خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / ماتریکس LED بسازید و از طریق وای فای کنترلش کنید

ماتریکس LED بسازید و از طریق وای فای کنترلش کنید

در این ساختنی مراحل ساخت ماتریکس LED را یاد می گیرید که با وای فای کنترل می شود. این آموزش ساخت طوری طراحی شده که هر کسی با کمی دانش الکترونیک بتواند آن را دنبال کند و یک ماتریکس LED بسازد. با این ماتریکس LED می توانید الگوها و انیمیشن های مختلف را نمایش بدهید. اگر می خواهید به ساده ترین و البته کامل ترین روش ساخت ماتریکس را یاد بگیرید، با ساختنی همراه باشید. با ساختنی همراه باشید.

ماتریکس LED بسازید و با وای فای کنترلش کنید
ماتریکس LED بسازید و با وای فای کنترلش کنید

این ماتریکس LED با آردوینو کنترل می شود. بخاطر اینکه برد آردوینو حافظه کمی دارد و نمی شود الگوهای زیادی را در آن ذخیره کرد، از Arduino Due استفاده می کنیم که ۵۱۲KB حافظه فلش دارد. برای کنترل الگوهای ماتریکس از طریق وای فای هم از برد ESP-8266 استفاده می کنیم که با نرم افزار Arduino IDE برنامه ریزی می شود. این برد برای برقراری ارتباط وایرلس از یک اکسس پوینت استفاده می کنید که هر تبلت، گوشی هوشمند یا کامپیوتری قابلیت اتصال به آن را دارد.

این ماتریکس LED یازده ردیف و یازده ستون RGB LED مستقل دارد و تعداد سلول های قابل آدرس دهی آن مجموعاً ۱۲۱ است. شما می توانید الگو یا انیمیشنی که با این LEDها نمایش داده می شود را از طریق دستگاه متصل به ماتریکس کنترل کنید.

برای ساخت قاب ماتریکس از دستگاه برش لیزری استفاده می کنیم. بریدن قطعات با این روش ساخت ماتریکس را ساده تر و شکل نهایی آن را حرفه ای تر می کند. در ادامه می توانید فایل های مورد نیاز برای بریدن قطعات قاب ماتریکس را دانلود کنید. فایل PDF طراحی را هم در اختیارتان قرار می دهیم تا بتوانید برش را به صورت دستی و بدون دستگاه برش لیزری هم انجام بدهید.

طرز کار ماتریکس LED

این ماتریکس با ۱۲۱ LED قابل آدرس دهی (WS2812) کار می کند که به صورت ۱۱ ردیف عمودی یازده تایی مرتب می شوند. سپس یک لایه شبکه ای روی این LEDها قرار می گیرد تا آنها را از هم جدا کند و LEDها را بپوشاند. به این صورت هر LED به صور یک پیکسل جداگانه عمل می کند. یک کاغذ و ورق آکریلیک هم روی این شبکه قرار می گیرد تا نور را پخش کند.

تصاویر و الگوهایی که ابتدا با استفاده از نرم افزارLED Matrix Control ساخته می شوند و سپس به صورت برنامه یا اسکچ آردوینو ایمپورت می شوند تا بشود آنها را روی Arduino Due و ESP-8266 آپلود کرد. در نهایت هم به صورت URL روی دستگاه متصل به ماتریکس در دسترس کاربرد قرار می گیرند.

طرز استفاده از ماتریکس هم به این صورت است که ابتدا کاربر به یک صفحه وب روی ESP-8266 وصل می شود. سپس کاربر یک الگو را از صفحه باز شده انتخاب می کند و آن را به صورت URL در مرورگر دستگاهش وارد می کند. برد ESP-8266 این صفحه وب را به صورت یک مقدار صحیح برای Arduino Due می فرستد و ماتریکس نمایش تصویر یا الگوی انتخابی را شروع می کند.

وسایل مورد نیاز

قطعات الکترونیکی

  • برد ESP8266
  • Arduino Due
  • سیم هوک آپ ۲۲AWG
  • منبع تغذیه ۲۳۰-۵V 2.5A به همراه جک DC
  • نوار RGB LED
  • لول شیفتر SN74LVC245A
  • سوئیچ تاگل
  • نوار ترمینال

قطعات قاب

  • لایه شبکه ای بریده شده از ورق MDF 6 میلیمتری
  • دو ورق آکریلیک برای نصب روی نوارهای LED
  • سه پنل آکریلیک برای پنل های کناری
  • یک پنل کناری با شکاف برای جک DC
  • ورق آکریلیک شفاف برای روی لایه شبکه ای

تمام فایل های مورد نیاز برای بریدن این ورق ها و پنل ها را از لینک زیر دانلود کنید.

