Светодиодная RGB панель или мое первое знакомство с "бегущей строкой"

Попросил меня не так давно товарищ помочь ему с приобретением компонентов для бегущей строки, при помощи которой он захотел немного украсить свой магазинчик.
Мы раньше только видели их у других, потому стали разбираться как это все организовать.
Выбрали что хочется, я заказал, получил и решил попробовать сначала дома.
Будет и осмотр и разборка и ковыряние со всякими железками, впрочем как всегда :)

Изначально мы рассматривали монохромную панель (обычно красного цвета свечения) или полноцветную, я сказал что если делать, то конечно полноцветную, больше разнообразие возможностей оформления.
Заказывали все в одном магазине, но сначала блок питания, а потом все остальное. БП заказывали раньше потому что была акция, как позже выяснилось, липовая, цена одинаковая.

И так, получил я в итоге небольшой коробок с блоком питания и большую коробку со всем остальным.   

К упаковке особо важных компонентов вопросов не возникло, все очень аккуратно и плотно упаковано, за это продавцу плюс. Ехала посылка "Мист экспрессом".   

Светодиодные панели были упакованы в один большой лист вспененного полиэтилена, друг об друга не терлись, так как были по сути замотаны через слой.   

А теперь весь комплект.
1. Блок питания. Ссылка на товар, цена $18.05, доставка бесплатная.
2. Плата управления Onbon bx-5ql, ссылка на товар, цена $16.88 ($22.73 с доставкой).
3. Три светодиодные панели P4, ссылка на товар, цена $13.98 ($57.17 за 3шт с доставкой)

Итого весь комплект вышел около 98 долларов, позже я еще вернусь к вопросу цены.   

Кроме указанных выше вещей в список входило:
1. Компакт диск с ПО, лень было доставать DVD привод чтобы посмотреть что там, так как проще все это скачать в интернете на официальном русскоязычном сайте.
2. Крепеж. не считал, на вид достаточно много. Обычно к этому всему заказывают еще рамку, на которую все крепится, но она не очень дешевая и решили обойтись своими силами.
3. Комплект кабелей. Два силовых, каждый рассчитан на подключения двух панелей. И четыре сигнальных, один длинный (к контроллеру) и три межмодульных. Так как панелей три, то третий короткий кабель лишний, но его можно использовать если контроллер находится около панели.
4. Контакты контроллера были дополнительно защищены, это хорошо.   

Управляет всем процессом небольшая платка. На момент заказа я не знал о ни почти ничего, ну может кроме того, что надо смотреть на поддерживаемое разрешение и возможность работы в полноцветном режиме.
Кстати, насколько я понимаю, существует три типа - монохромный (один цвет), два цвета и полноцветный (256 цветов). Как вы уже поняли, мы выбрали последний вариант.
Плата именуется Onbon bx-5ql.   

На плате присутствуют пустые места, а также контакты для подключения внешних устройств.
К качеству сборки особых нареканий не возникло.
Судя по документации плата может работать с двумя комплектами hub75 или четырьмя hub08.
Максимально поддерживаемое разрешение 256х65 пикселей.   

Для подключения внешних устройств на плате присутствуют:
1. Весьма суровый клеммник для подключения питания, напряжение - 5 Вольт. "Суровый" он потому, что потребление платы очень маленькое, а клеммник большой :)
Рядом присутствуют места для установки разъемов датчика влажности и температуры, позже один из них нам пригодится.
2. Слева от контактов питания расположено место под какую то универсальную контактную группу, туда же выведены контакты сброса. Рядом расположена кнопка "тест". Выше виден самовосстанавливающийся предохранитель на ток 0.75 Ампера (это к вопросу о размерах клеммника). Хотя здесь так сделано просто для удобства подключения, вставил провод, привинтил, надежно.
3. USB разъем для "заливки" программы управления, рядом с ним место под фотоприемник (есть версия с управлением от пульта).
4. Также на плате заложено место под разъем подключения к локальной сети и соответственно контроллер, но мы покупали "лайт" версию контроллера.   

Но самую большую проблему создали мне разъемы подключения панелей. С одной стороны все просто, четыре разъема одного цвета, два - другого. Но информации по ним почему то нигде нет, я понимал, что они предназначены для подключения панелей разных типов, но у разъемов нет ключа, а на панели не указан ее тип.
В итоге просто прозвонил тестером контакты (распиновка заметно отличается) и подключил.   

