Horloge murale à LED ambiante : 11 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Récemment, j'ai vu de nombreuses personnes construire d'énormes matrices LED qui sont absolument magnifiques, mais elles consistaient soit en un code compliqué, soit en des pièces coûteuses, soit les deux. J'ai donc pensé à construire ma propre matrice LED composée de pièces très bon marché et d'un code très facile à comprendre, qui est bien qu'un peu plus petit. Il peut également servir d'horloge murale, ce qui est utile pour les personnes qui ne veulent pas d'un écran géant qui affiche simplement ses animations géniales.

Mon objectif avec ce projet était de ne pas inclure d'outils de soudure ou électriques afin que ce projet puisse être accessible à de nombreuses personnes.

Ce projet serait recommandé aux personnes ayant des connaissances de base en électronique, en codage et aux personnes ayant un peu d'expérience avec l'acrylique:).

Étape 1: Rassembler tous les outils et les matériaux de construction

Outils:

1. Une scie à métaux
2. Un outil de notation acrylique
3. Une simple perceuse à main (une électrique ferait aussi l'affaire)
4. Foret de 12 mm ou foret étagé
5. Une paire de pinces à dénuder
6. Une paire de pinces coupantes diagonales
7. Une paire de ciseaux
8. Un sharpie ou un marqueur
9. Un pistolet à colle
10. Papier de verre

Matériaux de construction:

1. Ruban électrique
2. Adhésif à deux composants
3. Superglue ou cyanoacrylate
4. Bâtons de colle chaude

Étape 2: Rassembler toutes les pièces

Les pièces:

1. 50 pcs WS2811 chaîne led (3 ensembles)
2. Arduino UNO
3. Module RTC DS3231
4. Interrupteur momentané en métal avec LED
5. Fils de cavalier
6. Alimentation 5V 10A
7. Une prise CC
8. Fil multibrin (16awg)
9. Feuille acrylique opale de 3 mm (blanc translucide)
10. 4 cm de diamètre extérieur, tuyau en PVC à paroi mince (10 mètres)
11. Acrylique noir 6 mm

Étape 3: Couper les tuyaux en PVC à longueur

Dans cette étape, nous allons couper le tuyau en PVC en plus petits cylindres. Ces petits cylindres de tuyaux en PVC serviront de séparateurs entre les pixels, car nous ne voulons pas que la lumière d'une LED saigne dans tout l'écran. Les LED seront placées à l'intérieur de ces cylindres et cela garantira que la lumière provenant de chaque LED est focalisée dans une région particulière et ne saignera pas dans d'autres pixels.

Pour réaliser le maillage des tuyaux PVC, il faut d'abord découper les tuyaux PVC en petits cylindres de longueur identique. Nous avons choisi une longueur de 6 cm comme hauteur des cylindres, mais vous pouvez choisir n'importe quelle hauteur d'environ 6 cm qui vous convient. Assurez-vous simplement que tous les cylindres sont de la même hauteur.

Pas:

1. Utilisez des boîtes ou des livres pour atteindre une hauteur de 6 cm (ou quelque chose d'environ 6 cm).
2. Gardez un marqueur horizontalement sur la boîte, maintenez le tuyau en PVC contre un mur et faites toucher la pointe du marqueur au tuyau. Faites pivoter lentement le tuyau en PVC en utilisant le support du mur pour faire une belle ligne sans couture autour du tuyau.
3. Couper sur la ligne à l'aide d'une scie à métaux. Veiller à ce que les coupes soient les plus droites possible, ce qui sera la clé de la qualité de la diffusion.
4. S'il y a des bavures/irrégularités sur le côté du cylindre, nous pouvons utiliser un papier de verre ou un cutter pour ébavurer un côté. L'ébavurage d'un côté suffit, mais l'ébavurage des deux côtés sera un plus.
5. Si vous n'avez qu'un seul côté ébavuré, marquez ce côté avec un "D". Ce côté sera tourné vers la feuille du diffuseur et l'autre côté avec un "L" indiquant le côté où la LED sera placée. Si vous avez ébavuré les deux côtés, vous pouvez voir le côté le plus perpendiculaire au sol et marquer ce côté avec un "D" et l'autre côté avec "L"
6. Répétez 134 fois:)

Étape 4: Coller tous les tuyaux en PVC

Maintenant que nous avons tous les tuyaux coupés à longueur, nous pouvons les coller dans un énorme maillage. Pour coller tous les tubes ensemble, nous utilisons du cyanoacrylate, communément appelé superglue.

