Светодиодная панель это прекрасная альтернатива современным светильникам. Энергосберегающая, долговечная и любой формы на ваш вкус. О том, как сделать светодиодную панель своими руками расскажет данная статья.

Есть несколько вариантов изготовления самодельной светодиодной панели.

Изготовление на основе из стекла

Более простым вариантом является изготовление из готовой светодиодной ленты. Это специальная самоклеющаяся лента, на которой расположены светодиоды. Гораздо дешевле выйдет купить ее в интернете. Стоимость обойдется примерно 3 доллара за 5 метров.

Подготовительные работы

Рассмотрим пример изготовления одной светодиодной панели, площадью 230 квадратных сантиметров. Нужно определиться, какой мощности светильник вы хотите получить. Мощность напрямую зависит от площади панели и количества светодиодов. Для изготовления вам понадобится:

  1. Светодиодная лента. Возьмем 5630 SMD LED 1 метр.
  2. Стекло 2 штуки. Площадь стекла равна площади вашей панели. В нашем примере 23 сантиметра на 10 сантиметров.
  3. Две полоски из пенопласта или изолона размером 2 сантиметра на 10 сантиметров, которые будут исполнять роль прокладки между стеклами.
  4. Лента для паяния, покрытая оловом и флюс в виде маркера для пайки. Продается в комплекте, легко найти в интернете. Стоимость около 10 долларов за комплект.
  5. Блок питания. Это устройство для преобразования напряжения 220В в 12В и подключения нашей панели к сети.

Для того, чтобы узнать какой мощности нам нужен блок питания, произведем простой расчет.

Мощность данной ленты 32 Ватта на метр. То есть 1 метр ленты потребляет 32 Ватта. Нужно учесть потери мощности в проводах, следственно прибавляем еще 30 процентов к 32 Ваттам. Получится 41,6 Вт. Округляем до целого числа. Получается блок питания мощностью 45 Вт.

Различают несколько типов блока питания. Каждый из них используется в зависимости от применения светодиодной ленты. Для самодельной панели можно использовать любой из них.

  1. Компактный герметичный;
  2. открытый;
  3. компактный сетевой.

Если вы используете открытый блок питания, то на входе 220В подсоединяем сетевой кабель (фаза, ноль и заземление), на выходе 12В контакты от ленты.

Процесс сборки

Разрезаем светодиодную ленту на равные части. Длиной около 20 сантиметров. На ленте есть указатели в виде ножниц, где нужно разрезать.

После начинаем наклеивать ленту на стекло. Наша задача соединить все плюсы с плюсами, а минусы с минусами. Для удобства можно клеить ленту размещая плюсы рядом друг с другом. Но это не обязательно, кому как удобно. Возможные схемы соединения показаны ниже.

Смазываем флюсом контакты и припаиваем провода по схеме. Два крайних контакта затем подключаются к блоку питания.

Существуют коннекторы, специальные переходники для крепления к блоку питания, а также разнообразные разъемы. Конец ленты прикрепляется к одному концу разъема, а другой подсоединяется к блоку питания. Можете подобрать такой разъем, если не хотите паять. К тому же внешний вид с таким разъемом будет намного лучше. Пример приведен ниже на фото.

Далее собираем лампу. По краям стекла со светодиодными лентами прикладываем уплотнитель и сверху накладываем второе стекло. Скрепляем конструкцию изолентой или скотчем. Поверхность стекла можно покрыть белой матовой краской для придания более товарного вида и равномерного распределения света.

Нужно понимать, что это условная схема, в которой упор сделан на малый бюджет. Данная панель собрана с целью показать как сделать led панель из подручных материалов.

Диодная панель на алюминиевой основе

Есть еще один вариант изготовления панели на алюминиевой основе. Основа из такого материала хорошо отводит тепло от диодов, предохраняя их от сильного нагревания. Для изготовления понадобится:

  1. Алюминиевый лист 28 на 26 сантиметров;
  2. светодиодная лента марки 5630 SMD LED 5 метров;
  3. медный провод толщиной 1 мм;
  4. провод питания;
  5. блок питания на 250 Вт;
  6. паяльные принадлежности.

