LED Matrix VU-Meter: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Inspirasi untuk proyek ini berasal dari youtuber elektronik besar GreatScott, di mana ia membuat matriks LED dengan 100 LED. Saya benar-benar ingin membuat ulang proyek ini, jadi saya membuat matriks dengan jumlah LED dua kali lipat.

Juga, saya suka tampilan musik yang ditampilkan dengan warna, yang menjadi organ warna atau vu-meter. Jadi saya tahu bahwa saya akan memprogram matriks untuk melakukan salah satu efek tersebut.

Proyek akan dibuat dalam langkah-langkah ini:

1. Mengumpulkan semua Bahan dan Alat
2. Mempersiapkan Papan Papan
3. Memasang LED
4. Membuat Kotak Busa persegi
5. Menyiapkan Perbatasan Akrilik dan Papan Depan
6. Membuat Papan Pengontrol
7. Membuat Stand Aluminium
8. Merakit semuanya bersama-sama
9. Mengunggah sketsa dan pengujian

Langkah 1: Kumpulkan Bahan/Alat yang Dibutuhkan:

Untuk membuat Matriks LED, Anda membutuhkan bahan-bahan berikut:

• Strip LED Beralamat 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - Equalizer Suara 7 band
• Catu Daya 5V (PSU Komputer)
• Komponen elektronik (Kapasitor, Resistor, Prototipe PCB, …)
• Pelat belakang MDF - 10mm
• Kaca plexi akrilik putih tersebar (3mm)
• Kaca plexi akrilik hitam (3mm)
• Papan busa (3mm)
• Profil persegi plastik
• Profil aluminium T
• Kawat tembaga inti padat (22AWG) - kawat UTP
• Kawat tembaga inti padat (10AWG) - Kawat listrik
• Sekrup kayu kecil
• Lem kayu/Aluminium dan lem super

Anda juga akan membutuhkan alat-alat berikut:

• Peralatan solder (Besi, Solder, …)
• Pemotong kawat
• gergaji ukir
• Bor (dan potongan kecil)
• Pisau X-Acto
• Penggiling/pemotong sudut
• Pistol lem panas + lem tongkat
• Penggaris 1m
• Gunting

Langkah 2: Siapkan Papan:

Mari kita mulai proyek ini dengan membuat papan belakang utama di mana kita akan merekatkan LED nanti. Untuk bahan saya menggunakan 10mm MDF (Medium-density fiberboard) dan itu karena saya meletakkannya di sekitar dan itu sempurna karena mudah diaduk namun mudah dipotong.

Pertama, gambar bentuk persegi panjang di piring dengan penggaris dan pensil sehingga Anda akan memiliki garis panduan untuk diikuti saat memotong. Persegi panjang harus memiliki dimensi berikut: 65, 5cm x 32,5cm. Anda harus membuat persegi panjang menjadi persegi mungkin agar batas akrilik yang akan kita buat nanti pas.

Selanjutnya, potong bentuknya dengan bantuan gergaji jig (atau gergaji tangan). Buat potongan selurus mungkin.

Setelah dipotong, bersihkan bagian tepinya sedikit dengan amplas agar halus dan lurus.

Sekarang gunakan penggaris untuk menggambar kotak yang akan membantu kita menempatkan LED pada langkah berikutnya. Gambar baris pertama 16, 25mm di bawah bagian atas papan, lalu gambar baris setiap 32, 5mm. Kolom pertama adalah 16, 38mm dari kiri papan, setiap kolom berikutnya adalah 32, 75mm dari yang terakhir. Setelah selesai, Anda harus memiliki 10 baris dan 20 kolom dengan jarak yang sama…

Langkah 3: Pasang LED:

Untuk proyek ini Anda akan membutuhkan 4 meter LED yang dapat dialamatkan secara individual yang dalam kasus saya datang dalam 4 gulungan 60 LED per meter dan itu memberi saya 240 LED (dibutuhkan 200).

Mulailah dengan memotong setiap LED pada bantalan yang akan dipotong. Anda dapat menggunakan gunting atau pemotong kawat untuk memotongnya.

