LED svetlobna plošča: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta navodila so namenjena digitalni LED plošči LED, ki jo uporabljamo za karting. To je še posebej uporabno za nočne dirke v zaprtih prostorih in na prostem, vključno s 24 -urnimi dirkami. Plošča je jasna pri sončni svetlobi in ponoči izstopa. Zaradi serije kart, v kateri sodelujemo, je lahko številka kart na vsaki dirki drugačna in na tej dirki lahko tečemo 2 ali 3 karte, zato moramo hitro spremeniti številko na deski. To naredite s 16 -mestno tipkovnico na zadnji strani plošče.

Plošča je sestavljena iz 14 segmentov s po 4 LED diodami iz belega slamnika v vsakem segmentu. Vse skupaj nadzira Arduino Nano (tisti z vgrajenimi vrati USB). Ploščo lahko po potrebi zatemnimo in lahko tudi utripa, da še dodatno pritegne pozornost voznikov.

Sprednji in zadnji del sta 3 mm akrilna pločevina z lesenim okvirjem vmes. To smo nato izvrtali za vsako posamezno LED. Skupna velikost je enaka kot kos papirja A4.

Opomba: Ta navodila kažejo, kaj sem naredil, nekatere komponente, ki sem jih že imel, zato sem uporabil tisto, kar sem imel. Za nekatere dele te gradnje so boljše rešitve in ob tem sem se nekaj naučil, o tem bom razpravljal na koncu.

Kaj rabiš:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, več kot 2200mOhm - po možnosti brez lastnega stikala)

1 x USB kabel

1 x Stikalo

1 x 16 -mestna tipkovnica

3 x 7K5Ω upori (za tipkovnico)

3 x 2KΩ upori (za tipkovnico)

2 x 3 mm akrilni list velikosti A4

1 x IRF9530 (P -kanalni MOSFET)

14 x IRL510 (N -kanalni MOSFET)

15 x 220Ω upori (MOSFET upori)

15 x 10K izvlečni upori

56 x 5 mm LED iz belega slamnika

56 x Primeren upor za LED (220 Ω je običajno dober)

Nekaj žic za povezavo LED/MOSFET itd

Nekaj Strip Board

Nekaj lesa za okvir

Črni lepilni trak

12 x vijaki

1 x ročaj predala

1. korak: Zgradite okvir

Tu sem uporabil 18 mm x 44 mm x 2400 mm, ki smo ga razrezali na 2 kosa po 261 mm in 2 kosa po 210 mm, tako da bi se pri sestavi zunanja mera ujemala z akrilnimi listi, ki sem jih kupila (v tem primeru velikost papirja A4). Ti so bili preprosto priviti skupaj z ustreznimi lesenimi vijaki. Na tej točki se odločite, kateri bo vrh in označite sredinsko točko na zgornjem delu. Od te osrednje točke izmerite enako količino na obeh straneh, da ustreza ročaju predala, izvrtajte luknje, ki ustrezajo velikosti vijaka ročaja. Zunanjost lesa ovijte s črnim lepilnim trakom, da dobite lep zaključek. Na koncu namestite ročaj predala s priloženimi vijaki.

2. korak: Izvrtajte luknje LED in namestite LED

Označite akril (zaščita traku je še vedno vklopljena) z obliko segmenta v tem primeru 2 števki s 7 segmenti v vsaki številki in 4 LED v vsakem segmentu.

Akril vrtajte zelo previdno, za vrtanje sem uporabil majhen kos odpadnega lesa na hrbtni strani in začel z vrtalnikom manjšega premera (2,5 mm) in končal s 5 mm luknjo za sprejem 5 mm LED. Akril je precej krhek in se pri vrtanju zlahka seka, zato bodite previdni.

Nazadnje (in mukotrpni del) v vsako luknjo vstavite vsako LED z majhno količino superlepila. Ne uporabljajte preveč, če boste pozneje pri testiranju morali zamenjati LED. Če lepite do konca, je edini način, da odstranite LED, tako da ga izvrtate. Na eni strani LED sem našel dovolj majhnega madeža, da ga je varno držal na mestu in tudi zlorabil.

