Mirolo Networked LED Matrix Display for Digital Signage: 22 Steps (with Pictures)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Η ψηφιακή σήμανση μπορεί να είναι χρήσιμη σε εκδηλώσεις για την ενημέρωση των επισκεπτών σχετικά με τα επερχόμενα πάνελ, τις αλλαγές στο πρόγραμμα ή τη δυναμική παροχή πληροφοριών. Η χρήση οθονών LED Matrix για αυτό καθιστά τα μηνύματα αναγνώσιμα ακόμη και από μακριά και είναι ένα χαρακτηριστικό που τραβάει τα βλέμματα.

Τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν:

• 2 γραμμές δομοστοιχείων μήτρας, 1 ένδειξη RGB Ring
• Διασύνδεση ιστού http για απλή εφεδρική διαχείριση
• REST/JSON API για προηγμένη απομακρυσμένη διαχείριση
• αυτόματο έλεγχο φωτεινότητας
• Τηλεχειριστήριο IR
• Υποδοχή διεπαφής I²C για εξωτερικές μονάδες (π.χ. DS1307 RTC)
• ευρεία περιοχή εισόδου ισχύος: 10-20VAC/10-30VDC
• πίνακες μηνυμάτων και ενότητες προγραμματισμού συμβάντων για ανεξάρτητη χειροκίνητη λειτουργία δικτύου

Οι παρακάτω οδηγίες θα ακολουθήσουν τη διαδικασία κατασκευής μιας από αυτές τις οθόνες έχοντας κατά νου τόσο το ηλεκτρονικό όσο και το υποστηρικτικό πλαίσιο. Η διαδικασία κατασκευής απαιτεί εξειδικευμένα εργαλεία και προηγμένες δεξιότητες συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, θα περιγράψω το επίπεδο δυσκολίας ως μεσαίας σκληρότητας και δεν είναι κατάλληλο για αρχάριους.

Μπορείτε να βρείτε την πλήρη τεκμηρίωση για το λογισμικό και το υλικό στο gitlab/mirolo-2M05081R16

Βήμα 1: Αυτό που χρειάζεστε

Θα χρειαστείτε μια ποικιλία εργαλείων για να ολοκληρώσετε αυτό το έργο. Αυτό είναι το βασικό σύνολο. Οποιαδήποτε εργαλεία όπως μηχανές CNC ή λειαντικά ιμάντα και βάσεις τρυπανιών θα κάνουν τη ζωή σας πολύ πιο εύκολη.

• Σταθμός συγκόλλησης που περιλαμβάνει άκρες ικανές για συγκόλληση εξαρτημάτων SMD
• Εξοπλισμός αποκόλλησης
• Ηλεκτρικό τρυπάνι
• Πυροβόλο θερμό κόλλα
• Παλινδρομικές λεπίδες πριονιού και μεταλλικού πριονιού
• Πένσα
• Κατσαβίδια
• Κλειδιά και πρίζες
• Πολύμετρο
• Πατήστε και πεθάνετε
• Countersink Drills
• Drillset
• Μέγγενη
• Πριόνι χειρός
• Κόλλα δύο συστατικών
• Γυαλόχαρτο
• Μεταλλικό αρχείο
• Ταινία διπλής όψης

Φυσικά χρειάζεστε και δομικό υλικό. Μπορείτε να βρείτε μια πλήρη λίστα με όλα τα μέρη που χρειάζεστε εδώ: Λίστα υλικών

Σημαντικό: Όταν αγοράζετε εξαρτήματα όπως ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές, βεβαιωθείτε ότι το ύψος τους δεν υπερβαίνει τα 12mm. Διαφορετικά θα είναι υψηλότερα από την οθόνη μήτρας και η πλακέτα δεν θα ταιριάζει σωστά.

Βήμα 2: Προετοιμασία εξαρτημάτων

Πρώτα πρέπει να φτιάξετε τα απαιτούμενα μέρη για το πλαίσιο που συγκρατούν τα πάντα μαζί. Εάν θέλετε να σχεδιάσετε το δικό σας πλαίσιο, μπορείτε να παραλείψετε εντελώς αυτά τα βήματα. Θα το κρατήσω πολύ σύντομο και θα συνδέσω μόνο τα αρχεία που περιγράφουν τις διαστάσεις του εξαρτήματος. Στην πραγματικότητα η κατασκευή τους περιλαμβάνει διάτρηση πριονίσματος και υπομονή, αλλά θα πρέπει να ξέρετε πώς να χειρίζεστε ένα ηλεκτρικό τρυπάνι, πριόνι και λίμα για να το κάνετε αυτό.

