Светодиодный экран своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 16.09.2024

Сборка светодиодного экрана — комплекс работ по формированию LED-дисплея нужной конфигурации из кабинетов, дополнительного оборудования и каркаса, на который все это крепится. Видеоэкран устанавливают с соблюдением техники безопасности и правил монтажа, что гарантирует надежность и работоспособность дисплея.

Светодиодные экраны транспортируют к месту установки в разобранном виде. При этом комплектующие уже подготовлены к монтажу, и их просто остается соединить между собой. Хотя задача не столь сложная, ее должны выполнять подготовленные мастера, так как нарушение техники безопасности или правил монтажа может повлечь как несчастный случай, так и повреждение конструкции экрана. Кроме того, из-за самостоятельной неправильной установки или подключения можно потерять гарантию на ремонт и обслуживание LED-дисплея.

Необходимые комплектующие для сборки LED-экрана

При сборке светодиодных экранов используют модули и дополнительное оборудование или готовые кабинеты. В первом случае светодиодный экран собирают из модулей, отдельно устанавливая контроллеры, компоненты охлаждения, блоки питания, кабеля. Все это крепят на специальном каркасе и закрывают панелями.

Кабинеты представляют собой составные части светодиодного экрана. В герметичном корпусе кабинета кроме светодиодных панелей уже установлены блоки питания, элементы охлаждения, платы для приема, вывода сигнала, контроллеры. Преимущество готовых кабинетов в простоте монтажа и в том, что в них уже сразу использован оптимальный набор оборудования.

Этапы сборки светодиодных дисплеев

LED-экран монтируют на специальную подвесную, настенную или отдельно стоящую конструкцию. Ее монтаж также проводят в рамках сборки LED-дисплея. В общем после монтажа каркаса здесь можно выделить три этапа:

Сборка экрана

На готовый каркас крепят светодиодные модули, прокладывают кабеля. Модули также соединяют между собой, в результате чего они образуют экран. Кабинеты уже содержат в себе все основные компоненты светодиодного экрана, поэтому собирать их не нужно. Их просто монтируют впритык друг к другу и соединяют шлейфами. А для фиксации кабинетов между собой используют специальные замки.

После сборки экрана возможно нужно будет подключить дополнительное оборудование. Если дисплей собирают не из готовых кабинетов, а из модулей, дополнительные комплектующие устанавливают отдельно.

Монтаж и подключение дополнительного оборудования

Для работы экрана на каркас крепят блоки питания, контроллеры для распределения информации между модулями, охлаждение. Далее конструкцию закрывают панелями, которые защищают внутренние компоненты от влаги, ветра, ударов и прочих внешних факторов. Кроме того, панели необходимы для эстетичности всей конструкции, так как внутренние элементы будут спрятаны из виду.

При установке экрана на эту же конструкцию возможно потребуется монтировать дополнительные элементы, например, сценическое оборудование, акустические системы и т.п. В таком случае в каркасе предусмотрены специальные места для крепления этих комплектующих, а его несущая способность рассчитана не только на экран, но и на них.

Подключение и пусконаладка

На этом этапе светодиодный экран подключают к сети электропитания и управляющим устройствам — контроллерам, прокладывают кабеля. Далее специалисты устанавливают программное обеспечение, настраивают его и тестируют экран. После пусконаладки и проверки он готов к эксплуатации.

Важные правила и особенности

Главное правило при сборке светодиодного LED-дисплея — соответствие схеме. Неверное подключение компонентов приводит не только к неправильному отображению картинки, но и к поломке оборудования. Кроме этого, в процессе сборки важно соблюдать следующие правила:

придерживайтесь техники безопасности — это особенно важно при работе на высоте, поэтому такие задачи могут выполнять только люди со специальной подготовкой, практическими и теоретическими навыками;
использовать спецтехнику — подымайте и фиксируйте кабинеты и модули экрана строго по инструкции, задействовав при этом специализированные средства, такие как кран манипулятор, альпинистское снаряжение, а не пытаясь поднять и установить комплектующие в обход инструкции;
соблюдайте рекомендации производителя — если экран предназначен для использования внутри помещения, не стоит монтировать его на улице.

Если вы берете экран в аренду, подрядчик также возьмет на себя задачи по настройке, техподдержке дисплея и демонтажу. В комплекс услуг также может входить периодическое плановое и внеплановое обслуживание, ремонт и др.