Na zadnji plošči izrežite luknjo za tipkovnico in stikalo, s čimer zagotovite, da sta ti poravnani s središčnim delom LED na nasprotni plošči, da boste imeli dovolj prostora. Namestite tipkovnico in stikalo ter izvrtajte luknje za napajalnik

3. korak: vezje

Vezje je bilo razdeljeno na 3 dele, ker mi je lažje opisati.

1 - Napajalna stran:

Napajanje do Arduina, enojnega IRF9530 in tipkovnice poteka prek stikala za vklop. Stikalo za vklop je neposredno priključeno na 5v napajalno enoto. IRF9530 se nahaja med napajanjem 5V in vsakim od segmentov LED. Ta P kanalski MOSFET bo odgovoren za zatemnitev in utripanje segmentov LED s PWM. Priključen je na digitalni pin 10 prek 220Ω zaščitnega upora.

2 - LED segmenti:

Vsak segment LED bo nato napajal IRF9530. Segmenti so sestavljeni iz 4 LED, vse vzporedno ožičene, vsak s svojim uporom za omejevanje toka, ki bi moral biti primeren za prednji tok vaših LED.

Sprednja stran LED je nato priključena na MOSFET kanala IRL510 N (malo več kot uničenje, vendar sem nekaj ležal). Vsak segment ima svoj IRL510, saj je to "stikalo" za vsak segment. Vsak IRL510 je povezan z ustreznim zatičem Arduino prek 220Ω zaščitnega upora in ima 10K izvlečni upor, ki zagotavlja, da se popolnoma vklopi. (izvlečne upore bi lahko izpustili, ker bo Arduino držal nizko, ko ni vklopljen).

3 - Ožičenje tipkovnice:

Zaradi števila zatičev Arduino, ki se uporabljajo za nadzor segmentov, ne moremo uporabiti metode 8 -polne matrične povezave za tipkovnico, zato sem za ta projekt razvil metodo 1 -polne povezave. Z dodajanjem uporov na zatiče tipkovnice lahko za vsak gumb ustvarimo drugačen delilnik napetosti. Če to povežemo z analognim zatičem na Arduinu, lahko nato ugotovimo, kateri gumb je bil pritisnjen v skladu z diagramom tipkovnice.

4. korak: Ožičite ploščo

Uporabil sem stripboard za ustvarjanje "PCB" za vsak segment. Na vsakem segmentnem tiskanem vezju so LED x 4, LED upori x 4 in IRL510 MOSFET. Vsak segment ima nato 5V povezavo IRF9530 in 0v povezavo (skoraj kot obroč). Vrata iz IRL510 so nato povezana z Arduinovo "PCB" na sredini.

220Ω upori za IRL510 so na osrednjem tiskanem vezju Arduino skupaj z IRF9530.

Tipkovnico priključite na 5V, 0V, signalni pin pa na Arduino.

Nazadnje prerežite neželeni konec kabla USB in ga napeljite skozi zadnjo ploščo, tako da je dovolj za povezavo z napajalnikom. V notranjosti previdno odstranite zunanje ohišje in ločite žice. Potrebujemo samo linije 5v in 0v. Tukaj lahko uporabite multimeter, da ugotovite, kateri je kateri. Priključite 5v žico na stikalo in 0v na Arduino PCB in tipkovnico.

Ko so vse povezave vzpostavljene, naložite Arduino Sketch prek vrat USB Arduino.

5. korak: Vklop in delovanje

Priključite Power Bank, ki lahko odda vsaj 1A, v idealnem primeru pa naj bo to 2200mAh ali več (to bi moralo biti dovolj, da plošča deluje pri polni intenzivnosti, pri čemer so vsi segmenti osvetljeni približno 1,5 ure) in vklopite glavno napajanje.