در ساختنی بخوانید :  شلف دیواری مثلثی شیک و جادار بسازید

رمز عبور : saakhtani.ir

ابزار مورد نیاز

  • سیم لخت کن
  • سیم چین
  • موچین
  • دستگاه لحیم کاری
  • دریل و مته ۲٫۵ میلیمتری به همراه مته های مناسب برای سوئیچ و کانکتورها
  • چسب برق
  • هیت شرینک سه میلیمتری
  • چسب حرارتی
  • کاغذ A4
  • پانچ
  • ورق وینیل چسبی

گام اول

نوارهای LED را ببرید
نوارهای LED را ببرید

ابتدا یازده نوار یازده تایی از نوار LED ببرید. برش باید از روی خطوط سفید بین پدهای مسی انجام بشود (هر LED سه پد دارد که آن را از LEDهای دیگر جدا می کند). بهترین ابزار برای بریدن نوارهای LED قیچی است. جهت همه نوارهای LED را یکسان نگه دارید تا مونتاژ آن ساده تر بشود.

گام دوم

لایه شبکه ای و ورق پشتی را روی هم قرار بدهید
لایه شبکه ای و ورق پشتی را روی هم قرار بدهید

لایه شبکه ای MDF را روی ورق آکریلیک پشتی قرار بدهید و گوشه ها را کاملاً با هم تراز کنید.

گام سوم

شکل مربع ها را روی ورق آکریلیک بکشید
شکل مربع ها را روی ورق آکریلیک بکشید

یکبار چک کنید تا مطمن شوید ورق MDF تکان نخورده و سپس با مداد دور سلول وسطی، سمت راستی و سمت چپی هر ردیف شبکه را روی آکریلیک بکشید.

گام چهارم

شکل مربع ها را روی ورق آکریلیک بکشید
شکل مربع ها را روی ورق آکریلیک بکشید

بعد از کشیدن دور تمام سلول ها، ورق آکریلیک باید این شکلی باشد.

گام پنجم

نوارهای LED را بچسبانید
نوارهای LED را بچسبانید

نوارهای LED را روی ورق پشتی قرار بدهید و LED اول، ششم و دوازدهم هر نوار را روی مربع هایی که در گام قبلی کشیده اید، قرار بدهید. حالا نوارها را با چسب حرارتی روی ورق آکریلیک بچسبانید (مراقب باشید جای نوارها عوض نشود) و پد din یا دیتای سر هر نوار را با لبه ورق آکریلیک تراز باشد.

گام ششم

سوراخ ها را دریل کنید
سوراخ ها را دریل کنید

بعد از نصب تمام نوارهای LED روی ورق آکریلیک، باید چیزی شبیه تصویر بالا داشته باشید.

روی اولین نوار این آرایه LED سه سوراخ ۲٫۵ میلیمتری روی پدهای DIN، ۵V و GND دریل کنید. این پدها با علامت های واضح روی نوار LED مشخص شده اند. سپس روی قسمت پایین از سمت راست و قسمت بالا از سمت چپ هر نوار LED یک سوراخ ۲٫۵ میلیمتری دریل کنید. از این سوراخ ها برای اتصال زنجیره ای نوارهای LED و تبدیل آنها به یک نوار واحد استفاده خواهیم کرد.

گام هفتم

نوارهای LED را بهم وصل کنید
نوارهای LED را بهم وصل کنید

با پانچ ۳۰ پد از ورق وینیل چسبی ببرید و سپس این پدها را روی پدهای دیتا و GND تمام یازده نوار LED بچسبانید تا یک ریل +۵V ساخته بشود. سپس یک تکه سیم تک هسته ۲۲AWG را به هر کدام از پدهای ریل +۵V لحیم کنید. همین کار را تکرار کنید و با پوشاندن پدهای دیتا و +۵V یک ریل GND بسازید.

در حین ساخت این ریل ها وی نوارهای LED، هر یازده نوار بهم وصل می شوند. حالا صفحه LED باید شبیه تصویر بالا باشد.

