Zrób matrycę LED 8x10: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:34

AKTUALIZACJA 1: DODAŁEM KOD DO GRY ŻYCIA CONWAY AKTUALIZACJA 2: TERAZ MOŻESZ ZAPISAĆ KILKA PINÓW ARDUINO Z POMOCĄ REJESTRU 1 ZMIANY. W tej instrukcji pokażę, jak zbudować dość fantazyjną matrycę LED 8 na 10 (z przewijanym tekstem i animacjami) za pomocą Arduino i licznika dekad 4017. Ten rodzaj matrycy jest łatwy do wykonania i zaprogramowania i jest to dobry sposób na nauczenie się multipleksowania. Dodałem kolejną część do tej instrukcji na temat korzystania z rejestru przesuwnego 74HC595, który pomoże zaoszczędzić kilka pinów arduino na inne rzeczy, które chciałbyś zrobić. Więc teraz musisz przejść stąd. Możesz zrobić tę matrycę bez rejestru przesuwnego, co zaoszczędzi ci trochę pracy lutowniczej lub użyj rejestru przesuwnego, jeśli chcesz mieć więcej wolnych pinów do użycia.

Krok 1: Rzeczy, których potrzebujesz

Narzędzia: 1. Lutownica 2. Trochę lutu 3. Szczypce z małymi końcówkami 4. Szczypce do ściągania izolacji Dla matrycy: 1. 80 diod LED 2. 8 rezystorów (wartość zależy od rodzaju diod LED) 3. 4017 licznik dekad 4 10 rezystorów 1KOhm 5. 10 tranzystorów 2N3904 6. Niektóre przewody jednożyłowe 7. Płyta perforowana 8. Arduino opcjonalnie - 9. Rejestr przesuwny 74HC595 10. Niektóre nagłówki pinów

Krok 2: Wybór diod i rezystorów

To jedna z ważniejszych części tego projektu, ponieważ w oparciu o diody LED bardzo ważne jest dobranie odpowiednich. Polecam stosowanie rozproszonych diod LED o średnicy 5 mm, ponieważ dają one dobrą ilość światła i dają wyraźny obraz (kolor diod LED jest tylko Twoim wyborem). Możesz też użyć 3mm diod LED, ale to utrudniłoby lutowanie i dostaniesz mały wyświetlacz. Kolejną wskazówką jest kupowanie diod z Ebay, ponieważ można uzyskać naprawdę dobrą cenę, a czasem także darmowe rezystory (jak w moim przypadku). Nie kupuj dokładnie 80 diod, ponieważ jedna lub więcej diod może ulec uszkodzeniu, radzę kupić 10 lub 20 więcej, a jeśli jakieś zostaną, zawsze możesz ich użyć w przyszłym projekcie. Teraz, aby obliczyć wartość 8 rezystorów, możesz skorzystać z tej strony: https://led.linear1.org/1led.wiz. Najpierw powinieneś uzyskać specyfikacje swoich diod LED, powinieneś znać ich napięcie przewodzenia i prąd przewodzenia, możesz uzyskać te informacje od sprzedawcy. Arduino daje napięcie wyjściowe 5 V, więc napięcie źródła wynosi 5 V.

Krok 3: Wiele Co?

Czym więc jest multipleksowanie: jest to w zasadzie sposób na dzielenie informacji na małe fragmenty i wysyłanie ich jeden po drugim. w ten sposób możesz zaoszczędzić wiele pinów na Arduino i zachować swój program w dość prosty sposób. W naszym przypadku obraz, który chcemy wyświetlić, dzielimy na 10 wierszy (10 wierszy), chcemy skanować wiersze matrycy (zapalać po jednym wierszu na raz) i przesyłać informacje z Arduino do kolumn. Wszystkie kolumny są dodatnimi diodami, a wiersze ujemnymi, więc jeśli pierwszy rząd jest podłączony do masy i wyślemy informacje do kolumn, zapalimy tylko pierwszy rząd. Aby uzyskać dobry obraz, musimy skanować wiersze bardzo szybko, tak szybko, że ludzkie oko myśli, że wszystkie wiersze są połączone jednocześnie. Dlaczego więc 4017: Do tej matrycy LED chciałem użyć tego przydatnego układu scalonego. Oto dobra strona, na której można nauczyć się podstaw tego układu scalonego: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm Licznik dekad 4017 służy do multipleksowania. Ten układ scalony zasadniczo skanuje rzędy matrycy (zapala się po jednym rzędzie na raz). W naszym przypadku chcemy podłączyć rzędy do masy, ale 4017 nie ładuje prądu, więc aby rozwiązać ten mały problem, musimy użyć tranzystora z rezystorem. 4017 ma 10 pinów wyjściowych, więc potrzebujemy 10 rezystorów i 10 tranzystorów, rezystory 1K podłączamy do wyjść 4017, a bazę tranzystora do drugiego końca rezystora. Następnie łączymy kolektory tranzystora z rzędami, a emiter z ziemią. Oto arkusz danych tranzystora, którego musimy użyć: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf Rejestr przesuwny: Ten mały układ scalony jest bardzo przydatny, pozwala kontrolować wiele wyjść za pomocą zastosowanie tylko 3 pinów z mikrokontrolera. Podłączając więcej układów scalonych można zwiększyć liczbę wyjść, tracąc więcej pinów mikrokontrolera. Możesz przeczytać więcej o nich i jak ich używać z arduino pod tym linkiem:

Krok 4: Lutowanie matrycy

Lutowanie matrycy LED to bardzo trudna sprawa, jest na to wiele sposobów, a ja podam tylko dwa. Pierwszy to ten, którego użyłem i w ten sposób zajmuje dużo czasu i wysiłku, ale efekt końcowy jest bardzo ładny i ładny. Musisz połączyć wszystkie dodatnie wyprowadzenia diod w kolumnach i ujemne w rzędach. Teraz robisz to, biorąc dodatni przewód pierwszej diody LED i zginając go do pozostałych diod, przylutuj stykające się ze sobą piny, stąd weź ostatni przewód, który przylutowałeś i zginaj go ponownie w dół i powtarzaj, aż będziesz miał wszystko dodatnie przewody podłączone w kolumnie. odciąć nieużywane kontakty. Teraz trudną częścią jest łączenie ujemnych pinów w rzędzie, ponieważ nie można ich zginać i lutować tak jak w przypadku dodatnich wyprowadzeń. Teraz użyłem małych zworek z drutu litego i połączyłem je tak, jak na poniższym obrazku (zabiera to dużo czasu i pracy). Drugi sposób to zacząć tak samo jak w pierwszym, ale jedyną różnicą jest podłączenie pinów ujemnych. Ta metoda oszczędza dużo czasu i jest dużo prostsza. Sztuczka polega na przyklejeniu taśmy lub czegoś innego na połączeniach kolumn, aby odizolować je od ujemnych styków, a jeśli to zrobisz, możesz również zagiąć ujemne przewody i połączyć je tak, jak to zrobiłeś z dodatnimi. Bez rejestru przesuwnego: Za pomocą rezystora podłączasz każdą kolumnę do arduino (piny 0-7). Pin resetowania 4017 idzie do pinu 8 na arduino, a pin zegara do pinu 9 na arduino. Z rejestrem przesuwnym: Teraz, jeśli połączysz wszystko, co pokazano na schemacie, będziesz musiał podłączyć piny kontrolne w następujący sposób: Rejestr przesuwny: Data Pin = arduino pin9 Latch Pin = arduino pin 11 Clock Pin = arduino pin 10 4017: pin zegara = pin arduino 13 pin resetowania = pin 12 arduino

Krok 5: Nadszedł czas, aby zaprogramować

Napisałem mały program do przewijania tekstu i dodałem wszystkie litery i cyfry (dużo pracy), wykorzystałem porty do mojego programu, ponieważ oszczędza miejsce i jest łatwiejszy w obsłudze. Jeśli nie wiesz, jak pracować z portami na arduino, polecam wejść na stronę arduio i dowiedzieć się, zanim zaczniesz. tutaj link: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Jeśli chcesz tworzyć własne obrazy, zrobiłem małe narzędzie w programie Excel, które znacznie ułatwi pisanie obrazów (instrukcje są dołączone do narzędzia) Jeśli nie masz excela, polecam zrobienie matrycy w farbie i narysowanie tam obrazka i wtedy byłoby dużo łatwiej napisać bajty. I ostatnia rzecz to nie zapomnij odpiąć pinów 0 i 1 podczas wgrywania programu bo te piny służą również jako piny komunikacyjne i mogą powodować błędy z programem. Jeśli zdecydujesz się na użycie rejestru przesuwnego, nie będziesz musiał się martwić o rozłączenie pinów 0 i 1 na arduino. Dodałem też kod do sterowania matrycą z rejestrami przesuwnymi.

Krok 6: gotowe

Teraz możesz spróbować stworzyć swój jeden wzór i obrazy, a będziesz wiedział, jak korzystać z układu 4017 i rejestru przesuwnego 74HC595.