18 posts in this topic

Если Вам понадобился собственный большой экран, а денег на покупку дорогостоящего аппарата нет, либо Вы просто хотите спроектировать что-то новенькое, то эта статья для Вас. Здесь рассказывается о том, как сделать LED экран из светодиодных полосок и микроконтроллера. Дисплей можно сделать как для внутренних помещений, так и для внешнего использования. Его можно сделать гибким или фиксированным, для машины, сцены, или же как рекламное табло. Все зависит от того, для чего Вам нужен этот экран.
Вот то, что Вы будете иметь на выходе.
Светодиодный экран своими руками.jpgРекламный светодиодный экран своими руками.jpg

То, каким получится ваше собственное электронное табло. Как Вы можете увидеть на картинки ниже экран можно складывать, что повышает количество сфер применения.

Светодиодный экран своими руками 3.jpg

Прежде всего для изготовления подобного экрана стоит запастись следующими материалами:

Собственно, сами диодные ленты;
Пластиковые держатели для диодных лент с прижимной головкой;

Светодиодный экран своими руками 4.jpg

Шуруповерт и шурупы;
Сантиметр;
Панели, покрытые алюминием, для размещения на них светодиодных элементов размером 1000х1000 мм

Светодиодный экран своими руками 5.jpg

Крепежные элементы;
Три блока питания: два по 35А, один на 40А;
Микроконтроллер.

Первым пунктом нужно покрасить рабочую поверхность в тот цвет, который хотите. Предпочтительным является черный, так как с ним экран будет смотреть гармоничнее и изображение будет выглядеть контрастнее.
Для покраски выбирается специальная цветная пленка и клеится жидким клеем к поверхности. 

Светодиодный экран своими руками 6.jpg

После того, как Вы наклеили пленку на поверхность, обрежьте лишние куски по краям так, чтобы материал не свисал.

Светодиодный экран своими руками 7.jpg

Необходимо наклеить две прямых полоски на рабочую поверхность. 

Светодиодный экран своими руками 8.jpg

Далее, вдоль этих полосок линейкой сделать засечки по 30 мм каждая. Отрезок соответствует расстоянию между светодиодами в ленте.

Светодиодный экран своими руками 9.jpg

Учтите, что первая отметка находится на расстоянии 15 мм. 

Установите пластиковые крепления на тех засечках, которые Вы сделали ранее. Будьте предельно осторожны и внимательны, так как расположение диодов будет очень важно при дальнейшем визуальном виде цельной картинки.

Светодиодный экран своими руками 10.jpg

После того, как Вы разместите 3-5 креплений, стоит проверить ход монтирования, установив диодные ленты. Это нужно для того, чтобы убедиться, что элементы сидят ровно и не мешают друг другу. Если все в порядке, то смело продолжайте.

Разместив все крепления, устанавливайте все диодные лампы. Клейкие ленты можно использовать и для второй поверхности, просто переклеив их. Проделайте тоже самое и на второй панели.

Светодиодный экран своими руками 11.jpg

Следующий шаг: переверните обе поверхности, плотно закрепите и обрежьте выпирающие болты.

Светодиодный экран своими руками 12.jpg

После того, как Вы выполнили предыдущий шаг, возьмите металлические уголки. Размещать их нужно на расстоянии 20мм от крепления для светодиодов. Сперва просверлить нужно отверстия 3-х миллиметровым сверлом, а затем 6-ти миллиметровым. Вставить болты и прикрутить уголки гайками.

Светодиодный экран своими руками 13.jpgСветодиодный экран своими руками 14.jpg

После того, как Вы получили готовый макет для экрана, закрепите все светодиодные ленты в креплениях, а затем соедините провода между собой следующим образом.

Друг с другом нужно соединить трубки начиная со второй. Следующие две за ними оставляем и пока не трогаем.

То есть 2-ю и 3-ю соединяем, 4-ю и 5-ю оставляем. Далее 6-ю и 7-ю соединяем, 8-ю и 9-ю не трогаем.

Светодиодный экран своими руками 15.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
После этого кусачками обрежьте лишнюю проводку, чтобы она не была сильно длинной и соедините соседние трубки по соответствующим друг другу цветам с помощью специальных коннектеров. Зеленый с зеленым, синий с синим и так далее.

Led экран своими руками_1.jpg

Кроме того, подключаем провода для обеспечения питания. На фото они красного и черного цвета.

Led экран своими руками_2.jpg

Таким образом соедините все пары проводов, которые оставляли свободными.

Переходим к другой части ламп, соединяем тубки 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6... В итоге должно получится последовательное соединение ламп с отдельной подводкой питания.

После окончательного соединения и тестирования, рекомендуется выполнить проверку подключения проводов. Для этого соедините землю и +5В с источником питания и посмотрите работает ли все корректно.

Если все соединения Вы сделали правильно, то перед Вами будет примерно такое:

Led экран своими руками_4.jpg

Когда Вы обнаружите, что с соединением проводов все в норме, то смело переходите далее к финальной сборке, пайке и тестированию.

Led экран своими руками_3.jpg

Теперь речь пойдет о питании. Понадобится три источника. Мы берем 2 по 35А и один с силой тока на выходе 40А. Подобрать питание очень важно, так как экран может не работать полностью или работать некорректно, если ему не будет хватать энергии.

