Изготовление светодиодных лент своими руками

Как сделать светодиодную ленту своими руками

Если вы читали статью «Стильные светильники для бани своими руками», то, наверное, обратили внимание на то, что в парной организована еще и подсветка светодиодной лентой. Как и в случае со светильником для бани, мы решили сделать светодиодную ленту своими руками.

Подсветка светодиодной лампой нам понадобилась за спинкой в парной, так как прилегающая к ней стена оказалась недостаточно освещенной. Многие спросят, почему нельзя было использовать стандартную светодиодную ленту. Не каждая светодиодная лента подойдёт для таких целей: из-за перепада температуры уменьшается срок службы силиконового покрытия на светодиодной ленте, часто горят светодиоды на лентах, и получаются тёмные просветы. Конечно же, есть в продаже светодиодные ленты, специально предназначенные для работы в таких сложных условиях, но их цена довольно высока. Изготовив светодиодную ленту своими руками, вы сможете сэкономить, а в случае ее поломки, без проблем починить.

Далее мы расскажем, как сделать светодиодную ленту своими руками.

Материалы для изготовления светодиодной ленты

• светодиоды с рабочим напряжением 3 Вольта и углом освещённости 20-30 градусов
• гетинакс листовой
• пластиковая бутылка зелённого цвета
• прозрачная термоусадочная трубка
• эмалированный провод
• канифоль
• припой

Как изготовить светодиодную ленту своими руками

1. Разрезаем гетинакс листовой на полоски шириной 10мм.

2. Вырезаем из пластиковой бутылки полоски такой же ширины, как и гетинакс. Насверливаем отверстий в гетинаксе под светодиоды диаметром 5мм. В нашей полоске длиной 0,5м было просверлено 16 отверстий.

3. Вставляем светодиоды в отверстия и спаиваем по 4 светодиода в одну цепь, рассчитанную на 12 В.

4. Спаиваем4 цепочки в общую параллельную цепь при помощи эмалированного провода.

5. Перед тем как на сделанную полосу надеть термоусадочную трубку, 12-вольтовым напряжением проверяем работоспособность светодиодов.

6. Надеваем термоусадочную трубку.

7. Строительным феном аккуратно прогреваем трубку до её усадки.

Источник

Как собрать светодиодную ленту своими руками

В настоящее время рынок предлагает множество готовых моделей светодиодных лент. Но в случае необходимости или просто в качестве хобби (попробовать свои силы) можно изготовить ленту своими руками. Конечно, сделать точную копию заводской продукции достаточно сложно и скорее всего не получится.

В данном случае на первый план выходит изготовление светодиодной ленты с нужными для определенного места параметрами. Статья рассматривает вопрос изготовления светодиодной ленты своими руками с описанием необходимых материалов и инструментов.

Что понадобится

Для изготовления ленты в домашних условиях необходим определенный набор материалов и инструментов. Он может варьироваться в зависимости от личного предпочтения, наличия подобного инструмента или материала дома.

Знания и навыки

Хороший итоговый результат светодиодной ленты своими руками могут гарантировать знания основ электрических законов физики, в частности Закон Ома. Также важную роль имеет умение точной и качественной пайки. Не лишним будет и аккуратность в целом, так как процесс достаточно тонкий и ювелирный. В общем, нужны, трезвый, холодный разум и прямые, не трясущиеся руки.

Необходимые материалы

Кроме навыков и знаний, конечно необходимы материалы. Вот список материалов используемых в рассмотренной технологии производства светодиодной ленты своими руками:

Полоски гетинакса или текстолита. Значительно облегчит работу применение фольгированного текстолита, он представляет собой гибкую полосу, покрытую медным напылением. При использовании светодиодных чипов (SMD-светодиодов), их можно припаивать напрямую на фольгированный текстолит без сверления отверстий и лишних проводков;

Светодиоды. Рекомендуется применять светодиоды с рабочим напряжением до 3 вольт. Они могут быть круглые на ножках или в виде чипов, в зависимости от технологии изготовления.

Пример круглых светодиодов — белый прозрачный 3014UWC, 5AW4QC, 10003UWC, производитель ARLIGHT — ARL2-3214UWС. SMD-светодиоды — BL-LS3014A0S1UW2C производитель Betlux Electronics, KA-3528PWC-A Kingbright. Общее число светодиодов зависит от напряжения источника питания (12 или 24 вольт) и выбора яркости.

