48 X 8 גלילת תצוגת מטריקס LED באמצעות רשימות ארדואינו ומשמרות: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

שלום לכולם

זוהי ההנחיה הראשונה שלי והכל על הכנת מטריצת LED לגלול 48 x 8 לתכנות באמצעות מאגרי Arduino Uno ו- 74HC595 משמרות. זה היה הפרויקט הראשון שלי עם לוח פיתוח של Arduino. זה היה אתגר שנתנה לי המורה שלי. בזמן שקיבלתי את האתגר הזה, לא ידעתי אפילו איך להבהב נורית באמצעות ארדואינו. אז אני חושב שאפילו מתחיל יכול לעשות זאת עם קצת סבלנות והבנה. התחלתי עם מחקר קטן אודות רשימות משמרות ורב -כפולה בארדואינו. אם אתה חדש ברשומות משמרות, אני ממליץ ללמוד את היסודות של רישומי משמרות מרובדים ושרשרת דייזי לפני שמתחילים עם המטריצות. זה יעזור לך מאוד להבין את הקוד ואת הפעולה של תצוגת הגלילה.

שלב 1: איסוף הכלים והרכיבים

רכיבים

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 סיביות סידריות עד מקביליות. - 7
• 3. טרנזיסטורים BC 548/2N4401 - 8
• 4. נגדים של 470 אוהם - מספר עמודות + 8
• 5. לוח Pref 6x4 אינץ ' - 4
• 6. חוטים מקודדים בצבע - כנדרש
• 7. מחזיקי IC - 7
• 8. 5 מ"מ או 3 מ"מ 8x8 קתודה בצבע מונו צבעוני LED מטריקס - 6
• 9. כותרות זכרים ונקבות - כנדרש.

כלים נדרשים

• 1. ערכת הלחמה
• 2. מולטימטר
• 3. הדבק אקדח
• 4. משאבת דה הלחמה
• 5. ספק כוח 5V

שלב 2: בניית המעגל על לוח קרש

הדבר הראשון שעליך לעשות לפני בניית האב טיפוס הוא לקבל תרשים פינים של מטריצת 8x8 שלך ולסמן נקודת התייחסות לזיהוי הסיכות בכל המטריצות שלך. זה עשוי לעזור לך בעת הרכבת המעגל.

צירפתי תרשים פינים של מודול המטריצה שבו השתמשתי כאן. במודול שלי השורות היו הסיכות השליליות. תרשים פינים זה נשאר זהה עבור רוב המודולים בשוק.

במעגל מוצג כי רגיסט משמרות יחיד משמש לשליטה על 8 השורות ולבקרה על העמודות, אנו משתמשים במרשם משמרות אחד לכל 8 עמודות.

בואו לבנות תצוגת גלילה פשוטה 8 על 8 על לוח הלחם.

המעגל מחולק לשני חלקים - בקרת שורות ובקרת עמודות. בואו קודם כל לבנות את פקד העמודה.

סיכה 4 מארדואינו מחוברת לפין 14 (SER) של רישום המשמרות. (זהו פין הזנת הנתונים הטורי של רשם המשמרות. רמות ההיגיון הנדרשות להפעלת נוריות ה- LED מוזנות דרך סיכה זו

סיכה 3 מארדואינו מחוברת לפין 12 (RCLK) של רישום המשמרות. (בואו נקרא סיכה זו כסיכת שעון הפלט. הנתונים בזיכרון רשמי המשמרות נדחקים לפלט כאשר השעון הזה מופעל.)

סיכה 2 מארדואינו מחוברת לפין 11 (SRCLK) של רישום המשמרות. (זהו סיכת שעון הקלט המעבירה נתונים לזיכרון.)

VCC +5V ניתן לרשם המשמרות באמצעות סיכה 16 שלו והוא מחובר לסיכה 10. (מדוע? פין 10 הוא סיכת SRCLR, המנקה את הנתונים ברשם המשמרות כאשר הוא מופעל. זהו סיכה נמוכה פעילה., על מנת לשמור על הנתונים בזיכרון רישום המשמרת, יש לספק את הסיכה הזו עם +5V כל הזמן.)

הקרקע מחוברת הן ל- Pin GND (פין 8 במרשם המשמרות) והן ל- Pin OE (Pin 13 של Register Shift). (מדוע? יש להפעיל את סיכת הפלט להפעלה על מנת לתת פלט בהתאם לאות השעון. זהו סיכה נמוכה פעילה בדיוק כמו סיכת SRCLR, כך שהיא צריכה להישמר במצב הקרקע כל הזמן כדי לאפשר את יציאות.)

סיכות העמודה של המטריצה מחוברות לרשם המשמרות כפי שמוצג בתרשים המעגלים עם נגד של 470 אוהם בין המטריצה לרשם המשמרות

עכשיו, למעגל בקרת השורות.

סיכה 7 מארדואינו מחוברת לפין 14 (SER) של רישום המשמרות

סיכה 5 מארדואינו מחוברת לפין 11 (SRCLK) של רישום המשמרות

סיכה 6 מארדואינו מחוברת לפין 12 (RCLK) במרשם המשמרות

VCC +5V ניתנת לסיכה 16 ולסיכה 10 כמתואר לעיל

הקרקע מחוברת לסיכה 8 ולסיכה 13

כפי שציינתי למעלה, השורות היו הסיכות השליליות במקרה שלי. עדיף לשקול את הסיכות השליליות של המטריצה שלך כשורות התצוגה שלך. יש לעבור את חיבור הקרקע לסיכות השליליות הללו באמצעות טרנזיסטורים BC548/2N4401 הנשלטים על ידי רמות ההיגיון של הפלט של רגיסטר המשמרת. אז ככל שהסיכות השליליות יותר, כך אנו זקוקים ליותר טרנזיסטורים

תן את חיבורי השורות כפי שמוצג בתרשים המעגלים

אם הצלחת ליצור את אב הטיפוס של תצוגת מטריקס 8 x 8, תוכל פשוט לשכפל את חלק המעגל לבקרת העמודה ולהרחיב את המטריצה לכל מספר עמודות. אתה רק צריך להוסיף 74HC595 אחד לכל 8 עמודות (מודול אחד 8 x 8) ולשרשר אותו עם הקודם.

