Reloj de pared LED ambiental: 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Recientemente, he visto a muchas personas construyendo matrices LED enormes que se ven absolutamente hermosas, pero que consistían en códigos complicados o partes costosas o ambas cosas. Así que pensé en construir mi propia matriz de LED que constara de piezas muy baratas y un código muy fácil de entender, aunque un poco más pequeño. También puede actuar como un reloj de pared, lo cual es útil para las personas que no quieren una pantalla enorme que solo esté tirada mostrando sus divertidas animaciones.

Mi objetivo con este proyecto era no incluir herramientas de soldadura o eléctricas para que este proyecto pudiera ser accesible para muchas personas.

Este proyecto se recomendaría a personas con conocimientos básicos de electrónica, codificación y para personas con poca experiencia trabajando con acrílico:).

Paso 1: reunir todas las herramientas y los materiales de construcción

Instrumentos:

1. Una sierra para metales
2. Una herramienta de puntuación acrílica
3. Un simple taladro de mano (también funcionaría uno eléctrico)
4. Broca de 12 mm o broca escalonada
5. Un par de pelacables
6. Un par de cortadores diagonales
7. Un par de tijeras
8. Un rotulador o marcador
9. Una pistola de pegamento caliente
10. Papel de lija

Materiales de construcción:

1. Cinta eléctrica
2. Adhesivo de dos componentes
3. Superpegamento o cianoacrilato
4. Barras de pegamento caliente

Paso 2: reunir todas las piezas

Partes:

1. 50 piezas de cadena de led WS2811 (3 juegos)
2. Arduino UNO
3. Módulo RTC DS3231
4. Interruptor momentáneo metálico con LED
5. Cables de puente
6. Fuente de alimentación 5V 10A
7. Una toma de CC
8. Alambre de hebra múltiple (16 awg)
9. Lámina acrílica ópalo (blanco translúcido) de 3 mm
10. 4 cm de diámetro exterior, tubería de PVC de pared delgada (10 metros)
11. Acrílico negro 6 mm

Paso 3: Cortar los tubos de PVC a medida

En este paso cortaremos la tubería de PVC en cilindros más pequeños. Estos pequeños cilindros de tubería de PVC actuarán como divisores entre los píxeles, ya que no queremos que la luz de un LED penetre en toda la pantalla. Los LED se colocarán dentro de estos cilindros y garantizarán que la luz que proviene de cada LED se enfoque en una región en particular y no se derrame en otros píxeles.

Para lograr la malla de los tubos de PVC, primero tenemos que cortar los tubos de PVC en pequeños cilindros de idéntica longitud. Elegimos una longitud de 6 cm como altura de los cilindros, pero puede elegir cualquier altura alrededor de 6 cm según le convenga. Solo asegúrese de que todos los cilindros tengan la misma altura.

Pasos:

1. Utilice cajas o libros para lograr una altura de 6 cm (o algo alrededor de 6 cm).
2. Mantenga un marcador horizontalmente en la caja, sostenga el tubo de PVC contra una pared y haga que la punta del marcador toque el tubo. Gire la tubería de PVC lentamente usando el soporte de la pared para hacer una línea agradable y sin costuras alrededor de la tubería.
3. Corta la línea con una sierra para metales. Asegurarse de que los cortes sean lo más rectos posible, que será clave para la calidad de la difusión.
4. Si hay rebabas / irregularidades en el lateral del cilindro, podemos utilizar un papel de lija o un cúter para desbarbar un lado. Desbarbar un lado es suficiente, sin embargo, desbarbar ambos lados será bueno.
5. Si solo tiene un lado desbarbado, marque ese lado con una "D". Ese lado estará orientado hacia la hoja difusora y el otro lado con una "L" que indica el lado en el que se colocará el LED. Si ha desbarbado ambos lados, puede ver el lado que se sienta más perpendicularmente en el piso y marcar ese lado con una "D" y el otro lado con una "L".
6. Repite 134 veces:)

Paso 4: pegar todos los tubos de PVC

Ahora que tenemos todos los tubos cortados a medida, podemos pegarlos en una malla enorme. Para pegar todos los tubos, utilizamos cianoacrilato, comúnmente conocido como superglue.