گام هشتم

یک سیم تک هسته ۲۲AWG با طول مناسب ببرید و هر دو سرش را لخت کنید. سیم را از سوراخ یک سر نوار LED رد کنید و آن را به پد دیتا لحیم کنید. سر دیگر سیم را هم از سوراخ سر دیگر نوار LED رد کنید و آن را به پد دیتای نوار LED کناری لحیم کنید. به این ترتیب تمام نوارها به صورت یک نوار واحد و متصل عمل می کنند که برای برنامه ریزی LEDها اهمیت زیادی دارد.

نکته: اگر فقط دو میلیمتر از دو سر سیم را لخت کنید، کاور سیم روی سایر پدها را می پوشاند و مشکلی در اتصالات ایجاد نمی شود.

گام نهم

سیم ها را به نوارهای LED لحیم کنید
سیم ها را به نوارهای LED لحیم کنید

از طریق سه سوراخی که روی یک سر اولین نوار LED لحیم کرده اید، سیم های DIN، ۵V و GND را لحیم کنید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : کاردستی عروسک انگشتی بسازید

در تصویر بالا، می توانید سیم هایی که برای اتصال زنجیره ای در گام قبلی استفاده شده را ببینید (به رنگ آبی).

گام دهم

بردها را روی ورق پشتی بچسبانید
بردها را روی ورق پشتی بچسبانید

بردهای Arduino Due و ESP-8266 را روی ورق پشتی قرار بدهید و با درزگیر سیلیکونی آنها را سرجایشان ثابت کنید. دلیل استفاده از درزگیر سیلیکونی این است که ارتفاع نهایی پروژه را کاهش می دهد.

گام یازدهم

لول شیفتر را اضافه کنید
لول شیفتر را اضافه کنید

لول شیفتر را روی یک قسمت مناسب وروبرد لحیم کنید. به پین های تراشه چند سیم با طول مناسب لحیم کنید. اینکار را طوری انجام بدهید که پین های یک و بیست به پین خروجی ۵ ولتی آردوینو، پین های ده و نوزده به پین GND آردوینو، پین یازده به پد DIN ماتریکس LED و پین نه به پین نه برد آردوینو وصل بشوند. سپس با چسب برق سیم ها را ثابت کنید.با اتصال پین D15 برد ESP8266 به پین ۲۰ آردوینو، باس I2C را وصل کنید. پین D14 برد ESP8266 را هم به پین ۲۱ آردوینو وصل کنید.

گام دوازدهم

در این مرحله دو برد اصلی ماتریکس LED یعنی برد آردوینو و برد ESP8266 را برنامه ریزی می کنیم.

برد ESP8266

برد ESP8266 را در نرم افزار Arduino IDE نصب کنید. بعد از نصب مطمئن شوید که در منوی Tools > Board Menu بجای گزینه Sparkfun ESP-8266 Thing گزینه Adafruit HUZZAH را انتخاب کرده اید. بعد از تکمیل نصب و راه اندازی برد ESP8266 می توانید برنامه موجود در فایل زیر را روی برد آپلود کنید. بعد از آپلود برنامه هم برد را از کامپیوتر جدا کنید.

برد Arduino Due

برد آردوینو را به پورت برنامه ریزی لپ تاپ یا کامپیوتر وصل کنید. سپس از طریق مسیر Tools > Boards > Boards Manager دنبال برد Arduino Due بگردید. بعد از نصب برد، به مسیر Tools > Board Menu > Arduino Due بروید و مطمئن شوید پورت مناسب را انتخاب کرده اید. حالا می توانید برنامه موجود در لینک زیر را روی آردوینو آپلود کنید.

حالا از طریق گزینه library manager (Sketch> Include Library> Library Manager) کتابخانه های زیر را هم روی برد آردوینو نصب کنید:

  • Adafruit_GFX
  • Adafruit_NeoPixel
  • Adafruit_NeoMatrix
  • FastLED

پس از آپلود برنامه و نصب کتابخانه ها برد آردوینو را از کامپیوتر جدا کنید.

دقت داشته باشید که ممکن است برد دستگاه شما پسورد led را برای برد ESP8266 نپذیرد. اگر با این مشکل مواجه شدید، یک پسورد جدید با طول مناسب را در کدها جایگزین کنید.

