Lampe matricielle LED à colle chaude DIY – Créez votre propre affichage coloré

Composants et fournitures

Bande LED adressable WS2812 (Digilent) – IP60 (60 LED/m, non étanche, total 128 LED)	×128
Arduino Nano R3	×1
Convertisseur abaisseur DC-DC 3A (régulateur de tension)	×1
Résistance 10 kΩ	×1
Résistance 330 Ω	×1
Condensateur 470 µF – 10V, profil bas	×1
Potentiomètre curseur linéaire 10K 45mm (course 30mm, ex: Bourns PTA3043)	×1
Petit bouton poussoir	×1
Petit interrupteur à bascule	×1
Prise d'alimentation DC (version panneau)	×1
Bâtonnets de colle 7mm × 100mm	×64

Outils et machines nécessaires

• Imprimante 3D (générique)

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Cette lampe s'inspire d'une lampe similaire appelée "Fiber Optic" LED Matrix de jbumstead. L'objectif, en utilisant OpenSCAD, était de remplacer les LED RVB numériques diffuses 12mm du design original par des bandes WS2812B bon marché, et de rendre le conteneur pour les LED et l'électronique aussi fin que possible, permettant l'utilisation de bâtons de colle 7mm moins chers.

Impression du boîtier

Seule la pièce "Hot Glue Matrix - Bottom.stl" nécessite des supports. J'ai utilisé une hauteur de couche de 0,2 mm et un remplissage de 15 %. J'ai constaté qu'agrandir les trous avec un foret de 19/64" après l'impression facilitait l'insertion des bâtons de colle.

Assemblage de la section lampe

1. Découpez les bandes WS2812B en 16 bandes de 8 LED chacune.
2. Câblage sur surface plane : Collez 8 bandes sur une surface plane avec un espacement de 15 mm entre les centres. Alternez le sens de chaque bande (DIN en haut à gauche). Soudez les connexions comme indiqué sur le schéma. J'ai utilisé du fil de câblage, mais tout fil de cuivre fin isolé convient. Ajoutez trois fils longs multibrins pour GND, DIN et +5V qui traverseront un trou pour rejoindre la section inférieure. Passez ces fils dans le trou du support supérieur ("Hot Glue Matrix - Holder Top") et placez délicatement les bandes à l'envers dans leurs canaux respectifs. Les bandes doivent être bien plates. Fixez-les avec du ruban de masquage bleu.
3. Câblage de la plaque inférieure : Procédez de manière similaire. DOUT en haut à droite. Ajoutez les trois fils longs vers VCC, DIN et GND avant de placer les bandes à l'envers. Ces fils iront vers le PCB.
4. Ne connectez pas encore les fils de la section supérieure tant que tous les bâtons de colle ne sont pas en place.

Ajout des bâtons de colle

Cette étape demande de la patience. Les bâtons de 7 mm d'eBay font environ 100 mm de long et varient légèrement. J'en avais 90 (3 paquets de 30) pour en sélectionner 64 de longueur similaire. J'ai aussi dû agrandir les trous au foret 19/64". J'ai utilisé une paille transparente pour loger les trois fils reliant les sections supérieure et inférieure.

Insérez les bâtons rangée par rangée, en commençant par une extrémité. Une fois tous en place, mesurez la distance entre le haut et le bas à chaque coin : elles doivent être EXACTEMENT identiques. Sinon, ajustez la profondeur des bâtons. Une fois satisfait, retirez les bâtons des quatre coins, remettez-les avec une goutte de super glue (attention : pas de colle sur les LED). Cela rendra la structure robuste.

Connexion des bandes supérieure et inférieure

Soulevez délicatement la bande inférieure près du trou, coupez les trois fils à la bonne longueur et soudez-les : +5V vers +5V, DIN (haut) vers DOUT (bas), GND vers GND.

Fabrication du PCB

Les fichiers Eagle sont fournis pour une fabrication commerciale ou pour le faire soi-même (méthode au toner). Une plaque d'essai convient aussi car le schéma est simple. Les 4 trous de fixation doivent être percés à 2,5 mm et taraudés M3. Utilisez des vis M3 de 6 mm.

IMPORTANT : Réglez la sortie du régulateur DC sur 5V AVANT de le fixer sur la carte.

Câblage final

Câblez le potentiomètre curseur, le bouton poussoir, l'interrupteur d'alimentation et la prise DC comme indiqué sur le schéma. Connectez ensuite les fils des bandes LED au PCB.

Logiciel

Le logiciel inclus lance une série d'animations de test. Le bouton permet de passer d'une animation à l'autre. Le potentiomètre règle la vitesse des animations.

Code

GlueMatrixTest.ino (C/C++)

Le code complet utilise la bibliothèque Adafruit_NeoPixel et une classe Button personnalisée pour gérer le bouton avec anti-rebond et répétition. Il définit deux tableaux de mappage pour les LED du bas (botLED) et du haut (topLED), et implémente 9 modes d'animation :

• Mode 1 : Rouge (colorWipe)
• Mode 2 : Vert (colorWipe)
• Mode 3 : Bleu (colorWipe)
• Mode 4 : Blanc (theaterChase)
• Mode 5 : Arc-en-ciel (rainbow)
• Mode 6 : Arc-en-ciel décalé (rainbowDifference)
• Mode 7 : Cycle arc-en-ciel (rainbowCycle)
• Mode 8 : Cycle arc-en-ciel décalé (rainbowCycleDifference)
• Mode 9 : Poursuite arc-en-ciel (theaterChaseRainbow)

La vitesse est contrôlée par le potentiomètre (A0). Le bouton (D3) change de mode via une interruption PCINT.

Button.h / Button.cpp

Bibliothèque personnalisée pour la gestion des boutons avec anti-rebond (5 ms), fonction de répétition (vitesse initiale 500 ms, accélération 50 ms, max 50 ms) et support des interruptions de changement de broche (PCINT0, PCINT1, PCINT2).

Pièces personnalisées et boîtiers

Fichiers STL pour l'impression 3D : stl_files_vSNeOCJWDn.zip

Schématiques

Schéma et PCB au format Eagle : eagle_files_D8oAM5ngf5.zip