Процедура изготовления и расчеты полностью аналогичны предыдущему варианту.

Начинаем с наклейки на алюминиевый лист полосок светодиодной ленты, затем соединяем проводом все плюсы ленты, а затем все минусы другим проводом при помощи пайки.

Присоединяем провод питания на другом торце панели. Таким образом, ток будет проходить через одну полоску, питая все оставшиеся. Провод соединяем через коннектор для светодиодной ленты, о котором рассказывали выше.

Провода, которые соединяют все светодиодные ленты можно заклеить полоской изоленты, придавая готовой конструкции более приятный вид. Изоленту можно прогреть феном или зажигалкой, для усадки и обжатия.

Подсоединяем провод питания к блоку питания.

О преимуществах светильников на полупроводниках написано довольно много. Они характеризуются долгим эксплуатационным сроком, безопасностью (светодиоды – элементы слаботочные), возможностью создать наиболее комфортное освещение (в том числе, и направленное) и рядом других параметров.

Кто хочет узнать обо всех возможностях преображения интерьера с помощью подобных приборов, найдет .

На выпуске данной продукции специализируется множество фирм, поэтому выбор всегда имеется. Но иногда именно для конкретного места установки, с учетом всех особенностей помещения, ни один из имеющихся в продаже вариантов не кажется оптимальным. Остается одно – сделать все самостоятельно, с «нуля». А если есть хоть какие-то познания в радиотехнике, то это не вызовет больших сложностей.

Рассмотрим вопрос изготовления своими руками панели на светодиодах. Элементарные вещи объяснять человеку, разбирающемуся в подобных вопросах, не имеет смысла. Здесь главное – дать идею. А все остальное – плод реализуемых фантазий с учетом собственных, в том числе и финансовых, возможностей.

Материалы

  • Пластик (прозрачный).
  • Оргалит.
  • Алюминий.
  • Фольга (как светоотражающий элемент прибора).
  • Светодиоды («чипы»).
  • Блок питания, исходя из характеристик п/п (по току).

С оргалитом легко работать, а вес у такого «стекла» незначительный. Следовательно, проблем с закреплением на любой основе в принципе не будет.

Расчеты

Но вторая модель более сложная в изготовлении, так как дополнительно понадобится компрессор.

С учетом того, что придется протягивать трубку для подачи воздуха, вряд ли такую панель целесообразно монтировать на потолке. Настенный вариант – другое дело, смотреться будет очень эффектно.

Цена простейшей начинается от 1 550 рублей (на 14 Вт). Если собирать ее самостоятельно, то выйдет несколько дешевле, и есть преимущество – простор для фантазии. Так что стоит заниматься конструированием или нет, решать вам, уважаемый читатель.

Нет ничего проще. Для рукастых и смекалистых россиян, летающих на самодельных самолётах изготовить собственноручно светодиодную панель не составляет труда.

Кому-то покажется странным тратить время на изготовление того, что в огромных количествах есть на полках магазинов. Однако не забывайте, что мы живём в стране, каждый житель которой в душе фантазёр, художник, творец. Нам скучно ездить на серийных автомобилях и мы конструируем свой, непохожий на остальные. Покупку готовой мебели мы воспринимаем как оскорбление художественного вкуса и вот, вооружившись инструментом и творческим запалом, уже ваяем кухонный шедевр. Что уж тут говорить о светодиодных панелях...

Гордость за свою работу, тщеславное чувство обладания уникальным творением - вот награда за то, что иным скучным людям кажется "странным". Впрочем, причины по которым человек что-то мастерит своими руками могут быть куда как более прозаичными.
Например, возникла необходимость врезать в подвесной потолок светодиодную панель необычной конфигурации. Разумеется, готового решения в продаже не найти. Или другой вариант. Понравилась настенная бра с чудесным рисунком на стекле, но с лампой накаливания в качестве излучателя. Нет и ещё раз нет. Прогрессивная натура не может смириться с отсталым источником света. Вот если бы внутри были светодиоды...