Сборка LED-дисплея — не столь сложная задача, но ее реализация требует соблюдения правил и рекомендаций. Поэтому выполнять ее без профессиональных навыков нельзя. Тем более, если в процессе сборки вы повредите дисплей — потеряете на него гарантию, поэтому экономия на услугах специализированной компании не оправдывается.

Небольшой артикль на тему, как я на таобао покупал, определял пинаут и программно подключался к 3м довольно интересным дисплеям. Делюсь опытом, ссылками и даже небольшие рекомендаций по коду будут.

Визуальный обмен информацией у человека присутствует изначально, и развит этот метод очень хорошо – начало человечество с примитивных наскальных рисунков, плавно развивалось, и пройдя через рококо с барокко, мимолетно проскочив и этап из 3х букв на стене сарая, таки дошло до голограмм, 3д проекторов и других радостей виртуальной жизни. Про голограммы как не будь в другой раз, а сегодня поговорим об символьно-мнемонических LED индикаторах, как наиболее дешевых, надёжных, обладающих хорошим ресурсом и приличной яркостью.

Современные самоделкины живут просто в счастливом времени – сейчас им доступно практически всё, и под любой бюджет. А вот в мое время (конец 70х — начало 80х), когда я всем этим только начинал заниматься, всё было просто ужасным дефицитом – расскажу немного на примере тех же дисплеев:

Небольшое видео, с иллюстрацией того, как выглядит перебор битов и адресов (видео ускорено)

Результатом работы этого стенда стали таблицы, в которых приведены сводные данные по каждому из индикаторов. Чтоб вам было проще понять сокращения из таблиц, Обозначения нанёс прямо на фото соответствующих индикаторов.

Описание начну с физически самого маленького и самого дешёвого из обозреваемых – на таобао он стоит менее 20 центов!

Размеры платы составляют 74 на 38 миллиметра, сам индикатор имеет размеры в 60 на 22 миллиметр, и кроме собственно индикатора, на плате размешен стандартный 38кгц ИК приёмник, что вкупе с мнемоническими значками на индикаторе, позволяет сделать вывод, что индикатор из стационарной мультимедийной акустики, с Bluetooth, с сабвуфером, ФМ приёмником и так далее. У этого модуля 3 разных цвета индикаторов – красный, жёлтый, зелёный. Синего нет, что ещё раз намекает на его бюджетность – но что же вы хотели за 20 центов? Соответственно, яркость тоже не очень высокая – при дневном свете, да за дымчатым стеклом, показания видны так себе. Модуль выполнен на микросхеме TM1628, которая совместима с TM1637, для которой есть библиотеки для практически любых средств разработки. Хотя, ничего секретного тут нет, управление идёт по SPI, даташит хотя и кривой, но понять всё можно (Посылаем байт инициализаций, потом выставляем яркость и засылаем уже битовую маску по конкретным адресам), так что даже я, со своими базовыми знаниями в программировании, смог самостоятельно написать программу для работы с этими индикаторами.

Вторым по списку идёт довольно крупный индикатор с белым цветом (чуть отливает в синеву) свечения. Его размеры составляют 132х42мм, а размеры одного знакоместа – 30х19мм. Судя по комплекту мнемонических символов, индикатор этот от часов с встроенным мп3 плеером и Bluetooth, типа того, что на фото ниже.

Запас по яркости просто гигантский, и если даже на минимуме яркости, при дневных условиях освещения все сегменты видно просто отлично, то на максимуме яркости, модуль вполне может заменить собой настольную лампу.

В качестве заключения – ссылки на обозреваемые индикаторы. К сожалению, на момент публикаций обзора, самая полезная модель индикатора из обозреваемых, для покупки уже не доступна, так что ссылку пришлось убрать. Но я наблюдаю за рынком, и как только этот экран снова появится в продаже, обязательно обновлю обзор.

Замечу, что на таобао выбор интересных индикаторов никак не ограничивается только обозреваемыми, а их реально очень много. Как пример, приведу фотографий трёх индикаторов, тоже с таобао. Если первый –вполне стандартный модуль от кондиционера, просто он лежит вниз головой, то второй модуль – это вообще чудо! Он производства компании LiteOn, имеет 19 сегментов, и все они на разное напряжение. А что касается третьего модуля, то он хотя и выглядит нормально, но не содержит никаких драйверов, диоды включены в матрицу, как в клавиатурах, притом, в разной полярности, так что ими управлять – ну очень сложное дело.