На специально подобранную алюминиевую панель, размером 250х400 мм, разместите три источника питания и, собственно, сам микроконтроллер.

Led экран своими руками_5.jpg

Размещайте элементы только с помощью клеевых лент типа 3М вдоль боковых стенок и точек с жидким клеем сверху и снизу, чтобы в дальнейшем легко деинсталлировать ненужные элементы или заменить их на более новые. 

Прежде чем крепить панель нужно соединить между собой разъемы L и N всех трех блоков питания. После этого управляющий блок крепится на заднюю стенку экрана.

Led экран своими руками_6.jpg

Панель висит на двух болтах и закреплена гайками так, что Вы легко можете демонтировать ее для удобства работы и изменения. Однако, помните, что Вы делаете все на свой страх и риск.

После соберите все провода, отсортируйте и свяжите специальными скрепками. Скопления проводов возле соединений от двух светодиодных полосок закрепляются специальными стяжками и крепятся к главной панели с помощью специального крепления.

Led экран своими руками_7.jpg

Провод от первой лампы подключается к микроконтроллеру. Не стесняйтесь обрезать лишние куски провода, чтобы не создавалось нагромождения и лишнего мусора.

Вот, собственно, и все подключение проводов и элементов. Дальше уже в ход идет Ваша фантазия и выдумка. Подача изображения на экран происходит через микроконтроллер, однако есть возможность передачи аудио, видео и текстовых файлов через персональный компьютер. Но это уже суть другой статьи.

В результате выполненных действий Вы получили полноценный монитор, который воспроизводит аудио и видео файлы, управляется простым микроконтроллером (простым, естественно для тех, кто разбирается хоть немного в азах программирования) и состоит из обычных полосок со светодиодными лентами. Очень экономный и выгодный вариант, если Вам нужен большой экран. К тому же, это замечательный опыт в проектировании и работе с электрооборудованием.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не уточните, какая разрешающая способность такого экрана?

Это специализированный микроконтроллерный блок? Поскольку ваше устройство больше напоминает специальный логический контроллер а не простой микроконтроллер.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вариаций исполнения рекламного LED экрана может быть множество. Разрешающая способность: 1024x768, 1280x720, 1280x960, 1280x1024, 1360x765, 1360x1020, 1600x900, 1600x1200.

Используется мастер контроллер, который синхронизирует работу других контроллеров, они уже в свою очередь подключаются к светодиодам.

Посмотреть контроллер и схемы можно тут http://www.aliexpress.com/store/product/DVI-HDMI-video-controller-screen-controller-used-to-control-big-screens-output-video-from-devices-with/1487659_32319470217.html

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Другой пример использования и монтажа диодных экранов

Светодиодный экран (2).jpgСветодиодный экран.jpg

И самый необычный, что я встречал! Установка на mini cooper

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо, но реально пересмотрев весь процесс создания снова понимаю, что самостоятельно создать светодиодный экран будет не легко любому мастеру.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Михаил Молотов

Куда легче установка статичного яркого изображения просто со светодиодной подсветкой. По эксплуатации обойдется в копейки и в темное время суток отлично привлекает внимание.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Светодиодный экран своими руками на основе управляемой светодиодной ленты
Этот проект основывается на применении управляемой светодиодной ленты, использовалось 24 отрезка светодиодных лент на чипах LPD8806 длиною 0,5 метра по 24 пикселя каждая. Полосы очень точно раскладываются и приклеиваются на прозрачном листе оргстекла (требуется максимальная точность расположения светодиодов для создания почти идеально ровной матрицы 24х24). Светодиодная полоски соединяются между собой последовательно (от первой к последней), так как управление экраном будет производиться на основе того, что это одна длинная светодиодная лента.
светодиодный экран своими руками.pngуправляемая светодиодная лента.jpg

После создания матрицы, ко всем светодиодам подводятся провода по питанию, таким образом,  создавая общую шину питания мощностью 34А (5V) для питания 576 пикселей матрицы. Для физической реализации силовой шины были использованы медные силовые ленты. 

медная лента.jpg

https://www.aliexpress.com/item/New-6-x-20m-Single-Face-Adhesive-Electric-Conduction-Copper-Foil-Tape-EMI-Shielding-Guitar-Slug/32636577780.html

Они имеют большое сечение проводника и имеют малогабаритное исполнение. Но все же, одной ленты не достаточно, для питания всех светодиодов. Поэтому медные шины были расположены с двух сторон светодиодного экрана. Таким образом,  к этим шинам были припаяны все питающие провода от всех светодиодных лент. Это позволило уменьшить количество проводов используемых в проекте и сделать его более эстетичным. Силовые линии подключаются к источнику питания постоянного напряжения 5V, обеспечивающим номинальную мощность 40А.

управляемая светодиодная лента 1.jpgуправляемая светодиодная лента 2.jpgуправляемая светодиодная лента 3.jpgуправляемая светодиодная лента  ws.jpg

После того, как питающие провода всех светодиодов были припаяны к медным шинам, необходимо спаять вместе все светодиодные ленты по шине данных. Это достаточно долгий и утомительный процесс, поэтому запаситесь терпением и временем.