И в первом, и во втором случаях выход один: сделать светодиодную панель своими руками. Для того, чтобы замысел стал реальностью надо представлять конструкцию панели. А она проста. Распределённые по поверхности платы светодиодные чипы подключаются к источнику питания и накрываются матовым прозрачным материалом. Не правда ли, ничего сложного? Конечно, новоявленному конструктору придётся продумать некоторые мелочи, связанные с монтажом светодиодов, безопасной укладкой проводки, изготовлением красивого и прочного корпуса. Но зато в результате появится единственный и неповторимый светодиодный источник света.

Ничуть не сомневаясь в способностях наших сограждан, осмелимся всё же дать несколько рекомендаций.

  • Во-первых, определитесь заранее с необходимой мощностью светодиодов, которые будут сердцем конструкции. Каждый с детства помнит, насколько ярко светит лампа накаливания. Подумайте, какая лампа подошла бы для Вашего помещения. 40 Ватт? Или может 150 Ватт? Подумали? А теперь разделите эту величину на 10. Это и будет суммарная мощность светодиодов, необходимая для Вашей светодиодной панели . Не пытайтесь выбирать мощность с запасом, поскольку слишком яркий свет в ряде случаев неуместен и даже способен раздражать. Другая крайность может обернуться тем, что источник света не справится с возложенной на него задачей. А его задача состоит в том, чтобы комфортно освещать нужное нам помещение или объект.
  • Во-вторых, хотим предостеречь от попытки сэкономить на покупке источника питания. Источник питания (драйвер) по своим характеристикам должен соответствовать потребляемой мощности светодиодов, которые Вы будете монтировать в своей панели. Маломощный драйвер может не справиться с нагрузкой. Напротив, слишком мощный источник питания - бесполезная трата денег. Иное дело, если Вы планируете в дальнейшем подключить к источнику питания вторую, третью панель. В этом случае благоразумнее приобрести драйвер "на вырост".
  • В-третьих, не забывайте о цветовой температуре. Самые низкие значения (2700К - 3000К) соответствуют излучению, которое называют "тёплым". Значения выше делают излучение более "холодным". По мнению врачей, наиболее оптимальному соответствует излучение с цветовой температурой 4000К - 4500К.

Самым популярным направлением использования светодиодных панелей считается их применение в качестве осветительных потолочных приборов в помещении любого назначения, как в офисе, так и на производстве. По сравнению с обычным вариантом освещения светодиодные панели отличаются экономичностью, долгим сроком службы и необычайной яркостью.

Светодиодная потолочная панель монтируется в навесной потолок типа Армстронг.

Удобство их использования по сравнению с привычным для нас освещением неоспоримо. Специалисты считают светодиодную панель отличной альтернативой, пришедшей на смену уже устаревшим источникам света. А если вам требуется нестандартный вариант, то выход для вас — светодиодная панель своими руками.

Экономичность светодиодных осветительных приборов доказана уже не один раз. Обусловлено это небольшим количеством потребляемой энергии и, как ни странно, длительным периодом эксплуатации. Такое светодиодное освещение способно работать на протяжении 100 тысяч часов.

Преимущества и характеристики светодиодных панелей

Итак, как уже было сказано выше, этот вариант освещения подходит для любых помещений, начиная от офисных и заканчивая производственными. А еще светодиодные панели имеют целый ряд плюсов. К ним можно отнести:

  • длительный срок эксплуатации;
  • качество освещения (очень приятное и комфортное для глаз);
  • простое обслуживание;
  • безусловная экономичность;
  • безопасное использование.

Что касается комфортности освещения, то оно отличается особой мягкостью, при этом сохраняет яркость. Для офисных работников такой вариант наиболее приемлем, так как на рабочем месте с наличием искусственного освещения им приходится проводить довольно длительный период времени.

