Как сделать дисплей своими руками
Проект за пару дней: большой дисплей из светодиодных лент
Полгода назад мы дополнили наш почти традиционный офисный каток 7,6 тыс. светодиодами, чтобы транслировать изображения и видео прямо на поверхность льда. На гиктаймсе был опубликован пост, в котором рассказывалось о том, что подо льдом скрывается самый настоящий гигантский дисплей разрешением 120х63 «пикселей», на который можно выводить достаточно сложные и яркие изображения.
Главный вопрос проекта — какое ПО использовать? Здесь все зависит от ваших потребностей: мы начнем с демокода и указателей, а в одной из следующих статей рассмотрим, как выводить на дисплей уведомления и котировки акций.
Что нам понадобится
Также вам понадобятся инструменты:
Расчеты
Рассчитайте, сколько отрезков ленты вам понадобится, и расчертите направляющие с обратной стороны панели. Семь раз проверьте, один раз отрежьте: у меня ленты немного различаются, потому что когда я начал их приклеивать, то обнаружил, что могу вместить только 14 отрезков по 15 светодиодов. Но это не страшно — в приложении можно легко настроить разное количество рядов пикселей и их длину. Отрежьте куски, подходящие для вашей рамки. К сожалению, я обнаружил, что у меня 15-е светодиоды в отрезках приходятся как раз на то место, где нужно припаивать соединительные провода. Поэтому пришлось их выпаивать.
Матирование стекла
Для лучшего рассеивания света я решил нанести на обе стороны стекла матирующий спрей. Делать это лучше на улице или на балконе, так как спрей вреден для здоровья. Наносить его необходимо как можно более равномерно. После высыхания матирование получается очень устойчивым, но изначально необходимо добиться равномерного покрытия без каких-либо царапин.
Также задуйте белой краской панель, которая будет видна сквозь стекло. Отрежьте один из углов — здесь пройдут провода.
Крепление светодиодных лент
Помните, что сигнал будет проходить через всю цепь, и у каждой ленты есть направление передачи сигнала. Ленты нужно размещать так: у одной стрелка (направление сигнала) указывает направо, у следующей — налево, потом опять направо и т.д. То есть сигнал по дисплею будет идти «змейкой». Проверьте еще раз правильность размещения лент, прежде чем клеить их!
Пайка
Для соединения лент требуется по три провода разной длины. Внутреннюю пару контактов соединяем самым коротким проводом (на фото — красный), для средней пары берем провод подлиннее, а к внешним контактам припаиваем самый длинный. В зависимости от того, какие ленты в данный момент соединяются, внутренние контакты будут либо питанием (+5V), либо заземлением (GND).
Прежде чем припаивать провода, залудите их и сами контакты на лентах. На это уйдет больше всего времени, но это крайне важный момент. Не торопитесь, дважды проверьте правильность соединяемых контактов!
Фиксация лент
После возни с подключением проводов вы можете обнаружить, что первая лента сдвинулась. Эту проблему я решил следующим образом: просверлил два маленьких отверстия и зафиксировал ленту стяжкой. Если у вас не было под рукой достаточно сильного клея, то таким образом можно дополнительно зафиксировать все ленты с обоих концов.
Проверка подключения
Шестой пин Arduino используется для передачи управляющего сигнала; напряжение питания должно подаваться напрямую от блока питания. Подключите заземление между лентами, Arduino и блоком питания. Не пытайтесь запитать ленты от Arduino, а также не подключайте блок питания к Arduino при подключенном USB (когда будет загружаться код для тестирования).
Скачайте и добавьте в соответствующую папку библиотеку AdafruitNeoPixel, затем запустите Arduino. Протестируйте подключение с помощью следующего кода, указав в первом параметре количество светодиодов (в нашем примере — 60):
Adafruit_NeoPixel strip =Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Если анимация остановится на каком-то ряду, сразу отключите всю конструкцию и проверьте подключение. Возможные причины сбоя:
Помещаем в рамку
Поскольку рамка не была рассчитана на такую глубину размещения панели, мне пришлось сначала зафиксировать стекло клеевым пистолетом, а затем по периметру вставить резиновый уплотнитель, работающий буфером между стеклом и панелью со светодиодами. После завершающего тестирования помещаем панель в рамку и фиксируем ее клеевым пистолетом. В углу можно проделать небольшое отверстие для вывода проводов. Все, техническая сторона проекта завершена.