управляемая светодиодная лента 4.jpgуправляемая светодиодная лента 5.jpg

Собственно, на этом процесс изготовления экрана заканчивается. Для придания внешнего вида, экран был помещен в деревянную раму с еще одним защитным стеклом. Силовая и шина данных были выведены на заднюю стенку экрана с достаточным запасом провода.

Для преобразования уровня напряжения управления сдвигом и синхронизации был использован конвертер 4-channel I2C-safe Bi-directional Logic Level Converter - BSS138

контроллер для управляемой светодиодной ленты.png

Для программирования анимации и изображения на экран могут быть использованы контроллеры Arduino, Raspberry Pi, Beagle Bone, или другие. В представленном ниже видео, данные изображения поступают сразу с порта SPI Raspberry Pi Model B с использованием новой библиотеки  RPi-LPD8806. https://github.com/adammhaile/RPi-LPD8806

 

На этом собственно все. Успехов вам в реализации ваших проектов!

Источник: blog.adafruit

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще один вариант реализации гибкого светодиодного экрана, LED баннера показан в этом видео.
 

В качестве основы для экрана используется материал для изготовления баннеров подходящего размера. На подготовленную разглаженную поверхность, для простоты монтажа, наклеивается специальная трафаретная сетка, на которой четко отмечены полосы для наклеивания светодиодных лент на основе адресных светодиодов WS2811.

Светодиодные пиксели, лента ws2811 - изготовление LED экранов, баннеров.jpg
Светодиодные пиксели, лента ws2811 - изготовление LED экранов, баннеров_2.jpg
 
В этом проекте используется трансмиттер «Realtime controller & SD card integrated option LED Live control», который может управлять до 300 000 пикселей при подключении к компьютеру и до 30 000 пикселей при отсутствии подключения. Может передавать на каждый светодиод до 65536 оттенков, имеет восемь выходных каналов (512х1024 пикселя каждый). Также в проект входит четыре блока питания, множество разъемов для соединения светодиодов, и огромное количество светодиодных лент.
 
Управление-контроллер пикселями, лентой ws2811 - изготовление LED экранов, баннеров.jpg
светодиодные пиксели×шаг пикселя экрана×пиксели rgb×светодиодная лента×светодиодный экран×ws2811×ws2811 лента×ws2811 управление×светодиодная лента ws2811×led баннер.jpg
 
Светодиодные ленты соединяются при помощи специальных разъемов, при этом отдельно выводятся провода для питания, затем они наклеиваются полосками по шаблону. В итоге получается ровная матрица, которую можно будет свернуть в рулон. Матрица разделена на несколько сегментов, каждый из которых подключается к своему выходу на трансмиттере и своему блоку питания.
 
Управление-контроллер пикселями, лентой ws2811 - изготовление LED экранов, баннеров_2.jpg

После окончательной сборки, трансмиттер подключается к компьютеру по каналу Ethernet. Дальнейшая настройка происходит при помощи специализированного программного обеспечения. После окончания всех настроек, на трансмиттер просто передается потоковое видео в режиме реального времени, которое он уже выводит на светодиодный экран. Видео или изображения, также могут быть записаны на SD-карту, что позволяет обойтись вовсе без подключения к компьютеру.

светодиодные пиксели×шаг пикселя экрана×пиксели rgb×светодиодная лента×светодиодный экран×ws2811×ws2811 лента×ws2811 управление×светодиодная лента ws2811×led баннер.jpg
Светодиодные пиксели ws2811.jpg
Светодиодные лента ws2811.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Светодиодный дисплей на RGB светодиодах  WS2812

Однажды, к нам пришла идея создать светодиодный дисплей с разрешением 24 х 48 пикселей и физическим размером 122 х 244 см. Но в начале, мы даже и представить себе не могли, с какими проблемами нам придется столкнуться. Во-первых, нет светодиодных лент с такой плотностью светодиодов (6 пикселей на 30,5 см, на момент реализации проекта). Во-вторых, проблема транспортировки такого большого экрана, в итоге нам понадобился небольшой грузовой автомобиль.

После долгих размышлений, нами было решено остановиться на размере дисплея 100 х 200 см, это было сделано ввиду упрощения математических вычислений. Но, даже при этих размерах, оставалась проблема с плотностью размещения светодиодов.  Было решено использовать точечные RGB светодиоды WS2812, они приходят в комплектации 50 штук на одну строку, тем более  что они дешевле, чем некоторые подходящие светодиодные ленты. Поэтому в итоге мы решили сделать разрешение нашего экрана 25 х 50 пикселей (это упрощает сборку, так как у нас будет 25 полных строк). В общем, выбор был сделан, и мы заказали светодиоды у нашего друга из Китая.

Изготовление дисплея

Первым делом, мы подобрали подходящий лист фанеры толщиной 10мм с размерами 100 х 200см. Затем расчертили на нем сетку, с размером квадрата 40 х 40 мм.

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_2.jpg

Затем просверлили 1250 отверстий диаметром 1,27см по центру каждого квадратика. Для ускорения процесса, мы изготовили специальное приспособление в виде палки с просверленными отверстиями, которую надо просто передвигать на следующую строку.

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_3.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_4.jpg

После долгого процесса сверления отверстий, мы изготовили деревянный каркас (короб) для установки нашего основания для монтажа светодиодов. Лист с установленными светодиодами, нужно утопить внутрь рамы, относительно верхней плоской поверхности, на 25мм. Это расстояние в дальнейшем понадобиться для установки решетки для разделения пикселей. 