1. В качестве "мозга" использован ARM STM32F207.
2. Кроме этого на плате расположена флеш память W29N01GV объемом 1Гб (128МБ) для хранения программы управления.
3. Выходы на панели подключены через шинные трансиверы HC245.
4. Также на плате присутствует батарейка для питания часов, рядом виден небольшой часовой кварц.   

А вот собственно и панель. Разрешение панели 64х32, при выборе платы управления следует помнить, что суммарное разрешение панелей не должно превышать возможности контроллера.
В нашем случае это было 192х32 (три панели), контроллер может 256х64 или 512х32, потому получилось даже с большим запасом.
Размеры панели 256х128мм.   

Панели достаточно тонкие, примерно в толщину спичечного коробка.   

Каждая панель состоит из большого количества светодиодов (в данном случае 2048шт), частично закрытых рамкой.   

По середине есть разделение на две части, каждая имеет размер 32х32. Пластмассовая рамка прижата девятью небольшими саморезами. Причем они еле заметны, жена увидела сразу, а я проглядел :)
На фото стык половинок панели, подгонка очень хорошая.   

Корпус имеет скосы, которые позволяют подогнать панели друг к другу "в ноль", а при желании даже с отрицательным углом, т.е. "обернуть" ими что-то круглое, правда радиус будет большим.   

Посмотрим как все это устроено.
Светодиодная панель представляет собой конструкцию из пластмассовой рамки, печатной платы с компонентами и передней рамки в виде сетки, которая удерживает всю конструкцию вместе.
На рамке корпуса присутствуют крепежные отверстия М3, которые позволяют крепить всю эту конструкцию на специальной металлической раме.   

Плата имеет черный матовый цвет, на вид довольно аккуратная сборка.    

Немного о компонентах.
Насколько я понимаю, на плате установлены драйверы управления светодиодами DP5020, контроллеры ICN2012 и такие же шинные формирователи HC245 как и на плате управления.
Питание поступает через четырехконтактный разъем, а для данных установлено два одинаковых на вид разъема, вход данных и выход.
Контроллер подключается к разъему "вход", следующая панель к разъему "выход" и так далее.   

Пока готовил материалы, то совсем забыл про блок питания. Вообще изначально хотел сделать отдельный обзор про него, но решил просто рассказать и показать его здесь.
Блок питания изначально был упакован в картонную коробку, внутри обернут пупыркой, хотя корпус у него такой прочный, что думаю он не пострадал бы и так.

Все фото БП сняты уже после предварительных тестов панелей и небольшого термопрогона, позже я объясню, к чему я это написал.
БП имеет заявленную мощность в 200 Ватт и выходное напряжение 5 Вольт.   

Блок питания так называемый "низкопрофильный". На фото сравнение с более привычным БП мощностью 240 Ватт и напряжением 12 Вольт.
Размеры блока питания - 190х84х31мм.   

Клеммы для подключения питания и нагрузки расположены по разным сторонам корпуса и оба не имеют защитных крышек, что плохо, а точнее - небезопасно.   

Снаружи смотреть больше не на что, лезем внутрь.
Крышка держится аж на шести винтах и двух наклейках, одна с датой выпуска, другая "ОТК".   

Входной фильтр присутствует в почти полном объеме, конденсаторы, дроссель, предохранитель и термистор.
Диоды входного моста - 1N5408, как по мне, то "маловато будет", но на самом деле вполне нормально.
Емкость входного конденсатора неизвестна, путем измерения выяснил, что она составляет 130мкФ, для мощности в 200 Ватт этого мало.   

В блоке питания применен высоковольтный транзистор 09N90, даташит не искал, предположу что 9 Ампер 900 Вольт.
Читая другие обзоры я часто встречаю фразы - зачем разбирать то, что нормально работает.
Так то оно так, я вот тоже пробовал этот БП, давал ему нагрузку когда тестировал работу с панелями. Но когда открыл то я реально офигел (написал ыб грубее, но не могу). Силовой транзистор НЕ ПРИВИНЧЕН. На фото видно что гайки нет, это не я ее открутил, это ее не было. С обратной стороны винта наклейка "тест ОТК пройден", ирония судьбы или жестокий сарказм.
Жесть как она есть. Но как показал осмотр, это еще не все, но об остальном позже.

