Светодиодный экран своими руками из модулей или LED-ленты

Категория: Освещение для нежилого

Светодиодные или LED-экраны широко применяются в бытовой и не только сфере на протяжении последних двадцати лет. Современный светодиодный экран – это и дисплей ноутбука или телевизора, и рекламная установка на улице, и большой экран на концертной площадке. Если первый вариант крайне сложен для самостоятельного конструирования, то крупный экран из светодиодов для рекламы или трансляций можно собрать самому.

Из чего делают экран?

Модульная сборка светодиодного экрана представляет собой создание крупного полотна из множества отдельных модулей. Это блоки стандартного размера, которые состоят из нескольких десятков светодиодов, выполняющих роль пикселей, и электронной схемы управления. Управляющая плата контролирует совместное свечение модуля, а также имеет шлейфы и разъёмы для соединения с другими модулями. Такое подобие пазла потенциально даёт возможность для сборки экрана любого размера.

Купить модули для сборки сегодня можно в магазинах электроники, в специализированных отделах на рынке или заказать на международных интернет-площадках вроде AliExpress. Во всех трёх случаях блок, скорее всего, будет сделан в Китае, но это не говорит о низком качестве по умолчанию. Из страны драконов приходит хорошая продукция. Чтобы её выбрать, следует посоветоваться со специалистами, ознакомиться с отзывами о тех или иных марках.

Базовые функциональные характеристики модулей P10:

• размер: длина – 320 мм, ширина – 160 мм, толщина – 20 мм;
• масса – от 600 до 700 г;
• шаг пикселя – 10 мм;
• число пикселей на м² (разрешение) – от 256 ˟ 192;
• яркость экрана – от 6000 до 7000 кд/м²;
• рабочий ресурс – до 50 000 часов;
• угол половинной яркости – 120˚;
• дистанция комфортного просмотра – 7 метров и больше;
• предельная мощность потребления при уличной эксплуатации – 500 Вт/м².

В базовом исполнении светодиодные блоки для сборки экранов имеют защиту от пыли, влаги, механического повреждения.

Альтернативой электронным LED-блокам служит светодиодная лента. Её также можно уложить в виде экрана для трансляции изображений. Однако у этого материала есть характерные недостатки. Во-первых, монтаж большого количества лент в виде экрана более сложен, поскольку они изначально не разрабатываются для этих целей. Во-вторых, LED-лента не обладают достаточной устойчивостью к разрушительным факторам внешней среды: температурным перепадам, контакту с грязью, влагой и пылью, ультрафиолетовому излучению.

Монтаж светодиодного экрана из блоков

Процесс изготовления начинается со сборки металлического каркаса для размещения светодиодных блоков рядом друг с другом. Несущая металлоконструкция представляет собой нечто вроде стенки с ячейками. Как правило, её изготавливаются из квадратной профильной трубы или перфорированного металлического профиля. Учитывая особенности среды использования, материал должен иметь антикоррозионное покрытие. Пример традиционной конструкции для размещения модулей, источников питания, контроллеров, драйверов и других компонентов схемы представлен на следующем фото.

Далее, чтобы собрать светодиодный экран, электронные модули P10 размещаются в своих ячейках и соединяются между собой посредством стандартного соединения шлейф-разъём типа «папа-мама». Чаще всего, крепление самих блоков к металлическому основанию осуществляется магнитами, поэтому не вызывает проблем. Благодаря этому процесс монтажа, демонтажа и ремонта мобильных светодиодных экранов заметно упрощается.

На обратной стороне конструкции располагаются блоки питания и электронные элементы, принимающие информацию о транслируемом изображении, и распределяющие её частями: общая схема – по модулям, а модули – по пикселям.

Чаще всегда задняя стенка собирается из композитной алюминиевой панели или листа металла. Общая схема сборки и размещения функциональных элементов экрана показана в следующем изображении.

Сборка экрана из ленты

Для светодиодной ленты, в отличие от модулей P10, доступна возможность сгибания и складывания, что обуславливает одно из преимуществ – с её помощью можно создавать гибкие и складываемые экраны. Для их создания необходимы диодные ленты, держатели для них с прижимной головкой, алюминиевые панели для размещения светодиодов, крепёжные элементы, блоки питания и микроконтроллер.