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_5.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_6.jpg

Примечание: Не просверленная область в нижней части панели для монтажа светодиодов, нам понадобится для установки различных блоков управления, и блоков питания. 

Кстати, говоря, об источниках питания ….

1250 светодиодов потребляют огромный ток! Из расчета того, что номинальный потребляемый ток одним светодиодом составляет 60мА, то общий ток всей сборки из 1250 светодиодов составит огромную величину равную 75 Амперам! Так как напряжение питания светодиодов составляет 5V, то общая потребляемая мощность будет сравнительно не большая, всего 375 Ватт.  Но дело в том, что сила тока в 75А расплавит провода. Поэтому мы решили использовать два источника питания с напряжением 5V, 40А. Для подключения светодиодных строк к источникам питания, мы использовали 8 медных шин сечением 3 х 6,5 мм, с просверленными отверстиями для подсоединения питания к светодиодам при помощи винтов. 

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_7.jpg

Шины были установлены сверху и снизу при помощи напечатанных 3D скоб. Но сначала надо установить светодиоды в отверстия.

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_8.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_9.jpg

За несколько вечеров, мы установили все светодиоды в свои отверстия. Для того чтобы они не болтались в отверстиях, мы их фиксировали при помощи пистолета с горячим клеем. В процессе сборки, мы решили разделить общий экран на два небольших размером 25х25 пикселей, располагающихся сверху и снизу. Это значительно упростило подключение светодиодов к шинам питания, тем более что мы решили использовать два отдельных источника питания. Да и в дальнейшем это упростило программирование контролера для нашего экрана.  К тому же, мы добавили, как вы видите на изображении ниже, два электролитических конденсатора 1000 uF/16V к шинам питания на каждый блок питания. Это было сделано для того, чтобы плавно поддерживать мощность источника питания. Особенно это важно при резком изменении контраста, когда в один момент кадр является очень темным и тут же загорается очень ярким цветом, это вызывает большой скачок энергии.

Каждая из светодиодных строк, была подключена к шинам питания при помощи винта М3 (такие винты обычно используются для крепления жестких дисков в компьютере). При помощи горячего клея, мы сделали дополнительную фиксацию винтов.

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_10.jpg

Последние две детали – это разделители пикселей и вариант их установки. Мы могли бы оставить пиксели без разделителей, но тогда бы все цвета сливались, и это было бы не красиво для этого дисплея. Первоначально мы планировали изготовить разделители при помощи лазерной резки, но это оказалось проблематично, достаточно дорого и неудобно для монтажа. Можно было бы изготовить разделители из картонной бумаги, но они очень плохо держатся на поверхности экрана, поэтому от этого варианта мы тоже отказались. 

В итоге, мы решили изготовить разделители из листов пенопласта толщиной 3 мм. Нам удалось приобрести листы размером 76 х 100 см, которые  мы смогли нарезать полосками шириной 25 мм (это высота над поверхностью листа фанеры со светодиодами).  Мы заранее напечатали на 3D принтере  специальные зажимные приспособления. В полосках из пенопласта прорезали пазы при помощи пилы с подходящей толщиной ножовочного полотна (в нашем случае 3 мм) с интервалом 40 мм. Затем при помощи зажимных приспособлений, собрали две решетки из пенопласта (25 х 25 квадратов) и вставили их в наш светодиодный экран. Крепление к экрану сделали при помощи скобок.

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_11.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_12.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_13.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_14.jpg

Последним этапом стало изготовление лицевого экрана. Первоначально мы планировали использовать большой лист из белого полупрозрачного акрилового листа. Оказалось …. очень дорого! Это привело к гораздо более дешевому и творческому решению – мы использовали большие белые простыни! Для получения требуемого  эффекта, нам пришлось использовать двойной слой из двух простыней. Обернув полностью наш экран,  мы сильно натянули ткань на лицевой стороне и при помощи мебельного степлера со скобами надежно зафиксировали ткань с задней стороны нашего экрана, концы простыней с задней стороны сшили вместе. При необходимости, можно сделать фиксацию ткани с торцов боковых  сторон. В итоге, мы получили требуемый эффект, вместо точки света, нам был виден только квадрат со светом.

После завершения эффект выглядел великолепно!

Светодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_15.jpgСветодиодные пиксели, цифровая светодиодная лента_16.jpg

На этом все! В заключение можно добавить, что проект работает под управлением контроллера Raspberry Pi 2 совместно с библиотеками:

Источник: maniacallabs

Share this post


Link to post
Share on other sites

Светодиодный видео экран на выставке Maker Faire 2014: Разработка и концепция

На выставке Maker Faire в городе San Mateo,  компания Freescale представила большую светодиодную видео панель,  содержащую 4320 светодиодов.  Управление панелью производится при помощи маленького микроконтроллера Teensy 3.1 и интерфейсного контроллера Cortex-M4 от компании Freescale Kinetis K20.

цифровая светодиодная лента_1.jpgцифровая светодиодная лента_2.jpgцифровая светодиодная лента_3.jpg

Компоненты, которые использовались при создании видео панели

Светодиодная лента:

цифровая светодиодная лента_4.png

В качестве светодиодных элементов, используется светодиодная лента на базе индивидуально адресуемых микрочипов WS2812B с плотностью светодиодов 60 штук на метр.  Что позволяет индивидуально контролировать интенсивность красного, зеленого и синего цвета для каждого светодиода.