Экономичность. Это качество является наиболее привлекательным для потребителей. Как уже отмечалось выше, исправно работать такие светодиодные панели могут до 100000 часов. И заметьте, что при таком сроке они совершенно не нуждаются в дополнительном обслуживании или в осуществлении замены ламп. На выполнение монтажных работ по установке светодиодных панелей требуется совсем немного времени.

Безопасное использование гарантируется фактом применения при их изготовлении высокопрочных материалов. А если к этой характеристике добавить свойства светодиодных источников питания, то степень безопасности для жизни и здоровья человека повысится в разы.

Вернуться к оглавлению

Правила установки светодиодных панелей

Все светодиодные панели предназначаются для стационарного внутреннего использования.

Устройство светодиодного светильника.

Что касается способа их установки, то существует два основных варианта: подвесной метод и встраиваемый.

Чаще всего осуществляется установка светодиодных панелей на поверхности подвесного потолка. Для этого стандартную панель просто монтируют вместо одной из потолочных плит. Монтаж производится с внутренней стороны подвесного потолка.

Еще один метод установки светодиодных панелей предусматривает встраиваемый характер работ, место расположения панели при этом может быть любым (потолок, стена и т.д.). Для закрепления изделия на установочной поверхности используется специальная крепежная фурнитура. Обычно она входит в комплект. Обратите внимание, что поверхность, на которую производится монтаж светодиодной панели, должна быть качественной, то есть не иметь неровностей и повреждений.

Вот несколько важных правил, касающихся установки светодиодных панелей, обязательных к выполнению:

  1. Все работы по установке, обслуживании и демонтажу вышеуказанных элементов можно выполнять только при отключении электроэнергии.
  2. Необходимо полностью исключить возможность контакта светодиодной панели с водой.
  3. Не разрешается подвергать светодиодную панель механическим воздействиям типа вибрации или удара.
  4. Если корпус светодиодной системы имеет какие-либо повреждения, ее использование категорически запрещается.
  5. Обязательно соблюдение соответствия напряжения электрической сети характеристикам светодиодной конструкции. Ее использование возможно при напряжении в 220 В.
  6. Специалисты не рекомендуют использовать светодиодные устройства в помещениях, имеющих повышенную влажность, так как степень влагозащиты этого устройства имеет недостаточную степень.
  7. Близкое расположение к нагревательным приборам недопустимо.
  8. Монтаж светодиодной панели невозможен, если поверхность, на которую она устанавливается, отличается таким качеством, как легкая воспламеняемость.
  9. Отсутствие рассеивателя на светодиодной панели исключает ее эксплуатацию.
  10. При появлении мигающего света либо снижении яркости лучше прекратить эксплуатацию подобной системы.
  11. Для безопасной эксплуатации конструкции обязательным условием является наличие заземления.
  12. Работы по обслуживанию включают в себя ежегодный осмотр, в который входит проверка панели, направленная на обнаружение загрязнений, а также повреждений.

Вернуться к оглавлению

Изготовление светодиодной панели своими руками

Очень часто происходит так, что, пытаясь выбрать в магазине подходящую для вашей дизайнерской задумки светодиодную панель, вы никак не можете найти нужный вариант. Несмотря на то что ассортимент этих осветительных приборов очень велик, необходимая система никак не встречается. Именно в этом случае приходится задуматься об изготовлении светодиодной панели своими руками. Многие могут решить, что эта задача довольно сложная и под силу только специалистам. Но это совсем не так, конструктивное устройство изделия отличается завидной простотой.

В качестве ее основания обычно используется стекло, обладающее матовой поверхностью. Это может быть как вариант из оргстекла, так и вариант с использованием прозрачного пластика. Чтобы было более понятно, это основание будем именовать экраном. За ним находятся специальные светодиодные чипы. Обеспечение их напряжением происходит через источник питания отдельного типа.

Но это общие характеристики. Чтобы приступить к изготовлению светодиодной панели, сначала нужно хорошо представить, как она будет выглядеть.

