תוכן עניינים:
2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-13 06:57
שלום לכולם, אני אוהב לעבוד עם תצוגות LED עם 7 קטעים או עם מטריצת נקודות וכבר עשיתי איתם פרויקטים רבים ושונים.
בכל פעם הם מעניינים כי יש איזה סוג של קסם כיצד הם יכולים לעבוד כי מה שאתה רואה זה אשליה אופטית!
לתצוגות יש הרבה סיכות לחיבור עם Arduino (או מיקרו -בקר אחר) והפתרון הטוב ביותר הוא ליישם את הטכניקות של ריבוב נתונים כדי למזער את השימוש ביציאות שלהם.
כאשר אתה עושה זאת, כל קטע או כל נורית יופעלו כמה רגעים (מילי שניות או פחות), אך החזרה על כך בכל כך הרבה פעמים בשנייה יוצרת אשליה של התמונה שאתה רוצה להציג.
מבחינתי הדבר המעניין ביותר הוא לפתח את ההיגיון, התוכנית על מנת לברר כיצד הם יכולים להציג את המידע הנכון בהתאם לפרויקט שלך.
בפרויקט אחד באמצעות תצוגות דורש זמן רב להרכיב את כל הרכיבים על לוח לחם עם חוטים רבים לחיבורים.
אני יודע שיש בשוק הרבה תצוגות שונות עם I2C, עם דרכים פשוטות (או לא), לתכנת אותן וגם השתמשתי בהן אבל אני מעדיף לעבוד עם רכיבים סטנדרטיים כמו 74HC595 (מרבב IC) ו- ULN2803 (מנהלי התקנים) מכיוון הם נותנים לך יותר שליטה בתוכנית שלך וגם יותר חוסן ואמינות בניצול שלך.
כדי לפשט את תהליך ההרכבה פיתחתי מודול LED Dipslay למספר מטרות באמצעות רכיבים פשוטים ונפוצים בעולם של הארדואינו.
עם מודול זה אתה יכול לעבוד עם מטריצת נקודות עם נוריות צבע כפולות בשני גדלים סטנדרטיים (גדולים וקטנים יותר) וגם אתה יכול לשלוט בתצוגת 7 Seg x 4 ספרות שהן מאוד נפוצות וקלות למצוא אותן בשוק.
ואתה יכול גם לעבוד עם המודולים האלה במפלים בדרך סדרתית (נתונים שונים לתצוגות) או בדרך מקבילה (אותם נתונים לתצוגות).
אז בואו נראה כיצד מודול זה יכול לעבוד ולעזור לכם בהתפתחויות שלכם!
וידאו (מודול תצוגת LED)
וידאו (בדיקת D Matrix)
בברכה, לגסילבה
שלב 1: רכיבים
PCB (מעגל מודפס)
- 74HC595 (03 x)
- ULN2803 (02 x)
- טרנזיסטור PNP - BC327 (08 x)
- התנגדות 150 אוהם (16 x)
- התנגדות 470 אוהם (08 x)
- קבלים 100 nF (03 x)
- שקע IC 16 פינים (03 x)
- שקע IC 18 פינים (02 x)
- נקבה מחבר פינים - 6 פינים (8 x)
- כותרות סיכה 90º (01 x)
- כותרות סיכה 180º (01 x)
- מחבר Borne KRE 02 סיכות (02 x)
- PCB (01 x) - מיוצר
אחרים
- Arduino Uno R3 / Nano / דומה
- תצוגת LED 04 ספרות x 7 קטעים - (אנודה נפוצה)
- LED Dot Matrix צבע כפול (ירוק ואדום) - (אנודה נפוצה)
הערות חשובות:
- שמתי את גליון הנתונים של כל הרכיבים החשובים ביותר רק כהפניה, אך עליך לבדוק את גליון הנתונים של הרכיבים שלך לפני השימוש בהם.
- לוח זה תוכנן לשימוש רק בתצוגות של ANODE COMMON.
שלב 2: אבות טיפוס ראשונים
אב הטיפוס הראשון שלי נעשה על קרש לחם כדי לבדוק את המעגל.
לאחר מכן עשיתי אב טיפוס נוסף באמצעות לוח אוניברסלי כפי שניתן לראות בתמונות.
לוח מסוג זה מעניין לייצר אב טיפוס מהיר אך אתה מבין שעדיין מחזיק הרבה חוטים.
