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 می‌گیرید که با وای فای کنترل می‌شود. این آموزش ساخت طوری طراحی شده که هر کسی با کمی‌دانش الکترونیک بتواند آن را دنبال کند و یک ماتریکس LED بسازد. با این ماتریکس LED می‌توانید الگوها و انیمیشن‌های مختلف را نمایش بدهید. اگر می‌خواهید 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 می‌شود. بخاطر اینکه برد آردوینو حافظه کمی‌دارد و نمی‌شود الگوهای زیادی را در آن ذخیره کرد، از Arduino Due استفاده می‌کنیم که ۵۱۲KB حافظه فلش دارد. برای کنترل الگوهای ماتریکس از طریق وای فای هم از برد ESP-8266 استفاده می‌کنیم که با نرم افزار Arduino IDE برنامه ریزی می‌شود. این برد برای برقراری ارتباط وایرلس از یک اکسس پوینت استفاده می‌کنید 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 سلول‌های قابل آدرس دهی آن مجموعاً ۱۲۱ است. شما می‌توانید الگو یا انیمیشنی که با این LEDها نمایش داده می‌شود را از طریق دستگاه متصل به ماتریکس کنترل کنید.

برای ساخت قاب ماتریکس از دستگاه برش لیزری استفاده می‌کنیم. بریدن قطعات با این روش ساخت ماتریکس را ساده تر و شکل نهایی آن را حرفه ای تر می‌کند. در ادامه می‌توانید فایل‌های مورد نیاز برای بریدن قطعات قاب ماتریکس را دانلود کنید. فایل PDF طراحی را هم در اختیارتان قرار می‌دهیم 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 می‌کند که به صورت ۱۱ ردیف عمودی یازده تایی مرتب می‌شوند. سپس یک لایه شبکه ای روی این LEDها قرار می‌گیرد تا آنها را از هم جدا کند و LEDها را بپوشاند. به این صورت هر LED به صور یک پیکسل جداگانه عمل می‌کند. یک کاغذ و ورق آکریلیک هم روی این شبکه قرار می‌گیرد تا نور را پخش کند.

تصاویر و الگوهایی که ابتدا با استفاده از نرم افزارLED Matrix Control ساخته می‌شوند و سپس به صورت برنامه یا اسکچ آردوینو ایمپورت می‌شوند 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 می‌گیرند.

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

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 پنل‌های کناری
  • یک پنل کناری با شکاف برای جک DC
  • ورق آکریلیک شفاف برای روی لایه شبکه ای

تمام فایل‌های مورد نیاز برای بریدن این ورق‌ها و پنل‌ها را از لینک زیر دانلود کنید.

رمز عبور : saakhtani.ir

در ساختنی بخوانید :  لیزر پوینتر یا اشاره گر لیزری بسیار قدرتمند بسازید

ابزار مورد نیاز

  • سیم لخت کن
  • سیم چین
  • موچین
  • دستگاه لحیم کاری
  • دریل و مته ۲٫۵ میلیمتری به همراه مته‌های 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 می‌کند). 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 گوشه‌ها را کاملاً با هم تراز کنید.

گام سوم

شکل مربع‌ها را روی ورق آکریلیک بکشید
شکل مربع‌ها 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 مربع‌ها را روی ورق آکریلیک بکشید
شکل مربع‌ها را روی ورق آکریلیک بکشید

بعد از کشیدن دور تمام سلول‌ها، 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 مربع‌هایی 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

سوراخ‌ها را دریل کنید
سوراخ‌ها 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 علامت‌های 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 سوراخ‌ها 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 ریل‌ها وی نوارهای LED، هر یازده نوار بهم وصل می‌شوند. 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 می‌کنند 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 می‌پوشاند و مشکلی در اتصالات ایجاد نمی‌شود.

گام نهم

سیم‌ها را به نوارهای LED لحیم کنید
سیم‌ها را به نوارهای LED لحیم کنید

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

در تصویر بالا، می‌توانید سیم‌هایی 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 می‌دهد.

