spray dépoli verre et peinture blanche.
Faire une vidéo du jour
Le coût total devrait être inférieur à 100 $. En termes d’outils, vous aurez également besoin de :
- Fer à souder et soudure
- pistolet à colle chaude
- couteau ou ciseaux
- Éplucheur
Assurez-vous de lire d’abord notre guide du débutant sur les compétences en électronique !
Étape 1 : Faites le calcul
Si vous avez acheté le même cadre photo IKEA de 50 cm x 50 cm et la même chaîne de LED que moi, vous devriez pouvoir installer 15 chaînes de 15 LED. Cependant, rien ne vous empêche d’utiliser des cadres de tailles différentes.Chaque LED est distante d’environ un pouce, donc je vise à ce que les pixels sur l’écran soient d’environ pouces carrés – oui, c’est tout 1 pppPas exactement les graphismes Retina.
Faites le calcul et tracez des lignes directrices sur le support du cadre. Mesuré deux fois et revérifié : j’ai dû laisser une petite différence entre les lignes, car quand il a tout collé, j’ai réalisé que je ne pouvais installer que 14 brins de 15 LED. Dans tous les cas, le logiciel est facile à régler pour différents nombres de pixels avec différentes longueurs de lignes et différents nombres de lignes. Allez-y et coupez vos LED à la longueur appropriée. Malheureusement, j’ai trouvé que 15 pixels par partage coïncidaient exactement avec les joints de soudure sur l’une de mes bobines, j’ai donc dû les dessouder. Du côté positif, au moins ceux-ci sont pré-soudés.
Étape 2 : Verre dépoli
Pour aider à disperser la lumière des LED, j’ai décidé d’utiliser un spray de glaçage de base sur les côtés. Faites-le à l’extérieur, car les vapeurs sont dangereuses, et essayez de pulvériser aussi uniformément que possible. Le glaçage est très résistant à l’usure lorsqu’il sèche, mais vous devez d’abord assurer une couche uniforme et éviter à tout prix les rayures.
Vaporisez également l’arrière du cadre en blanc lorsque vous êtes à l’extérieur – cela reflétera la lumière des LED à l’arrière. Nous n’utiliserons pas de papier photo en carton blanc. Coupez l’un des coins des fils d’alimentation et de signal.
Étape 3 : Connectez les LED à la carte
Utilisez de la colle forte ou de la super colle. J’ai essayé d’utiliser du ruban adhésif double face, mais j’ai trouvé qu’il glissait après quelques semaines ; les pistolets à colle chaude sont pires lorsque les deux côtés ne sont pas poreux. Si vous avez acheté les harnais dans un étui en caoutchouc, le positionnement exact ne devrait pas trop importer – ils peuvent s’y déplacer librement pour les repositionner.
N’oubliez pas que le signal serpentera du début à la fin et que chaque ligne de signal a une direction spécifique. Pointez une flèche vers la droite, puis placez la chaîne suivante vers la gauche et répétez. Vérifiez bien avant de les coller !
Étape 4 : soudure
La connexion de chaque fil nécessite 3 fils de longueurs légèrement différentes. Dans chaque cas, vous connecterez les deux pads intérieurs avec le fil le plus court ; puis les deux du milieu ; puis les deux extérieurs avec la longueur la plus longue. Les pads internes alterneront entre la ligne + 5V et la ligne GND, selon le côté du cadre sur lequel vous travaillez actuellement.
Assurez-vous que les pastilles et les fils sont pré-soudés. C’est la partie du projet qui prend le plus de temps, mais il est essentiel que vous ne vous précipitiez pas et que vous ne vérifiiez pas que vous connectez les bons fils !
Étape 5 : Protégez tous les brins
Enfin, si vous avez utilisé des fils d’alimentation et d’entrée attachés à vos brins, vous constaterez peut-être qu’un mouvement constant sur la carte a retiré le premier brin. J’ai décidé de percer deux petits trous et d’enfiler les serre-câbles blancs pour fixer cette pièce. Si vous rencontrez des difficultés pour vous procurer de la super colle, vous pouvez envisager cette méthode pour sécuriser tous les brins aux deux extrémités.
Étape 6 Test de câblage
Le câblage est simple : la broche 6 de l’Arduino est utilisée comme broche de signal pour contrôler la LED ; tandis que l’alimentation 5 V allant à la LED doit provenir directement d’une alimentation externe. Connectez un fil de terre commun entre le fil torsadé, l’Arduino et l’alimentation. N’essayez pas d’alimenter le fil torsadé directement à partir de l’Arduino, ou de connecter l’alimentation 5V directement à l’Arduino lorsque l’USB est connecté (car il téléchargera le code de test).
Téléchargez la bibliothèque Adafruit NeoPixel et ajoutez-la à votre dossier de bibliothèque Arduino, puis démarrez l’Arduino. Effectuez un test de brin initial à l’aide de l’exemple de code de test de brin fourni avec la bibliothèque. Ajustez le nombre de LED que vous avez dans le premier paramètre de la ligne suivante (changez 60 en combien):
Bande Adafruit_NeoPixel = Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Si l’animation s’arrête à une certaine ligne, débranchez immédiatement et vérifiez le câblage. Soit vous vous trompez de chemin, soit les fils sont croisés, soit vous avez accidentellement soudé +5V à GND.