Selanjutnya, gunakan beberapa superglue di bawah setiap LED dan rekatkan pada grid yang kita gambar pada langkah sebelumnya (di mana garis berpotongan). Perhatikan panah pada LED - mereka harus diorientasikan dengan cara yang sama di baris itu. Di setiap baris berikutnya, orientasi akan dibalik sehingga kita akan memiliki satu jalur kontinu.

Sekarang tiba penyolderan - banyak penyolderan:

Kita perlu menghubungkan semua LED bersama-sama dengan cara yang benar. Dapatkan kawat tembaga inti padat tipis Anda (dalam kasus saya, saya menggunakan kabel UPT) dan mulai menyolder semua LED horizontal dengan menghubungkan GND -> GND, DO (data keluar) -> DI (data masuk), 5V -> 5V. Ketika Anda sampai di ujung baris, cukup sambungkan (DO) terakhir ke (DI) pada LED yang ada di bawah di baris berikutnya.

Sekarang kita akan mengebor beberapa lubang vetical di tengah sehingga kita akan membawa daya ke LED. Bor satu lubang per LED di baris itu sehingga Anda akan memiliki kekuatan yang datang ke setiap baris. Kita perlu memiliki beberapa titik daya karena jika tidak akan ada penurunan tegangan yang terlalu besar pada LED terakhir. Sekarang letakkan kawat tembaga tebal di setiap lubang dan solder ke pin daya yang sesuai.

Balikkan papan dan sambungkan semua kabel ground dan +5v yang masuk melalui lubang. Gunakan kawat tembaga yang lebih tebal. Juga sambungkan dua kabel berinsulasi ke rel daya - yang kemudian akan dihubungkan ke Papan Kontrol.

Hal terakhir adalah mengebor lubang di LED pertama, memasang kabel (yang ini dengan insulasi) melaluinya dan menyoldernya ke DI (data masuk) pada LED pertama itu.

Langkah 4: Buat Kotak Busa Persegi:

Pada langkah ini kita akan membuat kisi-kisi busa yang akan bertindak sebagai penghalang cahaya untuk dipantulkan kembali pada akrilik yang tersebar sebagai piksel untuk setiap LED.

Dapatkan papan busa 3mm Anda dan potong dua set strip yang berbeda. Anda akan membutuhkan 9 yang panjang dan 19 yang pendek.

Selanjutnya, Anda perlu memotong beberapa rumpun menjadi potongan-potongan yang nantinya akan digunakan untuk menyatukan potongan-potongan panjang dan pendek. Kebun harus lebar 3mm dan panjang 25mm. Pada strip panjang harus ada 19 dan pada strip pendek 9 alur. Lihat Foam_Grid.pdf untuk instruksi lebih rinci.

Sekarang gabungkan strip, letakkan yang pendek vertikal dan yang panjang horizontal.

Jika Anda memiliki papan busa putih, Anda perlu mengecat seluruh kotak menjadi hitam agar cahaya tidak diteruskan ke piksel berikutnya.

Langkah 5: Siapkan Perbatasan Akrilik dan Papan Depan:

Cahaya yang berasal dari LED perlu disebarkan pada bahan semi-transparan untuk mendapatkan bentuk piksel yang tampak persegi. Untuk itu kami akan menggunakan plat akrilik putih 3mm yang akan kami potong dengan ukuran yang sama dengan papan belakang kami: 65, 5cm x 32,5cm. Itu akan menjadi papan depan kami.

Sekarang kita perlu membuat perbatasan yang akan menyatukan papan depan dan belakang. Ini akan dilakukan dari akrilik hitam 3mm. Dalam kasus saya, saya tidak punya akrilik di rumah jadi saya mendapatkan perbatasan dari sebuah perusahaan dan mereka memotongnya dengan laser agar sesuai dengan ukuran saya. Jika Anda tidak memiliki perusahaan/laser seperti itu, Anda harus mendapatkan akrilik dan memotongnya dengan tangan.

Anda harus memiliki dua potong 66, 3cm dan dua 32, 3cm, keduanya lebar 3, 8cm.