Как собрать светодиодный экран из LED-ленты:

1. Оклеить рабочую поверхность цветной плёнкой с помощью жидкого клея (цвет должен быть чёрным, потому что при его отображении светодиоды не светятся). Поверхность должна быть идеально ровной.
2. Обрезать излишки плёнки по краям.
3. Закрепить ленты рядами. Располагать их нужно так, чтобы расстояние между светодиодами было одинаково, как вдоль, так и поперёк. Светодиоды должны идти ровными рядами и вдоль, и поперёк основы, чтобы изображение не было перекошенным. Для крепления используются скобы. Расстояние между ними определяется так, чтобы не было провисаний и смещений.
4. Соединить светодиодные ленты между собой спайкой или через стандартные разъёмы. Ко входу первой ленты в цепи подключается DMX-контроллер. Если одного устройства недостаточно для работы, устанавливаются субконтроллеры. Между собой они соединяются сетевым кабелем.
5. Подключить блоки питания. Здесь есть несколько важных нюансов: питание подаётся с обоих концов, максимальное потребление ленты с 72 светодиодами равно 20W, модульные блоки питания практически всегда подключаются попарно, а не параллелятся на выходе.

Схемы питания LED-лент для тех, кто собирает светодиодный экран своими руками:

Последним шагом сборки экрана является герметизация блоков питания, контроллеров и соединений для защиты от влаги. Хорошим вариантом является алюминиевый кабель-канал, в который заводятся и заливаются герметиком концы лент, а также прячутся блоки питания.

Как выводится картинка?

Выбор видеоряда и его замена для трансляции на светодиодный экран осуществляется через Wi-Fi или USB. В первом случае информация принимается через сетевую карту контроллера, а во втором – через кабель от подключённого к системе компьютера. Преобразование видеоролика в цифровой поток и распределение напряжения по отдельным светодиодам выполняет контроллер. Качество и порядок отображения зависит от типа системы управления:

• синхронное управление подразумевает одновременное отображение одной картинки на экране и устройстве-источнике, то есть прямой эфир. Оно часто используется во время спортивных трансляций и концертов. Для работы на устройстве-источнике работает карта-передатчик, а на экране – одна или несколько карт-приёмников, соединённых между собой;
• асинхронный вывод информации на экран связан с предварительной загрузкой информации в памяти микроконтроллера. Загрузка осуществляется с компьютера через кабель или с flash-накопителя. Асинхронная система работает независимо от управляющего компьютера и оснащается несколькими микроконтроллерами (в зависимости от размеров дисплея).

Популярным средством программирования и управления светодиодными экранами является аппаратно-вычислительная платформа Arduino. Она имеет разъёмы и порты, по которым можно подключать самые разные приборы для создания простых и сложных автоматизированных систем, в том числе – экранов из светодиодов. Arduino программируется на языках C/C++.

Как сделать светодиодную панель своими руками

Нет ничего проще. Для рукастых и смекалистых россиян, летающих на самодельных самолётах изготовить собственноручно светодиодную панель не составляет труда.

Кому-то покажется странным тратить время на изготовление того, что в огромных количествах есть на полках магазинов. Однако не забывайте, что мы живём в стране, каждый житель которой в душе фантазёр, художник, творец. Нам скучно ездить на серийных автомобилях и мы конструируем свой, непохожий на остальные. Покупку готовой мебели мы воспринимаем как оскорбление художественного вкуса и вот, вооружившись инструментом и творческим запалом, уже ваяем кухонный шедевр. Что уж тут говорить о светодиодных панелях…

Гордость за свою работу, тщеславное чувство обладания уникальным творением — вот награда за то, что иным скучным людям кажется «странным». Впрочем, причины по которым человек что-то мастерит своими руками могут быть куда как более прозаичными.
Например, возникла необходимость врезать в подвесной потолок светодиодную панель необычной конфигурации. Разумеется, готового решения в продаже не найти. Или другой вариант. Понравилась настенная бра с чудесным рисунком на стекле, но с лампой накаливания в качестве излучателя. Нет и ещё раз нет. Прогрессивная натура не может смириться с отсталым источником света. Вот если бы внутри были светодиоды…

И в первом, и во втором случаях выход один: сделать светодиодную панель своими руками. Для того, чтобы замысел стал реальностью надо представлять конструкцию панели. А она проста. Распределённые по поверхности платы светодиодные чипы подключаются к источнику питания и накрываются матовым прозрачным материалом. Не правда ли, ничего сложного? Конечно, новоявленному конструктору придётся продумать некоторые мелочи, связанные с монтажом светодиодов, безопасной укладкой проводки, изготовлением красивого и прочного корпуса. Но зато в результате появится единственный и неповторимый светодиодный источник света.