Διαστάσεις τμήματος

Βήμα 3: Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών συσκευών

Ας ξεκινήσουμε με τα αστραφτερά πράγματα. Έχετε όλα τα μέρη που εμφανίζονται παραπάνω έτοιμα. Η πλήρης λίστα υλικού συνδέεται στο βήμα 1.

Όσον αφορά το PCB, σας συνιστώ ανεπιφύλακτα να τα φτιάξετε από μια επαγγελματική εταιρεία. Μερικά ίχνη είναι αρκετά λεπτά και μου χρειάστηκαν αρκετές προσπάθειες για να αποκτήσω ακόμη και ένα πρωτότυπο εργασίας που δεν ήταν εντελώς αλλοιωμένο και είχα ακόμα ηλεκτρικά προβλήματα λόγω σφαλμάτων χάραξης που ήταν εφιάλτης. Ο σχεδιασμός λειτουργεί υπέροχα, αλλά ο πίνακας είναι λίγο πολύ περίπλοκος για χάραξη στο σπίτι. Αν δεν έχετε ημιεπαγγελματικό εξοπλισμό χάραξης, δεν αξίζει τον κόπο. Ειδικά λαμβάνοντας υπόψη ότι πρέπει να λυγίζετε 48 καλώδια βραχυκυκλωτή για καθένα από αυτά όταν χρησιμοποιείτε το σχέδιο μονής όψης. Αυτό είναι το πράγμα που θα σας δώσει εφιάλτες. Πήρα το δικό μου από το JLC-PC και η ποιότητά τους είναι πραγματικά ωραία. Μου έσωσαν ώρες δουλειάς και πολύ υλικό.

Εξακολουθώ να έχω 5 από αυτά. Εάν ενδιαφέρεστε να κάνετε αυτό το έργο μόνοι σας στείλτε μου ένα σημείωμα και θα βρούμε κάτι. Beσως είναι πιο εύκολο να τα στείλετε από τη Γερμανία αντί να παραγγείλετε νέα από την Κίνα.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση ηλεκτρονικών συσκευών - μήτρα 8 μονάδων

Θα ξεκινήσουμε με τη χαμηλότερη μπάρα μήτρας. Αυτό αποτελείται από 8 μονάδες FC-16. Συγκολλήστε τα μαζί για να σχηματίσουν μια ενιαία γραμμή. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τους συνδετήρες ακίδων 90 ° που περιλαμβάνονται κάμπτοντάς τους σε σχήμα 180 ° χρησιμοποιώντας πένσες. Προτείνω να τα πιάσετε σε ένα κακό.

Συνδέστε όλες τις μονάδες και συγκολλήστε ένα από τα 3 καλώδια κορδέλας στην είσοδο δεδομένων καθώς και τα δύο καλώδια στην είσοδο τροφοδοσίας.

Κατά τη συγκόλληση των μονάδων μήτρας στην κορυφή, ΜΗΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΕ τους παρεχόμενους θηλυκούς συνδετήρες ακίδων. Διαφορετικά η μονάδα θα είναι πολύ παχιά για να χωρέσει στο πλαίσιο. Διατηρήστε τους συνδέσμους όμως όπως θα τους χρειαστείτε για την άλλη γραμμή εμφάνισης. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι έχουν προσανατολιστεί σωστά.

