Создайте матрицу L.E.D размером 8x10: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

ОБНОВЛЕНИЕ 1: Я ДОБАВЛЕН КОД ДЛЯ КОНВЕЯ ИГРЫ ЖИЗНИ ОБНОВЛЕНИЕ 2: ТЕПЕРЬ ВЫ МОЖЕТЕ СОХРАНИТЬ НЕКОТОРЫЕ ПИН-коды ARDUINO С ПОМОЩЬЮ РЕГИСТРА С 1 СМЕЩЕНИЕМ. В этом руководстве я покажу вам, как построить довольно причудливую матрицу L. E. D 8 на 10 (с прокручивающимся текстом и анимацией), используя Arduino и счетчик декад 4017. Матрицу такого типа легко создать и запрограммировать, и это хороший способ научиться мультиплексировать. Я добавил еще одну часть к этому руководству об использовании сдвигового регистра 74HC595, который поможет сэкономить некоторые контакты Arduino для других вещей, которые вы хотели бы сделать. Итак, теперь вам нужно идти дальше. Вы можете сделать эту матрицу без сдвигового регистра, и это сэкономит вам часть работы по пайке, или использовать сдвиговый регистр, если вы хотите иметь больше свободных выводов для использования.

Шаг 1. Что вам нужно

Инструменты: 1. Паяльник 2. Немного припоя 3. Маленькие плоскогубцы 4. Инструмент для зачистки проводов Для матрицы: 1. 80 светодиодов 2. 8 резисторов (величина определяется типом светодиодов) 3. 4017 декадный счетчик 4. 10 резисторов 1 кОм 5. 10 транзисторов 2N3904 6. одножильный провод 7. монтажная плата 8. опционально Arduino - 9. сдвиговый регистр 74HC595 10. несколько разъемов контактов.

Шаг 2: выбор НЭ и резисторов

Это одна из самых важных частей этого проекта, потому что для светодиода очень важно выбрать правильные. Я рекомендую использовать 5-миллиметровые рассеянные светодиоды, потому что они дают хорошее количество света и создают четкое изображение (цвет светодиодов - только ваш выбор). Вы также можете использовать 3-миллиметровые светодиоды, но это сильно усложнит пайку, и вы получите небольшой дисплей. Еще один совет - покупать светодиоды на Ebay, потому что вы можете получить действительно хорошую цену, а иногда также получать бесплатные резисторы (как в моем случае). Не покупайте ровно 80 светодиодов, потому что один или несколько светодиодов могут быть повреждены, я советую купить еще 10 или 20, и если некоторые из них останутся, вы всегда можете использовать их в будущем проекте. Теперь, чтобы рассчитать номинал 8 резисторов, вы можете использовать этот сайт: https://led.linear1.org/1led.wiz. Сначала вы должны получить некоторые характеристики своих светодиодов, вы должны знать их прямое напряжение и прямой ток, вы можете получить эту информацию у продавца. Arduino дает на выходе 5 В, поэтому напряжение источника составляет 5 В.

Шаг 3: Multi What?

Итак, что такое мультиплексирование: это, по сути, способ разделить информацию на маленькие кусочки и отправить их один за другим. таким образом вы можете сэкономить много контактов на Arduino и сделать вашу программу довольно простой. В нашем случае мы разделяем изображение, которое хотим отобразить, на 10 частей (10 строк). Мы хотим сканировать строки матрицы (загораться по одной строке за раз) и отправлять информацию из Arduino в столбцы. Все столбцы являются положительными для светодиодов, а строки - отрицательными, поэтому, если первая строка подключена к земле и мы отправляем информацию в столбцы, мы будем освещать только первую строку. Чтобы получить хорошее отображение, нам нужно сканировать строки очень быстро, настолько быстро, что человеческий глаз думает, что все строки связаны одновременно. Так почему же 4017: для этой светодиодной матрицы я хотел использовать эту полезную микросхему. Вот хороший сайт для изучения основ этой ИС: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm Десятилетний счетчик 4017 используется для мультиплексирования. Эта ИС в основном сканирует строки матрицы (загорается по одной строке за раз). В нашем случае мы хотим соединить ряды с землей, но 4017 не работает, чтобы потреблять ток, поэтому для решения этой небольшой проблемы нам нужно использовать транзистор с резистором. У 4017 есть 10 выходных контактов, поэтому нам нужно 10 резисторов и 10 транзисторов, мы подключаем резисторы 1 кОм к выходам 4017 и базу транзистора к другому концу резистора. Затем соединяем коллекторы транзистора с рядами, а эмиттер - с землей. Вот паспорт транзистора, который нам нужен: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf Сдвиговый регистр: эта маленькая микросхема очень полезна, она позволяет вам управлять множеством выходов с помощью использование только 3 контактов от микроконтроллера. Подключив больше микросхем, вы можете увеличить количество выходов с потерей большего количества контактов микроконтроллера. Вы можете узнать больше о них и о том, как их использовать с Arduino, по этой ссылке:

Шаг 4: пайка матрицы

Паять светодиодную матрицу очень непросто, есть много способов сделать это, и я дам вам только два. Первый - тот, который я использовал, и этот способ требует много времени и усилий, но конечный результат очень приятный и красивый. Вам нужно соединить все положительные выводы светодиодов в столбцах, а отрицательные - в строках. Теперь вы сделаете это, взяв положительный вывод первого светодиода и согнув его к другим светодиодам, припаяв контакты, которые соприкасаются друг с другом, отсюда возьмите последний припаянный провод, снова согните его и повторяйте, пока не получите все положительные выводы подключены в колонке. отрежьте отведения, которые вы не использовали. Теперь сложная часть - это соединение отрицательных выводов в ряд, потому что вы не можете их согнуть и припаять, как вы это делали с положительными выводами. Теперь я использовал маленькие перемычки из одножильного провода и подключил их, как вы можете видеть на картинке ниже (это требует много времени и работы). Второй способ - начать так же, как и первый, но с единственной разницей в подключении отрицательных контактов. Этот метод экономит много времени и намного проще. Хитрость заключается в том, чтобы наложить какую-то ленту или что-то другое на соединения колонок, чтобы изолировать их от отрицательных выводов, и если вы это сделаете, вы также можете согнуть отрицательные выводы и соединить их, как вы это делали с положительными. Без регистра сдвига: через резистор вы подключаете каждый столбец к Arduino (контакты 0-7). Вывод сброса 4017 идет на вывод 8 на Arduino, а вывод часов - на вывод 9 на Arduino. С регистром сдвига: теперь, если вы подключите все, как показано на схеме, вам нужно будет подключить контрольные выводы следующим образом: Регистр сдвига: Data Pin = arduino pin9 Latch Pin = arduino pin 11 Clock Pin = arduino pin 10 The 4017: вывод часов = вывод 13 Arduino, вывод сброса = вывод 12 arduino

Шаг 5: пора программировать

Я написал небольшую программу для прокрутки текста и добавил все буквы и цифры (много работы). Я использовал порты для своей программы, потому что это экономит место и проще в обращении. Если вы не знаете, как работать с портами на Arduino, я рекомендую изучить его на веб-сайте arduio, прежде чем начать. вот ссылка: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Если вы хотите создавать свои собственные изображения, я сделал небольшой инструмент с помощью excel, который значительно упростит запись изображений (инструкции прилагаются к инструменту) Если у вас нет excel, я рекомендую сделать матрицу краской и нарисовать изображение там, и тогда было бы намного проще записывать байты. И последнее: не забудьте отключить контакты 0 и 1 при загрузке программы, потому что эти контакты также используются в качестве контактов связи и могут вызвать некоторые ошибки в программе. Если вы решите использовать регистр сдвига, вам не нужно беспокоиться об отключении контактов 0 и 1 на Arduino. Я также добавил код для управления матрицей со сдвиговыми регистрами.

Шаг 6: Готово

Теперь вы можете попробовать создать свои шаблоны и изображения, и вы будете знать, как использовать 4017 IC и регистр сдвига 74HC595.