Pas:

1. On commence par coller deux tubes ensemble. Gardez deux tubes à la fois horizontalement sur la table. Assurez-vous qu'ils reposent tous les deux à plat sur la table et que le côté avec le « D » écrit dessus est orienté de la même manière et au même niveau. Une fois que tout est aligné, on peut mettre 1-2 gouttes de superglue entre les tubes.
2. Pour coller le troisième tuyau, suivez les mêmes étapes que ci-dessus. Gardez le treillis collé sur une table et placez le troisième tuyau au-dessus d'eux. Assurez-vous que les côtés « D » des tuyaux sont tous orientés dans la même direction et au même niveau. Appliquez 1 à 2 gouttes de superglue sur chaque joint. Si vous avez tout fait correctement, lorsque vous maintenez le maillage à la verticale, avec les « D » vers le bas, il ne devrait pas y avoir de mouvement de bascule et toute la structure devrait être au même niveau que la table.
3. Pour coller le quatrième tube et les tubes restants, nous pouvons facilement garder les trois pièces collées verticalement (avec les "D" vers le bas bien sûr ^_^) et placer le quatrième tube de n'importe quel côté des trois pièces collées. Assurez-vous que les "D" font face de la même manière. Ensuite, nous pouvons simplement coller la quatrième pièce aux trois pièces collées, la même chose peut être répétée pour le reste des tubes pour obtenir une structure comme indiqué ci-dessus.

Étape 5: Couper l'acrylique

Pour découper la feuille acrylique, marquez les formes souhaitées en utilisant les dimensions données dans l'image. Sinon, vous pouvez imprimer les fichiers SVG fournis et joindre les pages au-dessus de la feuille acrylique et l'utiliser comme guide pour la découpe.

Remarque: les dimensions peuvent changer si vous avez utilisé un diamètre différent pour les tuyaux en PVC

Pas:

1. Si vous utilisez les impressions des fichiers SVG, collez les pages imprimées sur les feuilles acryliques à l'aide de n'importe quel bâton de colle ou collez-les simplement sur l'acrylique à l'aide d'un morceau de ruban adhésif.
2. Si vous n'avez pas l'intention d'utiliser les pages imprimées, vous pouvez utiliser les dimensions indiquées ci-dessus pour marquer les formes sur la feuille acrylique.
3. Utilisez un outil de notation pour marquer les lignes à couper. Score jusqu'à ce que le score soit presque aussi profond que la moitié de l'épaisseur de la feuille acrylique.
4. Lorsque l'entaille est terminée, maintenez la ligne d'entaille sur le bord d'une table et appliquez une forte pression sur le côté de la feuille acrylique qui est suspendue dans les airs. Cela enclenchera la feuille acrylique le long de la ligne de score. Si la pression requise pour casser l'acrylique est trop élevée, essayez de faire plus de scores sur la ligne tout en utilisant plus de pression pour marquer.
5. Faites cela pour toutes les coupes requises.
6. À l'aide d'un foret de 12 mm, faites un trou dans l'un des panneaux latéraux pour le bouton poussoir

Étape 6: Coller le cadre sur le maillage

Cette étape est extrêmement simple. Nous collons un cadre acrylique sur le treillis en PVC que nous venons de créer. Comme les tuyaux en PVC ont l'air laids, nous les enfermons dans un joli boîtier en acrylique.

Pas:

1. Placez le filet de tuyau en PVC sur le sol tout en vous assurant que le côté avec les "D" est orienté vers le bas.
2. Vous pouvez placer le panneau latéral avec le bouton sur n'importe quel côté que vous souhaitez. Nous avons décidé d'aller en bas à droite.
3. Placez tous les panneaux acryliques autour du treillis en PVC tout en vous assurant qu'ils affleurent le sol. Assurez-vous que le côté avec « D » écrit sur les pièces en acrylique fait face au sol. Apportez des modifications aux tailles des feuilles acryliques, le cas échéant.
4. Utilisez du ruban adhésif pour maintenir tous les morceaux d'acrylique ensemble, ou demandez à un ami de vous aider en tenant fermement les morceaux d'acrylique contre le maillage.
5. Utilisez de la super colle ou un adhésif à 2 composants pour coller toutes les feuilles d'acrylique sur le treillis du tuyau en PVC.