Светодиодные полосы используют 3 провода, 2 для питания и один для линии данных. Каждый светодиодный отрезок,  имеет контакт входа данных (DI) и выхода  данных (DO), что позволяет передавать данные по всей длине полосы.

цифровая светодиодная лента_5.png

Внутри каждого светодиода WS2812B содержаться отдельные кристалы,  которые  обеспечивают  красное, зеленое или синее свечение.

цифровая светодиодная лента_6.png

Светодиодные ленты WS2812B являются наименее дорогими, по сравнению с другими адресными светодиодными лентами. Их достаточно легко приобрести у многочисленных китайских продавцов на AliExpress или DHgate.

При использовании одной линии для передачи данных к светодиодам, возникают некоторые технические проблемы в связи с особым форматом передаваемого сигнала. Особенно это заметно при использовании больших светодиодных массивов. Эти проблемы мы осудим позже.

Нами были использованы светодиодные ленты, которые намотаны в катушки по 4 метра. Поэтому для построения светодиодного дисплея содержащего 4320 светодиодов, мы использовали 18 четырех метровых катушек. От светодиодных лент по 4 метра, были отрезаны две секции по 1,5 метра, а из оставшихся секций по одному метру, были спаяны остальные недостающие секции. В общей сложности, у нас получилось 48 секций по 1,5 метра (по 90 светодиодов). Таким образом, разрешение нашего экрана составило 48 х 90 пикселей.

Источники питания:

Каждый светодиод потребляет примерно 0,25 Ватт при максимальном ярком белом свечении, который получается при смешивании цветов красный, зеленый и синий. Когда все 4320 светодиодов загорятся вместе, то максимальная мощность светодиодного экрана  составит примерно 1000 Ватт!

Для обеспечения такой мощности, были использованы шесть блоков питания по 200W. (Можно было использовать и более мощные, но они уже идут с куллером, что создает ненужным нам шум). Блоки питания крепятся к алюминиевым листам, отодвинутых от фанерного основания на  4 см, чтобы они могли охлаждаться потоком воздуха за счет естественной конвекции.

цифровая светодиодная лента_7.png

Каждый источник питания может обеспечить 40А тока при 5V напряжения. Когда все светодиоды включены, общее потребление тока составляет примерно 200 Ампер. Чтобы провода могли выдержать такой большой ток, каждая светодиодная лента соединена с питанием отдельно,  парой проводов сечением 0,5 мм2,  с обоих концов. Подготовка и пайка 192 проводов, заняла довольно много рабочего времени.

Конструкция:

Физическое изготовление такого большого светодиодного дисплея требует очень много времени, все действия достаточно просты, но их выполнение требует аккуратности. Как оказалось,  подготовка листа фанеры и покрытие ее двумя слоями белой грунтовки, более 100 тщательно размеренных и просверленных отверстий, и окончательная двуслойная окраска в черный цвет не такая уж и простая задача.

цифровая светодиодная лента_8.jpg

Установка охлаждающих алюминиевых листов и пластиковых разделительных блоков, также требует множества точных отверстий.

цифровая светодиодная лента_9.jpg

Пайка сотни силовых проводов, их маршрутизация и подключение к источникам питания, а также  точное позиционирование  48 светодиодных полос на подготовленную панель является задачей, которая только кажется простой. Все эти действия,  требуют очень тщательного внимания к деталям.  Даже небольшое смещение при наклейке цифровой светодиодной ленты, может исказить расстояние между светодиодами, что в результате приведет к плохому визуальному результату.

цифровая светодиодная лента_10.jpg

Электронные компоненты:

Управление всеми 4320 светодиодами осуществляется при помощи маленького микроконтроллера Teensy 3.1 и интерфейсного контроллера Cortex-M4 от компании Freescale Kinetis K20.

цифровая светодиодная лента_11.jpg

Под микроконтроллером Teensy 3.1 установлен адаптер WIZ820 + SD (обеспечивает разъем для подключения карты памяти Micro SD,  на которой хранятся видеоданные), а также адаптер  OctoWS2811, который обеспечивает буферизацию и содержит соответствующие резисторы для правильного использования сигнала данных.

Аудио выход (синий провод на фото выше) берется непосредственно с  12-битного чипа цифро-аналогового преобразователя. К нему подключаются обычные компьютерные колонки, которые используются для вывода звука.

К сожалению, на фото выше не видно, есть еще специальный провод,  по которому передается сигнал CS для Micro SD карты.  Контакт 4, отключен  между контроллером Teensy 3.1 и адаптером WIZ820 + SD. Между адаптером WIZ820 + SD и Octo – платой, контакты 3 и 4 закорочены. Это маршрутизация сигнала CS для карты Micro SD, вернее чтобы получить этот сигнал на контакте 3. По умолчанию, контакт 4 на адаптере WIZ820 + SD зарезервирован для адаптера OctoWS2811 и поэтому не может быть использован. Более подробно об этом можно узнать по ссылке:

https://forum.pjrc.com/threads/29412-OctoWS2811-with-SD-Card-on-Teensy-3-1

Более подробно ознакомится с контроллером и адаптером можно по ссылкам:

Контроллер Teensy 3.1:   http://www.pjrc.com/store/teensy31.html

Адаптер WIZ820 + SD: http://www.pjrc.com/store/wiz820_sd_adaptor.html

Адаптер OctoWS2811: http://www.pjrc.com/store/octo28_adaptor.html

Программное обеспечение:

Контроллер Teensy 3.1 программируется с помощью программы Arduino IDE.  Она представляет собой упрощенную среду программирования и предназначена для новичков. Она также очень полезна для быстрого проектирования.