رمز عبور : saakhtani.ir

گام سیزدهم

جک DC را لحیم کنید
جک DC را لحیم کنید

برای اتمام لحیم کاری، کمی سیم چند هسته ۲۲AWG ببرید. یک سیم به پین وسطی ترمینال جک DC (ترمینال مثبت) لحیم کنید. یک سیم دیگر هم به پد GND لحیم کنید. در تصویر بالا سیم قرمز به ترمینال مثبت و سیم مشکی به ترمینال منفی لحیم شده است. سر دیگر سیم ها را هم با هیت شرینک بپوشانید.

نکته: اگر هنگام لحیم کاری چیزی به پین سوم جک DC که اتصال جک را مشخص می کند برخورد کند، مدار کار نخواهد کرد. البته ممکن است این پین در جهت دیگری یا زیر کاور باشد. اگر اینطور نبود، موقع لحیم کاری بیشتر دقت کنید.

گام چهاردهم

سوئیچ را اضافه کنید
سوئیچ را اضافه کنید

مقداری تیوب هیت شرینک ببرید و سیم ها را از آن رد کنید. سیم مثبت را از جک DC را به سوئیچ لحیم کنید. سیم دیگر را هم به همین ترتیب لحیم کنید. روی این اتصال را هم با هیت شرینک بپوشانید.

گام پانزدهم

قطعات را روی ورق پشتی بچسبانید
قطعات را روی ورق پشتی بچسبانید

برای کامل کردن ماتریکس LED، پنل کناری که برای جک DC یک شکاف دارد را سرجایش بگذارید. حالا جک را طوری روی این قطعه قرار کنید که طرف صافش با بیرون قاب تراز باشد و سپس آن را با چسب حرارتی بچسبانید. برای محکم کردن جک، یک تکه چوب هم پشتش بچسبانید.

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : دستگاه تقطیر بسازید

سپس بلوک ترمینال دو طرفه را کنار جک DC بچسبانید.

گام شانزدهم

سوراخ ها را دریل کنید
سوراخ ها را دریل کنید

یک سوراخ با اندازه مناسب روی پنل کناری و بالای شکاف جک DC دریل کنید.

گام هفدهم

قطعات را سرجایشان بچسبانید
قطعات را سرجایشان بچسبانید

سوئیچ را سرجایش نصب کنید (نحوه نصب به نوع سوئیچی که انتخاب کرده اید، بستگی دارد). ما از دو سوئیچ برای ماتریکس LED استفاده کرده ایم: یکی برای جریان برق و یکی برای روشن و خاموش کردن برد ESP8266. شما هم می توانید همین کار را بکنید.

گام هجدهم

قطعات را سرجایشان بچسبانید
قطعات را سرجایشان بچسبانید
  1. برای تکمیل سیم کشی، سیم GND جک DC را به یکی از ترمینال های بلوک ترمینال وصل کنید. سیم مثبت سوئیچ برق را هم به ترمینال دیگر بلوک وصل کنید.
  2. حالا پین V-IN برد ESP8266 و پین V-IN برد آردوینو را به طرف دیگر ترمینال مثبت وصل کنید. سیم +۵V نوار LED را هم به این ترمینال وصل کنید.
  3. پین GND برد ESP8266، پین GND برد آردوینو و سیم GND نوارهای LED را به اتصال به زمین بلوک ترمینال وصل کنید.
  4. در نهایت هم همه سیم هایی بلوک ترمینال را چک کنید و مطمئن شوید سرشان بخوبی لخت شده و محکم پیچ شده اند.

گام نوزدهم

ماتریکس LED را تست کنید
ماتریکس LED را تست کنید

قبل از اینکه مونتاژ ماتریکس LED را کامل کنید و همه قطعات را بهم وصل کنید، بهتر است یکبار ماتریکس را تست کنید.

جک را به منبع تغذیه وصل کنید و سوئیچ را بزنید. حالا باید LED برد آردوینو و برد ESP8266 روشن بشود. روی یک دستگاه متصل به اینترنت (گوشی، تبلت و …) به تنظیمات وای فای بروید و گزینه Sparkfun ESP-8266 Thing را انتخاب کنید. پسورد led را وارد کنید و منتظر پیغام برقراری ارتباط باشید. دقت کنید که اگر پسورد را عوض کرده اید، باید پسورد جدید را وارد کنید. حالا مرورگر وب را باز کنید و ۱۹۲٫۱۶۸٫۱٫۴ (آی پی آدرس برد ESP8266) را در آدرس بار وارد کنید. متن نمایش داده شده نحوه استفاده از ماتریکس را توضیح می دهد. حالا ‘\test’ را بعد از آی پی آدرس تایپ کنید.

