Микро: бит - светодиодная матрица: 14 ступеней

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом руководстве я расскажу, как собрать светодиодную матрицу для micro: bit из светодиодных лент. В качестве примеров я буду использовать матрицу 4x4 и матрицу 10x10. Поскольку я работаю в школе, где мы много строим, нам пришлось бы отказаться от множества держателей батарей, блоков питания и micro: bit, если бы все нужно было встроить в проект. С другой стороны, это выглядит не очень хорошо, если вы просто подключите micro: bit с помощью разъемов типа «крокодил», поэтому в этом руководстве я также покажу, как мы создаем вещи, чтобы их можно было снова использовать.

Я уже сделал краткое руководство о том, как программировать неопиксели, но позже я загружу другое руководство, в котором немного больше внимания будет уделено тому, как программировать матрицу неопикселей.

Запасы

Материалы:

Фанера толщиной 4 мм

1 x регулятор напряжения ТО220-3

2 x 10 мкФ электролитический конденсатор

Блок питания 1 x 5 вольт 2 А достаточно для матрицы 4х4, но вам нужно 4 А для матрицы 10х10

3 болта M3 25

12 гаек M3

1 x Micro: бит

1 резистор 330 Ом

1 x двухсторонний разъем для клеммной колодки с винтовыми зажимами

Полоска Micro: bit-совместимых неопикселей. Предпочтительно 60 светодиодов на метр. Вам понадобится чуть более полуметра для матрицы 4 x 4 и чуть менее 2 метров для матрицы 10 x 10.

Несколько метров провода. Хорошо, если у вас будут разные цвета

Небольшой кусок паяльной платы

Немного изоленты

Клей для дерева

Горячий клей

Инструменты:

Инструменты для пайки

Лазерный резак

Кусачки

Карандаш

Старая кисть

Пистолет для горячего клея

4 соединительных провода из крокодиловой кожи

Шаг 1: вырежьте дерево

Сначала используйте лазерный резак, чтобы вырезать дерево. Я загрузил файлы, чтобы вырезать как матрицу 4x4, так и матрицу 10x10.

Шаг 2: соберите сетку и ножку

Используйте столярный клей, чтобы собрать сетку. Я использовал старую кисть, чтобы нанести клей, но вы можете использовать что угодно. Имейте в виду, что две части сетки немного тоньше остальных. Это конечные части. Нам нужно пропустить провода, поэтому поместите их на противоположных концах сетки.

Перспектива на фото немного сбивает с толку. Вы должны приклеить заднюю часть ко второй по длине части треугольника, а не к самой длинной. Бэкэнд представляет собой квадрат с 5 отверстиями.

Шаг 3. Вырежьте полоску Neopixel

Вы хотите вырезать полоску неопикселя по белой линии. Если вы делаете матрицу 4x4, то вы хотите вырезать 4 полосы с 4 неопикселями на ней, а если вы делаете матрицу 10x10, то вы хотите вырезать 10 полос с 10 неопикселями на каждой. Фабрики производят длинные полоски из неопикселей, а более короткие полоски спаяют вместе. Эти места пайки станут проблемой позже, поэтому постарайтесь разрезать полосы таким образом, чтобы вы разрезали там, где фабрики спаяли вместе. Это может означать, что вы тратите впустую несколько неопикселей, но это значительно облегчит вашу работу с последними.

Шаг 4: соберите Neopixels

Возьмите самый большой квадрат, который был вырезан. Используйте собранную вами сетку, чтобы пометить пером, где должны быть неопиксели. На большинстве полосок neopixels есть лента, поэтому их легко просто приклеить на место. Если у вас нет, то вам нужно использовать клей.

Имейте в виду, что неопиксели являются направленными, поскольку данные могут идти только в одном направлении. Важно, чтобы все неопиксельные полоски проходили одинаково: у вас есть Din с одной стороны, а с Do - с другой.

Шаг 5: Подключение Neopixels

При подключении неопикселей помните, что питание, земля и данные будут проходить от первой полосы к следующей, затем к следующей полосе и так далее.

Полоса -> Следующая полоса

5v + -> 5v +

земля -> земля

Сделать -> Дин

Питание и земля могут работать в обоих направлениях в неопикселе, поэтому неважно, как вы подключаете каждую полоску там, что означает, что вы можете пойти коротким путем, но данные могут идти только в одну сторону, поэтому убедитесь, что вы подключаете Do к Din..

Шаг 6: проверьте матрицу

Прежде чем приклеить сетку поверх неопикселей, мы хотим убедиться, что все работает. Работа с большим количеством неопикселей с вашего micro: bit может привести к его короткому замыканию, но вы можете фактически запустить 16 неопикселей с micro: bit без внешнего питания, если одновременно включен только один неопиксель. Загрузите тестовую программу в micro: bit, подключите к светодиодной матрице проводами типа «крокодил».

