Système LED RVB contrôlable pour votre maison ou votre bureau : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Les lumières de votre maison ou de votre espace de travail sont-elles ennuyeuses ? Vous souhaitez ajouter un peu d'énergie ou d'éclairage d'ambiance à votre pièce ? Ce Instructable vous montre comment créer une matrice de LED RVB contrôlable pour une utilisation dans votre maison ou votre bureau. Votre écran LED rouge, vert et bleu vous procurera des heures de plaisir à vous et à votre famille et vous fera l'envie de vos amis techniques ! Ce Instructable est basé sur deux systèmes construits par nos soins, Brilldea, à l'aide de produits que nous avons conçus. Un système a été construit pour notre maison et l'autre pour notre église. Regardez les vidéos des systèmes en action ! Voici notre système LED de salon. C'est le système LED que nous avons créé pour Island ECC à Hong Kong. Vous pouvez découvrir nos produits sur notre site internet: Brilldea.com

Étape 1: Planification du système

Tous les bons systèmes LED RVB commencent par un peu de planification et de prévoyance. Cette étape est cruciale pour déterminer vos exigences techniques pour le système, telles que la taille de l'alimentation et le nombre de canaux de contrôle, ainsi que le coût du système. Et n'oubliez pas l'intention artistique - la planification vous aidera à visualiser l'apparence du système et comment il interagira avec votre espace.1. La première chose à déterminer est la zone où vous souhaitez ajouter l'éclairage LED. Vous devez visualiser où le système LED sera monté et vous devriez considérer les LED, le(s) contrôleur(s), l'alimentation et les câbles associés. L'aspect le plus important de cette étape est de déterminer la zone dans laquelle les LED s'allumeront. Avez-vous une crique où vous souhaitez placer l'éclairage? Pouvez-vous réorganiser les meubles pour faire un espace pour les LED ? Êtes-vous en train de rénover où vous pouvez planifier un endroit spécial pour que vos LED et le matériel associé soient intégrés dans un mur ou le sol ? Notre système de salon a été construit entre nos bibliothèques Ikea. Le système Island ECC a été conçu pendant la construction de la pièce, de sorte qu'un espace spécial a été aménagé pour que les lumières s'intègrent parfaitement dans les murs.2. Une fois que vous avez choisi une zone, la prochaine chose à considérer est le nombre de LED que vous souhaitez utiliser pour couvrir cette zone. Il y a plusieurs variables à considérer. Les LED se projetteront-elles sur une surface translucide ? Les LED seront-elles visualisées directement ? Quelle est la profondeur de l'espace où les LED sont montées ? Quelle est la translucidité de votre matériel sur lequel vous êtes projeté ? Voulez-vous illuminer des formes et des motifs dans la matrice LED ? Quelle est la luminosité souhaitée pour la lumière ? Vous devrez tenir compte de la taille de chaque « pixel » du système. Pour nos systèmes, nous avons utilisé notre ruban LED RVB. Il s'agit d'une carte de circuit imprimé flexible de 10 cm avec 3 LED RVB dessus. Les LED sont câblées en série afin que chaque bande fonctionne sur 12V DC. Les LED sont contrôlées en groupe. Chaque système que nous avons conçu avait différentes profondeurs et différents matériaux translucides sur lesquels projeter. Votre espacement et votre taille varieront en fonction de votre emplacement et de votre budget. Nous avons utilisé à la fois un plexiglas laiteux et un plastique blanc ondulé. Notre système LED de salon a utilisé 32 morceaux de ruban LED RVB de 10 cm, 16 dans chaque colonne. Le système Island ECC utilisait 48 pièces dans chaque "fenêtre" et il y avait trois fenêtres.3. Une fois que vous avez déterminé la quantité de LED à installer, vous pouvez commencer à planifier le nombre de canaux de contrôle pour le système, le courant pour votre alimentation et la distribution du câblage. La vidéo suivante montre la configuration et le test de l'Island ECC système. La vidéo comprend des notes sur les composants et montre les routines de test utilisées lors de l'assemblage et de l'installation.