Étape 7 : Mettre dans le cadre
Comme j’utilisais une rainure plus profonde que ne le permettait la conception du cadre, j’ai d’abord utilisé un pistolet à colle chaude pour sceller le verre au cadre. J’ai ensuite ajouté de courtes bandes de caoutchouc autour des bords extérieurs du cadre pour créer la profondeur souhaitée avant de remettre les LED en place. Après le test final des LED, j’ai de nouveau utilisé le pistolet à colle chaude pour sceller tout en place.
Vous pouvez également couper une petite encoche dans le coin du cadre pour accueillir des câbles épais.
C’est tout en termes de construction de l’affichage réel, bien que vous puissiez éventuellement masquer l’alimentation et Arduino dans la boîte de projet. Le reste est logiciel.
Gladiateur
Mise à jour : Malheureusement, le site Web hébergeant le logiciel Glediator semble être hors ligne depuis un certain temps. Si vous savez où trouver une copie du firmware et du logiciel PC, faites-le nous savoir dans les commentaires afin que nous puissions mettre à jour ce guide.
Pour les fêtes ou une utilisation dans un club professionnel, le Glediator de SolderLab.de est le roi du contrôle matriciel LED, capable de piloter jusqu’à 512 WS2812/NeoPixels à 24 images par seconde. Il vous permet de créer des mélanges d’animations LED en direct ou préenregistrées, et même d’ajouter des GIF (oui, je vous regarde Nyan Cat) ; tout comme le logiciel DJ, comprend un fader pour se fondre en douceur entre les animations.
Pour commencer avec Glediator, chargez ce firmware sur votre Arduino UNO et assurez-vous que le fil de signal est sur la broche 6. N’oubliez pas d’ajuster la variable représentant le nombre de LED que vous avez.
Avec Glediator en cours d’exécution, ouvrez Options et modifiez taille de la matrice et production. Ajustement ordre des pixels Si votre mise en page est différente, il existe malheureusement peu de documentation pour cette étape, il s’agit donc principalement d’essais et d’erreurs. Si votre sortie ne correspond pas à ce qui est affiché à l’écran, essayez différents paramètres. HS_BL travaillé pour moi, je soupçonne que cela signifie « Hhorizontal sNack, commence bAutomatique jeEft ».
Glediator est une application de niveau professionnel, donc bien que je puisse la couvrir à l’avenir, pour l’instant je vous laisse explorer l’interface et jouer avec. Essayez de charger différentes animations à gauche et à droite, puis faites glisser le fader entre les deux ; ou vous trouverez une liste de lecture de séquences prêtes à l’emploi à l’extrême droite, comme indiqué dans la vidéo de démonstration ci-dessus.
Bibliothèques Adafruit NeoMatrix et GFX
Adafruit a créé une bibliothèque très utile pour travailler avec de telles matrices de pixels. La première s’appelle la bibliothèque Adafruit GFX et a été conçue à l’origine pour être utilisée avec des écrans TFT et LCD ; la bibliothèque NeoMatrix est une modification de celle-ci qui rend toutes les fonctionnalités disponibles pour la matrice LED NeoPixel. Une fois la matrice définie, cela ouvre un certain nombre de fonctions faciles à utiliser, telles que la sortie de texte ou l’affichage de graphiques de sprite bitmap.
Si vous réalisez votre projet exactement à ma manière, vous trouverez cet exemple de code utile. La partie la plus importante du code est ici :
Matrice Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix(XSIZE, YSIZE, PIN,
NEO_MATRIX_BOTTOM + NEO_MATRIX_LEFT +
NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_ZIGZAG,
NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Les premières lignes devraient être explicites.Les trois derniers informent la bibliothèque graphique de la mise en page – dans ce cas, mon premier pixel est à en bas à gauchequi est agencé en D’ACCORDligne après Zigzag modèle. Consultez la documentation de la bibliothèque si vous la ciblez différemment.
J’ai défini quelques sprites dans le code (bien qu’en utilisant uniquement des visages souriants).Pour créer votre propre sprite, vous trouverez un Code img2 Téléchargement de l’application Java dans la bibliothèque GFX.
Dans les prochains articles, nous verrons comment utiliser cette bibliothèque pour afficher des informations utiles, telles que les cotations boursières ou les flux Twitter, mais pour l’instant, vous devriez pouvoir utiliser mon exemple de code et charger vos propres images.
C’est tout pour ce tutoriel. Vous avez créé un écran LED géant, il ne vous reste plus qu’à savoir quoi en faire. Envisagez de créer un mini nuage lumineux à partir de LED restantes.
Si vous êtes prêt à éclairer votre PC, voici comment vous pouvez le faire briller avec des LED programmables.
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