Pasos:

1. Comenzamos pegando dos tubos juntos. Mantenga dos tubos ambos horizontalmente sobre la mesa. Asegúrese de que ambos se sientan al ras de la mesa y el lado con la "D" escrita en él mira de la misma manera y están al mismo nivel. Una vez que todo esté alineado, podemos poner 1-2 gotas de superglue entre los tubos.
2. Para pegar el tercer tubo, siga los mismos pasos que se indicaron anteriormente. Mantenga la malla pegada sobre una mesa y coloque el tercer tubo encima de ellos. Asegúrese de que el lado "D" de las tuberías esté orientado en la misma dirección y en el mismo nivel. Aplique 1-2 gotas de superglue en cada costura. Si ha hecho todo bien, cuando mantenga la malla en vertical, con las "D" hacia abajo, no debe haber ningún movimiento de balanceo y toda la estructura debe quedar alineada sobre la mesa.
3. Para pegar el cuarto tubo y los tubos restantes podemos mantener fácilmente las tres piezas pegadas en vertical (con las "D" hacia abajo, por supuesto ^ _ ^) y colocar el cuarto tubo en cualquier lado de las tres piezas pegadas. Asegúrese de que las "D" estén orientadas de la misma manera. Luego simplemente podemos pegar la cuarta pieza a las tres piezas pegadas, lo mismo se puede repetir para el resto de tubos para lograr una estructura como se muestra arriba.

Paso 5: cortar el acrílico

Para cortar la lámina acrílica, marque las formas deseadas utilizando las dimensiones dadas en la imagen. De lo contrario, puede imprimir los archivos SVG proporcionados y adjuntar las páginas en la parte superior de la hoja acrílica y usarla como guía para cortar.

Nota: Las dimensiones pueden cambiar si ha utilizado un diámetro diferente para las tuberías de PVC.

Pasos:

1. Si está utilizando las impresiones de los archivos SVG, pegue las páginas impresas a las láminas de acrílico con cualquier barra de pegamento o simplemente péguelas en el acrílico con un trozo de cinta adhesiva.
2. Si no tiene la intención de utilizar las páginas impresas, puede utilizar las dimensiones indicadas anteriormente para marcar las formas en la hoja de acrílico.
3. Utilice una herramienta de puntuación para marcar las líneas que desee cortar. Marque hasta que el resultado sea casi tan profundo como la mitad del grosor de la lámina acrílica.
4. Cuando termine la puntuación, mantenga la línea marcada en el borde de una mesa y aplique una presión fuerte en el lado de la lámina acrílica que cuelga en el aire. Esto romperá la lámina acrílica a lo largo de la línea marcada. Si la cantidad de presión requerida para romper el acrílico es demasiado alta, intente hacer más puntajes en la línea mientras usa más presión para marcar.
5. Haga esto para todos los cortes necesarios.
6. Con una broca de 12 mm, haga un agujero en uno de los paneles laterales para el botón pulsador.

Paso 6: pegar el marco a la malla

Este paso es extremadamente sencillo. Estamos pegando un marco acrílico a la malla de PVC que acabamos de crear. Dado que las tuberías de PVC se ven feas, las encerramos en una bonita caja de acrílico.

Pasos:

1. Coloque la malla de tubería de PVC en el piso mientras se asegura de que el lado con las "D" mire hacia abajo.
2. Puede colocar el panel lateral con el botón en cualquier lado que desee. Decidimos ir con la parte inferior derecha.
3. Coloque todos los paneles acrílicos alrededor de la malla de PVC mientras se asegura de que se asienten al ras del piso. Asegúrese de que el lado con "D" escrito en las piezas de acrílico esté orientado hacia el piso. Realice cambios en los tamaños de las láminas acrílicas si es necesario.
4. Use cinta para sujetar todas las piezas de acrílico juntas, o pídale a un amigo que le ayude sujetando las piezas de acrílico con fuerza a la malla.
5. Use un poco de superpegamento o adhesivo de 2 componentes para pegar todas las láminas acrílicas a la malla de la tubería de PVC.

