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如何用480個LED實現音樂可視化

454398 ? 來源:wv ? 2019-09-04 17:12 ? 次閱讀

步驟1:材料

一般結構支架由木材制成,18mm刨花板固定在托架和夾板上。

前面板分為多層,以便維護PMMA模塊,將在第3部分詳細介紹。聲音過程是在Raspberry Pi上用Python制作的,因此總是有一個電子設備。支架和顯示屏,以便在必要時訪問DJ。注意,一些部件,特別是PMMA,是使用激光切割機制造的。如果沒有它,在相同的條件下PMMA很難實現,在你周圍的Fablabs告知自己,他們可能會幫助你做到這一點。

材料清單:

警告:0.5米* 0.5米的面板取決于您的激光切割機的尺寸。請參閱所有指南以確定您需要的尺寸。

18mm刨花板:

2x 1m * 2m

2x 1m * 1m

3mm MDF:

1x 1m * 1m

4x 0.5m * 0.5m

6mm MDF:

8x 0.5m * 0.5m

~12m的防滑釘(30mm * 30mm很好)

5m PMMA:

~0.5m2(板材尺寸取決于激光切割機的尺寸)

Raspberry Pi(3b很好)

Waveshare 7“觸摸屏

8米WS2812B,帶60個LED/m

USB聲卡(最便宜的來自Ugreen的麥克風輸入很好,~10 $)

長度為1米的16x 5mm螺紋桿(最好在90cm處切割,參見步驟3.5

320x 5mm堅果。

3D打印部件。

木螺釘(3mm和5mm)

木膠

帶制動器的4個球童車輪(最好移動它,相信我!

焊接的一些導線

BOB-12009邏輯電平轉換器(來自Sparkfun)

一些接線端子connecto r為Raspberry Pi和LED供電

微型USB線。

5V電源(至少100W(20A))。

您現在可以開始您的項目了!

第2步:力學

這只是支架的一般結構,其余部分將用于實現前面的

面板及其電子和軟件配置。該結構是在2m * 1m的板上制作的,因此它可以安裝在DJ平臺上,通常具有這樣的尺寸,因此可以在必要時輕松升起。

我為您提供了每個部件的3D平面圖和一般結構,以便您可以看到如何組裝它。不同的照片可能會更清楚。

使用圓鋸,從2米* 1米的板上切下計數器底座(可用文件)。你得到圖片N°1

然后我們將安裝側板。對于每個面板:

取一個長約85厘米的防滑釘(根據防滑釘的大小選擇一個尺寸,兩個防滑釘將放在兩側,不要超過)。注意:前面板的厚度約為3厘米,請注意選擇長度,使前面板留有4厘米的長度。

將此防滑釘擰到平行于邊緣的底座上,注意邊緣和防滑釘之間的距離約為2厘米(將落在前面的板的厚度)

取2個約80厘米的夾板。它們將擰在第一個夾板的兩側,以盡可能地支撐板。防滑釘的長度將決定DJ托盤的高度,因此您可以根據需要更改此尺寸。我們采取80厘米,以留下一個高度,使板塊受到保護,不一定可見。 80厘米是桌子的標準高度,它對我們來說似乎很完美。

重復計數器另一側的最后兩步,你應該得到照片N°2的結果。

我們現在將按照圖片N°3和N°4鋪設電路板。結果是照片N°5

剩下的就是現在切割托盤。要繪制板材,最簡單的方法是對基礎進行相同的繪制,然后對于側面,繪制一條偏移18mm的平行線,構成側面的板的厚度。

對于正面,切斷4厘米。在切割將成為DJ空間的中心之前,將板放下以確保切割正確。然后,您獲得照片N°6的圖。然后切割一次,照片N°7,最后N°8。

理想情況下,在使用PMMA安裝前面板之前,應立即對支架進行噴涂。我們用黑色畫了一切,因為這對我們來說是最好的,但你是自由的。這種類型的木材吸收了大量的油漆,用噴漆槍和壓縮機涂漆是最容易的。

第3步:前面板

這一步是最重要的,同時也是最耗時的。這需要很多時間,特別是在螺紋桿中組裝PMMA塊時。

前面板組件分幾步完成。我們將首先制作LED面板,然后我們將切割PMMA,然后將它們組裝在可見的前面板中。

LED面板:

我們將以1m * 1m MDF3面板為基礎。

然后我們將膠合MDF3板并從其上切下條帶以嵌入LED帶。我所處理的激光切割機的工作面為80cm * 50cm,制作了4塊50cm×50cm的面板。根據您的設備調整尺寸。然后將這些面板粘在我們之前拍攝的底座上。你應該有一個6毫米厚的板,帶有10個空心條,用于插入LED。 (見照片N°9和10)。

然后插入LED色帶。注意,可尋址的LED色帶具有布線方向。要減少接線,請將LED燈條插入線圈。 (有關色帶之間的接線圖,請參見圖11中的圖片)。圓圈對應于電源輸入。實際上,色帶開頭的單個電源輸入不足以正確提供所有LED。所以我在圖表上看到了4個電源輸入。由于它們都來自相同的電源,因此它們具有相同的電壓參考。

在圖片N°11中,我們看不到色帶之間的電纜,因為它們正在后面。我終于改變了這一點,并用前面的電纜連接了磁帶,因為前面被封閉后,電纜將不可見。由于該板與可見板之間會有間隙,因此沒有問題。