حالا LEDها باید روشن بشوند و تست خودکار ماتریکس LED شروع بشود. اگر همه چیز درست پیش رفت، می توانید منبع تغذیه را جدا کنید. در غیر این صورت باید مشکل را پیدا کنید.

گام بیستم

برای تکمیل مونتاژ، هر چهار پنل کناری را به ورق پشتی وصل کنید. به گوشه ها و لبه ها درزگیر سیلیکونی بزنید تا اتصالات محکم تر بشوند. اگر سیم ها به اندازه کافی بلند نیستند، ورق پشتی را از گوشه هایی که می خواهید بچسبانید، بچرخانید.

بعد از خشک شدن چسب، می توانید کاور خارجی را اضافه کنید. اگر از جک مشابه تصویر استفاده کرده باشید، باید به ورق پشتی کمی زاویه بدهید. وقتی دندانه های بالایی گیر کردند، ورق را به سمت پایین بچرخانید تا صاف بشود. برای این اتصال می توانید از درزگیر یا چسب نواری استفاده کنید.

ماتریکس LED آماده است

حالا می توانید با وصل کردن منبع تغذیه، ماتریکس LED را روشن کنید. همانطور که قبلاً توضیح دادیم با گوشی یا تبلت به برد ESP8266 وصل بشوید و الگوی مورد نظرتان را برای نمایش انتخاب کنید. بهتر است بدانید که نمایش الگوی جدید (بعد از عوض کردن الگوها) کمی طول می کشد چون باید چرخه الگو در کدها تمام بشود.

منبع

خلاصه مطلب
ماتریکس LED بسازید و از طریق وای فای کنترلش کنید
عنوان مطلب
ماتریکس LED بسازید و از طریق وای فای کنترلش کنید
توضیح کوتاه
این آموزش ساخت همه چیز درباره ساخت یک ماتریکس LED کامل را به شما یاد می دهد.
نویسنده
ساختنی
ساختنی

بیشتر بخوانید:

زیورآلات سفالی را بدون نیاز به کوره و ابزار حرفه ای بپزید... اگر اهل کاردستی و ساخت زیورآلات باشید، حتماً یکبار ساخت زیورآلات سفالی را امتحان کرده اید. برای ساخت زیورآلات یا وسایل تزیینی از خاک رس باید کوره داشت...
آموزش ساخت : با آینه جعبه جواهرات بسازید... قبلاً در ساختنی طرز ساخت یک کمد جواهرات را یاد گرفته اید. همه آنقدر زیورآلات ندارند که بخواهند یک کمد برایش بسازند و از طرف دیگر همه ما به وسایل نجاری...
آموزش ساخت : لاک ناخن حرارتی بسازید! در این ساختنی طرز ساخت لاک ناخن حرارتی را یاد می گیرید؛ لاکی که رنگش با تغییر دما عوض میشود. اگر به شیمی علاقه داشته باشید، حتماً ساخت لاک ناخن حرارتی...
سوپ بروکلی و کرفس ؛ سبک، خوشمزه و پر از ویتامین... این سوپ بروکلی کرمی، سالم و پر از ویتامین را به شما کمک میکند سالم بمانید! این سوپ بروکلی برای رفع سموم بدن بسیار مفید است و بخاطر سبک بودنش هضمش هم خ...
عکس های هنری را به مگنت یخچالی تبدیل کنید... قبلاً در ساختنی طرز ساخت مگنت یخچالی با دکمه های کیبورد را یاد گرفته اید. آن مگنت ها کاربردی بودند و زیبایی خاصی نداشتند. به همین خاطر در این پست سراغ...
پرگار نجاری بسیار بزرگ و مخصوص کارگاه بسازید... پرگار یکی از ساده ترین و در عین حال ضروری ترین ابزارهای کارگاهی است. هر چقدر هم که ابزارهای جدید و دیجیتال به بازار بیاید، جای پرگار همچنان محفوظ است....

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

صفحه نمایش گردان LED یا چراغ LED گردان

دستگاه چرخ LED گردان یا صفحه نمایش گردشی LED با استفاده از آردوینو

در این پروژه قصد داریم تا به شما چگونگی ساخت یک صفحه نمایش LED چرخان …

پاسخ دهید