Ничуть не сомневаясь в способностях наших сограждан, осмелимся всё же дать несколько рекомендаций.

• Во-первых, определитесь заранее с необходимой мощностью светодиодов, которые будут сердцем конструкции. Каждый с детства помнит, насколько ярко светит лампа накаливания. Подумайте, какая лампа подошла бы для Вашего помещения. 40 Ватт ? Или может 150 Ватт ? Подумали? А теперь разделите эту величину на 10. Это и будет суммарная мощность светодиодов, необходимая для Вашей светодиодной панели. Не пытайтесь выбирать мощность с запасом, поскольку слишком яркий свет в ряде случаев неуместен и даже способен раздражать. Другая крайность может обернуться тем, что источник света не справится с возложенной на него задачей. А его задача состоит в том, чтобы комфортно освещать нужное нам помещение или объект.

• Во-вторых, хотим предостеречь от попытки сэкономить на покупке источника питания. Источник питания (драйвер) по своим характеристикам должен соответствовать потребляемой мощности светодиодов, которые Вы будете монтировать в своей панели. Маломощный драйвер может не справиться с нагрузкой. Напротив, слишком мощный источник питания — бесполезная трата денег. Иное дело, если Вы планируете в дальнейшем подключить к источнику питания вторую, третью панель. В этом случае благоразумнее приобрести драйвер «на вырост».

• В-третьих, не забывайте о цветовой температуре. Самые низкие значения (2700К — 3000К) соответствуют излучению, которое называют «тёплым». Значения выше делают излучение более «холодным». По мнению врачей, наиболее оптимальному соответствует излучение с цветовой температурой 4000К — 4500К.

Как сделать огромный светодиод LED

А вы когда-нибудь держали в руках огромный светодиод, размером с человеческий кулак? Конечно же нет, потому что таких не существует. Я покажу как сделать такую оригинальную вещицу своими руками. Это LED светодиод будет точно похож на своего мелкого брата, за исключением того, что яркость свечения у него будет в разы больше.

Понадобится

• Пластиковая бутылка.
  
• Плата текстолитовая, фольгированная.
  
• Толстая проволока.
  
• Кусок светодиодной ленты.
  
• Резистор 5-10 Ом.
  
• Эпоксидная смола с отвердителем.

Изготовление большого светодиода

Итак, разберемся для начала из чего же состоит светодиод. Первое — это два вывода, которые заходят в тело светодиода. Далее видно две площадки, одна поменьше — это анод, а другая побольше — это катод. На катоде расположена площадка с рефлектором и полупроводниковым кристаллом. Над всем этим имеется линза, которая является монолитом с телом светодиода.

Для начала изготовим имитацию большого полупроводникового кристалла с рефлектором. Берем светодиодную ленту и отпаиваем от неё чип элементы. Если фена нет, подогреваем паяльником.

Из куска фольгированного текстолита вырежем такую плату.

Лудим ее и припаиваем на нее чип светодиоды.

Так же припаиваем контакт и токогасящий резистор.

Проверим подав питание. Кристалл готов.

Для большего визуального сходство из текстолита вырежем катод и анод.

Элементы располагаются у нижней части корпуса.

Берем толстую проволоку и делаем из нее контакты. Припаиваем их к площадкам.

Далее световой модуль мажем горячим клеем и приклеиваем перпендикулярно на самую большую площадку — катод.


Припаиваем вывода к плате.

Далее нам необходимо подготовить форму для заливки эпоксидной смолы. Для этой цели нам послужит пластиковая бутылка.

Разрежем ее посередине и верхнюю часть поставим на нижнюю.

В области крышки есть пустая область, в которую будет заливаться эпоксидка. Чтобы не тратить лишний материал, забьем пустоты горлышка фольгой.

Строго по инструкции смешиваем отвердитель со смолой и хорошо перемешиваем.

Внутренности фиксируем канцелярскими зажимами, чтобы они парили в воздухе. Заливаем состав в форму.

Ждем 24 часа. После высыхания, скальпелем разрезаем бутылку и удаляем части бутылки с поверхности.

Получилось вот что:

Механическим инструментом срезаем фольгу и шлифуем неровности поверхности.