所以我做了一些焊接,如圖12所示。記得在焊縫上涂抹熱膠以保護它們。膠帶上的密封墊是易碎的,因此防止了電纜在密封處的任何移動。嘗試將膠水局部保持熱,以免以后出現PMMA塊問題。你最后必須制作4個孔才能讓電源和信號線進入START(圖片N°11)。請記住測試以確保所有LED都亮起(每個LED的R,G和B)。如果LED不工作,則后面的其余色帶將無法工作,因此此步驟至關重要。如果缺少LED,請在色帶兩側切割此LED并進行更換,將PAD焊接在一起。

可見側:

可見面由MDF6mm制成。目標是通過疊加2個6mm的板來獲得12mm的良好厚度。 MDF6mm具有通過激光切割得非常好并且便宜的優點。這使我能夠輕松地通過PMMA塊進行精確切割。我們切兩塊兩塊膠合的MDF6mm 500mm * 500mm的8塊板。然后它們像柜臺的其他部分一樣涂成黑色。這樣可以很容易地將PMMA穿過內部來測試LED(照片N°14)

PMMA:

現在是必須根據文件中提供的表格切割PMMA。如果您沒有激光切割機,這一步將很復雜。您可以簡化PMMA塊的形狀,您只需調整可見側的文件即可。

一旦你的80塊PMMA被削減,我們將能夠開始最費力的任務,即裝配。這里的目的是阻止PMMA的任何可能的自由軸。

取2個螺紋桿并將PMMA塊插入其中,以便將它們插入LED帶的凹槽中。在每根桿上插入螺母,然后插入PMMA塊,使每個塊可以鎖定在所需位置的兩個螺母之間。松散地放置10個塊的螺母。這導致一排10個塊,每個塊有兩個螺紋桿和4個螺母。通過將塊放置在前面板中,我們將能夠將螺母直接鎖定在正確的位置。 (見照片N°15)。使用支架后,我認為堅果不能承受振動。我建議使用Threadlocker。這一步將更加費力,但你肯定他們不會動。使用threadlocker,您將能夠完美鎖定塊。

重復8列的操作

可見面裝配:

我們已經擁有了所需的一切:帶有PMMA塊的8列,4個面板由于步驟3.2,將形成現在12mm厚的可見側面。

目的是在面板上組裝柱子并將面板懸掛在一起。我們將通過在兩個面板中插入4列來制作2個1m * 50cm的面板。您可以使用小文件3D打印來鎖定面板上的螺紋桿并將兩個面板固定在一起。

確保在將部件擰在一起之前將面板粘在一起。結果應如圖16所示。然后你獲得兩塊1米* 50厘米的面板。我們沒有將這些面板固定在一起,因為我們在可見側的PMMA之間添加了一塊板以固化所有東西,但出于美觀原因,我建議您找到解決方案來解決所有問題。

最終裝配

現在我們將使用步驟3.1中制作的LED面板組裝可見面。如果你將螺紋桿切割成90厘米,最簡單的方法是將厚度約為12/13mm的夾板瞄準頂部的兩個板。這將允許前面板完全關閉。

由于我們沒有剪斷我們的螺紋桿,我們在不同的地方放置了許多夾板以固化整個物體。為了關閉面板并使其看起來很好,我們在其上放置長塑料支架并將其涂成黑色。我認為黑色涂層夾板方法會給出更好的效果。前面板的結果在照片N°17和18中給出。

步驟4:電子& HMI

組裝HMI。剪切此步驟中提供的文件以安裝顯示器,DMX插頭和插頭。根據端口插孔,DMX插槽和顯示器的大小調整文件。

為了保護Raspberry Pi,我在托盤上鉆了一個洞來運行電纜。樹莓派被放置在一個盒子里,以保護戶外電子產品(可在DIY商店購買)。

使用支架將屏幕塊安裝到支架上,以便必要時可以打開它。要考慮的插孔是麥克風輸入,因此可以輸入聲音進行處理。 DMX插座的安裝不是強制性的,請參閱第7節。

我們還設置了一個鎖定電源的箱子。整體的結果顯示在照片N°19中。在Raspberry Pi上,LED的信號必須連接到GPIO N°18。但是,由于Raspberry Pi的GPIO為3.3V,我們需要一個邏輯電平轉換器將信號轉換為5V。請參閱Sparkfun的BOB-12009的文檔和接線。

步驟5:電纜管理

從電池板出來的電纜通過電纜接頭帶到柜臺,您可以看到N°20的渲染圖片。

第6步:代碼

所有內容都是用python編寫的。您可以在提供的文件中下載它。要配置Raspberry Pi,您必須設置Alsa音頻以指定默認情況下考慮USB聲卡。實際上,我們這里的聲音輸入是USB聲卡的麥克風端口。 Raspberry Pi沒有默認的音頻輸入,所以這是我們唯一的選擇。然后,您必須調整Raspberry Pi以使用Waveshare屏幕,請參閱其文檔。最后,仍然要確保start.sh腳本以RaspberryPi

開始。步驟7:DMX功能

DMX是一種基于RS-485通信協議,廣泛用于事件中的光控制。目的是添加一個界面,以便可以通過照明控制單元控制面板。

然后我們將擁有一個極好的80像素屏幕,可以照亮整個房間。將需要進行軟件修改,但就硬件而言,我將留下PCB的原理圖和布局,以制作DMX-USB轉換器。這個轉換器可以簡化,因為此時它考慮了傳輸和接收,但這里只關注接收。這里使用光耦合器來電隔離Raspberry Pi,以保護它免受其他燈可能的電流泄漏。請找到附加到此步驟的EAGLE文件。

步驟8:結論

您現在可以獲得完整的指南來自行完成。

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