Можете еще подумать над тем, возможно ли спрятать в рамке еще и блок питания с Arduino. А пока переходим к настройке ПО.
Glediator
Программа Glediator компании SolderLab.de очень хорошо подходит для анимирования светодиодных матриц на вечеринках или в ночных клубах. Она способна управлять матрицей, состоящей из 512 светодиодов WS2812/NeoPixels, формируя до 24 кадров/сек — этого вполне достаточно для нашего дисплея, можно даже выводить на него простенькие анимационные гифы. Микшер позволит делать плавные переходы между анимациями.
Для работы с Glediator установите на Arduino UNO прошивку, и проверьте, чтобы сигнальный кабель был подключен к пину 6. Не забудьте прописать в переменной количество используемых вами светодиодов.
Запустите Glediator, откройте свойства и измените размер матрицы и режим вывода. Настройте порядок пикселей, если у вас используется другая схема, но по этому шагу мало документации, поэтому придется действовать методом проб и ошибок. Если изображение на дисплее отличается от задуманного, попробуйте поиграть с настройками. У меня работал порядок пикселей HS_BL — подозреваю, что это означает «horizontalsnake, startingbottomleft» (горизонтальная змейка, начало слева внизу).
Glediator — профессиональное приложение, не будем пока изучать его интерфейс и возможности. Загрузите в левое и правое окна разные анимации, затем двигайте микшер между ними. Или используйте готовый плейлист, который показан в видеоролике.
Библиотеки Adafruit NeoMatrix и Adafruit GFX
Компания Adafruit создала очень полезную библиотеку для работы со светодиодными матрицами. Сначала она называлась Adafruit GFX, и изначально предназначалась для TFT- и LCD-дисплеев. Затем появилась модификация NeoMatrix, позволяющая полноценно работать с матрицами NeoPixel. Она имеет огромное количество простых в использовании функций по выводу текста или растровой спрайтовой графики.
Если вы в точности повторили мой проект, то можете воспользоваться этим кодом. Самая важная часть:
С первыми строками все понятно. В последних трех описывается схема матрицы: в данном случае первый пиксель находится слева внизу (bottomleft), пиксели расположены рядами (rows), соединенными зигзагообразно (zigzag). Если вы сделали иначе, то обратитесь к документации библиотеки.
Я задал в коде несколько спрайтов — смайлы. Вы можете создать собственные с помощью Java-приложения Img2Code, лежащего в папке библиотеки GFX.
В будущем мы рассмотрим использование библиотеки для вывода полезной информации вроде котировок акций или ленты Twitter, а пока предлагаю вам самостоятельно поиграть с кодом и загрузить собственные изображения.
На этом все. Вы создали большой дисплей из светодиодных лент. Теперь нужно придумать, как его использовать. Из оставшихся светодиодов можете создать лампу в виде облачка.
Самодельный настенный проектор или как сделать проекционный экран своими руками
Этот проект занял у меня от силы 15 минут, материалы недорогие, а задумка чрезвычайно проста. Еще 10 минут ушло на расчистку места под вырезание панели и определения с помощью проектора места на стене для размещения экрана.
Я изучил множество материалов об экранах для проектора из различных материалов и методах их изготовления, прежде чем приступил к исполнению задуманного. Материалы используются разные, от светонепроницаемой ткани до бумаги, и вплоть до покраски стен специальным покрытием. Мне не понравился ни один из описанных вариантов. В строительном магазине по соседству я наткнулся на пластиковые панели 244х122 см.
Я решил сделать самодельный экран для проектора из пластиковых панелей по ряду причин: легкость очистки поверхности, прочность (ткань или бумагу легко порвать), малый вес, и, конечно, стоимость – дешевле только бумажный.