Уже в процессе написания обзора я вспомнил, что же мне напомнило качество сборки данного БП.


Между корпусом и трансформатором приютилась цепь обратной связи и регулятор выходного напряжения.

Иногда я думаю, что китайские инженеры все таки читают мои обзоры. Они с перепугу поставили кучу конденсаторов класса Y1 и там где надо и там где можно не ставить, просто для перестраховки.   

Трансформатор очень плоский, намотан не привычным в таких случаях литцендратом, а шиной.

Выходной дроссель намотан в четыре провода, при нагрузке около 40% начинает заметно жужжать.

На выходе установлено четыре конденсатора 3300мкФ 10 Вольт, общая измеренная емкость около 14000мкФ.   

Я не вынимал плату из корпуса, но меня несколько удивило наличие четырех диодных сборок на выходе, причем двух типов, даже корпуса разные. Возможно я разберу БП и потом сделаю отдельно его обзор, но пока не думал.

А это продолжение "жести". У одной пары диодов есть алюминиевая прокладка между диодами и корпусом, так эта прокладка кривая. Но кроме этого диоды были фактически не прижаты, я открутил винты даже без усилия, винты были только наживлены и просто удерживали прижимающую планку.

Высоковольтный транзистор была также не только не привинчен, а вообще не имел теплового контакта с корпусом, щель наверное в миллиметр.

Вот что тут делать?   

Ладно, хватит о грустном, перейдем к панелям и их подключению.
Так как габариты панелей довольно большие, то покажу на примере двух штук.
Панели соединяются комплектным шлейфом, разъемы имеют ключ, потому перепутать очень тяжело.
Питание также подключаем комплектным кабелем, один кабель на две панели.
К разъему Data_IN подключаем шлейф от контроллера, в данном случае подключен длинный шлейф.
Следующие панели подключаются точно также.   

Провода питания подключаем к БП, изначально на кабелях присутствуют довольно удобные клеммы "вилочки". А вот провода для подключения питания контроллера не дали, пришлось обойтись подручными средствами.   

Почти в начале обзора я писал, что не смог найти в интернете инструкцию по подключению платы. Есть куча видео и фото как настраивать ПО, калибровать панели, но ни одной фотки с подключенным кабелем (этой модели контроллера).
Прозвонив разъемы я выяснил, что подключать надо так, как показано на фото. Предположительно одноцветные панели подключаются к черным разъемам.   

Шлейф немного длинный, скорее всего рассчитан на толстое шасси, лишнее можно сложить как показано на фото.   

Первое включение. Изначально записана программа, выводящая бегущую строку из символов АААААВВВВВ, также можно зайти в режим теста, где перебираются режимы Красный, Зеленый, Синий, Белый, Выключено и разные варианты полосок. 



  И первые пробы разных программ, а также вывода изображения. Извините за "трясущуюся камеру", снимал на фотоаппарат без стабилизатора изображения, причем одной рукой его держал, второй пытался подключить флешку.
при подключении флешки программа автоматически "заливается" в контроллер, причем там же хранится текущее время на момент создания программы, т.е. если флешку подключить еще раз через час, то на такое же время часы будут отставать. По идее эта функция отключается в программе, еще не разбирался.
Изображение из-за засветки вышло не очень, в реальности цвета более сочные. 




Не обошлось и без мелкой неприятности.
На одной из панелей попался "плавающий" битый пиксель красного цвета.   

Причем если потрогать его пальцем, то он включается, также может включиться и по "собственной инициативе", в общем живет своей жизнью. Специально отметил его маркером, хотя и так потом оказалось сложно его найти в выключенном состоянии.   

Видео снимал для продавца, как это выглядит в реальности.
Но видео не понадобилось, продавец без споров сам предложил вернуть большую часть стоимости панели либо выслать новую при следующей покупке. Но так как я не планировал пока покупать панели, то выбрал возврат денег. Так что по поводу "техподдержки" к продавцу вопросов нет.  



Собственно так и появился повод посмотреть на светодиоды более внимательно.
Выкручиваем девять саморезов (центральный имеет меньше длину) и снимаем рамку. Рамка сидит довольно плотно и саморезы там скорее "на всякий случай".   