Теоретически это также можно сделать со 100 пикселями, но это немного рискованно, вместо этого используйте провода крокодила для подключения источника питания к неопиксельной матрице, а затем загрузите тестовую программу в micro: bit и подключите его к земле и данным. с помощью крокодиловых проводов.

Для матрицы 4х4

Микро: бит -> неопиксели

GND -> GND

3 В -> 5 В +

Штифт 0 -> Din

Для матрицы 10х10

микро: бит

Микро: бит -> неопиксели

GND -> GND

Штифт 0 -> Din

Питание -> Неопиксели

GND -> GND

Мощность -> 5В +

Включите micro: bit и несколько раз нажмите кнопку A, чтобы убедиться, что все полоски работают.

Использую эту программу для тестирования матрицы 10х10.

Использую эту программу для тестирования матрицы 4х4.

Шаг 7: приклейте сетку к неопикселям

Предполагая, что все сработало, теперь нужно приклеить сетку к непикселям. Помните, что нам нужны две более тонкие детали, которые вы кладете на каждый конец, чтобы покрыть две стороны, где вы паяли, иначе вы не сможете выровнять сетку должным образом. Если у вас есть заводская пайка, которая не размещена на конце, вы обнаружите, что невозможно выровнять сетку, поэтому отшлифуйте небольшое отверстие в сетке, в которое может поместиться заводская пайка.

После того, как вы приклеили сетку к пластине neopixel, положите на нее что-нибудь тяжелое и дайте ей высохнуть, пока она находится под напряжением.

Помните, что столярный клей является проводящим до тех пор, пока он не высохнет, поэтому не подключайте сетку матрицы к источнику питания, пока не убедитесь, что она высохла.

Шаг 8: Пайка платы регулятора напряжения

Теперь приступим к пайке платы регулятора напряжения. Вы можете увидеть мою схему окончательной схемы на картинке выше, но имейте в виду, что некоторые соединения будут выполнены винтами, а не пайкой.

Ноги в To220-3 расположены немного странно. У вас есть земля слева, питание справа и 3,3 В посередине. Мы хотим припаять конденсаторы между землей и 3,3 В для стабилизации питания micro: bit и между землей и 5 вольт для стабилизации питания неопикселей.

Затем вы хотите припаять неопиксельную матрицу к Vin и GND.

Neopixel -> To220-3

5 v + -> Vin

земля -> земля

Затем вы хотите припаять провод к средней ножке. Этот провод будет для micro: bit.

Затем вы хотите припаять дополнительный провод к Вин на правой ножке. Этот провод позже пойдет к источнику питания.

Наконец, вы хотите припаять два дополнительных провода к земле. Один провод пойдет к источнику питания, а другой - к микробиту.

Шаг 9: резистор на проводе данных

Согласно руководству adafruits neopixel, вы всегда должны подключать резистор 300+ Ом к проводу данных к первому neopixel. Поэтому мы припаиваем резистор 330 Ом к проводу передачи данных и припаиваем новый провод к другому концу резистора.

Затем, чтобы предотвратить короткое замыкание, мы покрываем пайку и резистор изолентой.

Шаг 10: добавление винтов

Теперь возьмите один из винтов M3, оберните вокруг него провод заземления, который вы хотите подключить к micro: bit, и удерживайте его на месте с помощью одной из гаек. Сделайте то же самое для провода данных и провода 3,3 В.

Затем вставьте винты в отверстия. Gnd через крайнее левое отверстие, 3,3 В через второе слева и данные через крайнее правое отверстие. Используйте по две гайки на каждой, чтобы удерживать их на месте. Мы используем два вместо одного, потому что нам также нужно соблюдать некоторое расстояние, когда мы подключаем micro: bit.

Шаг 11: склейте все вместе

Теперь мы горячим клеем клеммный соединитель сбоку, затем горячим клеем плату регулятора напряжения на место, а в конце горячим склеиваем ножку и неопиксельную плату вместе.

Имейте в виду, что есть два разных способа подключения неопикселей. их можно соединить так, чтобы полоски шли из стороны в сторону или вверх-вниз. Если неопиксели идут вверх и вниз, тогда будет легче создавать анимацию, которая движется вверх и вниз, а если неопиксели перемещаются из стороны в сторону, тогда будет легче создавать анимацию, которая движется из стороны в сторону. Здесь матрица 4x4 будет двигаться вверх и вниз, а матрица 10x10 будет двигаться из стороны в сторону.

Шаг 12: подготовьте блок питания и подключите его

Обрежьте конец кабеля питания и оголите провода. Затем вверните его в винтовой зажим. Не забудьте подключить питание к источнику питания и заземление к земле.

Шаг 13: Добавление Micro: bit

Запрограммируйте свой micro: bit, а затем прикрутите его.

Шаг 14: проверьте это

Теперь подключите неопиксельную матрицу к питанию и протестируйте матрицу. После этого вы можете добавить сверху свой собственный материал для дефузии.