Remarque: si vous envisagez de monter cet écran au mur, la quantité de colle que vous devez utiliser doit être un peu plus élevée que d'habitude car tout le poids sera supporté par un panneau acrylique et vous ne voulez pas qu'il se plie ou pire, tombe une part.

Étape 7: Coller toutes les LED à l'intérieur du treillis en PVC

Compte tenu de la quantité de travail fastidieux, cela devrait être le dernier processus qui demande beaucoup de travail,

Pas:

1. Avant de commencer le processus de collage, posez les chaînes LED sur le sol de manière séquentielle. Chaque chaîne LED a 50 LED. Placez le début de la chaîne suivante là où la chaîne précédente se termine. Maintenant, connectez les connecteurs JST sortant de la dernière LED de la chaîne précédente à la première LED de la chaîne suivante. En faisant cela, vous devriez avoir une longue chaîne de 150 LED.
2. Maintenant, vous pouvez coller à chaud la première led dans le tuyau en PVC le plus haut et le plus à gauche, comme indiqué ci-dessus. Pour identifier la première LED de la chaîne, trouvez la LED qui a un connecteur qui en sort comme indiqué sur la photo qui montre le collage de la première LED.
3. Après avoir collé la première il suffit de suivre le schéma ci-dessus pour coller toutes les LED à leur place respective, par exemple la deuxième LED ira dans le tube juste à côté
4. Après avoir terminé la première rangée en collant toutes les LED de la première rangée, vous pouvez commencer par la deuxième rangée, la première led de la deuxième rangée ira dans le tube qui se trouve immédiatement à droite et en bas des premières rangées en dernier LED comme indiqué dans le guide
5. En répétant ce processus, remplissez les tubes restants selon le guide donné.
6. Une fois que vous avez terminé de coller toutes les LED dans leurs tubes respectifs, il vous restera encore quelques LED. Vous pouvez simplement couper le fil sortant de la dernière LED pour éliminer l'excès de LED.
7. Après avoir coupé le fil, vous pouvez utiliser du ruban électrique pour isoler les fils sortant de la dernière led afin qu'ils ne créent pas de courts-circuits

Étape 8: Distribution de l'alimentation à toutes les LED

À partir de cette étape, nous nous concentrerons sur le côté électrique, à l'exception de quelques activités de collage mineures.

Pas:

1. Vous verrez que vous avez 3 paires de câbles rouges et blancs sortant de la LED de démarrage de chaque chaîne individuelle.
2. Connectez tous les fils rouges ensemble à l'aide d'un fil multibrin épais. Vous pouvez le faire en tordant simplement les extrémités des fils ou en les soudant ensemble selon ce qui vous convient. Vous obtiendrez des résultats identiques dans les deux cas.
3. Faites de même pour tous les fils blancs. Assurez-vous d'utiliser un fil multibrin épais, de préférence d'une couleur différente, pour différencier les polarités.
4. À la fin, vous devriez avoir 2 fils sortant de tout l'écran pour le positif et le négatif
5. Connectez ces fils multibrins épais à la prise CC en tordant les extrémités ou en soudant. Assurez-vous d'isoler les extrémités avec un morceau de ruban électrique.

Étape 9: Câblage de l'Arduino

Dans cette étape, nous allons terminer toutes les connexions électriques.

Remarque: votre bouton-poussoir peut ne pas être livré avec des fils pré-soudés, vous devrez peut-être les souder ou simplement les tordre en place, selon ce qui vous convient. Isolez les connexions à l'aide de ruban isolant. Si le vôtre n'est pas livré avec des fils pré-soudés, vous pouvez suivre le schéma de brochage ci-dessus pour identifier les broches respectives.

Utilisez les fils mâle-femelle et mâle-mâle pour effectuer toutes les connexions nécessaires avec l'Arduino UNO comme décrit ci-dessous.

1. Connectez le module RTC DS3231 à Arduino

• Connectez VCC du module RTC au VIN d'Arduino
• Connectez le SDA du module RTC à la broche A4 sur Arduino
• Connectez SCL du module RTC à la broche A5 sur Arduino
• Connectez GND du module RTC à la broche GND sur Arduino

2. Connectez le module de bouton poussoir à Arduino.

Pour identifier les différentes broches du bouton poussoir, procédez comme suit. La broche avec le signe "+" à côté est la broche du bouton LED (+) et celle en face est la broche du bouton LED (-). Les deux autres broches sont les broches du bouton.