Для разноцветной RGB-ленты необходимы светодиоды трех цветов – красного, синего и зеленого, в случае использования SMD-светодиодов существуют трехцветные RGB-светодиоды;

Такие светодиоды лучше всего подходят для изготовления светодиодной ленты своими руками. Их легко монтировать и при пайке проблем не возникает.

Сопротивление (резисторы). Нужны для ограничения силы тока проходящего через диоды. Рассчитать необходимое сопротивление нужно по Закону Ома (R = U/I).

Например, рассчитаем сопротивление резистора, для подключения последовательно 3 светодиодов по 3В и 20мА от источника тока 12В. Получается, что суммарное напряжение у нас 9 В. Нам нужно ограничить 3 В., по формуле вычисляем необходимое сопротивление, 3В делим на 0,02А (20мА), получается, что нужен резистор на 150 Ом.

Провода. Сечение можно использовать практически любое, но желательно не больше 0,35 кв.мм. Более толстые провода будут соответственно более жесткими и неудобными в работе;

Термоусадочная трубка. Необходима для изоляции и придания ленте более эстетического вида.

Для изменения цвета излучаемого светодиодами можно использовать полоски от пластиковых бутылок или чего-то подобного. Также для герметизации полученного изделия, с целью повышения влагостойкости, применяется герметик или компаунд (смола).

Инструменты

Как и в любом другом деле важно наличие необходимых инструментов. Примерный набор:

• паяльник, с набором для пайки (канифоль и припой);
• инструмент для нарезки полос гетинакса или текстолита, идеальный вариант бормашина или резак, при их отсутствии подойдут и обычные ножницы;
• инструмент для сверления отверстий – дрель, шуруповерт с тонкими сверлами или, в крайнем случае, обычное шило;
• инструмент для нагрева термоусадочной трубки – в идеале строительный фен, но подойдет и обычная зажигалка.

Как сделать светодиодную ленту своими руками

Процесс изготовления светодиодной ленты своими руками можно разделить на несколько этапов.

Пошаговая инструкция по изготовлению

1. Проектирование общей схемы размещения и количества светодиодов. В зависимости от значений их напряжения и тока, собирается последовательная цепь из нескольких светодиодов и ограничительного резистора. Необходимое сопротивление можно рассчитать по Закону Ома. Для облегчения расчета можно воспользоваться онлайн-калькулятором.
2. Изготовление заготовок. Листы текстолита или гетинакса нарезаются полосами. Ширина полосок берется в зависимости от размера светодиодов и компоновки элементов, в основном в интервале от 5 до 10 мм. Длина подбирается в зависимости от количества светодиодов.
3. Сверление отверстий. Далее сверлятся или проделываются шилом отверстия в полосах для дальнейшего размещения деталей. Светодиоды обычно располагают в один ряд на одинаковом интервале друг от друга, а резисторы по бокам или на обратной стороне. При сборке RGB-ленты светодиоды чередуются по цвету.
4. Сборка ленты. В отверстия вставляются необходимые элементы. Затем при помощи проводков соединяются между собой в соответствии со схемой. Также необходимо припаять провода для подключения к источнику питания.
5. Для более привлекательного внешнего вида и для изоляции соединений полосы помещаются в прозрачную термоусадочную трубку.

Для изменения цвета можно вставить полосы от пластиковой бутылки. Для придания эстетичности полосы пластика от бутылок размещаются и с обратной стороны ленты.

Термоусадка прогревается феном, и лента стягивается в единое целое.

Необязательно использовать именно термоусадочную трубку, можно использовать любую другую прозрачную пластиковую трубу. С целью увеличения влагостойких свойств, в обоих случаях, края ленты можно заполнить компаундом, силиконовым герметиком или другим подобным водонепроницаемым материалом.

Немного другая технология при использовании фольгированного текстолита. Также нарезаются полосы. Затем полученные полосы размечаются на равные половины. По разметке бормашиной или резаком прорезается верхний слой медного напыления текстолита.

Следующий шаг, необходимо нанести на полоски слой припоя, предварительно обработав их флюсом. Слой наносится аккуратно, чтобы две части полосы были изолированы друг от друга. В итоге получаются печатные платы с двумя дорожками.

