Medidor VU de matriz LED: 9 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

La inspiración para este proyecto provino de un gran youtuber de electrónica, GreatScott, donde creó una matriz de LED con 100 LED. Tenía muchas ganas de recrear este proyecto, así que fui y creé una matriz con el doble de LED.

Además, me encanta el aspecto de la música que se muestra con color, ya sea un órgano de color o un vu-metro. Entonces sabía que de alguna manera programaría la matriz para hacer uno de esos efectos.

El proyecto se realizará en estos pasos:

1. Reunir todos los materiales y herramientas
2. Preparando el tablero
3. Montaje de los LED
4. Hacer la cuadrícula de espuma cuadrada
5. Bordes acrílicos de preparación y tablero frontal
6. Hacer la placa del controlador
7. Fabricación de soportes de aluminio
8. Ensamblando todo junto
9. Subiendo el boceto y probando

Paso 1: Reúna los materiales / herramientas necesarios:

Para construir la matriz de LED necesitará los siguientes materiales:

• Tira LED direccionable 4m
• Arduino NANO
• MSGEQ7 - Ecualizador de sonido de 7 bandas
• Fuente de alimentación de 5 V (fuente de alimentación de computadora)
• Componentes electrónicos (condensadores, resistencias, prototipo de PCB,…)
• Placa posterior de MDF - 10 mm
• Plexiglás acrílico blanco difuso (3 mm)
• Vidrio plexiglás acrílico negro (3 mm)
• Tablero de espuma (3 mm)
• Perfil cuadrado de plástico
• Perfil de aluminio en T
• Alambre de cobre de núcleo sólido (22AWG) - Alambre UTP
• Cable de cobre de núcleo sólido (10AWG) - Cable de red
• Pequeños tornillos para madera
• Cola y superpegamento para madera / aluminio

También necesitará las siguientes herramientas:

• Equipo de soldadura (Hierro, Soldadura,…)
• Cortadores de alambre
• Sierra de calar
• Taladro (y pequeñas brocas)
• Cuchillo X-Acto
• Amoladora angular / cortadora
• Pistola de pegamento caliente + barras de pegamento
• Regla de 1 m
• Tijeras

Paso 2: preparar el tablero:

Comencemos este proyecto haciendo el tablero principal en el que pegaremos los LED más adelante. Para el material utilicé MDF de 10 mm (tablero de fibra de densidad media) y eso se debe a que lo tenía tirado y era perfecto porque era duro pero fácil de cortar.

Primero, dibuja la forma del rectángulo en el plato con una regla y un lápiz para que tengas líneas de guía a seguir al cortar. El rectángulo debe tener las siguientes dimensiones: 65,5 cm x 32,5 cm. Debes hacer el rectángulo lo más cuadrado posible para que quepan los bordes acrílicos que crearemos más adelante.

A continuación, corte la forma con la ayuda de una sierra de calar (o una sierra de mano). Haz cortes lo más rectos posible.

Después de cortar, limpia un poco los bordes con papel de lija para que queden lisos y rectos.

Ahora use la regla para dibujar una cuadrícula que nos ayudará a colocar los LED en el siguiente paso. Dibuje la primera fila 16, 25 mm debajo de la parte superior del tablero, luego dibuje filas cada 32, 5 mm. La primera columna es de 16, 38 mm desde la izquierda del tablero, cada columna siguiente es de 32, 75 mm desde la última. Cuando termine, debe tener 10 filas y 20 columnas espaciadas uniformemente …

Paso 3: monte los LED:

Para este proyecto necesitará 4 metros de LED direccionables individualmente que en mi caso venían en 4 rollos de 60 LED por metro y eso me dio 240 LED (200 necesarios).

Comience cortando todos los LED de la almohadilla donde se va a cortar. Puede usar tijeras o cortadores de alambre para cortarlos.

A continuación, use un poco de pegamento debajo de cada LED y péguelos en la cuadrícula que dibujamos en el paso anterior (donde las líneas se cruzan). Preste atención a las flechas de los LED; deben estar orientadas de la misma manera en esa fila. En cada fila siguiente, la orientación se invertirá para que tengamos una ruta continua.

Ahora viene la soldadura, mucha soldadura:

Necesitamos conectar todos los LED juntos de la manera correcta. Obtenga su delgado cable de cobre de núcleo sólido (en mi caso usé cables UPT) y comience a soldar todos los LED horizontales conectando GND -> GND, DO (salida de datos) -> DI (entrada de datos), 5V -> 5V. Cuando llegue al final de la fila, simplemente conecte el último (DO) al (DI) en el LED que se encuentra debajo de la siguiente fila.

Ahora perforaremos algunos orificios gráficos en el centro para llevar energía a los LED. Taladre un agujero por cada LED en esa fila para que tenga energía llegando a cada fila. Necesitamos tener varios puntos de alimentación porque de lo contrario habría una caída de voltaje demasiado grande en los últimos LED. Ahora coloque el alambre de cobre grueso en cada orificio y suelde al pin de alimentación correspondiente.

Da la vuelta a la placa y conecta todos los cables de tierra y + 5v que pasan por los orificios. Utilice el alambre de cobre más grueso. También conecte dos cables aislados a los rieles de alimentación, que luego se conectarán a la placa de control.

Lo último es perforar un agujero en el primer LED, pasar un cable (éste con el aislamiento) a través de él y soldarlo a la DI (entrada de datos) en ese primer LED.