Συγκολλήστε τον Πυκνωτή 1000μF στο τέλος (Data OUT) της ταινίας σε GND και VCC ως επιπλέον ρυθμιστικό.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Δαχτυλίδι WS2812

Κολλήστε το άλλο καλώδιο κορδέλας 3 πόλων στο δαχτυλίδι (η μεσαία ακίδα του καλωδίου πρέπει να είναι GND)

Βήμα 6: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Μετατροπέας DC/DC

Προετοιμάστε τον μετατροπέα DC/DC Buck/Boost. Εφαρμόστε μια αξιοπρεπή τάση (12V) στην είσοδο και ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο κοπής έτσι ώστε η έξοδος να είναι ακριβώς 5V. Θα πρέπει να έχετε ένα ελαφρύ φορτίο συνδεδεμένο στην έξοδο και να πατήσετε μερικές φορές στο τρίμερ για να βεβαιωθείτε ότι έχει ρυθμιστεί σωστά και δεν πηδά. Όταν η τάση εξόδου είναι σταθερή, βάλτε μερικές σταγόνες κόλλας στο τρίμερ, ώστε να μην μπορεί να αλλάξει κατά λάθος.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - SMD Mainboard

Ακολουθεί η κεντρική πλακέτα. Συγκολλήστε πρώτα όλα τα εξαρτήματα SMD (μην ξεχνάτε τις αντιστάσεις στο μπροστινό μέρος και τις λυχνίες LED). Σε γενικές γραμμές, συνιστάται να κολλήσετε πρώτα τα μικρότερα εξαρτήματα, καθώς αυτό θα διευκολύνει τη συγκόλληση, επειδή μπορείτε να τοποθετήσετε την σανίδα επίπεδη. Εάν ακολουθήσετε αυτές τις οδηγίες με τη σωστή σειρά, αυτό δεν θα πρέπει να είναι πρόβλημα.

Δεν χρειάζεται σταθμός συγκόλλησης θερμού αέρα για αυτό. Χρειάζεται μόνο για εξαρτήματα αποκόλλησης όπως ο μικροελεγκτής 44 ακίδων.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Αντιστάσεις

Ακολουθούν αντιστάσεις και μικροί πυκνωτές καθώς και ο δέκτης LDR και IR.

Βήμα 9: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Τροφοδοσία Mainboard

Προσθέστε εξαρτήματα όπως το LDR, την ασφάλεια και τον ανορθωτή καθώς και μερικούς μεγαλύτερους πυκνωτές. Μπορείτε να κολλήσετε τη μονάδα αλλαγής ταχυτήτων επιπέδου 4 καναλιών απευθείας στον πίνακα χωρίς αναστολές. Προσθέστε επίσης τις θηλυκές ακίδες ακρίβειας που αποθηκεύσατε από τις μονάδες FC-16 εδώ.

Χρησιμοποιήστε κάποιο καλώδιο συμπαγούς πυρήνα για να κολλήσετε τη μονάδα DC/DC στην κορυφή της πλακέτας. Τοποθετήστε μια μικρή λωρίδα ηλεκτρικής ταινίας κάτω από το δομοστοιχείο για να αποτρέψετε τις καρφίτσες κοπής από τη διάτρηση της μάσκας συγκόλλησης του PCB και δημιουργήστε ένα κοντό σε GND. Κατά τη συγκόλληση του βύσματος ισχύος και του ανορθωτή, τοποθετήστε την πλακέτα όρθια στη μία άκρη (χρησιμοποιήστε μια πρίζα), έτσι ώστε η συγκόλληση να ρέει γύρω από τις επαφές. Εάν το έχετε ξαπλωμένο, η συγκόλληση θα πέσει μέσα από τις μεγάλες τρύπες και θα κάνει ένα τεράστιο χάος.

Βήμα 10: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Ενότητες και Κουμπιά

Τελευταίες πινελιές. Προσθέστε τα κουμπιά καθώς και μεγάλα εξαρτήματα όπως η μονάδα LAN και οι υποδοχές σύνδεσης.

Βήμα 11: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Πίνακας LED Mainboard

τελικά καθαρίστε τον πίνακα και αφαιρέστε τυχόν υπολείμματα ροής. Η τοποθέτηση των μονάδων LED απαιτεί λίγη υπομονή, καθώς οι σύνδεσμοι ταιριάζουν πολύ. Μην ξεχάσετε να βάλετε το βραχυκυκλωτήρα και την ασφάλεια.