Их много, очень много :)   

Находим битый светодиод, с мыслью его просто пропаять.   

Но увы, припаян он нормально, прозвонка показала, что тухнет он даже если подключить питания прямо к его выводам.
Кстати, на фото как раз общий вывод и вывод красного цвета.   

Продолжаем играться с панелью, реально хорошая игрушка :)
Сначала я пробовал разные режимы работы.   

А затем вспомнил, что мы искали контроллер с поддержкой термометра. Находим в загашнике Далласовский датчик 18B20 и просто вставляем его в отверстия для разъема, не хотелось пока паять разъем, тем более что мог и не заработать.   

Но все прошло нормально, контроллер "увидел" датчик сразу.   



Как я писал, панель поддерживает вывод изображений, в теории даже GIF, но не нашел подходящего для пробы. Зато без проблем можно вывести статичные изображения.
Здесь качество изображения ближе к реальному, чем на видео.   

Попробовал вывести и моего котика :) Так как разрешение матрицы не очень большое, то следует тщательно подбирать разрешение картинки чтобы было понятно что на ней.
На фото два варианта картинки с котом, разница думаю видна.

Здесь же я заметил глюк, если вывести показания температуры, а точнее просто включить в ПО эту функцию, то на изображении периодически возникают помехи, причем они есть даже при отсутствующем датчике, но немного чаще. На последнем фото их видно, яркие горизонтальные полосы. Есть они также не всегда, логики появления пока не понял.   

В процессе подбора, да и уже после тестов, товарищ меня спрашивал о том, сколько такая панель потребляет энергии, так как там, где будет стоять панель, электроэнергия весьма дорогая.
Потому я провел некоторое количество тестов потребления. Изначально я сказал товарищу, что потребление сильно зависит от того, что выводим на экран, но одно дело говорить, а другое - измерить.
На фото ток потребления по шине 5 Вольт, измерял при помощи токовых клещей, так как напряжение низкой и подключение обычного мультиметра исказило бы показания. Все измерения в режиме 100% яркости, подключено три панели.
1. Красный
2. Зеленый
3. Синий
4. Белый   

1. Выключено
2. Немного графики из родного теста
3. Текст
4. Текст + изображение примерно 40% экрана.   

При этом от сети потребляется
1. Красный
2. Зеленый
3. Синий
4. Белый
5. Выключено
6. Немного графики из родного теста   

Были проверены и температурные режимы после часового прогона.
Справа поочередно выводилось изображение и текст, слева постоянно отображались часы, посередине температура.
Температура самих панелей не очень высокая, зато там где выводилась картинка хорошо видны места установки драйверов, которые питают светодиоды.

В конце фото блока питания, оно делалось еще до того, как я его разбирал и узнал что силовой транзистор не был прикручен.   

Как я писал в самом начале, в комплекте дали компакт диск с ПО, но мне проще было его скачать с официального сайта.
ПО называется LedshowTW 2016 и я сейчас его немного покажу. Изначально качал версию с поддержкой GIF, но она какая то "полукитайская", а потом вообще ее перекосило и пришлось установить другую, с ней все нормально и она более правильно русифицирована.
И так, скачиваем ПО, устанавливаем, запускаем.   

Но перед началом работы надо как минимум настроить тип контроллера и режим работы.
Изначально ПО настроено на монохромный режим и другой контроллер.   

Выбираем режим - полноцветный, там же будет и название нашего контроллера bx-5ql.
В итоге имеет такое окно настроек. В процессе будет ругаться что нет связи с контроллером, можно не обращать внимание, это нормально.   

После этого стартовое окно изменится, по периметру виртуального экрана появятся цветные полоски "бордюр". Потом я эти полоски отключил, так как они забирают два пикселя из 32.
Кнопками увеличения/уменьшения можно увеличить или уменьшить размер превью.
Изначально оно работало именно как превью, можно было посмотреть без записи ПО в контроллер, но потом эта функция перестала работать :(   

Затем нажимаем - картинка/текст, сформируется новый пункт в программе.
При выборе - "Субтитры" будет бегущая строка, "Текст" - статичная строка с переключающимися эффектами.   

Если нажать на значок с папкой, то предложит открыть изображение.   