Nota: Si planea montar esta pantalla en la pared, la cantidad de pegamento que debe usar debe ser un poco más de lo habitual porque todo el peso se apoyará en un panel acrílico y no querrá que se doble o, lo que es peor, se caiga. aparte.

Paso 7: pegar todos los LED dentro de la malla de PVC

Según la cantidad de trabajo tedioso, este debería ser el último proceso que requiere mucho trabajo,

Pasos:

1. Antes de comenzar con el proceso de pegado, coloque las cadenas de LED en el suelo de forma secuencial. Cada cadena de LED tiene 50 LED. Coloque el inicio de la siguiente cadena donde termina la cadena anterior. Ahora, conecte los conectores JST que salen del último LED de la cadena anterior al primer LED de la siguiente cadena. Al hacer esto, debería tener una cadena larga de 150 LED.
2. Ahora puede pegar en caliente el primer led en la tubería de PVC superior e izquierda como se muestra arriba. Para identificar el primer LED de la cadena, busque el LED que tiene un conector que sale de él como se muestra en la imagen que muestra el pegado del primer LED.
3. Después de pegar el primero, solo es cuestión de seguir el diagrama anterior para pegar todos los LED en sus respectivos lugares, por ejemplo, el segundo LED entrará en el tubo que está justo al lado.
4. Después de haber completado la primera fila pegando todos los LED en la primera fila, puede comenzar con la segunda fila, el primer LED de la segunda fila entrará en el tubo que está inmediatamente a la derecha y al final de la primera fila. LED como se muestra en la guía
5. Repitiendo este proceso, llene los tubos restantes según la guía proporcionada.
6. Una vez que haya terminado de pegar todos los LED en sus respectivos tubos, todavía le quedarán algunos LED, puede cortar simplemente el cable que sale del último LED para eliminar el exceso de LED.
7. Después de cortar el cable, puede usar cinta aislante para aislar los cables que salen del último LED solo para que no creen ningún cortocircuito.

Paso 8: distribución de energía a todos los LED

A partir de este paso, nos centraremos en el lado eléctrico a excepción de algunas actividades de pegado menores.

Pasos:

1. Verá que tiene 3 pares de cables rojo y blanco que salen del LED de inicio de cada cadena individual.
2. Conecte todos los cables rojos juntos usando un cable grueso de varios hilos. Puede hacer esto simplemente torciendo los extremos de los cables o soldandolos juntos, lo que sea conveniente para usted. Obtendrá resultados idénticos en ambos casos.
3. Haz lo mismo con todos los cables blancos. Asegúrese de utilizar un cable grueso de varios hilos, preferiblemente de un color diferente, para diferenciar las polaridades.
4. Al final, debería tener 2 cables saliendo de toda la pantalla para positivo y negativo
5. Conecte estos cables gruesos de múltiples hilos al conector de CC girando los extremos o soldando. Asegúrate de aislar los extremos con un trozo de cinta aislante.

Paso 9: cableado del Arduino

En este paso completaremos todas las conexiones eléctricas.

Nota: Es posible que su botón no venga con cables pre soldados, es posible que deba soldarlos o simplemente girarlos en su lugar, lo que sea conveniente para usted. Aísle las conexiones con cinta aislante. Si el suyo no viene con cables pre soldados, puede seguir el diagrama de distribución de pines que se muestra arriba para identificar los pines respectivos.

Utilice los cables macho a hembra y macho a macho para realizar todas las conexiones necesarias con el Arduino UNO como se describe a continuación.

1. Conecte el módulo DS3231 RTC a Arduino

• Conecte VCC del módulo RTC al VIN de Arduino
• Conecte SDA del módulo RTC al pin A4 en Arduino
• Conecte SCL del módulo RTC al pin A5 en Arduino
• Conecte GND del módulo RTC al pin GND en Arduino

2. Conecte el módulo de botón pulsador a Arduino.

Para identificar los diferentes pines del botón pulsador, haga lo siguiente. El pin con el signo "+" al lado es el pin del LED del botón (+) y el opuesto es el pin del LED del botón (-). Los otros dos pines son los pines del botón.