Paso 4: haz la cuadrícula de espuma cuadrada:

En este paso realizaremos la rejilla de espuma que actuará como barrera para que la luz se refleje en el acrílico difuso como un píxel por cada LED.

Obtenga su cartón pluma de 3 mm y corte dos juegos de tiras diferentes. Necesitará 9 largos y 19 cortos.

A continuación, deberá cortar algunas arboledas en las tiras que luego se utilizarán para unir las tiras largas y cortas. Las arboledas deben tener 3 mm de ancho y 25 mm de largo. En la tira larga debe haber 19 y en las cortas 9 ranuras. Consulte Foam_Grid.pdf para obtener instrucciones más detalladas.

Ahora une las tiras, coloca las cortas en vertical y las largas en horizontal.

Si tiene un cartón pluma blanco, deberá pintar toda la cuadrícula de negro para que la luz no pase al siguiente píxel.

Paso 5: Prepeare los bordes acrílicos y el tablero frontal:

La luz que proviene del LED debe difundirse sobre un material semitransparente para obtener una forma de píxel de aspecto cuadrado. Para eso usaremos placa acrílica blanca de 3mm que cortaremos a las mismas dimensiones que nuestro tablero: 65, 5cm x 32, 5cm. Ese será nuestro frontboard.

Ahora tenemos que hacer los bordes que unirán el frente y el tablero trasero. Esto se hará con acrílico negro de 3 mm. En mi caso, no tenía acrílico en casa, así que compré los bordes de una empresa y los cortaron con láser para que coincidan con mi tamaño. Si no tiene una empresa de este tipo / láser disponible, tendrá que obtener el acrílico y cortar las piezas a mano.

Necesita tener dos piezas de 66, 3 cm y dos de 32, 3 cm de largo, ambas de 3, 8 cm de ancho.

En los extremos, debe hacer cortes con ranuras para que los bordes queden bien juntos. En los dos bordes largos, debe hacer una ranura de 10 mm en el centro y en los dos cortos, debe hacer una pestaña de 10 mm en el centro. La pestaña se hace cortando dos ranuras en los lados opuestos donde creó una ranura en el borde largo. Nuevamente, tiene Borders.pdf para obtener más instrucciones.

Ahora necesita perforar algunos agujeros para atornillar los bordes en la placa posterior más tarde. Taladre agujeros de 3 mm a 5 mm del extremo (de modo que el tornillo entre en el centro del tablero). Taladre 3 agujeros en los bordes cortos y 4 agujeros en los largos. Sepáralos uniformemente.

Lo último es preparar los perfiles cuadrados de plástico que unirán los bordes con el tablero frontal y también le darán a la matriz un bisel de aspecto agradable. Cortar dos piezas de 66,5 cm y dos de 32,5 cm de largo. Ahora corte un ángulo de 45 ° en cada borde para que los biseles queden bien juntos.

Paso 6: Haga la placa del controlador:

El microcontrolador principal para controlar los LED será un Arduino NANO. Como queremos que nuestra matriz muestre un Vu-metro, necesitamos de alguna manera llevar la señal de audio al controlador. Para eso usaremos un IC - MSGEQ7 - que es un ecualizador gráfico de audio de 7 bandas.

Hay algunas formas diferentes de hacer la placa del controlador:

1. Haga el circuito en una placa de pruebas (no se necesita soldadura)
2. Haz el circuito en una placa prototipo
3. Haz tu propia PCB grabándola
4. Solicite su PCB a un fabricante

Hice mi tablero en un tablero prototipo e incluiré el esquema y el archivo del tablero para que pueda elegir de qué manera desea crear su tablero.

Aquí hay un buen Instructalbe si desea grabar su propia placa: Grabado de PCB

Paso 7: haga los soportes de aluminio:

Para que nuestra matriz se sostenga por sí sola, necesitamos hacer algo para que la soporte y no se caiga. Es un diseño simple pero hace el trabajo.

Consigue tu perfil de aluminio en forma de T y corta dos largos de 30cm.

Ahora haga una ranura en V a 10 cm de uno de los extremos.

Doble el perfil 90 ° donde está la ranura en V y los soportes están listos.

También agregué un tornillo y una tuerca para mayor rigidez.

Paso 8: Reúna todo junto:

Ahora tenemos todas las partes de la matriz listas para ensamblar

Comience uniendo los bordes con el tablero frontal. Usaremos los perfiles cuadrados de plástico que preparamos anteriormente. Use pegamento caliente para pegar los 3 componentes (borde - perfil cuadrado - tablero frontal).

Ahora alinee todo junto y use una broca muy pequeña para perforar agujeros piloto. Ahora podemos atornillar todo con tornillos para madera.

Peguemos los soportes de aluminio con un poco de pegamento para madera / aluminio. Alinéelos a 10 cm del borde.

Ahora podemos atornillar la placa del controlador y cablear las últimas cosas. El cable que soldamos a la entrada de datos del primer LED va al terminal de la placa que dice "OUT".

Ahora necesitamos conectar todas las tierras y los + 5v juntos usando un cable de cobre más grueso. Suelde dos cables aislados a tierra y + 5v y conéctelos a los pines correspondientes en el tablero de control. También agregué un capacitor de 470uF para suavizar un poco el voltaje.

Lo último es conectar la alimentación de la fuente de alimentación (tierra y + 5v dc).

Paso 9: Cargue el boceto y pruebe:

Ahora estamos listos para probar

Sube el boceto que he incluido y conecta un cable de audio a los pines de audio. Conecte la fuente de alimentación y reproduzca música. El medidor de Vu debería comenzar a mostrarse.