48 X 8 Drsni LED matrični zaslon z uporabo Arduino in Shift registrov .: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Pozdravljeni vsi

To je moj prvi Instructable in gre za izdelavo 48 x 8 programabilne pomične LED matrike z uporabo registra Arduino Uno in 74HC595. To je bil moj prvi projekt z razvojno ploščo Arduino. To je bil izziv, ki mi ga je dal moj učitelj. Takrat, ko sem sprejel ta izziv, sploh nisem vedel, kako utripati LED z arduinom. Tako da mislim, da lahko tudi začetnik to stori z malo potrpljenja in razumevanja. Začel sem z majhno raziskavo o registrih premikov in multipleksiranju v arduinu. Če ste novi pri premikanju registrov, vam priporočam, da se pred začetkom z matricami naučite osnov multipleksiranja in premikanja verižnih verig. To vam bo v veliko pomoč pri razumevanju kode in delovanja drsnega zaslona.

Korak: Zberite orodja in komponente

Sestavni deli

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 -bitni zaporedni do paralelni premični registri. - 7
• 3. BC 548/2N4401 Tranzistorji - 8
• 4. 470 ohmski upori - število stolpcev + 8
• 5. Pref deska 6x4 palcev - 4
• 6. Barvno označene žice - po potrebi
• 7. Držala IC - 7
• 8. 5 -milimetrska ali 3 -milimetrska enobarvna LED matrika 8x8 z običajno katodo - 6
• 9. Moški in ženski glavo - po potrebi.

Potrebna orodja

• 1. Komplet za spajkanje
• 2. Multimeter
• 3. Pištola za lepilo
• 4. Črpalka za spajkanje
• 5. Napajanje 5V

2. korak: Izdelava vezja na ploščici

Prva stvar, ki jo morate narediti pred izdelavo prototipa, je, da dobite pin -diagram svoje matrice 8x8 in označite referenčno točko za identifikacijo zatičev v vseh matrikah. To vam lahko pomaga pri sestavljanju vezja.

Priložil sem pin -diagram matričnega modula, ki sem ga tukaj uporabil. V mojem modulu so bile vrstice negativni zatiči. Ta diagram pin ostaja enak za večino modulov na trgu.

V vezju je prikazano, da se za nadzor osmih vrstic uporablja en sam premični register, za nadzor stolpcev pa uporabimo en premični register za vsakih 8 stolpcev.

Na krovu izdelamo preprost drsni zaslon 8 x 8.

Vezje je razdeljeno na dva dela - krmiljenje vrstic in krmiljenje stolpcev. Najprej zgradimo nadzor stolpca.

Pin 4 iz arduina je povezan s pin 14 (SER) registra premikov. (To je vhodni pin serijskih podatkov v registru premikov. Skozi ta pin se napajajo logične ravni, potrebne za vklop LED

Pin 3 iz arduina je priključen na pin 12 (RCLK) registra premika. (Poimenujmo ta pin kot izhodni pin ura. Podatki v pomnilniku registrov premikov se potisnejo na izhod, ko se ta ura sproži.)

Pin 2 iz arduina je priključen na pin 11 (SRCLK) registra premika. (To je vhodni zatič ure, ki podatke premakne v pomnilnik.)

VCC +5V se da registru premikov preko njegovega pina 16, isti pa je priključen na pin 10. (Zakaj? Pin 10 je kontakt SRCLR, ki ob sprožitvi počisti podatke v registru premikov. Je aktiven nizki pin, zato je za ohranitev podatkov v pomnilniku registra premikov treba ta pin ves čas napajati s +5V.)

Ozemljitev je priključena na pin GND (pin 8 v registru premikov) in na pin OE (pin 13 v registru premikov). (Zakaj? Pin za omogočanje izhoda je treba sprožiti, da se dajo izhodi glede na signal ure. To je aktivni nizek pin, tako kot pin SRCLR, zato ga je treba ves čas vzdrževati v osnovnem stanju, da omogočite izhodi.)

Zatiči stolpcev matrike so povezani z registrom premika, kot je prikazano na vezju, z uporom 470 ohmov med matrico in registrom premika

Zdaj za krmilno vezje vrstice.

Pin 7 iz arduina je priključen na pin 14 (SER) registra premikov

Pin 5 iz arduina je priključen na pin 11 (SRCLK) registra premika

Pin 6 iz arduina je priključen na pin 12 (RCLK) registra premika

VCC +5V sta podana na Pin 16 in Pin 10, kot je opisano zgoraj

Ozemljitev je priključena na pin 8 in pin 13

Kot sem že omenil, so bile vrstice v mojem primeru negativni zatiči. Negativne zatiče matrike je bolje upoštevati kot vrstice na zaslonu. Ozemljitveno povezavo je treba preklopiti na te negativne zatiče s tranzistorji BC548/2N4401, ki jih krmilijo izhodne logične ravni registra premika. Več negativnih zatičev potrebuje več tranzistorjev

Podajte vrstne povezave, kot je prikazano na diagramu vezja

Če vam je uspelo izdelati prototip matričnega prikaza 8 x 8, lahko preprosto podvojite del vezja za krmiljenje stolpcev in razširite matriko na poljubno število stolpcev. Za vsakih 8 stolpcev (en modul 8 x 8) morate dodati eno 74HC595 in jo marjetico povezati s prejšnjo.

