Micro:bit - matryca LED: 14 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tym przewodniku omówię, jak zbudować matrycę LED dla micro:bit z taśm LED. Jako przykład użyję macierzy 4x4 i 10x10. Odkąd pracuję w szkole, gdzie dużo budujemy, musielibyśmy przejść przez wiele uchwytów na baterie, zasilacze i micro:bit, gdyby wszystko musiało być wbudowane w projekt. Z drugiej strony nie wygląda to zbyt dobrze, jeśli po prostu połączysz micro:bit ze złączami aligatora, więc w tym przewodniku pokażę również, jak budujemy rzeczy, które mają być ponownie rozbierane.

Zrobiłem już krótki poradnik jak programować neopiksele, ale wrzucę kolejny poradnik z nieco większym naciskiem na programowanie matrycy neopikselowej.

Kieszonkowe dzieci

Materiały:

sklejka 4 mm

1 x regulator napięcia TO220-3

2 x 10 uF kondensator elektrolityczny

1 x 5 V zasilacz 2 A wystarczy na matrycę 4x4, ale chcesz 4 A na matrycę 10x10

3 x M3 25 śrub

12 x nakrętki M3

1 x mikro:bit

Rezystor 1x330 omów;

1 x dwukierunkowe złącze śrubowe bloku zacisków

Pasek neopikseli kompatybilnych z Micro:bit. Preferowane 60 LED/metr. Będziesz potrzebował nieco ponad pół metra dla matrycy 4x4 i nieco poniżej 2 metrów dla matrycy 10x10.

Kilka metrów drutu. Dobrze, jeśli masz różne kolory

Mały kawałek płytki lutowniczej

Trochę taśmy elektrycznej

Klej do drewna

Gorący klej

Narzędzia:

Narzędzia lutownicze

Wycinarka laserowa

Przecinarka do drutu

Ołówek

Stary pędzel

Pistolet na gorący klej

4 przewody skoku aligatora

Krok 1: Wytnij drewno

Najpierw użyj wycinarki laserowej, aby wyciąć drewno. Wrzuciłem pliki do wycięcia zarówno matrycy 4x4 jak i matrycy 10x10.

Krok 2: Złóż siatkę i stopkę

Użyj kleju do drewna, aby złożyć kratkę. Do nałożenia kleju użyłem starego pędzla, ale możesz użyć wszystkiego. Należy pamiętać, że dwa kawałki siatki są nieco cieńsze niż pozostałe. To są elementy końcowe. Przejdą przez nas przewody, więc ułóż je na przeciwległych końcach siatki.

Perspektywa na zdjęciu jest nieco myląca. Powinieneś przykleić backend do drugiej najdłuższej części trójkąta, a nie do najdłuższej. Backend to kwadrat z 5 otworami.

Krok 3: Wytnij pasek Neopixel

Chcesz wyciąć pasek neopiksela na białej linii. Jeśli robisz matrycę 4x4, to chcesz wyciąć 4 paski z 4 neopikselami, a jeśli robisz matrycę 10x10, to chcesz wyciąć 10 pasków po 10 neopikseli na każdym. Fabryki produkują długie paski neopikselowe, ale lutują razem krótsze paski. Te miejsca lutowania będą stanowić problem później, więc spróbuj wyciąć paski w taki sposób, aby wyciąć miejsce, w którym fabryki się zlutowały. Może to oznaczać, że marnujesz kilka neopikseli, ale znacznie ułatwi ci to późniejszą pracę.

Krok 4: Złóż Neopiksele

Weź największy wycięty kwadrat. Użyj przygotowanej siatki, aby zaznaczyć długopisem, gdzie powinny znajdować się neopiksele. Większość pasków neopikseli ma na sobie taśmę, więc łatwo jest po prostu przykleić je na miejscu. Jeśli twój nie, to musisz użyć kleju.

Należy pamiętać, że neopiksele są kierunkowe, ponieważ dane mogą iść tylko w jedną stronę. Ważne jest, aby wszystkie paski neopikseli szły w ten sam sposób, masz Din po jednej stronie i Do po drugiej.

Krok 5: Podłączanie Neopikseli

Podłączając neopiksele pamiętaj, że moc, masa i dane będą płynąć od pierwszego paska do następnego, a potem od następnego i tak dalej.

Pasek -> Następny pasek

5v + -> 5v +

gnd -> gnd

Czy -> Din

Zasilanie i uziemienie mogą działać w obie strony w neopikselu, więc nie jest ważne, jak podłączyć każdy pasek, co oznacza, że możesz przejść na krótką drogę, ale dane mogą iść tylko w jedną stronę, więc upewnij się, że łączysz Do z Din.

Krok 6: Przetestuj macierz

Zanim przykleimy siatkę do neopikseli, chcemy się upewnić, że wszystko działa. Uruchomienie wielu neopikseli z micro:bit może spowodować jego zwarcie, ale w rzeczywistości można uruchomić 16 neopikseli z micro:bit bez zewnętrznego zasilania, o ile tylko jeden neopiksel jest włączony w danym momencie. Wgraj program testowy do micro:bit, podłącz go do matrycy LED za pomocą przewodów ze skóry aligatora.

Teoretycznie można to zrobić również ze 100 pikselami, ale jest to trochę ryzykowne, zamiast tego użyj przewodów aligatora, aby podłączyć zasilanie do matrycy neopiksela, a następnie wgraj program testowy do micro:bit i podłącz go do masy i danych za pomocą drutów aligatora.