Étape 2: Composants du système LED

Un système LED est composé de plusieurs composants. Prenons un moment pour passer en revue ces composants.1. Le système LED a besoin d'un cerveau pour contrôler toutes ces LED. Ce cerveau est généralement un microcontrôleur tel que le Parallax Propeller ou SX ou PIC ou Arduino. Ce contrôleur peut faire fonctionner les LED à l'aide d'algorithmes préprogrammés ou changer les LED en fonction d'une connexion externe à un système DMX-512A ou série (RS-232). Nous avons conçu le contrôleur Prop Blade pour nos applications spécifiques de systèmes LED. Le Prop Blade accepte 6V à 12V DC et dispose de connexions pour série (via l'en-tête de programmation) et DMX-512A. De plus, il possède des LED d'état pour le retour d'informations et des commutateurs DIP et des boutons pour la saisie par l'utilisateur. Vous pouvez obtenir la Prop Blade en kit auprès de Brilldea si vous souhaitez utiliser ce contrôleur. Vous êtes également invités à faire votre propre.2. Un ou plusieurs modules de pilote de LED sont nécessaires pour contrôler toutes les LED, après tout, un microcontrôleur n'a qu'un nombre limité de broches d'E/S. Pour contrôler autant de LED, le microcontrôleur a besoin d'aide, c'est pourquoi nous avons conçu le LED Painter. Le LED Painter peut contrôler 16 canaux de LED RVB. Cela signifie que nous pouvons connecter 16 morceaux de ruban LED RVB, un pour chaque canal, et contrôler la couleur et l'intensité de chaque ruban. Le LED Painter est basé sur le CI TLC5940 de Texas Instruments. Il existe un code disponible en ligne pour l'hélice et l'Arduino pour contrôler ce circuit intégré. Vous pouvez également obtenir des kits LED Painter de Brilldea.3. Et bien sûr, chaque système LED a besoin de… eh bien… euh… de LED ! C'est vrai, beaucoup de LED rouges, vertes, bleues ! Nous aimons la commodité du ruban LED RVB que nous vendons. L'arrière du produit a un adhésif dessus pour qu'il se monte facilement sur les surfaces. Les LED et les résistances sont déjà assemblées et il fonctionne en 12V DC. De plus, il peut être plié pour être monté sur des surfaces courbes si nécessaire. Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser vos propres LED. Vous n'avez même pas besoin d'utiliser de LED RVB, vous pouvez attacher 48 LED monocolores ou 24 d'une couleur et 24 d'une autre couleur. Consultez la fiche technique de LED Painter pour plus de détails.4. Tout l'équipement du système ne servirait à rien si vous ne fournissiez pas l'électricité. Oui, tous ces composants ont besoin d'une alimentation CC. Nos systèmes sont conçus pour fonctionner sur 12V DC. La quantité de LED dans votre système dictera la quantité de courant que votre alimentation devra fournir. Nous avons utilisé des alimentations 12 V CC, 5 ampères pour notre installation et il nous restait beaucoup de place pour l'expansion. Si vous voulez être plus précis, vous devrez calculer la consommation actuelle des LED que vous utilisez dans votre système ainsi que le courant nécessaire pour votre contrôleur et vos pilotes.5. Voici quelques éléments supplémentaires qui complètent le système:

• Câble et fil pour la distribution de puissance et de signaux de commande.
• Un ordinateur et du matériel de programmation pour votre contrôleur. Si vous utilisez la Prop Blade basée sur l'hélice Parallax, vous voudrez acheter une Prop Plug de Parallax.
• Outils électroniques et manuels pour assembler votre système tels que fer à souder, pinces, tournevis, outils de coupe et pinces à dénuder.
• Tout le matériel de montage nécessaire pour monter votre contrôleur, vos pilotes, votre alimentation, etc.
• Une source DMX-512A, si vous souhaitez utiliser DMX pour contrôler votre système LED; c'est facultatif.

6. Maintenant que vous avez réfléchi à la forme, à l'espace, à la taille et à l'apparence de votre système, ainsi qu'aux matériaux requis, vous pouvez commencer à en établir le prix. Le coût de votre système variera en fonction de sa taille et des matériaux que vous avez peut-être déjà issus de projets antérieurs. Si vous disposez d'un microcontrôleur, vous pourrez peut-être l'utiliser. N'oubliez pas de tarifer le système et de définir des coûts réalistes pour les éléments "non triviaux" tels que les connecteurs, les câbles plats et les cordons secteur, car ces coûts peuvent s'additionner. La vidéo suivante montre un aperçu de notre système LED domestique. Ce système a été notre premier créé, donc le matériel utilisé dans le système est une première révision. Les Prop Blade et LED Painter actuels de Brilldea sont des conceptions mises à jour nécessaires pour réaliser un système similaire.