• Connectez n'importe quelle broche de bouton à la broche 13 d'Arduino
• Connectez l'autre broche du bouton à la broche 12 d'Arduino
• Connectez le bouton LED (-) à la broche 11 d'Arduino
• Connectez le bouton LED (+) à la broche 10 d'Arduino

3. Connectez la chaîne LED à Arduino UNO

Identifiez la LED de démarrage de la chaîne LED complète.

• Connectez le fil rouge du connecteur à l'alimentation 5V
• Connectez le fil vert du connecteur à la broche 5 d'Arduino
• Connectez le fil blanc du connecteur à la terre

Après avoir terminé le câblage, vous pouvez fixer le bouton-poussoir sur le côté du panneau latéral de construction en fixant le bouton avec l'écrou fourni.

Remarque: nous avons utilisé de la colle chaude sur les connexions pour nous assurer qu'elles ne sortiront pas une fois terminées et posées sur une étagère.

Étape 10: Programmation de l'Arduino

Pour programmer l'Arduino, nous avons laissé tomber le code ci-dessous, le code est assez bien commenté et assez explicite, si vous ne voulez aucune fonctionnalité ou souhaitez ajouter les vôtres, il devrait être très facile de le modifier vous-même.

Si vous prévoyez d'utiliser le code sans modifier le code lui-même, il n'y a qu'un seul paramètre que vous devez définir, c'est l'heure. Les instructions pour régler l'heure sont données dans le code.

Lors du téléchargement du code, vous devez vous assurer que la bibliothèque FastLED et la bibliothèque DS3231 sont installées dans votre IDE Arduino.

Étape 11: Tout finir

Nous avons presque terminé notre construction. Dans cette étape, nous allons simplement terminer toutes les petites choses qui restent.

Gestion de l'électronique

L'électronique aura l'air très désordonnée et pourrait même probablement se déconnecter si elle n'est pas correctement collée en place. C'est quelque chose qui peut être très facilement évité en collant toute l'électronique à l'intérieur de notre boîtier.

Vous pouvez commencer par coller l'Arduino à la base de l'écran et le module DS3231 également à la base de l'écran. La prise CC peut être positionnée là où cela est le plus pratique en tenant compte de l'endroit où vous souhaitez monter la construction, de la longueur du fil de l'alimentation et d'autres facteurs similaires.

Montage mural (facultatif)

Si vous souhaitez monter cet écran au mur, vous pouvez percer les trous de 5 mm dans la plaque supérieure et fixer des pinces en "L" à la plaque supérieure avec des boulons, des rondelles et des écrous M5, ce qui fournirait des trous de montage pour le monter sur un mur. Si vous avez l'intention de le garder sur une étagère comme nous l'avons fait, vous n'avez pas besoin d'ajouter ces pinces en "L" pour le montage.

Collage de la tôle diffuseur

La dernière étape et la plus simple consiste à coller la feuille de diffuseur sur notre immense treillis en PVC. Vérifiez que vous avez retiré la feuille de protection en plastique sur la feuille acrylique avant de continuer. Utilisez 10 à 15 gouttes de colle chaude réparties sur la feuille et appuyez-la contre le maillage pour coller la feuille. Nous utilisons de la colle chaude car elle peut être facilement retirée avec un simple remorqueur pour toute réparation.

PS: décoller la feuille de protection en plastique de la feuille acrylique est la partie la plus satisfaisante de la construction.

Plaque arrière (facultatif)

Si vous voulez que l'arrière de la matrice soit un peu plus élégant, vous pouvez découper un morceau d'acrylique noir de 6 mm qui a les mêmes dimensions que la feuille de diffusion et le coller à l'arrière de la matrice à l'aide de colle chaude

Fini

Maintenant, vous devriez avoir une matrice LED entièrement fonctionnelle qui a l'air bien le jour et étonnante la nuit. J'apprécie sincèrement si vous êtes arrivé jusqu'ici. Comme il s'agit de mon premier instructable, il y a beaucoup de choses à améliorer, en particulier les photos que j'ai prises n'étaient pas les meilleures, que j'essaierai certainement d'améliorer dans les futurs instructables (PS: l'appareil photo de mon téléphone ne rend pas vraiment justice à cet affichage car il a l'air bien plus cool dans la vraie vie). Si vous étiez en train de construire, j'espère que vous avez apprécié la construction et que vous vous êtes bien amusé. Les améliorations sont vraiment les bienvenues et j'ai vraiment hâte de voir ce que vous pouvez améliorer et faire différemment ^_^