Важным аспектом Arduino является создание очень впечатляющих проектов, которые довольно  часто могут быть реализованы на относительно простом  программном коде, использующего   передовые библиотеки, которые сделают  за вас, всю "тяжелую" работу. В этом проекте, используется библиотека OctoWS2811 для обновления светодиодов, библиотека Audio обеспечивает вывод звука, и библиотека Arduino SD (основанная на библиотеке Билла Греймана  SdFat) позволяет легко считывать данные с карты Micro SD.

Использование этих библиотек и интерфейсного контролера Cortex-M4 от компании Freescale, позволяет выводить на экран 17 кадров, каждые 33,3 миллисекунды. Потрясающая скорость!

Видео данные:

Этот специальный не сжатый формат видео, с заголовками 5 байт и отформатированными пикселями изображения,  транспонированные в пакеты битов для адаптера OctoWS2811,  является совершенно нестандартным решением. Способ преобразования обычного видео в этом формате был создан специально для этого проекта.

Преобразование изображения осуществляется программой, основной обработки, называемой movie2sdcard. Видео воспроизводится с обычной скоростью, а обработчик событий пересчитывает каждый видеокадр. Обработчик обеспечивает масштабирование изображения, а Java код переделывает пиксельные данные в формат подходящий для адаптера OctoWS2811 и далее записывает двоичные данные в файл. Этот выходной файл, может быть воспроизведен, но без звука.

Добавление звукового потока включает в себя несколько этапов. Во-первых, программа FFmpeg используется для извлечения аудио данных из оригинального видео.  Затем программа  SoX (Sound eXchange) преобразует аудио с заданной частотой дискретизации и записывает  только необработанные 16 битные данные. Наконец, специальная программа "addaudio" объединяет исходные аудио данные и специальный формат видео, и затем записывает объединенный аудио-видео файл.

Получить исходный программный код можно на этом форуме:

https://forum.pjrc.com/threads/25588-OctoWS2811-flicker

Работа адаптера OctoWS2811:

Простое программирование Arduino в этом проекте возможно потому, что управление  оборудованием на низком уровне выполняется сложными программными библиотеками, которые взаимодействуют с аппаратными ресурсами оборудования Kinetis.

Для чипов контроллера WS2811 каждого светодиода требуется специальный формат данных  передаваемого по одному проводу в  точные моменты времени. Данные, всегда передаются с одинаковой скоростью - 800 кбит/сек, где ширина каждого импульса указывает на то, что это логический 0 или 1.

цифровая светодиодная лента_12.png

Каждый светодиод использует первые 24 бита (первый импульс для первого светодиода), из цепочки импульсов, которую он получает, остальную цепочку данных передает дальше по строке (соответственно второй импульс для второго светодиода и т.д.). Пауза в 50 микросекунд между импульсами, означает начало нового кадра, т.е. следующий импульс примет опять первый светодиод.

Адаптер OctoWS2811 назван "октябристом", потому что он передает 8 потоков этих импульсов одновременно. Поэтому,  восемь параллельных выходов позволяют обновить большой массив светодиодов в 8 раз быстрее. В этом проекте используется 4320 светодиодов, поэтому каждый из 8 выходов контролирует 540 светодиодов, таким образом, время обновления составляет  16,2мс. 

Для эффективного использования 8 выходов, адаптер OctoWS2811 использует движок Kinetis EDMA.  

Узнать подробнее о работе Audio библиотеки можно по ссылке:

http://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Audio.html

Источник: community.arm

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пиксельный светодиодный дисплей, отображающий изображения с WEB-камеры

изображение с web камеры на светодиодный экран.jpg

Этот проект, основывается на том, что изображение, снимаемое веб-камерой, обрабатывается на компьютере и выводится на пиксельный дисплей.  Двухцветный светодиодный дисплей имеет разрешение 96 х 64 и управляется посредством контроллера Atmel FPSLIC с двойной буферизацией.

Видеоканал, создается из потокового видео снятого на веб-камеру с последующей математической обработкой на компьютере. Программное обеспечение Matlab, обрабатывает каждый входящий кадр изображения и преобразует его в пиксельный формат. Небольшой программный код, состоящий всего из 50 строк, захватывает кадр изображения, изменяет его размер, преобразует в черно-белый формат для выявления края, и заканчивает обработку путем сжатия данных изображения для передачи на микропроцессор контроллера Atmel FPSLIC. В итоге, дисплей отображает пиксельные изображения со скоростью 42 кадра в секунду.