Daisy povezuje registre premikov za dodajanje več stolpcev

Daisy veriga v elektrotehniki je shema ožičenja, v kateri je več naprav povezanih v zaporedju.

Mehanizem je preprost: zatiči SRCLK (vhodna ura. Pin 11) in RCLK (izhodna ura. Pin 12) se delijo med vse registre premikov, verižno vezanih, medtem ko se vsak QH PIN (Pin 9) prejšnjega registra premikov v veriga se uporablja kot serijski vhod za naslednji premični register prek PIN -a SER (pin 14).

Preprosto povedano, z marjetico, ki povezuje registre premikov, jih je mogoče upravljati kot en sam register premikov z večjim pomnilnikom. Če na primer povežete dva 8 -bitna registra premikov, bosta delovala kot en sam 16 -bitni register premikov.

Koda

V kodi podajamo stolpce z ustreznimi logičnimi ravnmi glede na vnos, medtem ko skeniramo vzdolž vrstic. Znaki od A do Z so v kodi definirani kot logične ravni v matriki bajtov. Vsak znak je širok 5 slikovnih pik in visok 7 pikslov. Podrobneje sem razložil delovanje kode kot komentarje v sami kodi.

Koda Arduino je priložena tukaj.

Korak: Spajkanje

Za lažje razumevanje spajkanega vezja sem ga naredil čim večjega in dal ločene plošče za krmilnike vrstic in stolpcev ter jih povezal skupaj z glavami in žicami. Zmanjšate ga lahko tako, da komponente spajkate bližje drug drugemu ali če ste dobri pri oblikovanju tiskanih vezij, lahko naredite tudi manjše tiskano vezje po meri.

Na vsak zatič, ki vodi do matrike, namestite upor 470 ohmov. Vedno uporabite glave za priključitev LED matric na ploščo. Bolje je, da jih ne spajkate neposredno na ploščo, saj jih lahko dolgotrajna izpostavljenost toploti trajno poškoduje.

Ker sem naredil ločene plošče za kontrolnike vrstic in stolpcev, sem podaljšal žice z ene plošče na drugo, da povežem stolpce. Tu je deska na vrhu za nadzor vrstic, plošča na dnu pa za nadzor stolpcev.

potrebuje le en sam 74HC595, da poganja vseh 8 vrstic. Toda glede na število stolpcev je treba dodati več registrov premikov, ni teoretične omejitve števila stolpcev, ki jih lahko dodate v to matriko. Kako velik lahko dosežete? Sporoči, ko prideš tja!;)

4. korak: Preizkusite končano prvo polovico vezja

Vedno ga preizkusite na pol, da poiščete možne napake, kot so ohlapne povezave, napačna povezava z pin itd.: Mnogi ljudje, ki so me prosili za pomoč pri odkrivanju napake v svoji matriki, so naredili napako z izpisom stolpca vrstice iz matričnega modula. Pred spajkanjem dvakrat preverite in uporabite barvno označene žice, da zlahka ločite nožice.

5. korak: Izdelava druge polovice

Podaljšajte isti krmilni krog stolpca. Vrstice so zaporedno povezane s prejšnjo.

Zatiči SRCLK in RCLK se vzamejo vzporedno, QH (izhod serijskih podatkov. Pin 9) zadnjega premičnega registra dokončanega vezja pa je povezan s SER (serijski podatki v. Pin 14) naslednjega premičnega registra. Moč VCC in GND si prav tako delita med vsemi IC.

Korak 6: Rezultat

Ko končate s spajkanjem, je naslednji korak izdelava ohišja za zaslon. Vedno je bolje oblikovati ohišje po meri z uporabo Fusion 360 ali katerega koli drugega orodja za 3D oblikovanje in ohišje 3D natisniti. Ker takrat še nisem imel dostopa do 3D tiskanja, sem si s pomočjo prijatelja, ki se dobro obdeluje les, izdelal lesen kovček.

Upam, da ste uživali v branju tega navodila. Slike spodnje različice tega projekta objavite v spodnjem oddelku za komentarje. Če imate kakršna koli vprašanja, jih vprašajte tukaj ali pošljite e -pošto na naslov [email protected]. Z veseljem vam bom pomagal.