LED pit ploča: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovo uputstvo je za digitalnu LED pit ploču koju koristimo za karting. Posebno je korisno za unutrašnje i vanjske noćne utrke, uključujući 24 sata. Ploča je čista na sunčevoj svjetlosti i ističe se noću. Zbog serije kart u kojoj sudjelujemo, broj karte mogao bi biti različit na svakoj utrci, a mi možemo imati 2 ili 3 karte u trci pa moramo brzo promijeniti broj na ploči u hodu. To se radi putem 16 -cifrene tastature na stražnjoj strani ploče.

Ploča se sastoji od 14 segmenata sa po 4 LED bijele slamnate LED diode u svakom segmentu. Cijelom se stvari kontrolira putem Arduino Nano -a (onog s ugrađenim USB priključkom). Ploča se može zatamniti ako je potrebno, a može i bljeskati kako bi dodatno privukla pažnju vozača.

Prednja i stražnja strana su akrilne ploče debljine 3 mm sa drvenim okvirom između. Ovo je zatim izbušeno za svaku pojedinačnu LED diodu. Ukupna veličina je ista kao A4 komad papira.

Napomena: Ova instrukcija prikazuje tačno ono što sam napravio, neke komponente koje sam već ležao pa sam koristio ono što sam imao. Postoje bolja rješenja za neke dijelove ove konstrukcije, a usput sam naučila, o tome ću razgovarati na kraju.

Sta ti treba:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, veća od 2200mOhm - po mogućnosti bez vlastitog prekidača)

1 x USB kabl

1 x Prekidač

1 x 16 -cifrena tastatura

3 x 7K5Ω otpornika (za tastaturu)

3 x 2KΩ otpornici (za tastaturu)

2 x 3 mm akrilni list veličine A4

1 x IRF9530 (P -kanalni MOSFET)

14 x IRL510 (N -kanalni MOSFET)

15 x 220Ω otpornici (MOSFET otpornici)

15 x 10K povlačni otpornici

56 x LED bijeli šešir od slame 5 mm

56 x Odgovarajući otpornik za LED diode (220 Ω je obično dobro)

Nekoliko žica za spajanje LED -a/MOSFET -a itd

Neki Strip Board

Malo drveta za okvir

Crna ljepljiva traka

12 x vijci

1 x Ručka za ladice

Korak 1: Izgradite okvir

Ovdje sam koristio 18 mm x 44 mm x 2400 mm koji je izrezan na 2 dijela po 261 mm i 2 komada po 210 mm, tako da bi spojena vanjska dimenzija odgovarala akrilnim listovima koje sam kupio (u ovom slučaju veličina papira A4). Oni su jednostavno spojeni pomoću odgovarajućih vijaka za drvo. U ovom trenutku odlučite koji će biti vrh i označite središnju točku na gornjem dijelu. Od ove središnje točke izmjerite jednaku količinu sa svake strane kako bi odgovarala ručici vaše ladice, izbušite rupe koje odgovaraju veličini vijka ručke. Omotajte vanjsku stranu drva crnom ljepljivom trakom kako biste dobili lijepu završnu obradu. Na kraju montirajte ručicu ladice pomoću isporučenih vijaka.

Korak 2: Izbušite LED diode i postavite LED diode

Označite akril (zaštita trake još uvijek uključena) sa segmentnim dizajnom u ovom slučaju 2 znamenke sa 7 segmenata u svakoj znamenci i 4 LED diode u svakom segmentu.

Izbušite akril vrlo pažljivo, upotrijebio sam mali komad drvnog otpada za bušenje na stražnjoj strani i počeo sa bušilicom manjeg promjera (2,5 mm), a završio s rupom od 5 mm za prihvaćanje LED dioda od 5 mm. Akril je prilično lomljiv i lako se usitnjava prilikom bušenja pa budite oprezni.

Konačno (i mukotrpni dio) montirajte svaku LED diodu u svaku rupu pomoću male količine superljepljenja. Ne koristite previše u slučaju da kasnije tijekom testiranja trebate zamijeniti LED diodu. Ako lijepite do kraja, jedini način uklanjanja LED diode je bušenje. Našao sam malu mrlju s jedne strane LED -a dovoljnu da je sigurno drži na mjestu i poduzme neke zloupotrebe.

Na stražnjoj ploči izrežite otvor za tipkovnicu i prekidač osiguravajući da se poravnaju sa središnjim dijelom LED dioda na suprotnoj ploči, tako da imate dovoljno slobodnog prostora. Montirajte tastaturu i prekidač i izbušite rupe za bateriju napajanja

Korak 3: Krug

Krug je podijeljen u 3 dijela jer mi je lakše opisati.

1 - Snaga:

Napajanje se isporučuje na Arduino, pojedinačni IRF9530 i tipkovnicu putem prekidača za napajanje. Prekidač za napajanje direktno je spojen na 5V bateriju napajanja. IRF9530 se nalazi između napajanja od 5 V i svakog od LED segmenata. Ovaj P kanalni MOSFET će biti odgovoran za PWM prigušivanje i treptanje LED segmenata. Povezuje se s digitalnim pinom 10 preko zaštitnog otpornika od 220 Ω.

2 - LED segmenti:

Svaki LED segment će tada uzimati snagu iz IRF9530. Segmenti se sastoje od 4 LED diode, sve povezane paralelno, svaka sa svojim vlastitim otpornikom za ograničavanje struje koji bi trebao biti prikladan za prednju struju vaših LED dioda.

Prednja strana LED dioda je zatim spojena na IRL510 N kanalni MOSFET (malo više od ubijanja, ali sam malo ležao). Svaki segment ima svoj IRL510 jer je to „prekidač“za svaki segment. Svaki IRL510 je spojen natrag na odgovarajući Arduino pin preko zaštitnog otpornika od 220 Ω i ima otpornik za povlačenje od 10 K koji osigurava potpuno uključivanje. (otpornici na izvlačenje mogli bi se izostaviti jer će se Arduino držati nisko kada nije uključen).

3 - Ožičenje tastature:

Zbog broja Arduino pinova koji se koriste za kontrolu segmenata ne možemo koristiti 8 -polnu matričnu metodu povezivanja za tipkovnicu pa sam za ovaj projekt razvio 1 -pinsku metodu povezivanja. Dodavanjem otpornika preko pinova tastature možemo stvoriti različit razdjelnik napona za svako dugme. Povezujući ovo s analognim pinom na Arduinu, tada možemo odrediti koje je dugme pritisnuto prema dijagramu tipkovnice.

Korak 4: Ožičite ploču

Koristio sam stripboard za stvaranje „PCB -a“za svaki segment. Na svakom segmentnom PCB -u nalaze se LED x 4, LED otpornici x 4 i IRL510 MOSFET. Svaki segment tada ima 5v vezu s IRF9530 i 0v vezu (gotovo poput prstenaste mreže). Kapija s IRL510 je zatim spojena na Arduino 'PCB' u sredini.

Otpornici od 220 Ω za IRL510 nalaze se na centralnoj Arduino PCB -u zajedno s IRF9530.

Povežite tastaturu na 5V, 0V, a signalni pin na Arduino.

Na kraju prerežite neželjeni kraj USB kabela i provucite ga kroz stražnju ploču, ostavljajući dovoljno za povezivanje s baterijom napajanja. Unutra pažljivo skinite vanjsko kućište i odvojite žice. Potrebne su nam samo 5v i 0v linije. Ovdje možete koristiti multimetar da biste saznali koji je koji. Spojite 5v žicu na prekidač, a 0v na Arduino PCB i tipkovnicu.

Nakon što se sve veze uspostave, učitajte Arduino Sketch putem Arduino USB priključka.

Korak 5: Uključivanje i rad

Priključite Power Bank koja može isporučiti najmanje 1A, a idealno bi to trebalo biti 2200mAh ili veće (to bi trebalo biti dovoljno da ploča radi punim intenzitetom sa svim segmentima upaljenim oko 1,5 sati) i uključite glavno napajanje.

Napomena: Power Banke navode ocjenu mAh, ali ta se ocjena odnosi na internu bateriju (obično litij-ionsku bateriju 18650) koja je nominalno 3,7 V. Power bank ima interno pojačavajuće kolo koje dc-dc pretvara napon u 5v. Ova konverzija znači da je izgubljeno nešto mAh. npr. 2200mAh banka za napajanje zaista će biti (2200*3.7)/5 = 1628mAh pri 5v. Nažalost, ovo nije kraj kata jer većina dc -dc pretvarača nije 100% učinkovita (krugu koji vrši konverziju također treba određenu snagu) pa možete očekivati da ćete izgubiti još 10% - 15% unutar maske. Dakle, 1628mAh sada gubi još 162.8mAh u najboljem slučaju, što znači da ćete konačno zaobići 1465.2mAh.

Kada se Arduino pokrene, desna znamenka prikazat će nulu. U ovom se trenutku može unijeti bilo koji jednoznamenkasti ili dvoznamenkasti broj koji će se prikazati na ploči. Ako je unesen jednocifreni broj, ploča će na levoj cifri prikazati nulu.

Ostale funkcije su:

Tipka ‘*’ uključuje ili isključuje trepćući zaslon

Tipka ‘A’ prikazat će FL na ploči (može se upotrijebiti da se vozaču kaže da je postavio najbrži krug, ili ga koristimo da podsjetimo vozača da na sljedećoj stanici dobije gorivo).

Tipka „B“će dodati slovo P lijevoj znamenci, a zatim možete dodati bilo koji broj desnoj znamenci za prikaz pozicije utrke, npr. P4.

‘C’ Povećajte svjetlinu

‘D’ Smanjite svjetlinu.

Korak 6: Pouke / poboljšanja

Korak 6 - Poboljšanje / bolja rješenja

Kao što sam rekao na početku, ova ploča je napravljena korištenjem dostupnih komponenti, a ne kupovinom novih, međutim to je neke kompromitiralo dizajn, a neke dovelo do prekomernih komplikacija. Iako konačni dizajn dobro funkcionira i izgleda dobro, evo nekih poboljšanja ili drugih ideja za stvaranje istog krajnjeg rezultata.

1 Koristite 5v LED trake (bijele LED diode na crnoj traci 60/m) za kreiranje svakog segmenta umjesto da gradite od nule. Oni su jeftini i dostupni na ebayu i mogu se lijepiti na prednju stranu ploče, a ne bušiti svaku LED diodu. Trake su već unaprijed ožičene i obično uključuju i trenutni otpornik. To može učiniti dizajn lakšim i tanjim jer nije potrebno toliko unutrašnjeg prostora.

2 Slično gore navedenom, ali koristite LED trake koje se mogu pojedinačno upisivati, poput WS2812B tipa RGB LED, a postoje i biblioteke za preuzimanje za Arduino. Morat ćete razmotriti dostupnu snagu iz banke napajanja jer bi za prikaz bijele boje moglo biti potrebno više od 3 ampera. Ali pojedinačno prikazivanje crvene, plave ili zelene boje potrošilo bi sličnu snagu kao i moj dizajn. Prednost s individualno adresabilnim LED -ima je to što možete ukloniti IRL510 MOFET -ove, a veliki dobitak je to što vam je potreban samo 1 Arduino pin za upravljanje svim LED -ima. Budući da ova metoda oslobađa Arduino pinove, ožičenje postaje mnogo jednostavnije i možete koristiti biblioteku matrične tipkovnice tako da vam ne trebaju niti otpornici na tipkovnici. Mogućnost korištenja različitih boja također može biti korisna.

3 Osnovnija verzija ploče mogla bi se napraviti uklanjanjem tastature i Arduina te korištenjem malih kliznih prekidača pored svakog segmenta i ručnim prebacivanjem ploče. To je u redu ako pokrećete samo jedan kart i ne morate brzo mijenjati broj. Izgubili biste i funkciju zatamnjivanja i treptanja, ali to bi bila mnogo jednostavnija konstrukcija. Prvobitno sam napravio jedan ovakav, ali otkrio sam da u nekim slučajevima nismo imali dovoljno vremena za zamjenu brojeva između kartinga.

4 Razmišljao sam o korištenju starog ekrana prijenosnog računara umjesto LED -a kako bi se mogao prikazati bilo koji tekst, ali ekran nije dovoljno svijetao, posebno na jakom suncu, ali čak je i u kišnu večer bio zatamnjen iza vlažnog vizira. Također, vozač ima vremena samo za kratak pogled pa je čitanje teško pa to izbjegavajte.