48 X 8 Pomicanje LED matričnog zaslona pomoću Arduino i Shift registara .: 6 koraka (sa slikama)

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

Pozdrav svima

Ovo je moj prvi Instructable i radi se o izradi 48 x 8 programabilne pomicne LED matrice pomoću Arduino Uno i 74HC595 registara pomaka. Ovo je bio moj prvi projekt s razvojnom pločom Arduino. Bio je to izazov koji mi je dao moj učitelj. U to vrijeme kada sam prihvatio ovaj izazov, nisam ni znao kako treptati LED pomoću arduina. Dakle, mislim da čak i početnik to može učiniti s malo strpljenja i razumijevanja. Počeo sam s malim istraživanjem o registrima pomaka i multipleksiranju u arduinu. Ako ste tek počeli mijenjati registre, preporučujem da prije početka s matricama naučite osnove multipleksiranja i povezivanja registara pomaka. To će vam mnogo pomoći da razumijete kôd i rad ekrana za pomicanje.

Korak 1: Prikupljanje alata i komponenti

Komponente

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bitni registri za serijske i paralelne pomake. - 7
• 3. BC 548/2N4401 Tranzistori - 8
• 4. Otpornici 470 Ohma - broj stupaca + 8
• 5. Ploča za montažu 6x4 inča - 4
• 6. Žice kodirane bojom - po potrebi
• 7. Držači IC -a - 7
• 8. 5 mm ili 3 mm 8x8 jednobojna LED matrica sa uobičajenom katodom - 6
• 9. Muški i ženski zaglavlji - prema potrebi.

Potrebni alati

• 1. Komplet za lemljenje
• 2. Multimetar
• 3. Pištolj za ljepilo
• 4. Pumpa za lemljenje
• 5. Napajanje 5V

Korak 2: Izgradnja kruga na pločici

Prvo što morate učiniti prije izgradnje prototipa je nabaviti pin dijagram vaše matrice 8x8 i označiti referentnu točku za identifikaciju pinova u svim vašim matricama. To bi vam moglo pomoći pri sastavljanju strujnog kruga.

Priložio sam pin dijagram matričnog modula koji sam ovdje koristio. U mom modulu redovi su bili negativni pinovi. Ovaj dijagram pinova ostaje isti za većinu modula na tržištu.

U krugu je prikazano da se jedan registar pomaka koristi za kontrolu 8 redova, a za kontrolu kolona koristimo jedan registar pomaka za svakih 8 kolona.

Izgradimo jednostavan ekran za pomicanje 8 x 8 na ploči.

Krug je podijeljen na dva dijela - upravljanje redovima i upravljanje stubovima. Prvo napravimo kontrolu stupca.

Pin 4 iz arduina spojen je na pin 14 (SER) registra pomaka. (Ovo je ulazni pin serijskog unosa u registru pomaka. Logički nivoi potrebni za uključivanje LED dioda napajaju se preko ovog pina

Pin 3 iz arduina spojen je na pin 12 (RCLK) registra pomaka. (Nazovimo ovaj pin kao pin izlaznog sata. Podaci u memoriji registara pomaka se guraju na izlaz kada se ovaj sat aktivira.)

Pin 2 iz arduina spojen je na pin 11 (SRCLK) registra pomaka. (Ovo je ulazni pin sata koji prebacuje podatke u memoriju.)

VCC +5V se daje registru pomaka preko njegovog pina 16 i isti je povezan sa pinom 10. (Zašto? Pin 10 je SRCLR pin, koji briše podatke u registru pomaka kada se aktivira. To je aktivni niski pin, tako da se radi održavanja podataka u memoriji registra pomaka ovaj pin mora stalno napajati s +5V.)

Uzemljenje je spojeno na GND pin (pin 8 registra pomaka) i OE pin (pin 13 registra pomaka). (Zašto? Igla za omogućavanje izlaza mora biti aktivirana kako bi se dali izlazi u skladu sa signalom takta. To je aktivni niski pin, baš kao i pin SRCLR, pa ga je potrebno stalno držati u osnovnom stanju kako bi se omogućilo izlazi.)

Igle stupaca matrice povezane su sa registrom pomaka kao što je prikazano na dijagramu kola sa otpornikom od 470 ohma između matrice i registra pomaka

Sada za krug upravljanja redovima.