זהו פתרון פונקציונלי אך לא כה אלגנטי בהשוואה ל- PCB הסופי (הכחול).
אני לא טוב בהלחמה כי אין לי מספיק ניסיון בתהליך הזה אבל אפילו זה קיבלתי תוצאות טובות גם עם ניסיון וגם יותר חשוב: לא שרפתי שום רכיב וגם לא את הידיים!
כנראה שהתוצאות בלוח הבא שלי יהיו טובות יותר בשל התרגול.
בשל כך אני ממליץ לך לנסות חוויה מסוג זה כי היא תהיה מצוינת עבורך.
רק זכור להקפיד על הברזל החם ולנסות לא להשקיע יותר מכמה שניות על רכיב כדי להימנע משריפה !!
ולבסוף, ב- YouTube אתה יכול למצוא סרטונים רבים על הלחמה שתוכל ללמוד לפני שאתה הולך לעולם האמיתי.
שלב 3: עיצוב PCB
תכננתי את ה- PCB הזה באמצעות תוכנה ייעודית לייצור לוח שכבה כפולה והוא פותח בכמה גרסאות שונות לפני הגרסה האחרונה.
בהתחלה הייתה לי גרסה אחת לכל סוג של תצוגות והרי החלטתי לשלב הכל בגרסה אחת בלבד.
מטרות עיצוב:
- פשוט ושימושי לאב טיפוס.
- התקנה קלה וניתנת להרחבה.
- מסוגל להשתמש ב -3 סוגים שונים של תצוגות.
- רוחב מרבי של מטריצת הנקודה הגדולה של LED.
- אורך מרבי ב 100 מ"מ כדי למזער את עלויות הייצור של הלוח.
- החל מרכיבים מסורתיים במקום SMD כדי להימנע מקשיים נוספים במהלך תהליך הלחמה ידני.
- הלוח חייב להיות מודולרי כדי להיות מחובר ללוחות אחרים במפל.
- פלט סידורי או מקביל ללוחות אחרים.
- מספר לוחות חייבים להיות בשליטת ארדואינו בלבד.
- רק 3 חוטי נתונים לחיבור ארדואינו.
- חיבור מתח חיצוני 5V.
- הגדל את החוסן החשמלי באמצעות טרנזיסטורים ומנהגים (ULN2803) לשליטה על נוריות הלדים.
הֶעָרָה:
הקשור לפריט האחרון הזה אני ממליץ לך לקרוא את הוראות ההוראה הנוספות שלי על רכיבים אלה:
שימוש ב- Shift Register 74HC595 עם ULN2803, UDN2981 ו- BC327
ייצור PCB:
לאחר שסיימתי את העיצוב, שלחתי אותו ליצרן PCB בסין לאחר חיפושים רבים אצל ספקים מקומיים שונים ובמדינות שונות.
הנושא העיקרי היה קשור לכמות הלוחות מול העלות מכיוון שאני צריך רק כמה מהם.
לבסוף החלטתי לבצע הזמנה רגילה (לא הזמנה מפורשת בשל עלויות גבוהות יותר) של 10 לוחות בלבד עם חברה בסין.
לאחר 3 ימים בלבד הלוחות יוצרו ונשלחו אלי לחצות את העולם בעוד 4 ימים.
התוצאות היו מצוינות !!
בשבוע אחד לאחר הזמנת הרכש הלוחות היו בידי והתרשמתי ממש מהאיכות הגבוהה שלהם ומהמהירות המהירה!
שלב 4: תכנות
לתכנות עליך לזכור כמה מושגים חשובים לגבי עיצוב החומרה ולגבי מרשם המשמרות 74HC595.
הפונקציה העיקרית של 74HC595 היא להפוך את סדרת הכניסה של 8 סיביות ל 8 משמרות במקביל החוצה.
כל הנתונים הטוריים נכנסים לפין #14 ובכל אות שעון הסיביות עוברות לסיכות המקבילות שלה (Qa to Qh).
אם תמשיך לשלוח נתונים נוספים, הביטים יועברו אחד אחד לסיכה מספר 9 (Qh ') כפלט סדרתי שוב ובשל פונקציונליות זו תוכל לשים שבבים מחוברים במפל.