После того, как я узнал о существовании крохотных светодиодов APA102-2020, я понял, что они идеальны, и использовал их. Соедините их с Вайфай и Bluetooth модулем ESP32, который можно программировать через среду Ардуино и вы получите ваш собственный программируемый светодиодный экран, который может высвечивать всё, что угодно.

Это PIXO Pixel и он опенсорсный.

Шаг 1: Посмотрите видео

Позже я сделаю видео о том, как программировать разные штуки на этом устройстве. А здесь будет программа для образца.

Шаг 2: Найдите компоненты и инструменты

Если Кикстартер всё еще работает, вы можете заказать некоторые запчасти для самостоятельной сборки здесь: ссылка

Печатные платы (Kickstarter или файлы с GitHub)
Оборудование — гайки(35мм), винты (22мм), распорки
Светодиоды APA102-2020 х 256 штук (AliExpress или Adafruit)
Модуль ESP32 (AliExpress или Adafruit)
Электронные компоненты (Digikey)
Источник питания 5V и не менее 5A (Adafruit)
USB-кабель

Дешевая тостерная духовка (я бы сказал, что это необязательно, но с 256 светодиодами для припоя, это не так)
Станция пайки горячим воздухом (для закрепления)
Паяльник
Припой
Флюс
Набор пинцетов
Паяльная паста
Трафарет для светодиодной стороны платы (как минимум)

Шаг 3: Наносим паяльную пасту на плату микроконтроллера

Начинаем с платы микроконтроллера. У меня не было эскиза для неё, так как я использовал компоненты 0805. Я просто наносил пасту от руки, как обычно. Маленькому кораблю большое плавание.

Шаг 4: Соединяем компоненты с платой микроконтроллера

Аккуратно поместите компоненты на соответствующие места. Если вы заказывали набор, они все должны быть правильно отмечены. В случае затруднений, обратитесь к схеме.

Шаг 5: Прогрев в тостерной духовке

Включите и дождитесь, пока припой не расплавится.

Шаг 6: Протестируйте плату и подправьте где нужно

Перед тем как подключить плату, вам нужно удостовериться, что между соединениями нет никаких мостиков. Найдите их и исправьте (у меня всегда появляется несколько, если я не использую трафарет)
Когда всё проверено, подключите плату к компьютеру и убедитесь, что весь магический дым остаётся внутри.

Удостоверьтесь, что плата подключена корректно и может быть запрограммирована. Правая кнопка — это Загрузка, левая — Ресет. В интернете много инструкций о том, как программировать ESP32 с Ардуино. Просмотрите их, если вы не уверены, как это делается.

Шаг 7: Нанесение паяльной пасты на пиксельную доску

Я заказал трафарет на лицевую часть пиксельной доски (сторона со светодиодами) и вам следует тоже. Я даже не могу представить себе нанесение паяльной пасты вручную на каждый из этих слотов. Кошмар!
Намажьте паяльную пасту на плату и аккуратно уберите трафарет.

Шаг 8: Добавляем все светодиоды

Да, все 256, включите любимую музыку и приступайте.

Окей, здесь есть одна хитрость. Так как с этой стороны нет никакой разметки, нужно точно знать, какой стороной расположить светодиоды. Если посмотреть на светодиоды вблизи сверху, можно заметить, что внутри них есть квадрат, смещенный от центра. Вам захочется расположить их вверх. Но где верх у платы? Итак, в нижней части есть так называемая линия VIA для заземления. Посмотрите на картинку для ясности.

Шаг 9: Опять плавим

Да, снова положите плату в духовку. Я полагаю, что можно обработать там две платы за раз. Но я не хотел рисковать и испортить одну из плат, помещая сразу обе в духовку. Это первый раз, когда я использую такие светодиоды!

Шаг 10: Ручная пайка компонентов на заднюю часть пиксельной доски

Вы определённо можете использовать низкотемпературный припой, но я не хотел рисковать и повредить светодиоды на моей первой плате, поэтому я использовал компоненты для ручной пайки. Места для конденсаторов я залудил, добавил флюса, затем пинцетом посадил конденсатор на место и коснулся паяльником площадки с конденсатором. Затем нужно добавить припоя на другую сторону, это просто. Вам также захочется нанести немного припоя на коннектор.

Шаг 11: Еще одна проверка

Время проверить, как платы работают вместе. У меня была простая программа, которую можно было использовать для пробы. И похоже, что несколько светодиодов были припаяны неправильно!