При использовании светодиодов на ножках необходимо проделать отверстия. В случае со светодиодными чипами, то отверстия делать не нужно, они припаиваются непосредственно на полосы. Видео подобного изготовления ленты:

Как сделать мигающую светодиодную ленту

При подключении напрямую к источнику питания вариантов регулирования освещения нет. При монтаже разноцветных светодиодов они все будут светить одновременно. Для примитивной регулировки яркости в схему необходимо добавить диммер. Он должен быть на 20% мощнее светодиодной ленты. Несколько моделей диммеров для примера:

Для того чтобы управлять настройкой цвета RGB-ленты, создание таких эффектов как переливание, мигание, в схему необходимо добавить контроллер. Его мощность также должна быть выше номинальной мощности ленты на 20%. Контроллеры различаются по способу управления:

• без пульта управления;
• с инфракрасным управлением – зона до 10 метров;
• с дистанционным управлением – зона до 20 метров;
• управление, работающее по Wi-Fi каналу;

Несколько моделей котроллеров, которые можно использовать: Psdl Т667, LN-RF20B-15A, LN-RF8B, LN-RF10B-Mini-2.

Контроллер и диммер подключаются последовательно.

Рентабельность самодельной ленты

Рентабельность самодельной ленты оценить достаточно сложно, так как здесь множество факторов влияющих на стоимость используемых материалов. К тому же, цена на готовую заводскую продукцию постоянно меняется и зависит от производителя и известности бренда.

С уверенностью можно сказать, что больше всего сэкономить смогут жители больших городов, где есть специализированные магазины радиодеталей. Но для остальных есть возможность заказать товары по почте из Китая.

Светодиодная лента, изготовленная своими руками в домашних условиях, позволит решить проблемы с освещением, в тех случаях, когда необходимы какие-то определенные размеры, задачи или условия. Также данный процесс подойдет людям, для которых подобные дела интересны как хобби. Сэкономить получится только при наличии всех необходимых материалов в «шаговой» доступности.

Источник

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.

Часто нам задавали вопрос: можно ли своими руками сделать нечто подобное дома? Можно, почему нет? Про лед был подробный рассказ (вот история о первом катке — захватывающее чтиво в июльскую жару), а вот о способах превращения светодиодов в большой дисплей практически не упоминали. Так как наши мейкеры люди занятые и предпочитают говорить о чем-то новом, а не пережевывать прошлое, публикация этой статьи откладывалась снова и снова. В конечном счете мы решили перевести для вас понятный и наглядный туториал, после которого можно будет взять и повесить дисплей себе на стену.

Итак, выдохните, все будет просто. Бóльшая часть времени уйдет на сборку — придется немного покорпеть над соединением лент друг с другом. Они должны быть спаяны в последовательную цепь на задней стороне панели. Для рассеивания света защитное стекло будет матированным.

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

• 10 м светодиодной ленты (продается в катушках по 5 м). Я использовал дешевый вариант — WS2812B. Если же вам хочется получить более высокое разрешение дисплея, можете приобрести ленту с плотностью 60 светодиодов/метр;
• блок питания на 5 В и 10 А. Я использовал модель, у которой входное питание до 240 В подается на винтовые зажимы. Если вам нужно сделать дисплей более безопасным, выберите полностью закрытый блок питания;
• Arduino UNO;
• большое количество отрезков толстого провода. Я отрезал пучок от старого компьютерного блока питания;
• фоторамка 50х50 см;
• матирующий спрей и белая краска.

Общие затраты у меня получились меньше $100.

Также вам понадобятся инструменты:

• паяльник с припоем;
• клеевой пистолет;
• нож или ножницы;
• инструмент для снятия изоляции.

Сначала прочитайте пособие по работе с электроникой для начинающих!

Расчеты

Если вы приобрели рамку 50х50 см и такие же светодиодные ленты, как у меня, то сможете уместить в дисплей 15 отрезков по 15 светодиодов. Но ничто не мешает использовать рамку другого размера. Расстояние между светодиодами — около 30 мм, таким образом на один пиксель приходится примерно 30 мм 2 . Это наш 1DPI. Ну да, разрешение не как у Retina.

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

Для приклеивания лент к панели используйте суперклей. Я пробовал двусторонний скотч, но через несколько недель он отвалился. Клеевой пистолет еще хуже, ведь обе поверхности — панель и обратная сторона ленты — гладкие и не имеют пор. Если вы приобрели светодиодные ленты в резиновом корпусе, то не сильно переживайте относительно точности размещения — их можно свободно двигать.

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:

• неправильное направление ленты;
• вы спутали контакты при соединении лент;
• вы припаяли +5V к GND.

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.

Источник