Адресные 7-сегментные дисплеи: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Время от времени в моей голове щелкает идея, и я думаю: «А как этого не было раньше?» и в большинстве случаев так оно и было. В случае с «Адресуемым 7-сегментным дисплеем» - я действительно не думаю, что это было сделано, по крайней мере, не так.

В большинстве случаев 7-сегментные дисплеи оказываются намного сложнее, чем вы думаете. По сути, вы просто зажигаете кучу светодиодов для отображения цифр или букв. Это означает, что вам нужно контролировать каждый сегмент каждой имеющейся цифры, поэтому, если у вас есть 4 цифры, это 4 * 7 = 28 выходов! Не говоря уже о проводке и резисторах. Затем, когда вы начинаете водить их, все становится не так просто. Я решил создать простой способ иметь столько или меньше 7-сегментных дисплеев, сколько вы хотите, и они будут супер модульными. Независимо от того, хотите ли вы 20 или 2, вам нужна только одна линия данных от Arduino для управления ими. Следуйте за мной, чтобы увидеть, как я это сделал, или сделать свой собственный, или просто узнать, как они работают!

Если вы не хотите создавать свои собственные или просто хотите поддержать проекты с открытым исходным кодом, которые я создаю, я сейчас провожу краудфандинговую кампанию для этих дисплеев на моем веб-сайте!

Шаг 1. Посмотрите видео

Если вы узнаете больше, просматривая видео, я объясню, как я их создал и как они работают.

Не забудьте подписаться!

www.youtube.com/seanhodgins

Шаг 2: Получите детали и инструменты

Здесь не так много деталей, что делает его отличным, но с пайкой для поверхностного монтажа все будет в порядке.

Частей на дисплей:

• 1 x Custom PCB - получите файлы с GitHub или закажите через PCBWay
• 3 x WS2811 - Адафрут
• 1 x 7-сегментный дисплей - должен быть общий анод! Они есть у Sparkfun
• Резистор 3 x 33 Ом 0805 - Digikey
• 3 x 1 мкФ конденсатор 0805 - Digikey
• 1 x 3-контактный прямоугольный разъем - розетка - Digikey
• 1 x 3-контактный прямоугольный разъем - папа - Digikey

Инструменты:

• Паяльник
• Печь оплавления или горячий воздух (необязательно, но проще)
• Паяльная паста или припой

Если вы хотите пропустить сборку и просто купить парочку, идите сюда

shop.idlehandsdev.com/products/addressable-7-segment-display

Шаг 3. Начните с компонентов для поверхностного монтажа

На тыльную сторону нанесите паяльную пасту. Все это действительно щадящие компоненты, поэтому было бы неплохо начать с проекта, если вы никогда не переплавляли компоненты для поверхностного монтажа. После нанесения паяльной пасты установите крышки, резисторы и, наконец, WS2811. Следуйте отметкам на доске.

Шаг 4: оплавление

Вытащите этот горячий воздух или печь оплавления, нагрейте их, пока вся паяльная паста не затвердеет. Если у вас нет горячего воздуха или печи оплавления, вы можете использовать паяльник и припой. Это более утомительно, но вполне выполнимо. У меня есть видео по этому поводу, если вы хотите узнать некоторые техники. Посмотрите здесь:

Шаг 5: Добавьте заголовки контактов

Порядок шагов, в котором находится эта инструкция, важен. Затем необходимо припаять разъемы контактов, потому что их контактные площадки скоро будут скрыты под 7-сегментным дисплеем. Плата показывает, в каком направлении идут штекерные и женские штыревые разъемы. Попробуй их выпрямить!

Шаг 6: припаяйте 7-сегментный дисплей

Наконец, нам нужно припаять 7-сегментный дисплейный компонент. Убедитесь, что он находится в правильной ориентации, следуя направлению шелкографии.

Как только вы закончите пайку, очистите плату своим любимым очистителем, и все готово!

Шаг 7: Как работает оборудование

Микросхема WS2811 может управлять 3 светодиодами с переменным током. Обычно это красный, зеленый и синий светодиоды, которые могут воспроизводить тысячи разных цветов. В случае 7-сегментного дисплея мы используем 3 WS2811 для управления яркостью 8 различных сегментов 7-сегментного дисплея. Два из WS2811 подключены к 3 сегментам, а последний подключен к 2 сегментам, а один остается. Оставшийся на самом деле подключен к незаселенному светодиоду, который, как я подумал, может быть для чего-то полезен.

Способ адресации WS2811 заключается в том, что он может передавать данные от одного WS2811 к другому. Поэтому, когда вы отправляете строку битов (данных), она принимает свою собственную информацию о том, какие светодиоды включать, и передает некоторую информацию следующим WS2811, пока они все не получат информацию. Это означает, что для этого метода связи требуется только одна линия данных. Как только данные были получены для одной цифры, они передают данные в следующие три. На изображении выше очень упрощенная схема. Свободный зеленый провод - это то, что переходит на следующий дисплей.

Шаг 8: Как работает демонстрационная программа

Я быстро собрал программу Arduino, чтобы продемонстрировать, как отображать объекты на адресном 7-сегментном дисплее. Он использует библиотеку Adafruit NeoPixel для управления отображением чисел. По сути, он превращает каждую цифру в 3 неопикселя. Вы можете отправить одну цифру на один дисплей и управлять его яркостью, просто написав:

writeDigit (DisplayNumber, Number, Brightness);

Номер дисплея - это номер справа налево, на котором вы хотите записать дисплей, начиная с 0. Номер - это фактическое число, которое вы хотите отображать на дисплее от 0 до 9, а яркость - это значение от 0 до 255 для того, как ярким, как вы хотите.

Каждый раз, когда вы хотите обновить дисплеи, вы должны отправлять:

сегменты.show ();

Поскольку здесь нет мультиплексирования, это позволяет очень легко делать такие вещи, как пульсировать числа, затемнять их, создавать крутые анимации.

Отдельной библиотеки нет, но, возможно, скоро я буду над ней работать. Если вы хотите внести свой вклад в проект и написать библиотеку, не стесняйтесь обращаться ко мне, и я пришлю вам несколько дисплеев.

Шаг 9: Соедините их вместе

Второй приз в конкурсе печатных плат