חָשׁוּב:
בפרויקט זה יש לנו שלושה ICs של 74HC595. שני הראשונים פועלים לשליטה בעמודות (עם לוגיקה פוזיטיבית) והאחרון לשליטה על הקווים (עם לוגיקה NEGATIVE עקב תפקוד הטרנזיסטורים PNP).
לוגיקה חיובית פירושה שעליך לשלוח אות ברמה גבוהה (+5V) מארדואינו וההיגיון השלילי פירושו שעליך לשלוח אות רמה נמוכה (0V).
מטריצת נקודה של נוריות LED
- הראשון הוא עבור הפלט של הקתודות של נוריות LED אדומות (8 x) >> COLUMN RED (1 עד 8).
- השני הוא עבור פלט L של הקתודות של נוריות LED ירוקות (8 x) >> COLUMN GREEN (1 עד 8).
- האחרון מיועד לפלט של האנודות של כל הנורות (08 x אדום וירוק) >> קווים (1 עד 8).
לדוגמה, אם ברצונך להפעיל רק את הנורית הירוקה של עמודה 1 ושורה 1 עליך לשלוח את רצף הנתונים הטוריים הבאים:
1º) שורות
~ 10000000 (רק השורה הראשונה מופעלת) - הסמל ~ הוא להפוך את כל הסיביות מ -1 ל -0 ולהיפך.
2º) עמוד ירוק
10000000 (רק העמודה הראשונה של LED ירוק מופעלת)
3º) עמוד אדום
00000000 (כל העמודות של נוריות LED אדומות כבויות)
הצהרות של ארדואינו:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000); // היגיון שלילי לשורות
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000); // היגיון חיובי בעמודות הירוקות
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B00000000); // היגיון חיובי בעמודות האדומות
הֶעָרָה:
אתה יכול גם לשלב את שני הלדים (ירוק ואדום) כדי לייצר את הצבע צהוב כדלקמן:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000);
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);
7 פלחים מוצגים
לתצוגות מסוג זה הרצף זהה. ההבדל היחיד הוא שאתה לא צריך להשתמש בנוריות הירוקות.
1º) DIGIT (1 עד 4 משמאל לימין) ~ 10000000 (ספרה מוגדרת מספר 1)
~ 01000000 (ספרה מוגדרת מספר 2)
~ 00100000 (ספרה מוגדרת מספר 3)
~ 00010000 (ספרה מוגדרת מספר 4)
2º) לא בשימוש
00000000 (כל הביטים מוגדרים לאפס)
3º) קטעים (A עד F ו- DP - בדוק את גליון הנתונים של התצוגה)
10000000 (קטע קטע A)
01000000 (קטע קטע B)
00100000 (קטע קטע C)
00010000 (קטע קטע D)
00001000 (קטע קטע E)
00000100 (קטע קטע F)
00000010 (קטע קטע G)
00000001 (ערכת DP)
דוגמה של Arduino להגדרת תצוגה מס '2 עם מספר 3:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B01000000); // הגדר DISPLAY 2 (היגיון שלילי)
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0); // הגדר נתונים לאפס (לא בשימוש)
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B11110010); // הגדר קטעים A, B, C, D, G)
לבסוף, יישום תהליך זה באפשרותך לשלוט בכל נורית של התצוגה שלך וכן תוכל ליצור כל תווים מיוחדים הדרושים לך.
שלב 5: בדיקה
להלן שתי תוכניות כדוגמא לפונקציונליות של מודול התצוגה.
1) תצוגה לאחור (מ- 999.9 שניות לאפס)
2) Matrix Dot (ספרות 0 עד 9 ואלף בית A עד Z)
3) שעון דיגיטלי RTC בתצוגת LED של 4 ספרות ו -7 קטעים
האחרון הוא עדכון של הגרסה הראשונה שלי של שעון דיגיטלי.
שלב 6: סיכום והשלבים הבאים
מודול זה יהיה שימושי בכל הפרויקטים העתידיים הדורשים תצוגת LED כלשהי.
כשלבים הבאים ארכיב עוד כמה לוחות לעבודה איתם במצב אשד ואפתח ספרייה מדי כדי לפשט עוד יותר את התכנות.
אני מקווה שנהניתם מהפרויקט הזה.
אנא שלח לי את הערותיך מכיוון שזה חשוב לשיפור הפרויקט והמידע של מדריך זה.
בברכה, לגסילבה
26. מאי 2016