При выборе изображения появится превью, где будет прямоугольник, отображающий наше разрешение и соответственно то, что будет на экране.
Двигая этот прямоугольник по изображению мы выбираем то, что будет выведено на панель.   

Выбирая вверху часы или термометр можно вывести соответственно время или значение температуры. Причем температура может отображаться разными цветами в зависимости от порогового значения.   

ПО имеет довольно много разных настроек, не буду сильно все расписывать, так как в рамках обзора это сложно, проще найти обучающее видео в интернете.       

После завершения подготовки проекта надо перекинуть все это в контроллер. Так как наш контроллер может работать только с USB, то соответственно подготавливаем флешку с программой.
Делается это предельно просто, берется USB флеш карта отформатированная в FAT16 или FAT32, вставляется в любой USB разъем компьютера. В ПО выбираем USB, а затем - Сохранить.
На флешку записывается загрузочный файл с программой контроллера.
Как только ПО выдаст уведомление (внизу окна) что запись успешна, отключаем флешку от компьютера и подключаем к контроллеру, дальше все автоматически, это было видно на предыдущих видео.   

В настройках ПО есть регулировка яркости, но кроме обычной (16 уровней) я нашел менее понятную автоматическую.
В любом случае после регулировки надо нажать не "установка" , а "закрыть" так как установка подразумевает непосредственное подключение ПО к контроллеру и будет сообщение об ошибке.
Кстати, заметил, что при снижении яркости снижается и скорость движения бегущей строки, примерно в 1.5-2 раза, это следует учитывать.   

Я писал, что для работы нужна флешка в FAT32, и так случайно вышло, что у меня дома оказалось аж пять таких флешек :)   

Если вы думаете, что в этом такого необычного, то вы ошибаетесь. У меня пять поддельных флешек с объемом от 11 до 46 МБ. Куда их притулить, никто не знал, а тут они пригодились.   


Дело в том, что обычно объем программы не очень большой, при этом большую часть занимают изображения. Например программа, показанная на видео, занимает всего 160кБ :) 



Я мог бы закончить на этом, но хотелось бы немного рассказать о том, как я делал большие часы и в итоге их не доделал :(
Была у меня задачка, захотел я сделать большие часы, в итоге даже спаял две большие платы, часы то большие :)   

Сначала я пробовал сделать часы с синхронизацией по NTP и всякими плюшками (NTP clock).
Собирались они по готовой схеме и там необходимы были специальные драйверы для светодиодов. Такие как надо я не нашел, а под другие надо переписывать программу.
В итоге зависла одна полностью собранная плата, даже лаком покрыта.    

Второй экземпляр оказался более удачным, правда и более простым. Собирались по схеме - Часы на Atmega.
В обоих часах используются часы реального времени с питанием от ионистора (его видно на плате).    

Соответственно на каждой плате присутствует блок питания, т.е. платы являются полностью законченными решениями и к ним просто надо подключить индикаторы.   

Индикаторы были набраны из 5мм ярких матовых светодиодов. Долго выбирал подходящие светодиоды, не хотелось чтобы слепили глаза.
А стал весь процесс на изготовлении корпуса :(   


Вот теперь наверное все.
Плюсы
Комплект работает
Функциональность более чем достаточная
Можно собрать свою "бегущую строку" без применения паяльника
Низкая цена решения
Нормальный продавец.

Минусы
Блок питания имеет крайне низкое качество сборки
Помехи при активации термометра (надеюсь решить)
Один битый пиксель красного цвета :(

Мое мнение. Для начала скажу о цене. Когда я посчитал количество светодиодов на одной панели и потом прикинул сколько они стоят, то я бы крайне удивлен, как производителю удалось впихнуть в 20 долларов:
1. 2048 RGB светодиодов
2. Пластмассовое шасси
3. Печатную плату
4. Набор микросхем
5. Комплект проводов
6. Крепеж
7. Доставку
И при этом еще что то на этом заработать. Я не представляю как можно такое провернуть у нас, думаю что такое вообще нереально. Панели производятся огромными тиражами, но все же...

Ну а в общем, система понравилась, просто, красиво, работает. Собрать можно даже неподготовленному человеку, ПО на русском языке, что еще надо :)

Как всегда жду вопросов в комментариях.

Чуть не забыл, программы качал отсюда, в обзоре использовалась эта версия.