Загрузите тестовую программу. Подключите дисплей и плату, используя двухдюймовый четырёхпиновый кабель с перемычками. Запрограммируйте LED дисплей (с включенным или выключенным 5V). Когда закончите, подайте ток, если вы еще не сделали этого (через коннектор) и нажмите ресет. Проверьте, что все светодиоды работают. Если нет, то приступаем к следующему шагу!

Шаг 12: Фиксим светодиоды горячим воздухом

Шаг 13: Сборка!

Проденьте винты через плату Pixel (короткие винты в верхние дырки, длинные в нижние), затем наденьте распорки на все 4 винта, затем проденьте плату микроконтроллера. На два верхних коротких контроллера закрутите гайки, на два нижних длинных оденьте еще распорки и затем также закрутите гайки. Нижние винты берём длиннее для того, чтобы устройство могло ровно стоять на поверхности.

Шаг 14: Требования к питанию

Теперь, когда устройство в сборе, я думаю, будет неплохо поговорить и требованиях к питанию PIXO Pixel. Каждый светодиод способен потреблять около 40mA на полной яркости со всеми тремя светодиодами, нагруженными по полной. Это означает, что всё устройство теоретически может потреблять больше 10A! Но я так не делаю и вам не рекомендую! Эта маленькая плата просто не сможет рассеять то тепло, которое будет выделяться. И это также взорвёт встроенный 3A.

Чтобы проходить по требованиям к питанию, вам нужно быть уверенным, что все диоды не горят одновременно, или, по крайней мере, уменьшить их яркость. В программе есть настройка ЯРКОСТИ, которая поможет убавить яркость всех диодов, независимо от того значения, которое вы назначили им (для цвета).

Пожалуйста, будьте уверены в программе, которую вы программируете, чтобы избежать поломки девайса. Устройство становится горячим во время обычного использования. На полной яркости (которую вы не должны выставлять), выделяемое тепло сопоставимо с лампочкой в 50W, держите это в уме.

Шаг 15: Программируем!

В зависимости от уровня вашего программирования, вы можете заставить девайс делать абсолютно разные вещи (скорее всего лучшие, чем могу я!)

Уведомления в социальных сетях, игры, взаимодействие с компьютером, информация из сети. Да всё, что вам вздумается!
Есть много программ, которые могут работать с ESP32, вам нужно просто отправлять информацию на дисплей. Я помог вам начать с железом и не могу дождаться, чтобы увидеть к чему каждый из вас пришёл.

Шаг 16: Ботаним

Эти проекты опенсорсные, что означает, что вы можете найти все детали и собрать девайс без обязательства покупать что-либо у меня. Я выкладываю всё бесплатно в интернет, чтобы другие люди могли учиться и проектировать ЛЕД экраны своими руками.

К сказанному выше, небольшая помощь этому проекту будет очень ценна. Всё комплектующие и проекты оплачиваются из своего кармана. Если вы хотите поддержать меня и мои опенсорсные проекты, то стать участником Kickstarter — это отличное начинание.

Во-вторых, вы можете подписаться на мой канал YouTube и смотреть мои видео — это тоже поможет. Это даст вам возможность не только узнавать обо всех моих последних проектах, но и научиться одной-двум классным штукам!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

В сети можно найти множество руководств по самостоятельной сборке led экрана для помещения. Но если речь идет о простейшей бегущей строке – это одно, а монтаж крупноформатного ЛЕД-монитора – совсем другое. Какие сложности могут возникнуть в процессе?

Выбор надежного поставщика модулей и других комплектующих – не самое простое дело, особенно если вы ищете минимальную стоимость. Высококачественное оборудование от европейских производителей или из США стоит немало, а китайские детали для сборки могут огорчить небрежной пересылкой и на выдерживающим критики качеством.
Если вы собираете LED-экран, схема – главное, на что следует обращать внимание. Малейшая ошибка в подключении может привести не только к получению неработоспособного результата, но и к поломке недешевых комплектующих.
Самостоятельный монтаж уличных крупноформатных экранов требует особых навыков, чаще всего работы проводят на высоте, каждый блок необходимо поднять и надежно закрепить. В сложных условиях требуется уделить все внимание правильной установке и подключению модулей.

Плюсы и минусы самостоятельной сборки

К плюсам можно отнести:

Опыт, полученный во время работы с электронным оборудованием;
Возможность создать устройство по индивидуальной конструкции;
Возможность получить готовое оборудование с наименьшими затратами.