• Conecte cualquier pin de un botón al pin 13 de Arduino
• Conecte el otro pin del botón al pin 12 de Arduino
• Conecte el botón LED (-) al pin 11 de Arduino
• Conecte el botón LED (+) al pin 10 de Arduino

3. Conecte la cadena de LED a Arduino UNO

Identifique el LED de inicio de la cadena de LED completa.

• Conecte el cable rojo del conector a la fuente de alimentación de 5V
• Conecte el cable verde del conector al Pin 5 de Arduino
• Conecte el cable blanco del conector a tierra

Después de terminar el cableado, puede asegurar el botón pulsador al costado del panel lateral de construcción apretando el botón con la tuerca provista.

Nota: Usamos pegamento caliente en las conexiones para asegurarnos de que no se salgan mientras está terminado y descansando en un estante.

Paso 10: Programando el Arduino

Para programar el Arduino, hemos dejado caer el código a continuación, el código está bastante bien comentado y se explica por sí mismo, si no desea ninguna funcionalidad o desea agregar algunas propias, debería ser muy fácil modificarlo usted mismo.

Si planea usar el código sin modificar el código en sí, solo hay un parámetro que debe configurar, que es la hora. Las instrucciones para configurar la hora se dan en el código.

Al cargar el código, debe asegurarse de tener la biblioteca FastLED y la biblioteca DS3231 instaladas en su IDE de Arduino.

Paso 11: Terminarlo todo

Casi hemos terminado con nuestra construcción, en este paso acabaremos con todas las pequeñas cosas que quedan.

Gestionar la electrónica

Los componentes electrónicos se verán muy desordenados y probablemente incluso se desconectarán si no se pegan correctamente en su lugar. Esto es algo que se puede evitar fácilmente pegando todos los componentes electrónicos dentro de nuestro gabinete.

Puede comenzar pegando el Arduino a la base de la pantalla y el módulo DS3231 también a la base de la pantalla. El conector de CC se puede colocar donde sea más conveniente teniendo en cuenta dónde desea montar la estructura, la longitud del cable de la fuente de alimentación y otros factores similares.

Montaje en pared (opcional)

Si desea montar esta pantalla en la pared, puede perforar los orificios de 5 mm en la placa superior y colocar algunas abrazaderas en "L" a la placa superior con algunos pernos, arandelas y tuercas M5, que proporcionarían orificios de montaje para montarlo en un pared. Si tiene la intención de mantenerlo en un estante como lo hicimos nosotros, no necesita agregar esas abrazaderas en "L" para el montaje.

Pegado de la hoja difusora

El último y más sencillo paso es pegar la hoja difusora en nuestra enorme malla de PVC. Verifique que haya quitado la lámina protectora de plástico de la lámina acrílica antes de continuar. Use de 10 a 15 gotas de pegamento caliente esparcidas por la hoja y presione contra la malla para pegar la hoja. Usamos pegamento caliente, ya que se puede quitar fácilmente con un simple tirón para cualquier reparación.

PD: Pelar la lámina protectora de plástico de la lámina acrílica es la parte más satisfactoria de la construcción.

Placa trasera (opcional)

Si desea que la parte posterior de la matriz sea un poco más elegante, puede cortar una pieza de acrílico negro de 6 mm que tenga las mismas dimensiones que la hoja difusora y pegarla a la parte posterior de la matriz con un poco de pegamento caliente.

Finalizado

Ahora debería tener una matriz de LED completamente funcional que se vea bien durante el día y sorprendente durante la noche. Le agradezco sinceramente que haya llegado tan lejos. Como este es mi primer instructable, hay muchas cosas que mejorar, especialmente las fotos que tomé no fueron las mejores, que definitivamente intentaré mejorar en el futuro instructables (PD: la cámara de mi teléfono realmente no le hace justicia a esta pantalla ya que se ve mucho más genial en la vida real). Si estabas construyendo a lo largo, espero que hayas disfrutado la construcción y te hayas divertido. Las mejoras son realmente bienvenidas y no puedo esperar a ver qué pueden mejorar y hacer de manera diferente ^ _ ^