Контроллер Atmel FPSLIC базируется на микросхеме AT94K (8-битный микропроцессор AVR),  управляющий видеоконтроллером FPGA и памятью SRAM. Контроллер FPGA, используется для мультиплексирования дисплея, под управлением  программного кода написанного на языке VHDL.  Сначала, в буфер микроконтроллера AVR  (SRAM) поступают данные через USB порт с компьютера, а именно два изображения (по одному для каждого цвета светодиода), а затем, после мультиплексирования,  выводятся на дисплей в требуемом формате. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

RGB дисплей из стеклянных бутылок на основе светодиодных пикселей

светодионые пиксели, цифровая светодиодная лента.jpg

Что может быть интереснее, чем гигантский светодиодный дисплей, созданный из старой стеклотары и пластиковых ящиков для бутылок?

Этот проект получил название Mate Light (произносится Мэх – Тэй). Название напрямую связано с названием безалкогольного напитка произведенного в Германии, который очень популярен в Западной Европе. Причем, жители Нидерландов и Бельгии, организуют совместные поездки в Германию, чтобы привезти как можно больше этого напитка. Непонятно, почему они его так любят, но это дало возможность собрать достаточное  количество одинаковой стеклянной тары для этого проекта.

Всего на изготовление впечатляющего светодиодного дисплея, ушло 640 стеклянных бутылок, которые были размещены в пластиковых ящиках именно от этого напитка, что предает некоторую оригинальность проекту. Каждый ящик содержит 20 бутылок (5 х 4). Ящики были организованы в дисплей, содержащий 4 ряда по 8 ящиков, что соответствует разрешению экрана 16 х 40 пикселей.

Каждая отдельная бутылка, обернута в алюминиевую  фольгу и содержит один RGB светодиод WS2801. Каждая строка ящиков подключена к микроконтроллеру TI Stellaris Launchpad (это микроконтроллер от компании Texas Instruments, основанный на микропроцессоре Cortex-M4F 80МГц), который имеет четыре аппаратных интерфейса SPI – что очень удобно в этом проекте, так как совпадает с количеством рядов пластиковых ящиков. Управление микроконтроллером выполнено при помощи старенького  ноутбука ThinkPad T22, который передает программу в микроконтроллер по USB кабелю. Первая реализация программного обеспечения, была написана на языке программирования Python, но оказалось очень медленным. Текущий сценарий реализован на языке Си.

Посмотрите видео ниже, чтобы почувствовать полный эффект от работы экрана:

 

 

Программное обеспечение можно скачать по ссылке https://github.com/jaseg/matelight 

Ознакомится с микроконтроллером, можно на сайте официального производителя Texas Instruments по ссылке http://www.ti.com/ 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Светодиодная RGB матрица на индивидуально адресуемых RGB светодиодах

Индивидуально адресуемые светодиодные пиксели, матрица, светодиодная лента_1.jpg

Создать самый захватывающий проект, можно используя огромную кучу гипнотически мигающих огней, и самый простой способ для этого – использовать индивидуально адресуемые RGB светодиоды.  В этом обзоре, будет рассмотрен вопрос подключения светодиодной RGB матрицы, задействовав, всего лишь пять контактов данных от микроконтроллера.

Единственное, о чем чаще всего забывают, при построении гигантских матриц из RGB светодиодов, это наверно о способе их монтажа. Вероятно, корпус для этих светодиодов, должен быть легким и не токопроводящим, к тому же, его стенки должны быть светонепроницаемые, а свет должен пропускать только лишь прозрачный экран с лицевой стороны. Но в этом проекте все намного проще, матрица будет смонтирована на простом куске дерева с наклеенными на него светодиодными лентами WS2812s.

Для управления светодиодами, используется микроконтроллер Arduino. Даже несмотря на то, что светодиоды WS2812s являются индивидуально адресуемыми,  для управлениями ими, требуется только один контакт с данными. В этом проекте используется пять отдельных контактов данных, для управления пятью отдельными линиями матрицы. 

Теперь немного подробнее об изготовлении этого простейшей светодиодной матрицы.

Шаг 1: Сбор необходимых компонентов

Индивидуально адресуемые светодиодные пиксели, матрица, светодиодная лента_2.jpg

Для проекта необходимо иметь:

  • Контроллер Arduino
  • Светодиодная лента WS2812 (B)
  • Кусок дерева или доски
  • Семь перемычек из провода
  • Семь штырьковых разъемов «мама»
  • Конденсаторы
  • Провода

Шаг 2: Создание матрицы и подключение

Индивидуально адресуемые светодиодные пиксели, матрица, светодиодная лента_3.jpgИндивидуально адресуемые светодиодные пиксели, матрица, светодиодная лента_4.jpg

В качестве основания используется кусок дерева, например широкая доска. На него наклеивается 5 светодиодных полос, содержащих по 10 светодиодов каждая. На каждую вторую полосу, между контактами питания, добавляется конденсатор, так как светодиоды потребляют много энергии, в определенные моменты (резкое включение на максимальную яркость всех светодиодов), могут происходить скачки напряжения. В данном случае, эти полосы подключаются отдельно от пяти разных цифровых контактов ввода-вывода микроконтроллера (формируется пять отдельных каналов управления). Полосы можно подключить и последовательно, но это будет уже другой проект, и в этом случае будет использоваться только один цифровой контакт микроконтроллера.

Первая полоска подключается к линии данных контроллера Arduino идущей от контакта D10, вторая от контакта D9, третья D8, четвертая D7 и пятая D6.