Dla matrycy 4x4

Mikro:bit -> Neopiksele

GND -> GND

3V -> 5V +

Pin 0 -> Din

Dla matrycy 10x10

mikro:bit

Mikro:bit -> Neopiksele

GND -> GND

Pin 0 -> Din

Zasilacz -> Neopiksele

GND -> GND

Zasilanie -> 5v +

Włącz micro:bit i naciśnij kilka razy przycisk A, aby sprawdzić, czy wszystkie paski działają.

Używam tego programu do testowania matrycy 10x10.

Używam tego programu do testowania matrycy 4x4.

Krok 7: Przyklej siatkę do neopikseli

Zakładając, że wszystko działało, musisz teraz przykleić siatkę do nepikseli. Pamiętaj, że chcemy, aby dwa cieńsze elementy, które umieściłeś na każdym końcu, zakryły dwie strony, w których lutowałeś, w przeciwnym razie nie będziesz w stanie prawidłowo wyrównać siatki. Jeśli masz jakieś fabryczne luty, które nie są umieszczone na końcu, nie będzie można wyrównać siatki, więc zmiel mały otwór w siatce, w którą zmieści się fabryczna lutownica.

Po przyklejeniu siatki do płytki neopixel, połóż na niej coś ciężkiego i pozostaw do wyschnięcia pod presją.

Pamiętaj, że klej do drewna jest przewodzący aż do wyschnięcia, dlatego nie podłączaj siatki matrycy do zasilania, zanim nie masz pewności, że jest sucha.

Krok 8: Lutowanie płyty regulatora napięcia

Teraz przylutujemy płytkę regulatora napięcia. Na powyższym obrazku widać mój schemat dla końcowego układu, ale należy pamiętać, że część połączeń będzie wykonana śrubami a nie lutowaniem.

Nogi w To220-3 ustawione są nieco dziwnie. Masz uziemienie po lewej stronie, zasilanie po prawej, a wyjście 3,3 V pośrodku. Chcemy wlutować kondensatory pomiędzy masą a 3,3 V, aby ustabilizować zasilanie dla micro:bit i pomiędzy mas a 5 V, aby ustabilizować zasilanie dla neopikseli.

Następnie chcesz przylutować matrycę neopixel do Vin i GND.

Neopiksel -> To220-3

5 v + -> Vin

gnd -> gnd

Następnie chcesz przylutować drut do środkowej nogi. Ten przewód będzie dla micro:bit.

Następnie chcesz przylutować dodatkowy przewód do Vin na prawej nodze. Ten przewód trafi później do zasilacza.

Na koniec chcesz przylutować dwa dodatkowe przewody do masy. Jeden przewód pójdzie do zasilacza, a drugi do micro;bita.

Krok 9: Rezystor na przewodzie danych

Zgodnie z przewodnikiem adafruits neopixel, zawsze powinieneś umieścić rezystor 300+ omów na przewodzie danych do pierwszego neopixela. Przylutowujemy więc rezystor 330 omów do przewodu danych, a nowy przewód na drugim końcu rezystora.

Następnie, aby zapobiec zwarciom, zakrywamy lut i rezystor taśmą elektryczną.

Krok 10: Dodawanie śrub

Teraz weź jedną ze śrub M3, owiń wokół niego przewód uziemiający, który chcesz podłączyć do micro:bit i utrzymuj go na miejscu za pomocą jednej z nakrętek. Zrób to samo dla przewodu danych i przewodu 3,3 V.

Następnie przełóż śruby przez otwory. Gnd przez otwór najbardziej po lewej, 3,3 V przez drugi najbardziej na lewo i dane przez otwór najbardziej po prawej stronie. Użyj dwóch nakrętek na każdym, aby utrzymać je na miejscu. Używamy dwóch zamiast jednego, ponieważ musimy również zachować pewną odległość, gdy podłączymy micro:bit.

Krok 11: Sklej wszystko razem na gorąco

Teraz przyklejamy na gorąco złącze terminala z boku, następnie przyklejamy na gorąco płytkę regulatora napięcia i na koniec sklejamy na gorąco stopkę i płytkę neopiksela.

Pamiętaj, że są dwa różne sposoby łączenia neopikseli. możesz je połączyć tak, aby paski biegły z boku na bok lub w górę iw dół. Jeśli neopiksele poruszają się w górę iw dół, łatwiej będzie tworzyć animacje, które poruszają się w górę i w dół, a jeśli neopiksele chodzą z boku na bok, łatwiej będzie tworzyć animacje, które biegną z boku na bok. Tutaj macierz 4x4 będzie się poruszać w górę iw dół, podczas gdy macierz 10x10 idzie z boku na bok.

Krok 12: Przygotuj zasilacz i podłącz go

Odciąć koniec kabla zasilającego i odsłonić przewody. Następnie wkręć go w zacisk śrubowy. Pamiętaj o podłączeniu zasilania do zasilania i uziemienia do ziemi.

Krok 13: Dodawanie Micro:bit

Zaprogramuj micro:bit, a następnie przykręć.

Krok 14: Przetestuj to

Teraz podłącz matrycę neopixel do zasilania i przetestuj matrycę. Następnie możesz dodać na wierzch własny materiał defuzyjny.