Di ujungnya Anda perlu membuat potongan beralur sehingga perbatasan akan menyatu dengan baik. Pada dua batas panjang Anda perlu membuat alur 10mm di tengah dan pada dua pendek Anda perlu membuat tab 10mm di tengah. Anda membuat tab dengan memotong dua alur di sisi yang berlawanan di mana Anda membuat alur di perbatasan panjang. Sekali lagi, Anda memiliki Borders.pdf untuk instruksi lebih lanjut.

Anda sekarang perlu mengebor beberapa lubang untuk memasang pembatas pada pelat belakang nanti. Bor lubang 3mm 5mm dari ujungnya (sehingga sekrup akan masuk ke tengah papan belakang). Bor 3 lubang di perbatasan pendek dan 4 lubang di yang panjang. Beri jarak secara merata.

Hal terakhir adalah menyiapkan profil persegi plastik yang akan mengikat batas dengan papan depan dan juga memberikan matriks bezel yang terlihat bagus. Potong dua potong 66, 5cm dan dua 32, 5cm. Sekarang potong sudut 45° di setiap tepi sehingga bezel nantinya akan menyatu dengan baik.

Langkah 6: Buat Papan Pengontrol:

Mikrokontroler utama untuk menggerakkan LED adalah Arduino NANO. Karena kita ingin matriks kita menampilkan Vu-meter, kita perlu memasukkan sinyal audio ke pengontrol. Untuk itu kita akan menggunakan IC - MSGEQ7 - yaitu equalizer grafis audio 7 band.

Ada beberapa cara berbeda untuk membuat papan pengontrol:

1. Buat sirkuit di papan tempat memotong roti (Tidak perlu menyolder)
2. Buat sirkuit di papan prototipe
3. Buat PCB Anda sendiri dengan mengetsanya
4. Pesan PCB Anda dari produsen

Saya telah membuat papan saya di papan prototipe dan saya akan menyertakan skema dan file papan sehingga Anda dapat memilih cara Anda ingin membuat papan Anda.

Ini adalah Instructalbe yang bagus jika Anda ingin mengetsa papan Anda sendiri: Etsa PCB

Langkah 7: Buat Stand Aluminium:

Agar matriks kita dapat berdiri sendiri, kita perlu membuat sesuatu agar dapat menopangnya dan tidak jatuh. Ini adalah desain yang sederhana tetapi menyelesaikan pekerjaan.

Dapatkan profil aluminium berbentuk T Anda dan potong dua sepanjang 30cm.

Sekarang buat slot V 10cm dari salah satu ujungnya.

Tekuk profil 90 ° di mana slot V berada dan dudukan selesai.

Saya juga telah menambahkan sekrup dan mur untuk kekakuan.

Langkah 8: Kumpulkan Semuanya Bersama:

Kami sekarang memiliki setiap bagian dari matriks yang siap untuk disatukan

Mulailah dengan menggabungkan perbatasan dengan papan depan. Kami akan menggunakan profil persegi plastik yang kami siapkan sebelumnya. Gunakan lem panas untuk merekatkan 3 komponen (border - profil persegi - papan depan).

Sekarang sejajarkan semuanya dan gunakan mata bor yang sangat kecil untuk mengebor lubang pilot. Sekarang kita dapat mengencangkan semuanya menggunakan sekrup kayu.

Mari kita rekatkan dudukan aluminium menggunakan lem aluminium/kayu. Sejajarkan keduanya 10cm dari tepi.

Kita sekarang dapat memasang papan pengontrol dan menyambungkan beberapa hal terakhir. Kawat yang kami solder ke data di LED pertama menuju terminal di papan yang bertuliskan "OUT".

Kita sekarang perlu menghubungkan semua ground dan +5v bersama-sama menggunakan kawat tembaga yang lebih tebal. Solder dua kabel berinsulasi ke ground dan +5v dan sambungkan ke pin yang sesuai pada papan kontrol. Saya juga telah menambahkan kapasitor 470uF untuk menghaluskan tegangan sedikit.

Hal terakhir adalah menghubungkan daya dari catu daya (ground dan +5v dc).

Langkah 9: Unggah Sketsa dan Uji:

Kami sekarang siap untuk pengujian

Unggah sketsa yang telah saya sertakan dan sambungkan kabel audio ke pin audio. Colokkan catu daya dan mainkan musik. Vu-meter akan mulai ditampilkan.