LED pit ploča: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

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

Ploča se sastoji od 14 segmenata s po 4 bijele LED diode od slamnatog šešira 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 pozornost vozača.

Prednja i stražnja strana su akrilne ploče debljine 3 mm s drvenim okvirom između. To je zatim izbušeno za svaku pojedinačnu LED. Ukupna veličina jednaka je papiru A4 formata.

Napomena: Ova instrukcija prikazuje točno ono što sam napravio, neke komponente koje sam već ležao pa sam upotrijebio ono što sam imao. Postoje bolja rješenja za neke dijelove ove gradnje, a usput sam i naučio, o tome ću raspravljati na kraju.

Što trebaš:

1 x Arduino Nano

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

1 x USB kabel

1 x Prekidač

1 x 16 znamenkasta tipkovnica

3 x 7K5Ω otpornika (za tipkovnicu)

3 x 2KΩ otpornici (za tipkovnicu)

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 Prikladan otpornik za LED diode (220 Ω je obično dobro)

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

Neka Strip Board

Malo drva za okvir

Crna ljepljiva traka

12 x vijci

1 x Ručka za ladice

Korak 1: Izgradite okvir

Ovdje sam upotrijebio 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, kad se spoje, 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 s obje strane kako bi odgovarala ručki 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) s dizajnom segmenta 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 starog drveta 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 može se lako usitniti prilikom bušenja pa budite oprezni.

Konačno (i mukotrpni dio) montirajte svaku LED diodu u svaku rupu pomoću male količine superljepila. Nemojte koristiti previše u slučaju da kasnije tijekom testiranja trebate zamijeniti LED diodu. Ako ljepite do kraja, jedini način uklanjanja LED diode je bušenje. Našao sam malu mrlju s jedne strane LED -a dovoljnu da je sigurno učvrsti na mjestu i poduzme malo zlostavljanja.

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 tipkovnicu i prekidač te 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 izravno je spojen na 5 -voltnu banku napajanja. IRF9530 nalazi se između napajanja od 5 V i svakog od LED segmenata. Ovaj P kanalni MOSFET bit će odgovoran za PWM prigušivanje i treptanje LED segmenata. Spojen je na digitalni pin 10 preko zaštitnog otpornika od 220Ω.

2 - LED segmenti:

Svaki LED dioda tada će uzimati snagu iz IRF9530. Segmenti se sastoje od 4 LED diode, sve ožičene 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 spojen je natrag na svoj odgovarajući Arduino pin preko 220Ω zaštitnog otpornika i ima 10K pull down otpornik kako bi se osiguralo njegovo potpuno uključivanje. (otpornici na izvlačenje mogli bi se izostaviti jer će se Arduino držati nisko kad nije uključen).

3 - Ožičenje tipkovnice:

Zbog broja Arduino pinova koji se koriste za kontrolu segmenata ne možemo koristiti 8 -polnu matričnu vezu za tipkovnicu pa sam za ovaj projekt razvio 1 -pinsku metodu povezivanja. Dodavanjem otpornika preko pinova tipkovnice možemo stvoriti različiti razdjelnik napona za svaki gumb. Povezujući ovo s analognim pinom na Arduinu, tada možemo odrediti koji je gumb pritisnut 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). Vrata s IRL510 tada su spojena na Arduino 'PCB' u sredini.

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

Spojite tipkovnicu na 5V, 0V, a signalni pin na Arduino.

Na kraju prerežite neželjeni kraj USB kabela i provucite kroz stražnju ploču ostavljajući dovoljno za spajanje na bateriju napajanja. Iznutra pažljivo skinite vanjsko kućište i odvojite žice. Trebamo 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 Arduinovog USB priključka.

Korak 5: Uključivanje i rad

Spojite Power Bank koja može isporučiti najmanje 1A, a idealno bi to trebalo biti 2200mAh ili veće (to bi trebalo biti dovoljno za punjenje ploče 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 unutarnju bateriju (obično litij-ionsku bateriju 18650) koja je nominalno 3,7 V. Power bank ima unutarnji krug za pojačavanje koji dc-dc pretvara napon u 5v. Ova pretvorba znači da je izgubljeno nešto mAh. npr. banka za napajanje od 2200mAh zaista će biti (2200*3,7)/5 = 1628mAh pri 5v. Nažalost, ovo nije kraj kata jer većina dc -dc pretvarača nije 100% učinkovita (krug za pretvaranje 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.

Nakon što 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 jednoznamenkasti broj, ploča će prikazati nulu na lijevoj znamenci.

Ostale funkcije su:

Tipka ‘*’ uključuje ili isključuje trepćući zaslon

Tipka "A" prikazat će FL na ploči (može se upotrijebiti da 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 previše komplikacija. Iako konačni dizajn dobro funkcionira i izgleda dobro, evo nekih poboljšanja ili drugih ideja za stvaranje istog krajnjeg rezultata.

1 Upotrijebite 5v LED trake (bijele LED diode na crnoj traci 60/m) za stvaranje svakog segmenta umjesto izgradnje 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 unutarnjeg prostora.

2 Slično gore navedenom, ali upotrijebite LED diode na trake koje se mogu zasebno upisivati poput WS2812B tipa RGB LED, a postoje i biblioteke za preuzimanje za Arduino. Morat ćete uzeti u obzir raspoloživu snagu iz banke napajanja jer bi bijela boja mogla zahtijevati 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, pojednostavljuje ožičenje i možete koristiti biblioteku matrične tipkovnice tako da vam ne trebaju niti otpornici na tipkovnici. Mogućnost korištenja različitih boja također bi mogla biti korisna.

3 Osnovnija verzija ploče mogla bi se napraviti uklanjanjem tipkovnice 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 bljeskanja, ali to bi bila mnogo jednostavnija izrada. Prvotno 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 zaslona prijenosnog računala umjesto LED -a kako bi se mogao prikazati bilo koji tekst, ali zaslon nije dovoljno svijetao, osobito 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.