Pin 7 iz arduina spojen je na pin 14 (SER) registra pomaka

Pin 5 iz arduina spojen je na pin 11 (SRCLK) registra pomaka

Pin 6 iz arduina spojen je na pin 12 (RCLK) registra pomaka

VCC +5V se daje Pin 16 i Pin 10 kao što je gore opisano

Uzemljenje je spojeno na Pin 8 i Pin 13

Kao što sam gore spomenuo, redovi su bili negativni pinovi u mom slučaju. Bolje je uzeti u obzir negativne pinove vaše matrice kao redove vašeg ekrana. Priključak uzemljenja potrebno je prebaciti na ove negativne pinove pomoću tranzistora BC548/2N4401 koji se kontroliraju izlaznim logičkim nivoima registra pomaka. Dakle, što je više negativnih pinova, potrebno nam je više tranzistora

Dajte redovne veze kao što je prikazano na dijagramu kola

Ako ste uspjeli napraviti prototip prikaza matrice 8 x 8, možete jednostavno replicirati dio kola za kontrolu stupaca i proširiti matricu na bilo koji broj stupaca. Samo trebate dodati jedan 74HC595 za svakih 8 stupaca (jedan modul 8 x 8) i povezati ga s prethodnim.

Daisy povezuje registre pomaka za dodavanje više stupaca

Lanac tratinčica u elektrotehnici je shema ožičenja u kojoj je više uređaja spojeno u nizu.

Mehanizam je jednostavan: pinovi SRCLK (ulazni sat. Pin 11) i RCLK (izlazni sat. Pin 12) se dijele između svih registara pomaka povezanih nizom, dok svaki QH PIN (Pin 9) prethodnog registra pomaka u lanac se koristi kao serijski ulaz za slijedeći registar pomaka putem SER PIN -a (pin 14).

Jednostavnim riječima, povezivanjem registara pomaka, može se upravljati kao jedan registar pomaka s većom memorijom. Na primjer, ako lanac spojite dva 8 -bitna registra pomaka, oni će raditi kao jedan 16 -bitni registar pomaka.

Kod

U kodu unosimo stupce s odgovarajućim logičkim nivoima prema ulazu dok skeniramo duž redova. Znakovi od A do Z definirani su u kodu kao logički nivoi u nizu bajtova. Svaki znak ima 5 piksela širine i 7 piksela visine. Dao sam detaljnije objašnjenje o radu koda kao komentare u samom kodu.

Arduino kôd nalazi se ovdje.

Korak 3: Lemljenje

Da bi lemljeno kolo bilo lakše razumjeti, učinio sam ga što je moguće većim i dao sam zasebne ploče za kontrolere redaka i stupca i povezao ih zajedno pomoću zaglavlja i žica. Možete ga znatno smanjiti lemljenjem komponenti bliže jedna drugoj ili ako ste dobri u projektiranju PCB -a, možete napraviti i manju prilagođenu PCB.

Svakako stavite otpornik od 470 ohma na svaki pin koji vodi do matrice. Uvijek koristite zaglavlja za povezivanje LED matrica na ploču. Bolje je ne lemiti ih direktno na ploču jer ih duže izlaganje toplini može trajno oštetiti.

Kako sam napravio zasebne ploče za kontrole redova i stupaca, produžio sam žice s jedne ploče na drugu kako bih povezao stupove. Ovdje je ploča na vrhu za kontrolu redova, a ploča na dnu za kontrolu kolona.

Potreban mu je samo jedan 74HC595 za pogon svih 8 redova. Ali na osnovu broja stupaca, trebalo bi dodati još registara pomaka, ne postoji teoretsko ograničenje za broj stupaca koje možete dodati ovoj matrici. Koliko možete to učiniti? Javi mi kad stigneš tamo!;)

Korak 4: Testiranje završene prve polovine kruga

Uvijek ga isprobajte na pola puta kako biste pronašli moguće greške poput labavih veza, pogrešnog povezivanja pinova itd.: Mnogi ljudi koji su me zamolili za pomoć u pronalaženju greške u njihovoj matrici pogriješili su sa isticanjem stupaca u retku iz matričnog modula. Prije lemljenja provjerite dva puta i upotrijebite žice kodirane u boji kako biste lako razlikovali pinove.

Korak 5: Izgradnja drugog poluvremena

Produžite isti upravljački krug kolone. Redovi su serijski povezani s prethodnim.

Igle SRCLK i RCLK se uzimaju paralelno, a QH (Serijski podaci izlaze. Pin 9) zadnjeg registra pomaka gotovog kola spojen je na SER (Serijski podaci u. Pin 14) sljedećeg registra pomaka. Snaga VCC -a i GND -a također se dijeli između svih IC -ova.

Korak 6: Rezultat

Nakon što završite sa lemljenjem, sljedeći korak je da napravite kućište za ekran. Uvijek je bolje dizajnirati prilagođeno kućište pomoću Fusion 360 ili bilo kojeg drugog alata za 3D dizajn i 3D ispis kućišta. Kako u to vrijeme nisam imao pristup 3D štampanju, napravio sam drvenu futrolu uz pomoć prijatelja koji je dobar u obradi drveta.

Nadam se da ste uživali čitajući ovo uputstvo. Objavite slike svoje verzije ovog projekta u donjem odjeljku komentara i Ako imate pitanja, slobodno ga postavite ovdje ili pošaljite poruku na adresu [email protected]. Rado ću vam pomoći.