Vúmetro RGB con ARDUINO

Construcción de un vúmetro LED RGB, controlado por Arduino. Este montaje consiste en un par de tiras RGB de un metro, con 30 LED SMD de tipo inteligente (WS2812) cada una. Este tipo de diodos incluye en su interior su propio controlador. Los diodos WS2812 disponen de una entrada de datos, la salida y los dos pines de alimentación. La información se transmite en serie, desplazando los datos de un pixel hacia el siguiente, y cada pixel utiliza 24 bit de información… 8 bit por cada color (RGB). El control de este vúmetro LED se realiza con Arduino. Micrófono amplificadoEl sonido se capta mediante un micrófono amplificado, de manera que no es necesario realizar ninguna conexión eléctrica entre el reproductor de audio y el vúmetro. Para facilitar el uso de este vúmetro en cualquier lugar, la alimentación de 5V se suministra con el módulo ‘Step Down-ConverterMP1584. De esta manera es posible alimentar este vúmetro con cualquier alimentador de continua, entre 6 y 28 voltios. Así podría utilizarse también dentro del coche, alimentado desde los 12V de la batería, y mostrar los efectos luminosos al ritmo del sonido del auto radio.

Tiras LED WS2812

Existen varios tipos de tiras LED RGB, pudiendo elegir la separación entre diodos y el grado de protección IP. Cuanto mayor sea el número de diodos LED por metro, mejor será el efecto luminoso que se pretenda mostrar (mayor resolución y brillo), pero el consumo también será mayor. Dependiendo del lugar donde se vayan a instalar las tiras LED, podremos elegir un grado de protección IP. El acabado IP67 permite utilizar estas tiras LED a la intemperie, protegiendo todos sus componentes electrónicos contra el agua y el polvo. Los consumos que se muestran en la tabla siguiente, son consumos máximos (cuando se encienden los tres colores de cada pixel a máximo brillo).

Las tiras LED WS2812 necesitan 3 hilos de conexión, 2 para la alimentación y 1 para datos. Las tiras LED se pueden cortar al tamaño que se necesite, y también se pueden ampliar juntando la salida de una de ellas con la entrada de otra. Cuando se vayan a utilizar tiras de gran tamaño, es importante conectar los hilos de alimentación con cable en varios puntos. Así se evitará la caída de tensión a lo largo de la línea, lo que provocaría un cambio de color y brillo sobre el color que se pretenda mostrar.

Conexiones tiras WS812

Descripción del circuito

Este vúmetro LED no necesita una conexión eléctrica con la fuente de sonido, facilitando así su uso y pudiendo mostrar efectos luminosos al ritmo del sonido de una sala, dentro de un coche, etc.. El sonido se capta por un micrófono de tipo ‘Electret‘, el cual se amplifica con un operacional, hasta conseguir el nivel necesario para excitar la entrada analógica del micro-controlador de Arduino ATMEGA328P .

En el esquema se muestra el montaje del micrófono y el amplificador operacional, pero también podría utilizarse un módulo SMD ya montado, el cuál se vende para el uso con Arduino, y conectar su salida de audio con la entrada A0 de Arduino. Para facilitar el uso de este vúmetro en cualquier lugar, la alimentación de 5V se suministra con el módulo ‘Step Down-ConverterMP1584.

Construcción del vúmetro

El circuito de control del vúmetro lo he montado en una placa de circuito impreso de tipo universal.

CPU: Vúmetro RGB

Posteriormente fabriqué una caja con metacrilato, haciendo la serigrafía con la CNC.

Vúmetro RGB: Módulo de control

A continuación se muestra el vúmetro LED funcionando.

Vúmetro RGB en pruebas

Firmware ARDUINO

El código de Arduino que he utilizado para este proyecto lo conseguí como un comentario en Internet. No conozco el autor del código, y por eso no figura su nombre en la cabecera. Este código, junto con la librería de control necesaria para el WS2812, se puede descargar desde el siguiente enlace: Vúmetro RGB

Cubo LED (Montaje)

Montaje de un cubo de 64 diodos LED (4x4x4). Este kit es muy aconsejable para hacer prácticas de manejo del soldador, y al mismo tiempo introducirse en los montajes de circuitos electrónicos controlados por un microprocesador.

Este kit, originalmente es bicolor (diodos LED con 3 pines), pero me llegó con los diodos LED de un sólo color (diodos LED con 2 pines). Aún así se puede montar y el resultado es bastante bueno. El proceso de montaje se realiza en dos partes:

  • Montaje de los componentes inferiores del circuito impreso (CPU)
  • Ensamblado de los 64 diodos LED que conforman el cubo de 4x4x4

Componentes de la CPU

El montaje de los componentes de la CPU es muy fácil, porque la serigrafía muestra todos los componentes que hay que montar, así como su posición. Hay que tener especial cuidado en montar correctamente en su posición: el condensador electrolítico, los 4 diodos LED RGB y el zócalo del microprocesador.

CPU del cubo LED

Ensamblado de los 64 diodos LED

El ensamblado de los 64 diodos LED que conforman el cubo hay que hacerlo con cuidado y sin prisas, porque de ello dependerá su acabado final. La unión de todos los diodos LED se realiza mediante el doblado de sus terminales y soldando, no es necesario utilizar cables de conexión. Todos los cátodos de los diodos LED (terminal más corto) habrá que girarlos 90º, con el fin de poder conectar los cátodos siguiendo la línea horizontal del cubo. El común de todos los cátodos de cada nivel, de los 4 que tiene el cubo, va conectado a un orificio diferente del circuito impreso.

Diodos LED del cubo

Los ánodos de los diodos LED (terminal largo) van conectados en vertical, creando columnas con 4 diodos, y el común de todos ellos irá conectado a un punto del circuito impreso diferente (16 en total).

Cubo LED montado

Ver el conexionado y las explicaciones con más detalle en el siguiente video.