Шаг 1: Необходимые материалы
Шаг 2: Монтируем крепеж
Ножницами по металлу я обрезал длину пластиковой панели до 152,5 см, чтобы панель подходила по размерам к участку стены, на котором будет расположен проектор. Панель легко режется большими ножницами или острым ножом, просто ножницы по металлу в тот момент оказались под рукой.
Панель можно и не обрезать совсем, тогда экран будет доминирующим акцентом в помещении, или обрезать стороны, чтобы получилось нужное вам соотношение сторон. Для соотношения 16:9 максимальный размер проектора, который вы можете сделать из такой панели – 216х122 см (85”x48”).
Не забывайте, что нужное соотношение сторон зависит еще и от выбранного вами медиаформата, например, HDTV=1.78:1, обычное TV=1.33:1, DVD вообще может любого видеоформата, вплоть до 2.35:1. Я решил, что смогу смотреть видео любого из упомянутых размеров на экране 5:4, без огромных пустых пространств.
Панель я закрепил 13мм винтами: четыре вдоль верха, три вдоль низа и по одному по середине боковых сторон. Дюбели я не использовал, потому что панель очень легкая. Она висит на месте уже несколько недель и пока не сдвинулась с места.
Винты лучше закрутить в пределах 2,5 см от края панели, чтобы они не бросались в глаза или их можно было спрятать под рамкой. При выключенном свете и работающем проекторе винты практически незаметны.
Поверхность панели разная с двух сторон. Для экрана я выбрал более гладкую сторону. Не могу сказать, есть ли разница в использовании с другой стороной, но своим результатом я очень доволен.
Контраст на этом экране как минимум такой же выраженный, как на старом Da-Lite Flyer. Цветопередача на новом экране лучше, за счет того, что старый экран пожелтел за годы использования. Также старый экран был слишком маленьким и квадратным.
Шаг 3: Смотрим фильм
Много видел замечаний, что из-за черной рамки по краям экрана разница при просмотре видео просто огромна, хотя нигде не объяснялось почему такая разница. Кто-то говорит, что она придает дополнительный объем изображению, кто-то, что она усиливает контраст, а некоторые утверждают, что она удерживает световой поток, но большинство даже не задумывались, что ее может и не быть.
Я вполне допускаю, что все эти утверждения верны, но меня полностью удовлетворяет мой экран и без рамки. Только при полном освещении комнаты может показаться, что ему чего-то не хватает.
Поскольку он расположен в моей комнате, такие мелочи меня просто не волнуют. Возможно, темно-зеленая стена сыграла роль своеобразного обрамления экрана. Также я читал, что можно спрятать белые части черными занавесями, но поверхность моего экрана работает практически вся, так что это мне не надо.
Проекционный экран, возможно, не самый изысканный, но зато качество изображения на высоте.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.
Как своими руками в домашних условиях сделать ЛЕД проектор из коробки и лупы
Из данной инструкции вы узнаете как сделать проектор своими руками из коробки и лупы с разрешением 2К (2560х1440).
Многие детали, используемые в проекте, могут быть приобретены в китайских интернет-магазинах.
Для покупки необходимых запчастей для самодельного проектора воспользуйтесь услугами магазинов «Aliexpress.com» и «Taobao.com».
Светодиод (один из двух):
Шаг 1: Проверяем ЖК-дисплей и проектируем корпус
Прежде чем перейдем к сборке корпуса, проверим ЖК-дисплей. Дисплей должен быть в сборе со специальной HDMI-платой.
Для удобства также закажите удлиняющий FPC-кабель и плату подключения для дисплея. Т.к. подсветку экрана мы использовать не будем, то при проверке дисплея нужно нажать и удерживать разъем подсветки.
После проверки ЖК-дисплея, переходим к конструированию корпуса. Вы можете пропустить следующий шаг, если решите воспользоваться чертежами прикрепленного файла.
Шаг 2: Делаем корпус и крепление для линз Френеля
Линзы Френеля устанавливаются в держатель, а затем сам держатель будет помещаться в держатель ЖК-дисплея.
При изготовлении держателя, нужно исключить отражение луча от его поверхностей, в противном случае отраженный свет будет ухудшать качество изображения. Для предотвращения этого нежелательного эффекта, поверхности, от которых может отражаться луч, нужно обработать наждачной бумагой до матового состояния.