Βήμα 12: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Εκκίνηση φορητού υπολογιστή

It'sρθε η ώρα για δοκιμές. Συνδέστε τη θύρα ICSP σε έναν προγραμματιστή AVR (χρησιμοποιώ έναν από τους Arduino UNO μου) και κάψτε το πρόγραμμα εκκίνησης Optiboot που περιλαμβάνεται στη βιβλιοθήκη υλικού δύναμης.

Μπορείτε να βρείτε όλους τους συνδέσμους προς το λογισμικό στο αρχείο readme.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Η εγγραφή του bootloader για πρώτη φορά θα έχει ως αποτέλεσμα ένα μήνυμα σφάλματος λόγω ορισμένων ασφαλειών που δεν έχουν ρυθμιστεί σωστά. Αποσυνδέστε τα πάντα και στη συνέχεια προσπαθήστε να κάψετε ξανά το bootloader μετά την επανασύνδεση. Θα πρέπει να λειτουργεί χωρίς προβλήματα τώρα. Εάν εξακολουθείτε να αντιμετωπίζετε σφάλματα, ελέγξτε ξανά όλες τις συνδέσεις στον κεντρικό πίνακα.

Μην προχωρήσετε μέχρι να ολοκληρωθεί αυτό το βήμα.

Βήμα 13: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Υλικολογισμικό Mainboard

Τώρα συνδέστε τη σειριακή διεπαφή και ανεβάστε το σκίτσο στον πίνακα. Το pinout του σειριακού συνδέσμου έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε μονάδα USB CP2102.

Ορίστε το LOAD_EEPROM στο 0 κατά τη μεταφόρτωση για πρώτη φορά. Διαφορετικά, θα φορτώσει τυχαίες τιμές από το EEPROM και πιθανώς θα εμποδίσει τη σωστή εκκίνηση. Λάβετε υπόψη ότι αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα τη ρύθμιση της διεύθυνσης IP σε 192.168.178.100.

Εάν η μεταφόρτωση λειτούργησε σωστά, οι λυχνίες LED στο πίσω μέρος θα ανάψουν.

Ανοίξτε τη σειριακή οθόνη (115200 baud) και εκδώστε μια εντολή συστήματος: επανεκκίνηση. Αυτό θα αποθηκεύσει όλες τις τιμές στο EEPROM και θα αντικαταστήσει τυχαίες τιμές. Ανεβάστε ξανά το σκίτσο μετά από αυτό με το LOAD_EEPROM ρυθμισμένο σε 1.

Στη συνέχεια, μπορείτε να αλλάξετε ξανά τη διεύθυνση IP χρησιμοποιώντας τη σειριακή οθόνη. Ο πίνακας θα πρέπει να λειτουργεί πλήρως τώρα.

Βήμα 14: Συναρμολόγηση Ηλεκτρονικών - Δοκιμή Mainboard

Σε αυτό το σημείο μπορείτε ήδη να δοκιμάσετε τον πίνακα. Συνδέστε ένα κατάλληλο τροφοδοτικό σε αυτό και θα σας καλωσορίσει ένα μήνυμα στη γραμμή εμφάνισης. Μπορείτε επίσης να συνδέσετε ένα καλώδιο LAN στο δίκτυό σας και να αποκτήσετε πρόσβαση στην ιστοσελίδα πληκτρολογώντας το IP της οθόνης στο πρόγραμμα περιήγησής σας. Βεβαιωθείτε ότι όλα λειτουργούν σωστά πριν προχωρήσετε.

Βήμα 15: Συναρμολόγηση πλαισίου

Έχετε έτοιμα τα εξαρτήματα που φαίνονται παραπάνω.

Βήμα 16: Συναρμολόγηση πλαισίου - Υποστηρίζει

Εφαρμόστε ταινία διπλής όψης στο πάνω και κάτω στήριγμα και κολλήστε τα στο ακρυλικό γυαλί. Βεβαιωθείτε ότι τα πλευρικά στηρίγματα ταιριάζουν καλά μεταξύ τους και ευθυγραμμίζονται με τις τρύπες.