А для этого возьмите листок бумаги, карандаш и попытайтесь изобразить придуманную вами конструкцию. Если вы на достаточном уровне владеете компьютером, то выполнить проект светодиодной панели можно с помощью специальной программы.

После того как проект готов, необходимо вычислить площадь светодиодного экрана. Быть абсолютно точным здесь не придется, вы смело можете округлять полученное значение. Вычислять площадь панели необходимо для того, чтобы сориентироваться с ее возможной мощностью. От этого показателя будет напрямую зависеть ее яркость.

Определитесь, какое освещение вам необходимо. Если ваша панель будет источником приглушенного света, то достаточно всего 1 Вт на 1 кв. дм. Обратите внимание, что при использовании в качестве основания (экрана) разноцветного стекла, мощность можно немного увеличить.

Для установки светодиодной панели в качестве стандартного варианта освещения расчет нужно производить исходя из факта, что один светодиод соответствует одной обычной лампе, мощность которой 10 Вт.


То, каким получится ваше собственное электронное табло. Как Вы можете увидеть на картинки ниже экран можно складывать, что повышает количество сфер применения.

Прежде всего для изготовления подобного экрана стоит запастись следующими материалами:

Собственно, сами диодные ленты;
Пластиковые держатели для диодных лент с прижимной головкой;

Шуруповерт и шурупы;
Сантиметр;
Панели, покрытые алюминием, для размещения на них светодиодных элементов размером 1000х1000 мм

Крепежные элементы;
Три блока питания: два по 35А, один на 40А;
Микроконтроллер.

Первым пунктом нужно покрасить рабочую поверхность в тот цвет, который хотите. Предпочтительным является черный, так как с ним экран будет смотреть гармоничнее и изображение будет выглядеть контрастнее.
Для покраски выбирается специальная цветная пленка и клеится жидким клеем к поверхности.

После того, как Вы наклеили пленку на поверхность, обрежьте лишние куски по краям так, чтобы материал не свисал.

Необходимо наклеить две прямых полоски на рабочую поверхность.

Учтите, что первая отметка находится на расстоянии 15 мм.

Установите пластиковые крепления на тех засечках, которые Вы сделали ранее. Будьте предельно осторожны и внимательны, так как расположение диодов будет очень важно при дальнейшем визуальном виде цельной картинки.

После того, как Вы разместите 3-5 креплений, стоит проверить ход монтирования, установив диодные ленты. Это нужно для того, чтобы убедиться, что элементы сидят ровно и не мешают друг другу. Если все в порядке, то смело продолжайте.

Разместив все крепления, устанавливайте все диодные лампы. Клейкие ленты можно использовать и для второй поверхности, просто переклеив их. Проделайте тоже самое и на второй панели.

Следующий шаг: переверните обе поверхности, плотно закрепите и обрежьте выпирающие болты.

После того, как Вы выполнили предыдущий шаг, возьмите металлические уголки. Размещать их нужно на расстоянии 20мм от крепления для светодиодов. Сперва просверлить нужно отверстия 3-х миллиметровым сверлом, а затем 6-ти миллиметровым. Вставить болты и прикрутить уголки гайками.


После того, как Вы получили готовый макет для экрана, закрепите все светодиодные ленты в креплениях, а затем соедините провода между собой следующим образом.

Друг с другом нужно соединить трубки начиная со второй. Следующие две за ними оставляем и пока не трогаем.

То есть 2-ю и 3-ю соединяем, 4-ю и 5-ю оставляем. Далее 6-ю и 7-ю соединяем, 8-ю и 9-ю не трогаем.

После этого кусачками обрежьте лишнюю проводку, чтобы она не была сильно длинной и соедините соседние трубки по соответствующим друг другу цветам с помощью специальных коннектеров. Зеленый с зеленым, синий с синим и так далее.

Кроме того, подключаем провода для обеспечения питания. На фото они красного и черного цвета.

Таким образом соедините все пары проводов, которые оставляли свободными.

Переходим к другой части ламп, соединяем тубки 1 и 2, 3 и 4, 5 и 6... В итоге должно получится последовательное соединение ламп с отдельной подводкой питания.