דייזי שרשרת את רשימות המשמרות להוספת עמודות נוספות

שרשרת דייזי בהנדסת חשמל היא תכנית חיווט שבה מספר מכשירים מחוברים יחד ברצף.

המנגנון פשוט: ה- SRCLK (שעון קלט. פין 11) וסיכות RCLK (שעון הפלט. סיכה 12) משותפים בין כל רושמי המשמרות המחוברים כשחינניות בעוד כל PIN QH (סיכה 9) של רשום המשמרת הקודם ב- שרשרת משמשת ככניסה טורית לרשם המשמרות הבא באמצעות PIN PIN (פין 14).

במילים פשוטות, על ידי חיניית שרשרת רשמי המשמרות, ניתן לשלוט בהם כמרשם משמרות יחיד עם זיכרון גדול יותר. לדוגמה, אם תשרשר שני דייזי 8 סיביות משמרות, הם יפעלו כמו רגיסטים של 16 סיביות יחיד.

הקוד

בקוד אנו מזינים את העמודות ברמות ההיגיון המתאימות בהתאם לקלט בזמן שאנו סורקים לאורך השורות. התווים מ- A עד Z מוגדרים בקוד כרמות לוגיות במערך בתים. רוחב כל תו הוא 5 פיקסלים וגובהו 7 פיקסלים. נתתי הסבר מפורט יותר על אופן פעולת הקוד כהערות בקוד עצמו.

קוד Arduino מצורף כאן.

שלב 3: הלחמה

כדי להפוך את מעגל ההלחמה לקל יותר להבנה, עשיתי אותו גדול ככל האפשר ונתתי לוחות נפרדים לבקרי השורות והעמודים וחיברתי אותם יחד באמצעות כותרות וחוטים. אתה יכול לעשות את זה הרבה יותר קטן על ידי הלחמת הרכיבים קרוב יותר אחד לשני או אם אתה טוב בעיצוב PCB, אתה יכול לעשות PCB מותאם אישית קטן יותר גם כן.

הקפד לשים נגד 470 אוהם לכל סיכה המובילה למטריצה. השתמש תמיד בכותרות לחיבור מטריצות ה- LED ללוח. עדיף לא להלחם אותם ישירות ללוח שכן חשיפה ממושכת לחום עלולה לפגוע בהם לצמיתות.

מכיוון שיצרתי לוחות נפרדים עבור פקדי השורות והעמודות, הרחבתי חוטים מלוח אחד לשני כדי לחבר את העמודים. כאן הלוח בחלקו העליון מיועד לשליטה בשורות והלוח בתחתית הוא לשליטה בעמודות.

הוא צריך רק 74HC595 יחיד כדי להניע את כל 8 השורות. אך בהתבסס על מספר העמודות, יש להוסיף עוד אוגרי משמרות, אין גבול תיאורטי למספר העמודות שתוכל להוסיף למטריצה זו. כמה גדול אתה יכול לעשות את זה? תודיע לי כשתגיע לשם!;)

שלב 4: בדיקת המחצית הראשונה של המעגל

תמיד בדוק את זה באמצע כדי למצוא שגיאות אפשריות כמו חיבורים רופפים, חיבור סיכה שגוי וכו ': אנשים רבים שביקשו ממני עזרה במציאת השגיאה במטריצה שלהם עשו את הטעות שלהם עם סיכת החוצה של עמוד השורה של מודול המטריצה. בדוק את זה פעמיים לפני הלחמה והשתמש בחוטים מקודדים בצבע כדי להבחין בקלות בין הסיכות.

שלב 5: בניית החצי השני

הרחב את אותו מעגל בקרת עמודות. השורות מחוברות בסדרה לקודמת.

סיכות SRCLK ו- RCLK נלקחות במקביל ו- QH (נתונים סידוריים החוצה. סיכה 9) של פנקס המשמרות האחרון של המעגל המוגמר מחובר ל- SER (נתונים סידוריים. סיכה 14) של פנקס המשמרות הבא. כוח VCC ו- GND משותפים גם בין כל ה- IC.

שלב 6: התוצאה

לאחר שסיימת עם הלחמה, השלב הבא הוא ליצור מארז לתצוגה שלך. תמיד עדיף לעצב מארז מותאם אישית באמצעות Fusion 360 או כל כלי עיצוב תלת מימד אחר ולהדפיס את המארז בתלת מימד. מכיוון שלא הייתה לי גישה להדפסה תלת מימדית באותו זמן, הכנתי מארז עץ בעזרת חבר שיודע לעבוד בעץ.

מקווה שנהנתם לקרוא את ההדרכה הזו. פרסם את תמונות הגרסה שלך לפרויקט זה בסעיף ההערות למטה ואם יש לך שאלות, אל תהסס לשאול אותו כאן או לשלוח מייל לכתובת [email protected]. אשמח לעזור לך.