Βήμα 17: Συναρμολόγηση πλαισίου - Τρύπες τοποθέτησης

Τρυπήστε το ακρυλικό και ασφαλίστε τα πάντα με τα μπουλόνια επίπεδης κεφαλής και τα παξιμάδια M6 στις γωνίες του πλαισίου και βεβαιωθείτε ότι οι τρύπες στερέωσης M6 βρίσκονται στο κάτω μέρος της οθόνης. Στη συνέχεια, ανοίξτε τις άλλες οπές στερέωσης όπως περιγράφεται στο αρχείο διαστάσεων πλαισίου. Οι οπές Μ3 πρέπει να βυθίζονται αντίθετα από μπροστά. Η μεγάλη τρύπα των 12mm είναι για πρόσβαση στην ασφάλεια από μπροστά. Μπορείτε να κρατήσετε την εξωτερική προστατευτική μεμβράνη στο γυαλί και να σχεδιάσετε σημάδια πάνω του.

Βήμα 18: Συναρμολόγηση πλαισίου - Βίδες και LED

Κολλήστε τα 4 πλαστικά προφίλ L στις γωνίες του πλαισίου (αυτά είναι για την τοποθέτηση των οθονών σε τοίχο) και βιδώστε 3 βίδες με παξιμάδια και ροδέλες για την τοποθέτηση του PCB. Θα πρέπει επίσης να εγκαταστήσετε τη λαβή σε αυτό το σημείο (βεβαιωθείτε ότι είναι ελαφρώς μετατοπισμένη προς τα εμπρός, ώστε οι βίδες να μην παρεμβαίνουν στο PCB).

Όταν κολλάτε στο δακτύλιο WS2812, βεβαιωθείτε ότι τα LED είναι σωστά ευθυγραμμισμένα. Η τοποθέτηση του LED 0 στο επάνω μέρος θα το διευκολύνει, αν και μπορείτε να το προσαρμόσετε στο λογισμικό αργότερα, καθώς υποστηρίζει διαφορετικές θέσεις εκκίνησης και προσανατολισμούς δακτυλίου.

Βήμα 19: Συναρμολόγηση πλαισίου - δοκιμαστική τοποθέτηση

Ελέγξτε εάν το PCB ευθυγραμμίζεται σωστά με τις βίδες στερέωσης. Εάν δεν ταιριάζουν απόλυτα προσπαθήστε να τα λυγίσετε προσεκτικά. Στη συνέχεια, κολλήστε τον δακτύλιο WS2812 και τη δεύτερη γραμμή οθόνης στην κεντρική πλακέτα και στερεώστε τα καλώδια με μερικές σταγόνες θερμής κόλλας.

Βήμα 20: Συναρμολόγηση πλαισίου - Τοποθέτηση του PCB

Βιδώστε τα παξιμάδια στα μπουλόνια και προσθέστε ροδέλες (χωρίς ροδέλα στην κάτω βίδα), στη συνέχεια τοποθετήστε το PCB στην κορυφή και ρυθμίστε τα παξιμάδια μέχρι να ευθυγραμμιστεί σωστά η σανίδα. Χρησιμοποιήστε τις πλαστικές και μεταλλικές ροδέλες και μερικά παξιμάδια για να ασφαλίσετε τελικά το PCB στη θέση του.

Βήμα 21: Συναρμολόγηση πλαισίου - Κάτω μήτρα LED

Προσθέστε το αυτοκόλλητο σφραγιστικό αφρού στις επαφές της γραμμής οθόνης για να αποφύγετε βραχυκυκλώματα στο πλαίσιο και τοποθετήστε το προφίλ U πάνω από αυτό, ώστε να πιέζει την οθόνη στο μπροστινό γυαλί. Ασφαλίστε το στη θέση του με δύο ακόμη μπουλόνια M6 στα πλαϊνά στηρίγματα. Τέλος προσθέστε ένα κοντό κομμάτι Velcro ως στήριγμα καλωδίου χρησιμοποιώντας μια μικρή βίδα.

Βήμα 22: Τελικό βήμα - τα καλά πράγματα

Γνωρίζετε την αίσθηση της αποκόλλησης προστατευτικής μεμβράνης από νέες συσκευές; Μπορείτε να το κάνετε τώρα και να απολαύσετε την πρόσφατα συναρμολογημένη οθόνη πληροφοριών. Συνδέστε το, συνδέστε το στο δίκτυό σας και θαυμάστε τα φλας.

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, παρατηρήσεις ή ιδέες για βελτίωση μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μου.