После окончательного соединения и тестирования, рекомендуется выполнить проверку подключения проводов. Для этого соедините землю и +5В с источником питания и посмотрите работает ли все корректно.

Если все соединения Вы сделали правильно, то перед Вами будет примерно такое:

Когда Вы обнаружите, что с соединением проводов все в норме, то смело переходите далее к финальной сборке, пайке и тестированию.

Теперь речь пойдет о питании. Понадобится три источника. Мы берем 2 по 35А и один с силой тока на выходе 40А. Подобрать питание очень важно, так как экран может не работать полностью или работать некорректно, если ему не будет хватать энергии.

На специально подобранную алюминиевую панель, размером 250х400 мм, разместите три источника питания и, собственно, сам микроконтроллер.

Размещайте элементы только с помощью клеевых лент типа 3М вдоль боковых стенок и точек с жидким клеем сверху и снизу, чтобы в дальнейшем легко деинсталлировать ненужные элементы или заменить их на более новые.

Прежде чем крепить панель нужно соединить между собой разъемы L и N всех трех блоков питания. После этого управляющий блок крепится на заднюю стенку экрана.

Панель висит на двух болтах и закреплена гайками так, что Вы легко можете демонтировать ее для удобства работы и изменения. Однако, помните, что Вы делаете все на свой страх и риск.

После соберите все провода, отсортируйте и свяжите специальными скрепками. Скопления проводов возле соединений от двух светодиодных полосок закрепляются специальными стяжками и крепятся к главной панели с помощью специального крепления.

Провод от первой лампы подключается к микроконтроллеру. Не стесняйтесь обрезать лишние куски провода, чтобы не создавалось нагромождения и лишнего мусора.

Вот, собственно, и все подключение проводов и элементов. Дальше уже в ход идет Ваша фантазия и выдумка. Подача изображения на экран происходит через микроконтроллер, однако есть возможность передачи аудио, видео и текстовых файлов через персональный компьютер. Но это уже суть другой статьи.

В результате выполненных действий Вы получили полноценный монитор, который воспроизводит аудио и видео файлы, управляется простым микроконтроллером (простым, естественно для тех, кто разбирается хоть немного в азах программирования) и состоит из обычных полосок со светодиодными лентами. Очень экономный и выгодный вариант, если Вам нужен большой экран. К тому же, это замечательный опыт в проектировании и работе с электрооборудованием.

Светодиодный экран своими руками на основе управляемой светодиодной ленты
Этот проект основывается на применении управляемой светодиодной ленты, использовалось 24 отрезка светодиодных лент на чипах LPD8806 длиною 0,5 метра по 24 пикселя каждая. Полосы очень точно раскладываются и приклеиваются на прозрачном листе оргстекла (требуется максимальная точность расположения светодиодов для создания почти идеально ровной матрицы 24х24). Светодиодная полоски соединяются между собой последовательно (от первой к последней), так как управление экраном будет производиться на основе того, что это одна длинная светодиодная лента.

После создания матрицы, ко всем светодиодам подводятся провода по питанию, таким образом, создавая общую шину питания мощностью 34А (5V) для питания 576 пикселей матрицы. Для физической реализации силовой шины были использованы медные силовые ленты.

Они имеют большое сечение проводника и имеют малогабаритное исполнение. Но все же, одной ленты не достаточно, для питания всех светодиодов. Поэтому медные шины были расположены с двух сторон светодиодного экрана. Таким образом, к этим шинам были припаяны все питающие провода от всех светодиодных лент. Это позволило уменьшить количество проводов используемых в проекте и сделать его более эстетичным. Силовые линии подключаются к источнику питания постоянного напряжения 5V, обеспечивающим номинальную мощность 40А.


После того, как питающие провода всех светодиодов были припаяны к медным шинам, необходимо спаять вместе все светодиодные ленты по шине данных. Это достаточно долгий и утомительный процесс, поэтому запаситесь терпением и временем.