Opomba: Power Banke navajajo oceno mAh, vendar ta ocena velja za notranjo baterijo (običajno li-ionsko baterijo 18650), ki je nominalno 3,7 V. Power bank ima notranji ojačevalni krog, ki dc-dc pretvori napetost v 5v. Ta pretvorba pomeni, da se izgubi nekaj mAh. npr. 2200mAh napajalna naprava bo res (2200*3,7)/5 = 1628mAh pri 5v. Na žalost to ni konec nadstropja, saj večina dc -dc pretvornikov ni 100% učinkovita (vezje, ki izvaja pretvorbo, potrebuje tudi nekaj energije), zato lahko pričakujete, da boste v pokrovu izgubili še 10% - 15%. Tako 1628 mAh zdaj v najboljšem primeru izgubi še 162,8 mAh, kar pomeni, da končno dobite okoli 1465,2 mAh.

Ko se Arduino zažene, bo desna številka prikazala ničlo. Na tej točki lahko vnesete katero koli eno- ali dvomestno številko in ta številka se prikaže na tabli. Če je bila vnesena enomestna številka, bo plošča na levi števki prikazala ničlo.

Druge funkcije so:

Tipka ‘*’ vklopi ali izklopi utripajoč zaslon

Tipka "A" bo na plošči prikazala FL (lahko jo uporabimo, da vozniku povemo, da je nastavil najhitrejši krog, ali pa ga uporabimo, da voznika opomnimo, naj na naslednji postaji dobi gorivo).

Tipka „B“bo levi številki dodala črko P, nato pa lahko desni številki dodate poljubno številko, da prikažete položaj dirke, npr. P4.

"C" Povečajte svetlost

'D' Zmanjšajte svetlost.

6. korak: Lekcije / izboljšave

Korak 6 - Izboljšanje / boljše rešitve

Kot sem rekel na začetku, je bila ta plošča zgrajena z uporabo razpoložljivih komponent in ne z nakupom novih, vendar je to nekaj ogrozilo zasnovo in povzročilo nekaj prekomernih zapletov. Čeprav končna zasnova dobro deluje in izgleda dobro, je nekaj izboljšav ali drugih idej za ustvarjanje istega končnega rezultata.

1 Uporabite 5v LED trakove (bele LED diode na črnem traku 60/m), da ustvarite vsak segment, namesto da gradite iz nič. Ti so poceni in so na voljo na ebayu in jih je mogoče namesto vrtanja vsake LED prilepiti na sprednjo stran plošče. Trakovi so že vnaprej ožičeni in običajno vključujejo tudi trenutni upor. Zaradi tega je zasnova lažja in tanjša, saj ne potrebuje toliko notranjega prostora.

2 Podobno kot zgoraj, vendar uporabite trakove LED, ki jih je mogoče posamično zapisati, na primer LED tipa RGB tipa WS2812B, za Arduino pa so na voljo tudi knjižnice za prenos. Upoštevati morate razpoložljivo moč napajalnika, saj lahko za prikaz bele barve potrebujete več kot 3 ampere. Toda prikaz posamezno rdeče, modre ali zelene barve bi porabil podobno moč kot moja zasnova. Prednost individualno naslovljivih LED je, da lahko odstranite MRLETE IRL510, velika pridobitev pa je, da potrebujete le 1 Arduino pin za nadzor vseh LED. Ker ta metoda sprosti zatiče Arduino, olajša ožičenje in lahko uporabite knjižnico matrične tipkovnice, tako da tudi uporov na tipkovnici ne potrebujete. Zmožnost uporabe različnih barv je lahko tudi koristna.

3 Osnovnejšo različico plošče lahko naredite tako, da odstranite tipkovnico in Arduino ter uporabite majhna drsna stikala ob vsakem segmentu in ročno preklopite ploščo. To je v redu, če uporabljate samo en kart in vam ni treba hitro spreminjati številke. Izgubili bi tudi funkcijo zatemnitve in utripanja, vendar bi bila izdelava veliko enostavnejša. Prvotno sem zgradil takega, vendar sem ugotovil, da v nekaterih primerih nismo imeli dovolj časa za menjavo številk med kartingi.

4 Razmišljal sem o tem, da bi namesto LED diod uporabil star zaslon za prenosni računalnik, da bi bilo mogoče prikazati katero koli besedilo, vendar zaslon ni dovolj svetel, še posebej pri močnem soncu, a tudi v deževnem večeru je bil zatemnjen za mokrim vizirjem. Tudi voznik ima le čas za bežen pogled, zato je branje težko, zato se temu izognite.