Шлифуем мелкой наждачной бумагой, промакивая ее в воде. Это уберет все мельчайшие царапинки.


Настало время полировки. Полировочную пасту можно взять у автомобилистов. На крайний случай подойдет зубная паста.

Наносим пасту и мягкой ветошью полируем до прозрачности.


Очень похож на оригинал.

Проверяем

Подаем питание.

Светит здорово!



Светит в полной темноте.

Теперь можете удивить своих друзей.

Смотрите видео

Светодиодная бегущая строка своими руками (со схемами)

Собрать бегущую строку на светодиодах промышленного образца, без навыков программирования микроконтроллеров и знания протоколов обмена данными, практически нереально. Ниже представлена простая схема небольшого табло на светодиодах. Если вы не боитесь трудностей и не хотите переплачивать за готовое изделие, можно закупить базовые модули, из которых будет собрано изделие.

Но я хотел бы рассказать о нестандартном решении задачи с минимальными финансовыми вложениями – как сделать бегущую строку из светодиодов с использованием в качестве контроллера Arduino.

Принципиальная схема бегущей строки на светодиодах

Контроллер взаимодействует через специальный интерфейс с внешними устройствами ввода. Это может быть обычная клавиатура, компьютер, смартфон. На основании полученных данных формируется полная цифровая матрица изображения, которая впоследствии выводится на плату с индикаторами.

Самостоятельную сборку бегущей строки можно выполнить на модуле управления на основе Arduino и несколько светодиодных блоков на контроллере max7219.

Модуль состоит и контроллера, и блока светодиодов 8х8 элементов. Такой размер элемента минимальный для вывода символов. Дело в том, что все матричные принтеры формировали изображение на печать именно на основе такого формата.

Контроллер max7219

Контроллер max7219 представляет собой блок интерфейса обмена информацией и памяти на 64 ячейки для управления светодиодами. В памяти все данные хранится в виде двухмерного массива.

Передача информации осуществляется через SPI интерфейс. SPI — трехпроводной интерфейс для двусторонней передачи данных между устройствами. Более подробно о принципе работы этого интерфейса можно прочитать здесь.

Для взаимодействия контроллера с платой ардуино используется лишь три канала: DIN, CS, CLK.

К стандартным разъёмам платы контроллера можно подключить до четырёх таких led модулей, создав табло 8 х 32 точки. Для увеличения количества подключаемых сегментов можно собрать простейший мультиплексор, который будет переключать управляющие сигналы на нужный модуль. Таким образом возможно выводить информацию на десятки матриц. На этом принципе построена работа всех ЖК-дисплеев.

Для облегчения передачи потока данных в ардуино есть специальная библиотека LedControlMS.

Это видео примера работы библиотеки со светодиодным дисплеем:

Более подробно об управлении матрицей при помощи микроконтроллера можно прочитать по ссылке.

Интерфейс ввода информации для последующего вывода на светодиодную матрицу

Для того что бы менять выводимый текст на своё усмотрение потребуется устройство ввода информации.

Способы передачи информации на контроллер Arduino:

• через клавиатуру с PS2 интерфейсом;
• через программную клавиатуру;
• через смартфон.

Вариантов обмена данными с платой контроллера, помимо стандартного подключения к компьютеру через ICP протокол, существует много.

В оболочку Аrduino IDE встроена библиотека для работы с PS2 клавиатурой. Можно использовать программные модули для работы со стандартной восьмикнопочной клавиатурой Аrduino. Организация ввода построена по принципу мобильных телефонов, когда на одной кнопке «подвешено» несколько символов. Подключив к плате Аrduino блютуз модуль возможно передавать тестовую информацию через смартфон.

Когда вы разберётесь с организаций бегущей строки на стандартных модулях Arduino, можно будет переходить к следующему этапу.

Аrduino и промышленные решения

Для создания более габаритных светодиодных дисплеев используются те же принципы адресации.

Для светодиодных панелей, размещаемых на улице, потребуются более мощные источники света, чем миниатюрный светодиодный дисплей. В качестве контроллеров вывода изображения используются max7219, а для коммуникации с мощными светодиодами служит драйвер питания на микросхеме ULN2803. Она имеет восемь линий коммутации управляющих сигналов, что идеально подходит для наших целей.

В конструкции рекламных дисплеев больших габаритов применяют сверхъяркие светодиоды со световым потоком 70-100 Лм.