Минусы самостоятельной сборки led экрана:

Такой экран может не подойти для уличного использования;
Отсутствует гарантийное обслуживание;
Трудно добиться нужных параметров изображения;
Сборка может затянуться на неопределенное время из-за отсутствия каких-либо деталей, что влечет за собой потерю прибыли;
Нет гарантии, что он прослужит долго;
Трудно собрать крупногабаритное устройство.

Самая распространенная ошибка дилетантов – выбор не того типа устройства и его характеристик. Внутренние экраны, которые имеют меньшую цену, чаще всего в результате такого недосмотра оказываются на улице, установленными на фасады зданий или специальные стойки. Какое-то время такие мониторы продолжают работать, но позже, под влиянием внешних факторов, выходят из строя.

Где заказать ЛЕД-монитор?

Учитывая сложность самостоятельного изготовления и монтажа дисплеев на светоизлучающих полупроводниках, стоит задуматься о том, где приобрести оборудование под ключ. Есть два основных варианта:

заказать видеоэкраны известных европейских брендов или мониторы из США;
обратиться в крупную российскую компанию.

Первый способ прост, но дорог. Второй потребует некоторого внимания – в РФ мало крупных организаций, занимающихся светодиодным оборудованием для трансляции видеоконтента. Мелкий частный предприниматель в этом случае не подойдет – чаще всего результатом будут все те же китайские комплектующие, к тому же выбор типов ЛЕД-дисплеев в небольших компаниях невелик.

FutureVision – популярный производитель мониторов и медиафасадов в России. Работа с различными задачами в этой сфере на протяжении почти 20 лет дала свои плоды, у компании есть собственные разработки, типовые проекты и возможность разработки индивидуальных. Для получения консультации и заказа сборки звоните по телефону, указанному в шапке сайта.

Светодиодный экран – эффективное средство для рекламы. Он подходит для демонстрации динамического изображения, трансляции рекламных видеороликов и другого контента. Затраты на покупку окупаются за пару лет.

Основные преимущества LED-экранов:

легко привлекают внимание потенциальных клиентов;
обладают устойчивостью к внешним факторам;
имеют длительный срок службы;
быстро монтируются.

Яркое изображение далеко издалека. Такая реклама работает и днем, и ночью. Конструкции из светодиодов успешно устанавливаются внутри помещений и снаружи.

Так как оборудование стоит дорого, некоторые люди решают выполнить установку самостоятельно, чтобы сэкономить деньги на услугах мастеров.

Возможные риски

Светодиодный экран собирается из готовых модулей. Процесс установки несложен для специалистов, но попытки сэкономить на услугах мастеров могут обернуться потерями. Важно правильно подобрать комплектующие элементы. Иначе устройство не будет корректно работать или его срок службы существенно сократиться.

При неправильном соединении модулей произойдет короткое замыкание, что послужит выходом из строя дорогостоящих деталей. В результате придется тратиться на их повторную закупку. Разумнее воспользоваться услугами профессионалов.

Основные этапы сборки

Экран для светодиодной ленты своими руками собирается в определенной последовательности. Можно выделить основные этапы:

Создание металлического каркаса. Для его возведения применяется профильная труба или перфорированный профиль. Металлоконструкция состоит из отдельных ячеек. Применяется она для крепления модулей.
Крепление и подключение модулей. Так как блоки из светодиодов оснащаются мощными магнитами, трудностей с их креплением не возникает, хотя могут использоваться и специальные крепежи. Между собой они соединяются при помощи шлейфов.
Установка контроллеров, блока питания и другого оборудования. С внутренней стороны экрана размещаются комплектующие элементы, без которых невозможна работа LED-экрана.
Изготовление задней стенки. Для этих целей применяется оцинкованный металлический лист. Он защищает оборудование от внешних факторов воздействия. Важно предусмотреть вентиляционные проходы, необходимые для отвода нагретого воздуха.
Настройка оборудования. Когда монтаж завершен, остается настроить показ видеороликов или изображений. Комплекс работ зависит от используемого контента, количества устройств и других факторов.

Если вместо модулей используется лента со светодиодами, процесс сборки имеет несколько отличий. Лента нарезается необходимыми кусками. Соединение отдельных частей происходит путем спайки или при помощи специальных соединений. Для крепления ленты к металлоконструкции применяются крепежные элементы. На последнем этапе подключается блок питания.

Если не уверены в своих способностях, обратитесь в компанию Future-Vision. Фирма давно трудится на рынке, поэтому выполнит работы на профессиональном уровне.

Читайте также: