Sadržaj:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57
Pozdrav svima, Volim raditi sa LED ekranima sa 7 segmenata ili sa matričnom tačkom i već sam radio mnogo različitih projekata sa njima.
Svaki put su zanimljive jer postoji neka vrsta magije u tome kako mogu djelovati, jer ono što vidite je optička iluzija!
Zasloni imaju puno pinova za povezivanje s Arduinom (ili drugim mikrokontrolerom), a najbolje rješenje je primijeniti tehniku multipleksiranja podataka kako bi se smanjila upotreba njihovih portova.
Kad to učinite, svaki segment ili svaka LED dioda bit će uključeni nekoliko trenutaka (milisekundi ili manje), ali ponavljanje toga u toliko puta u sekundi stvara iluziju slike koju želite prikazati.
Za mene je najzanimljivije razviti logiku, program kako bih saznao kako mogu prikazati točne informacije u skladu s vašim projektom.
U jednom projektu korištenje zaslona zahtijeva mnogo vremena za sastavljanje svih komponenti na ploči s mnogo žica za povezivanje.
Znam da na tržištu postoji mnogo različitih ekrana koji rade sa I2C, s pojednostavljenim načinima (ili ne), za njihovo programiranje, a i ja sam ih koristio, ali radije radim sa standardnim komponentama poput 74HC595 (multiplekser IC) i ULN2803 (upravljački programi) jer daju vam veću kontrolu u vašem programu, a takođe i veću robusnost i pouzdanost u vašem korišćenju.
Da bih pojednostavio postupak montaže, razvio sam LED Dipslay modul za više namjena koristeći jednostavne i uobičajene komponente u svijetu Arduina.
Pomoću ovog modula možete raditi s matričnim matricama s dvobojnim LED -ima u dvije standardne veličine (većom i manjom), a također možete kontrolirati 7 -segmentni x 4 -cifreni zaslon koji je vrlo čest i lako ga je pronaći na tržištu.
Takođe možete raditi sa ovim modulima kaskadno na serijski način (različiti podaci u ekrane) ili paralelno (isti podaci u ekrane).
Pa da vidimo kako ovaj modul može funkcionirati i pomoći vam u vašem razvoju!
Video (modul LED ekrana)
Video (Dot Matrix Test)
Pozdrav, LAGSILVA
Korak 1: Komponente
PCB (štampana ploča)
- 74HC595 (03 x)
- ULN2803 (02 x)
- Tranzistor PNP - BC327 (08 x)
- Otpornik 150 Ohma (16 x)
- Otpornik 470 Ohma (08 x)
- Kondenzator 100 nF (03 x)
- IC utičnica 16 pinova (03 x)
- IC utičnica 18 pinova (02 x)
- Pin konektor ženski - 6 pinova (8 x)
- Pin zaglavlja 90º (01 x)
- Pin zaglavlja 180º (01 x)
- Spojnik Borne KRE 02 igle (02 x)
- PCB (01 x) - Proizvedeno
Drugi
- Arduino Uno R3 / Nano / slično
- LED zaslon 04 znamenke x 7 segmenata - (zajednička anoda)
- Dvobojna matrična LED matrica (zelena i crvena) - (zajednička anoda)
Važne napomene:
- Tehnički list svih najvažnijih komponenti stavljam samo kao referencu, ali morate provjeriti podatkovni list vlastitih komponenti prije nego ih upotrebite.
- Ova ploča je dizajnirana da koristi samo zaslone ZAJEDNIČKOG ANODA.
Korak 2: Prvi prototipovi
Moj prvi prototip je urađen na ploči za testiranje kola.
Nakon toga sam napravio još jedan prototip koristeći univerzalnu ploču kao što možete vidjeti na slikama.
Ova vrsta ploče je zanimljiva za izradu brzog prototipa, ali shvaćate da i dalje čuva mnogo žica.
To je funkcionalno rješenje, ali nije tako elegantno u usporedbi s konačnim proizvedenim PCB -om (plavim).
Nisam dobar sa lemljenjem jer nemam dovoljno iskustva s ovim procesom, ali i ovo sam postigao dobre rezultate i sa iskustvima i sa još važnijim: nisam spalio nijednu komponentu niti ruke!
Vjerovatno će rezultati na mojoj sljedećoj ploči biti bolji zbog prakse.
Zbog toga vas ohrabrujem da isprobate ovakvo iskustvo jer će vam biti izvrsno.
Samo imajte na umu da morate paziti na vruće glačalo i nastojte ne trošiti više od nekoliko sekundi na komponentu kako biste je izbjegli opeći !!
I na kraju, na Youtube -u možete pronaći mnoge video zapise o lemljenju koje možete naučiti prije odlaska u stvarni svijet.
Korak 3: Dizajn PCB -a
Dizajnirao sam ovu tiskanu ploču koristeći namjenski softver za proizvodnju dvoslojne ploče, a prije ove posljednje razvijeno je nekoliko različitih verzija.
Na početku sam imao jednu verziju za svaku vrstu ekrana, a na kraju sam odlučio sve spojiti u samo jednu verziju.
Ciljevi dizajna:
- Jednostavno i korisno za prototipove.
- Jednostavno postavljanje i proširivo.
- Mogućnost upotrebe 3 različite vrste ekrana.
- Maksimalna širina velike matrice LED dioda.
- Maksimalna dužina na 100 mm za smanjenje troškova proizvodnje ploče.
- Nanesite tradicionalne komponente umjesto SMD -a kako biste izbjegli dodatne poteškoće tijekom procesa ručnog lemljenja.
- Ploča mora biti modularna da bi se kaskadno spojila s drugom pločom.
- Serijski ili paralelni izlaz za druge ploče.
- Nekoliko ploča mora kontrolirati samo Arduino.
- Samo 3 žice podataka za Arduino vezu.
- Vanjski priključak za napajanje od 5V.
- Povećajte električnu robusnost primjenom tranzistora i upravljačkih programa (ULN2803) za upravljanje LED -ima.
Napomena:
Vezano za ovu posljednju stavku, preporučujem da pročitate moje druge upute o ovim komponentama:
Koristeći Shift Register 74HC595 sa ULN2803, UDN2981 i BC327
Proizvodnja PCB -a:
Nakon što sam završio dizajn, poslao sam ga proizvođaču PCB -a u Kini nakon mnogo pretraživanja s različitim lokalnim dobavljačima i u različitim zemljama.
Glavni problem se odnosio na količinu ploča u odnosu na cijenu jer mi je potrebno samo nekoliko njih.
Konačno sam odlučio da naredim redovnu narudžbu (ne ekspresnu narudžbu zbog većih troškova) samo 10 ploča sa kompanijom iz Kine.
Nakon samo 3 dana ploče su bile proizvedene i poslane meni za više od 4 dana.
Rezultati su bili odlični !!
U roku od jedne sedmice nakon narudžbe, ploče su bile u mojim rukama i zaista sam bio impresioniran njihovom kvalitetom i velikom brzinom!
Korak 4: Programiranje
Za programiranje morate imati na umu neke važne koncepte o dizajnu hardvera i o registru pomaka 74HC595.
Glavna funkcija 74HC595 je pretvaranje 8-bitnog serijskog ulaza u 8 paralelnih izlaznih pomaka.
Svi serijski podaci idu u Pin #14 i pri svakom signalu takta bitovi idu na odgovarajuće paralelno izlazne pinove (Qa do Qh).
Ako neprestano šaljete više podataka, bitovi će se premještati jedan po jedan na Pin #9 (Qh ') kao serijski izlaz i zbog ove funkcionalnosti možete staviti druge čipove povezane kaskadno.
Bitan:
U ovom projektu imamo tri IC -a od 74HC595. Prva dva rade na kontroli stupaca (s POZITIVNOM logikom), a posljednji na kontroli linija (s NEGATIVNOM logikom zbog rada PNP tranzistora).
Pozitivna logika znači da morate poslati signal VISOKOG nivoa (+5V) sa Arduina, a negativna logika znači da morate poslati signal niskog nivoa (0V).
Matrična matrica LED dioda
- Prvi je za izlaze katoda crvenih LED dioda (8 x) >> CRVENA STUPAC (1 do 8).
- Drugi je za izlaz L katoda zelenih LED dioda (8 x) >> ZELENI STUPAK (1 do 8).
- Posljednji je za izlaz anoda svih LED dioda (08 x crveno i zeleno) >> LINIJE (1 do 8).
Na primjer, ako želite uključiti samo zelenu LED diodu u stupcu 1 i retku 1, morate poslati sljedeći niz serijskih podataka:
1º) LINIJE
~ 10000000 (samo prvi red je postavljen na uključeno) - Simbol ~ služi za inverziju svih bitova od 1 do 0 i obrnuto.
2º) KOLONA Zelena
10000000 (samo prva kolona zelene LED diode je uključena)
3º) COLUMN RED
00000000 (sve kolone crvenih LED dioda su isključene)
Arduino izjave:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000); // Negativna logika linija
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000); // Pozitivna logika za zelene stupce
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B00000000); // Pozitivna logika za crvene stupce
Napomena:
Također možete kombinirati obje LED diode (zelenu i crvenu) kako biste proizveli ŽUTU boju na sljedeći način:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000);
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);
Prikaz 7 segmenata
Za ove vrste prikaza slijed je isti. Jedina razlika je u tome što ne morate koristiti zelene LED diode.
1º) DIGIT (1 do 4 s lijeva na desno) ~ 10000000 (postavljena znamenka #1)
~ 01000000 (postavljena znamenka #2)
~ 00100000 (postavljena cifra #3)
~ 00010000 (postavljena cifra #4)
2º) NE KORISTI SE
00000000 (svi bitovi postavljeni na nulu)
3º) SEGMENTI (A do F i DP - provjerite tablicu s prikazom)
10000000 (postavite segment A)
01000000 (postavite segment B)
00100000 (postavite segment C)
00010000 (postavite segment D)
00001000 (postavite segment E)
00000100 (postavite segment F)
00000010 (segment G)
00000001 (set DP)
Arduino primjer za postavljanje zaslona #2 s brojem 3:
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B01000000); // Postavi DISPLAY 2 (Negativna logika)
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0); // Postavi podatke na nulu (ne koristi se)
shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B11110010); // Postavljanje segmenata A, B, C, D, G)
Konačno, primjenom ovog procesa možete kontrolirati bilo koju LED diodu vašeg zaslona, a možete i stvoriti sve posebne znakove koji su vam potrebni.
Korak 5: Testiranje
Evo dva programa kao primjer funkcionalnosti Display Modula.
1) Prikaz odbrojavanja (od 999,9 sekundi do nule)
2) Matrična tačka (cifre od 0 do 9 i abeceda od A do Z)
3) RTC digitalni sat u LED displeju od 4 cifre i 7 segmenata
Ova posljednja je nadogradnja moje prve verzije Digitalnog sata.
Korak 6: Zaključak i sljedeći koraci
Ovaj će modul biti koristan u svim budućim projektima koji zahtijevaju LED zaslon.
Kao sljedeće korake sastavit ću više ploča koje će raditi s njima u kaskadnom načinu rada, a razvit ću i biblioteku koja će još više pojednostaviti programiranje.
Nadam se da ste uživali u ovom projektu.
Molim vas, pošaljite mi svoje komentare jer je ovo važno za poboljšanje projekta i informacija ovog uputstva.
Pozdrav, LAGSILVA
26. Maj.2016