В одноцветных (монохромных) светодиодных матрицах у каждого элемента существует два состояния: включено/выключено. Для передачи полноцветной информации используют RGB светодиоды с ШИМ-контроллерами управления яркостью для каждого цвета.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Как сделать светодиодную подсветку панели приборов в автомобиле своими руками

Чего только не предпринимают автолюбители для того, чтобы их автомобиль стал более удобным и необычным. Некоторые автовладельцы тратят большие деньги на профессиональный тюнинг приборной панели. А некоторые мастера предпочитают сделать его самостоятельно. Такой тюнинг выполнить достаточно просто. Для того чтобы заменить обычные лампочки на светоизлучающие диоды (СИД), не нужно иметь специальных знаний и умений. Как сделать светодиодную подсветку панели приборов в автомобиле своими руками — мы сейчас вам и расскажем.

Качественно освещенная приборная панель не только более информативна в тёмное время суток, но и имеет лучший вид

Разбираем консоль

Первоначально необходимо разобрать приборную панель: снимаем защитное стекло, затем стрелочки, но учтите, что они очень хрупкие, и чтобы их не повредить, лучше подсуньте под отвёртку плотную бумагу, много усилий прикладывать не требуется.

А для снятия подложки приборной панели вам потребуется нож, с его помощью необходимо прорезать слой герметика по всему периметру.

После снятия «обложки» ножом аккуратно сцарапать светофильтр, он представляет собой специальную краску. После чего это место обезжирить при помощи ацетона или спирта.

Меняем подсветку

Первым что следует поменять — это подсветка одометра (показывает пройденный путь). Снимаем экран и удаляем защищающую его плёнку, убираем лампочку, а на её место ставим светодиод. Можно поэкспериментировать и поставить многоцветный СИД, в будущем выбирать цвет можно будет по настроению. После замены экран одометра ставим на место.

Меняем свет консоли полностью

Заменяем все оставшиеся лампочки на приборной панели новыми СИДами. Можно так же, как и в случае с одометром, выбрать многоцветные.

Если вы выбрали светодиоды для подсветки панели приборов многоцветные, то дополнительно потребуется установка переключателя цвета. Удобнее его расположить с правой стороны от руля, но вы можете реализовать и свой вариант.

Как сделать подсветку стрелок приборной панели

Важное значение имеет цвет стрелок спидометра и тахометра. Если они белого цвета, то можно оставить их так, как есть. А если же нет, то необходимо при помощи ножа удалить старую краску и обработать их спиртом, после чего покрасить их лаком белого цвета или обычной краской.

Цвет стрелочки должен быть белым, потому что только он передаёт всю гамму светодиодов.

Можно постараться и сделать подсветку стрелок отдельно. Для этого необходимы светодиоды диаметром 3 мм на 12 В.

Важно! В сети авто напряжение составляет 12 В, если светодиоды рассчитаны на меньшее значение, то нельзя их подключать напрямую. Следует подключать их через стабилизатор.

Если диаметр светодиодов будет больше, то придётся делать под них дополнительные отверстия.

Светодиоды рекомендуются располагать или по всей шкале, или напротив тех значений, возле которых стрелочка чаще всего находится.

Схемы плавного включения подсветки

Чтобы сделать плавное включение подсветки шкалы и стрелочек, необходимо затратить немного усилий, а если конкретно, то перепаять схему.

Ниже представлены две схемы, в первом случае — приборная панель, а затем — стрелочки. Схемы можно реализовать на небольших кусочках монтажной платы, которая продаётся в магазинах радиодеталей.

Учтите один важный фактор, если светодиоды будут отличаться по мощности, то они будут загораться не одновременно, одни с опережением, другие с опозданием, но в общем включение подсветки будет плавным. Также это относится к светодиодам на шкале.

Собираем

Когда всё готово, начинаем потихоньку собирать консоль. Первым делом устанавливаем подложку. Наносим на тыльную сторону герметик и приклеиваем к панели.

Затем ставим на свои места стрелочки и защитное стекло. После модернизации щиток приборов смотрится ярко и необычно.

Светодиодная подсветка выглядит не только необычно и ярко, но является ещё и хорошим дополнением авто в плане экономии, которое помогает экономить заряд аккумулятора, так как светодиод потребляют на 80% меньше энергии, чем обычная лампочка.