Собственно, на этом процесс изготовления экрана заканчивается. Для придания внешнего вида, экран был помещен в деревянную раму с еще одним защитным стеклом. Силовая и шина данных были выведены на заднюю стенку экрана с достаточным запасом провода.

Для преобразования уровня напряжения управления сдвигом и синхронизации был использован конвертер 4-channel I2C-safe Bi-directional Logic Level Converter - BSS138

Для программирования анимации и изображения на экран могут быть использованы контроллеры Arduino, Raspberry Pi, Beagle Bone, или другие. В представленном ниже видео, данные изображения поступают сразу с порта SPI Raspberry Pi Model B с использованием новой библиотеки RPi-LPD8806. https://github.com/adammhaile/RPi-LPD8806

На этом собственно все. Успехов вам в реализации ваших проектов!

Еще один вариант реализации гибкого светодиодного экрана, LED баннера показан в этом видео.

В качестве основы для экрана используется материал для изготовления баннеров подходящего размера. На подготовленную разглаженную поверхность, для простоты монтажа, наклеивается специальная трафаретная сетка, на которой четко отмечены полосы для наклеивания светодиодных лент на основе адресных светодиодов WS2811.

В этом проекте используется трансмиттер «Realtime controller & SD card integrated option LED Live control», который может управлять до 300 000 пикселей при подключении к компьютеру и до 30 000 пикселей при отсутствии подключения. Может передавать на каждый светодиод до 65536 оттенков, имеет восемь выходных каналов (512х1024 пикселя каждый). Также в проект входит четыре блока питания, множество разъемов для соединения светодиодов, и огромное количество светодиодных лент.

Светодиодные ленты соединяются при помощи специальных разъемов, при этом отдельно выводятся провода для питания, затем они наклеиваются полосками по шаблону. В итоге получается ровная матрица, которую можно будет свернуть в рулон. Матрица разделена на несколько сегментов, каждый из которых подключается к своему выходу на трансмиттере и своему блоку питания.

После окончательной сборки, трансмиттер подключается к компьютеру по каналу Ethernet. Дальнейшая настройка происходит при помощи специализированного программного обеспечения. После окончания всех настроек, на трансмиттер просто передается потоковое видео в режиме реального времени, которое он уже выводит на светодиодный экран. Видео или изображения, также могут быть записаны на SD-карту, что позволяет обойтись вовсе без подключения к компьютеру.

После долгих размышлений, нами было решено остановиться на размере дисплея 100 х 200 см, это было сделано ввиду упрощения математических вычислений. Но, даже при этих размерах, оставалась проблема с плотностью размещения светодиодов. Было решено использовать точечные RGB светодиоды WS2812, они приходят в комплектации 50 штук на одну строку, тем более что они дешевле, чем некоторые подходящие светодиодные ленты. Поэтому в итоге мы решили сделать разрешение нашего экрана 25 х 50 пикселей (это упрощает сборку, так как у нас будет 25 полных строк). В общем, выбор был сделан, и мы заказали светодиоды у нашего друга из Китая.

Изготовление дисплея

Первым делом, мы подобрали подходящий лист фанеры толщиной 10мм с размерами 100 х 200см. Затем расчертили на нем сетку, с размером квадрата 40 х 40 мм.

Затем просверлили 1250 отверстий диаметром 1,27см по центру каждого квадратика. Для ускорения процесса, мы изготовили специальное приспособление в виде палки с просверленными отверстиями, которую надо просто передвигать на следующую строку.

После долгого процесса сверления отверстий, мы изготовили деревянный каркас (короб) для установки нашего основания для монтажа светодиодов. Лист с установленными светодиодами, нужно утопить внутрь рамы, относительно верхней плоской поверхности, на 25мм. Это расстояние в дальнейшем понадобиться для установки решетки для разделения пикселей.

Примечание: Не просверленная область в нижней части панели для монтажа светодиодов, нам понадобится для установки различных блоков управления, и блоков питания.

Кстати, говоря, об источниках питания ….