در ساختنی بخوانید :  گردنبند چوبی شیک و منحصر به فرد بسازید

گام یازدهم

لول شیفتر را اضافه کنید
لول شیفتر را اضافه کنید

لول شیفتر را روی یک قسمت مناسب وروبرد لحیم کنید. به پین‌های تراشه چند سیم با طول مناسب لحیم کنید. اینکار را طوری انجام بدهید که پین‌های یک و بیست به پین خروجی ۵ ولتی آردوینو، پین‌های 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 سیم‌ها 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 می‌کنیم.

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 می‌توانید 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 می‌توانید برنامه موجود در لینک زیر را روی آردوینو آپلود کنید.

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

  • Adafruit_GFX
  • Adafruit_NeoPixel
  • Adafruit_NeoMatrix
  • FastLED

پس از آپلود برنامه و نصب کتابخانه‌ها 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، کمی‌سیم 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 سیم‌ها را هم با هیت شرینک بپوشانید.

نکته: اگر هنگام لحیم کاری چیزی به پین سوم جک DC که اتصال جک را مشخص می‌کند 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 سیم‌ها 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 : یک آمپلی فایر استریو بسازید

سپس بلوک ترمینال دو طرفه را کنار جک DC بچسبانید.

گام شانزدهم

سوراخ‌ها را دریل کنید
سوراخ‌ها 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 می‌توانید 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 ترمینال‌های 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 سیم‌هایی 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 می‌دهد. 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، می‌توانید 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 گوشه‌ها و لبه‌ها درزگیر سیلیکونی بزنید تا اتصالات محکم تر بشوند. اگر سیم‌ها به اندازه کافی بلند نیستند، ورق پشتی را از گوشه‌هایی که می‌خواهید بچسبانید، بچرخانید.

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

ماتریکس LED آماده است

حالا می‌توانید 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) کمی‌طول می‌کشد 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 می‌دهد.
نویسنده
ساختنی

بیشتر بخوانید:

دستور تهیه : دونات خانگی درست کنید دونات یکی از شیرینی های خوشمزه است که در همه کشورها طرفداران زیادی دارد. در این پست طرز تهیه دونات خانگی را می خوانید. این شیرینی برای صبحانه و میان و...
آموزش ساخت: سطل کود کمپوست خوشبو بسازید... اگر اهل نگهداری گیاه و باغبانی باشید، حتماً از فواید کود کمپوست آگاه هستید و شاید هم خودتان کود کمپوست درست کرده باشید. اگر تجربه ساخت کمپوست را داشته...
تابلوی کاغذی سه بعدی شیک و ارزان با طرح دلخواه تان بسازید... اگر دنبال یک هدیه خاص، شیک و در عین حال ارزنده می گردید، تابلوی کاغذی سه بعدی یکی از بهترین انتخاب هاست. ساخت تابلوی کاغذی بسیار ساده است و وقت زیادی ...
چیکن کاری ؛ خورش محبوب هندی ها را امتحان کنید!... اگر اهل آَشپزی نیستید اما دوست دارید غذاهای بین المللی را امتحان کنید، دستور تهیه های رستورانی ها برایتان مناسب نیستند. در این پست طرز پخت چیکن کاری ر...
آموزش ساخت : استند تبلت چوبی بسازید یک استند تبلت که تا میشود و خیلی راحت در کیف جا میشود؛ جنسش از چوب است و به همین خاطر دوام بالایی دارد؛ سه زاویه متفاوت دارد و برای موبایل هم قابل است...
آموزش ساخت : رنگ سیلیکونی فلورسنت بسازید... رنگ سیلیکونی و شبرنگ یا فلورسنت! بنظر شما این دو ماده جالب را میتوان با هم ترکیب کرد؟ در این ساختنی می خواهیم همین کار را به شما یاد بدهیم. این رنگ سی...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

با دستگاه برش لیزری پایه لپ تاپ خنک کننده و فن دار بسازید

در این ساختنی آموزش ساخت پایه لپ تاپ چوبی را یاد می‌گیرید که دو فن …

پاسخ دهید