Питание на светодиодные полоски, берется с соответствующих контактов контроллера Arduino, в данном случае, штатный стабилизатор напряжения в контроллере, позволяет это сделать. В других, более обширных проектах, питание подается от отдельных источников питания.

Шаг 3: Программирование контроллера Arduino

После сборки всей электрической схемы, необходимо запрограммировать микроконтроллер Arduino на отображение различных световых эффектов на светодиодной матрице. Для этого можно использовать следующее программное обеспечение:

  • Программное обеспечение Arduino
  • Загрузчик программного обеспечения

Первым делом, надо открыть программу – загрузчик программного обеспечения (можно использовать Arduino IDE) и настроить COM порт, к которому подключен контроллер. Затем загрузить в контроллер программное обеспечение  для этого проекта, которое можно скачать по ссылкам:

Matrix.rar   -  FLZ825LI8PQYYJU.rar

Modified_neopixel.rar  - FIFIGSZI8PQYZ6N.rar

Processing_code.rar - F1KADO4I8PQYZ78.rar

Шаг 4: Посмотрите что получилось!

 

Источник: instructables

Share this post


Link to post
Share on other sites

Круглый (круговой) светодиодный экран, установка «Follow»
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 01.jpgКруглый (круговой) светодиодный экран своими руками 02.jpgКруглый (круговой) светодиодный экран своими руками 03.jpg
Этот проект, является попыткой, сделать один из угрюмых перекрестков Сан-Франциско, более веселым. Для этого была спроектирована эта интерактивная светодиодная установка, позволяющая людям играть с собой. Когда они выходят с рынка, улицы О’Фаррелла или Грант Стрит, они обязательно натыкаются на эту светодиодную скульптуру. Когда люди делают движения, ультразвуковые дальномеры, встроенные в установку, обнаруживают их и на основании этого выводится случайное изображение на экран, когда люди подходят непосредственно к установке. Поскольку они движутся вокруг цилиндра, изображение следует за ними.

Шаг 1: Цилиндр
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 04.jpg
Основной каркас установки состоит из картонной трубы "Sonotube" , высотой 198 см и диаметром примерно 110 см. Это коммерческий доступный строительный продукт. Он используются в качестве формы для заливки бетонных столбов. Изготавливается под заказ.

Эта труба была распилена пополам, сверху вниз. Это было необходимо, так как установка должна была установлена вокруг существующей башни с часами. Этого можно и не делать, если у вас нет такой необходимости, но как оказалось, в таком варианте намного проще вести монтаж всей электроники.

После этого, цилиндр был выкрашен в черный цвет. Также были добавлены замки из нержавеющей стали, которые позволяют соединить обе части цилиндра.

Шаг 2: Светодиоды
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 05.jpg
В проекте использовались самоклеющиеся программируемые светодиодные ленты IP 65, которые содержат 72 чипа APA102 на один метр, в результате чего, расстояние между ними составило примерно 14 мм. Для одного ряда окружности используется ровно 245 светодиодов. Всего было наклеено 48 полос, что обеспечило в общей сложности 11 760 пикселей.

Шаг 3: Светодиодная электроника
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 06.jpg
Для управления установкой используются 6 светодиодных контроллеров PixelPusher, установленных внутри цилиндра. Провода от каждой светодиодной полосы, аккуратно пропущены через небольшую прорезь в цилиндре и подключены к соответствующему контроллеру.

Для питания всех микроконтроллеров PixelPusher и светодиодных лент, используется три источника питания с выходом 5V и мощностью 300W каждый.

Каждый микроконтроллер подключен через сетевой разъем (по кабелю CAT5) к 8-портовому коммутатору 100-BaseT, который в свою очередь соединен с LAN портом на маршрутизаторе Xiaomi Mini Wi-Fi.

Шаг 4: Ультразвуковая система
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 07.jpgКруглый (круговой) светодиодный экран своими руками 08.jpg
Чуть ниже светодиодов, по всей окружности цилиндра, установлено 30 ультразвуковых датчиков Maxbotic. Их аналоговые выходы подключены к аналоговым входам двух микроконтроллеров Arduino Mega. Программное обеспечение этих контроллеров, преобразовывает аналоговое напряжение в 8-битные цифровые значения и помещает их в 30-байтовый буфер обмена, из которого, 20 раз в секунду, передается UDP пакет, закодированный в OSC формате.

Шаг 5: Программное обеспечение LED Lab
Круглый (круговой) светодиодный экран своими руками 09.jpg
Это приложение для iPad или iPhone, позволяет управлять светодиодными дисплеями любого размера и любой конфигурации.

Приложение не только контролирует работу светодиодной установки «Follow», но и получает обратно UDP пакеты от ультразвуковой системы, что позволяет создавать, перемещать и удалять изображения в режиме реального времени.

Вы можете скачать это приложение здесь: http://appstore.com/ledlab 

Оно бесплатно для тестирования, но если вы будете использовать его регулярно, вам будет предложено сделать покупки в приложении для добавления необходимых функций.

светодиодный экран.gifКруглый (круговой) светодиодный экран своими руками.gifмонтаж светодиодного экрана  светодиодная сетка экран  изготовление светодиодных экранов  светодиодные экраны 3d  полноцветный светодиодный экран  rgb светодиодные экраны  светодиодный экран вывеска светодиодный экран.gif

Источник: instructables


⚡ Инженер-светотехник

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now