Étape 3: Temps de construction

Au moment où vous atteignez cette étape, vous devriez avoir terminé votre conception et acheté toutes vos pièces. J'adore recevoir des boîtes de pièces détachées pour concrétiser mes grandes idées, et vous ? Rien de mieux que de mettre vos mains au travail pour créer le design que vous avez conçu au cours des étapes précédentes. Lorsque j'assemble un système, je prends mon temps pour revérifier ma construction. Je revérifie les composants avant de remplir un PCB, je revérifie les connexions qui sont soudées ou terminées comme les câbles de données, et je teste le système par incréments au fur et à mesure. Avec un grand système LED RVB, beaucoup de choses peuvent mal se passer, donc tester au fur et à mesure est une bonne idée. Cette technique vous aidera à identifier les problèmes avant qu'ils ne s'aggravent et n'endommagent d'autres composants. Par exemple, nous avons testé le contrôleur Prop Blade avant de le connecter au PCB du pilote LED Painter. Lorsque vous commencez à construire votre système, la première chose que vous devez faire est d'assembler votre contrôleur et les circuits de commande de LED. Si vous utilisez un kit comme l'un des nôtres, très bien, alors l'approvisionnement en pièces était facile et l'assemblage ne devrait pas prendre trop de temps. Si vous construisez votre propre contrôleur et pilote LED, cette étape peut prendre plus de temps. Ne vous inquiétez pas, car l'effort en vaut la peine lorsque le contrôleur de votre système fonctionne. Lors de l'assemblage d'un kit, vous devez imprimer le schéma et la nomenclature pour vous assurer que vous utilisez les bons composants et placez le composant au bon endroit. Lorsque vous avez terminé d'assembler votre contrôleur, prenez le temps de l'allumer et de le tester. Téléchargez un programme simple sur le contrôleur pour vérifier que le contrôleur fonctionne. Dans notre cas, nous avons utilisé le Parallax Prop Plug pour télécharger le logiciel sur le Prop Blade. Une fois que vous avez terminé une carte pilote, allumez-la pour vous assurer que rien n'explose. Une fois que vous avez réussi ce test, ajoutez une seule LED RBG à un canal et connectez le pilote à votre contrôleur. Utilisez un programme simple pour vérifier que le contrôleur peut contrôler la configuration du pilote/LED RVB. Encore une fois, pour le Prop Blade et le LED Painter, nous avons des exemples de programmes sur notre site: Brilldea.com. Maintenant que vous avez fait l'électronique, passons aux LED !

Étape 4: Assemblage des DEL

La partie la plus fastidieuse d'un réseau de LED RVB est la construction et les connexions des LED. Cette étape implique généralement de nombreuses coupes, dénudages, sertissages et soudures de fils. Sans parler de la double vérification de chaque connexion pour s'assurer qu'elle a été bien faite. Si vous trouvez des moyens d'améliorer ce processus, faites-le nous savoir dans les commentaires. Encore une fois, cette étape prend du temps. Planifiez le début de votre système en conséquence afin de ne pas avoir à vous précipiter à la dernière minute pour terminer tout le travail qui doit être fait. Rester debout toute la nuit pour créer votre chef-d'œuvre endommagera vos composants à cause d'un mauvais câblage. Prenez votre temps et vérifiez les connexions. Nos systèmes ont été conçus en modules afin que nous puissions facilement assembler le système sur place. Les systèmes étaient également plus faciles à tester au fur et à mesure que nous les assemblions. Par exemple, les LED du système Island ECC ont été assemblées sur des panneaux de 1 mètre de long sur 0,4 mètre de haut. Chaque panneau était identique, nous avons donc créé un modèle pour savoir où monter les LED, comment acheminer les fils et où placer le LED Painter. Cette étape est assez facile techniquement, juste répétitive et longue. Si vous utilisez le ruban LED RVB, vous pouvez monter les LED sur une surface en enlevant le revêtement sur le support adhésif. Assurez-vous de monter les LED sur une surface propre. Ajoutez des fils, des connecteurs et des faisceaux selon les besoins. Nous aimons avoir des connecteurs au cas où nous aurions besoin de retirer un équipement pour une inspection ou un remplacement. Vous pouvez choisir de souder toutes les connexions et de renoncer aux dépenses et au temps requis pour ajouter des connecteurs. Une fois que les LED sont prêtes, branchez-les sur votre circuit LED Driver ou votre ensemble LED Painter et testez. Vous voudrez peut-être brancher chaque canal LED un à la fois plutôt que tous à la fois. Si vous assemblez le système en modules, vous devrez alors installer chaque module à son emplacement final. Lorsque vous les installez, assurez-vous de les allumer un par un. Encore une fois, vérifiez vos connexions avant de les allumer. Comme mentionné dans les autres étapes, nos systèmes utilisent la Prop Blade. Le Prop Blade possède deux groupes d'E/S. Chaque groupe d'E/S peut exécuter jusqu'à deux LED Painter en série, soit quatre LED Painters pour un contrôleur. Il est possible d'en exécuter plus, mais vous devez faire attention aux détails de la longueur du fil et de la force des signaux, et nous avons constaté que des circuits de mise en mémoire tampon devraient être construits pour augmenter la fiabilité. Sachez que le Painter LED doit être proche du contrôleur Prop Blade. L'installation d'un LED Painter à 20 pieds de votre contrôleur qui utilise des signaux logiques de 3,3 V CC produira des résultats médiocres ou aucun résultat. Considérez soigneusement vos emplacements de montage. Une fois les LED installées, vous y êtes presque. À ce stade, vous avez sans aucun doute effectué un test de mise sous tension et ressenti l'excitation du système prendre vie !