1250 светодиодов потребляют огромный ток! Из расчета того, что номинальный потребляемый ток одним светодиодом составляет 60мА, то общий ток всей сборки из 1250 светодиодов составит огромную величину равную 75 Амперам! Так как напряжение питания светодиодов составляет 5V, то общая потребляемая мощность будет сравнительно не большая, всего 375 Ватт. Но дело в том, что сила тока в 75А расплавит провода. Поэтому мы решили использовать два источника питания с напряжением 5V, 40А. Для подключения светодиодных строк к источникам питания, мы использовали 8 медных шин сечением 3 х 6,5 мм, с просверленными отверстиями для подсоединения питания к светодиодам при помощи винтов.

Шины были установлены сверху и снизу при помощи напечатанных 3D скоб. Но сначала надо установить светодиоды в отверстия.

За несколько вечеров, мы установили все светодиоды в свои отверстия. Для того чтобы они не болтались в отверстиях, мы их фиксировали при помощи пистолета с горячим клеем. В процессе сборки, мы решили разделить общий экран на два небольших размером 25х25 пикселей, располагающихся сверху и снизу. Это значительно упростило подключение светодиодов к шинам питания, тем более что мы решили использовать два отдельных источника питания. Да и в дальнейшем это упростило программирование контролера для нашего экрана. К тому же, мы добавили, как вы видите на изображении ниже, два электролитических конденсатора 1000 uF/16V к шинам питания на каждый блок питания. Это было сделано для того, чтобы плавно поддерживать мощность источника питания. Особенно это важно при резком изменении контраста, когда в один момент кадр является очень темным и тут же загорается очень ярким цветом, это вызывает большой скачок энергии.

Каждая из светодиодных строк, была подключена к шинам питания при помощи винта М3 (такие винты обычно используются для крепления жестких дисков в компьютере). При помощи горячего клея, мы сделали дополнительную фиксацию винтов.

Последние две детали – это разделители пикселей и вариант их установки. Мы могли бы оставить пиксели без разделителей, но тогда бы все цвета сливались, и это было бы не красиво для этого дисплея. Первоначально мы планировали изготовить разделители при помощи лазерной резки, но это оказалось проблематично, достаточно дорого и неудобно для монтажа. Можно было бы изготовить разделители из картонной бумаги, но они очень плохо держатся на поверхности экрана, поэтому от этого варианта мы тоже отказались.

В итоге, мы решили изготовить разделители из листов пенопласта толщиной 3 мм. Нам удалось приобрести листы размером 76 х 100 см, которые мы смогли нарезать полосками шириной 25 мм (это высота над поверхностью листа фанеры со светодиодами). Мы заранее напечатали на 3D принтере специальные зажимные приспособления. В полосках из пенопласта прорезали пазы при помощи пилы с подходящей толщиной ножовочного полотна (в нашем случае 3 мм) с интервалом 40 мм. Затем при помощи зажимных приспособлений, собрали две решетки из пенопласта (25 х 25 квадратов) и вставили их в наш светодиодный экран. Крепление к экрану сделали при помощи скобок.



Последним этапом стало изготовление лицевого экрана. Первоначально мы планировали использовать большой лист из белого полупрозрачного акрилового листа. Оказалось …. очень дорого! Это привело к гораздо более дешевому и творческому решению – мы использовали большие белые простыни! Для получения требуемого эффекта, нам пришлось использовать двойной слой из двух простыней. Обернув полностью наш экран, мы сильно натянули ткань на лицевой стороне и при помощи мебельного степлера со скобами надежно зафиксировали ткань с задней стороны нашего экрана, концы простыней с задней стороны сшили вместе. При необходимости, можно сделать фиксацию ткани с торцов боковых сторон. В итоге, мы получили требуемый эффект, вместо точки света, нам был виден только квадрат со светом.

После завершения эффект выглядел великолепно!

На этом все! В заключение можно добавить, что проект работает под управлением контроллера Raspberry Pi 2 совместно с библиотеками:

  • BiblioPixel (