Шаг 3: Делаем крепление для ЖК-экрана
Данный шаг является самым важным.
Небольшой дисплей имеет очень маленькую неактивную область (рамку), поэтому, при изготовлении держателя для ЖК-дисплея, трудно предотвратить «утечку» света.
В AutoCad-файле имеется чертеж держателя для дисплея, разработанный так, чтобы предотвратить «утечку» света и гарантировать хорошее качество изображения.
Если вы пренебрежете изготовлением качественного крепления, у вас будет изображение с ужасными белыми вертикальными и/или горизонтальными полосами по краям, как показано на фотографии.
Файл чертежа, кроме всего остального, содержит три части держателя дисплея.
Две части предназначены для постоянного крепления ЖК-экрана, и одна – для временного.
Во время работы с ЖК-дисплеем старайтесь не касаться экрана руками, чтобы не оставить на нем отпечатков. Пользуйтесь при работе нитриловыми медицинскими перчатками.
Шаг 4: Закрепляем светодиод на теплоотводе и делаем держатель для светодиода
Независимо от того, какой светодиод вы выбрали: обычный или медицинский (CBT-140), способ крепления его к теплоотводу один и тот же.
Прикрутите светодиод при помощи винтов М3 к теплоотводу. Предварительно не забудьте добавить термопасту между светодиодом и теплоотводом.
Затем правильно установите конденсаторную линзу перед светодиодом. Обычно вместе с ней в набор входит и крепление.
Шаг 5: Делаем проводку и устанавливаем охлаждающие вентиляторы
В цепь питания вентилятора, по желанию, можно включить регулятор скорости вращения.
Основные подключения выглядят следующим образом:
Установите несколько вентиляторов для охлаждения ЖК-дисплея.
ЖК-дисплей устанавливается рядом со светодиодом (на расстоянии примерно 110-130 мм). Светодиод генерирует много тепловой энергии, и если дисплей будет недостаточно охлаждаться, то на нем появятся черные пятна.
Без достаточного охлаждения ЖК-дисплей выйдет из строя. Для охлаждения можно установить несколько разнокалиберных вентиляторов. На фотографиях красными стрелками показаны направления движения воздуха в корпусе проектора.
Шаг 6: Проверяем расположение светодиода и оптики
Как только разберетесь с подключением проводов, проверьте светодиод.
При правильно выбранном расстоянии между светодиодом и задней линзой Френеля (F120), свет от светодиода будет освещать всю активную область ЖК-дисплея.
При установке линз Френеля, стороны с канавками обеих линз должны быть направлены к дисплею.
Существует много различных комбинаций. В нашем проекте используются линзы Френеля F120/F185 с проекционной F190. Есть и другие сочетания, которые подойдут для этого проекта.
Выбранная нами комбинация для 6-дюймового ЖК-дисплея будет оптимальной. Можно выбрать сочетание линз с большим фокусным расстоянием (например, линзы Френеля F120/F220 с проекционной линзой F230).
Чем меньше фокусное расстояние, тем больший получается размер изображения.
При использовании такой комбинации линз и светодиода CBT-140 вы сможете различать пикселы на экране. Качество фокусировки будет лучше, чем у многих подобных проекторов заводского изготовления.
Чтобы определить правильные расстояния между линзами, воспользуйтесь «Правилом большого пальца», т.е. экспериментально.
Это значит, что вам нужно будет подобрать правильные расстояния между линзами путем проб и ошибок.
Есть несколько правил, следуя которым вам будет легче настроить ЛЕД проектор:
Качество изображения будет тем лучше, чем меньше область излучения у светодиода.
По этой причине не экономьте на светодиоде. Приобретите CBT-140, т.к. из доступных, он имеет наименьшую площадь излучения света.
Шаг 7: Развлекайтесь
Светодиодный проектор для дома готов!
Устанавливайте ваш LED видеопроектор, подключайте его и наслаждайтесь просмотром в домашних условиях.
Диодный проектор отлично подойдет для просмотра видео с YouTube.
Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.