Étape 5: Touches finales

Une fois le système installé, nous nous asseyons et en profitons. Eh bien, peut-être pas encore. Bien sûr, des problèmes surviennent lors de la construction et de l'installation du système. À ce stade, vous devrez peut-être effectuer un dépannage. Espérons que les principaux problèmes ont été découverts lors des tests incrémentiels effectués pendant la construction. Au moment où l'ensemble du système est opérationnel, tout est généralement en ordre de marche. À cette étape, vous pouvez finaliser le montage et le câblage des composants et tout ranger. Vous pouvez également modifier (ou commencer à écrire !) votre logiciel de contrôle. L'écriture du logiciel est très amusante, surtout lorsque vous accédez au logiciel de niveau supérieur qui décrit à quoi ressemblent les LED. J'appelle ces routines les routines de "peinture". J'ai déjà mentionné que vous pouvez contrôler votre système par différents moyens. Certaines personnes veulent simplement allumer le système et le laisser cycler tout seul. Dans ce type de système, il devrait y avoir des routines ou des algorithmes préprogrammés pour estomper, effacer ou placer des couleurs aléatoires sur l'écran. Le code de démonstration pour le Prop Blade et le LED Painter peut être trouvé sur Parallax Propeller Object Exchange ou sur le site Web de Brilldea. L'exemple de code montre des algorithmes simples pour la décoloration et le changement de couleur. D'autres personnes sont des maniaques du contrôle ! Ils veulent contrôler chaque pixel et chaque couleur avec une synchronisation précise. Le combo LED Painter et Prop Blade permet un contrôle DMX-512A (comme RS-485) ou un contrôle série (via la prise Prop). Cela signifie que vous pouvez utiliser un logiciel sur votre PC tel que Vixen Lights pour concevoir un spectacle avec synchronisation de la lumière et de la musique. Avec le LED Painter, chaque canal de contrôle peut être contrôlé de off à on en 255 étapes. Cela permet de mélanger les couleurs à différentes intensités. Autres choses que vous pouvez faire avec votre système LED:

• Faites-le détecter le rythme d'une chanson et changez le look en fonction de cela. Cela impliquerait d'ajouter un microphone à votre système et de traiter l'entrée.
• Faites-le détecter la vidéo et modifiez l'apparence en fonction de cela, un peu comme Ambilight sur les téléviseurs à écran plat Philips. Cela peut impliquer l'ajout d'un ordinateur qui diffuse la vidéo sur votre téléviseur ou l'ajout d'une webcam pour capturer l'image de votre téléviseur.
• Faites-le s'allumer et s'éteindre automatiquement à certains moments. Cela peut être basé sur la lumière du jour, l'heure du jour ou la détection d'une personne dans la pièce ou à proximité du système.
• Contrôlez-le via Internet afin que le monde entier puisse allumer et éteindre les LED de votre salon.
• Connectez le mur LED à votre bague d'ambiance pour que le mur LED puisse refléter votre humeur !

Nous espérons que vous avez apprécié ce Instructable. Assurez-vous d'en savoir plus sur Brilldea et nos produits en visitant notre site Web: Brilldea.com.