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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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 uvelike pomoći da razumijete kôd i rad pomicanja zaslona.

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. Pref ploča 6x4 inča - 4
• 6. Žice kodirane bojom - prema potrebi
• 7. Držači IC -a - 7
• 8. 5 mm ili 3 mm 8x8 zajednička katoda jednobojna LED matrica - 6
• 9. Muški i ženski zaglavlji - prema potrebi.

Potrebni alati

• 1. Set za lemljenje
• 2. Multimetar
• 3. Pištolj za ljepilo
• 4. Pumpa za uklanjanje lemljenja
• 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 pin -dijagram ostaje isti za većinu modula na tržištu.

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

Izgradimo jednostavan ploču 8 x 8 za pomicanje na ploči.

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

Pin 4 iz arduina spojen je na pin 14 (SER) registra pomaka. (Ovo je ulazni pin serijskog unosa registra pomaka. Logičke razine potrebne za uključivanje LED dioda napajaju se kroz ovaj pin

Pin 3 iz arduina spojen je na pin 12 (RCLK) registra pomaka. (Nazovimo ovaj pin kao pin izlaznog sata. Podaci u memoriji registara pomaka guraju se 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 daje se registru pomaka preko svog Pin 16 i isti je spojen na Pin 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 cijelo vrijeme 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 se aktivirati kako bi se dali izlazi prema signalu 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 s registrom pomaka kako je prikazano na dijagramu kruga s otpornikom od 470 ohma između matrice i registra pomaka

Sada za upravljački krug reda.

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 retke vašeg zaslona. Priključak uzemljenja potrebno je prebaciti na ove negativne pinove pomoću tranzistora BC548/2N4401 koji se kontroliraju izlaznim logičkim razinama registra pomaka. Dakle, što je više negativnih pinova, potrebno nam je više tranzistora

Navedite redovne veze kao što je prikazano na dijagramu kruga

Ako ste uspjeli napraviti prototip prikaza matrice 8 x 8, možete jednostavno replicirati dio kruga 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

Daisy lanac 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) dijele se između svih registara pomaka u nizu, dok svaki QH PIN (Pin 9) prethodnog registra pomaka u lanac se koristi kao serijski ulaz za sljedeći registar pomaka putem SER PIN -a (pin 14).

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

Kod

U kodu unosimo stupce s odgovarajućim logičkim razinama prema ulazu dok skeniramo duž redova. Znakovi od A do Z definirani su u kodu kao logičke razine 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

Kako bih lemljeno kolo lakše razumio, učinio sam ga što je moguće većim i dao odvojene ploče za kontrolere redaka i stupca te ih spojio pomoću zaglavlja i žica. Možete ga znatno smanjiti lemljenjem komponenti bliže jedna drugoj ili ako ste dobri u projektiranju PCB -a, možete napraviti i manji prilagođeni PCB.

Na svaki pin koji vodi do matrice obavezno stavite otpornik od 470 ohma. Uvijek koristite zaglavlja za spajanje LED matrica na ploču. Bolje je ne lemiti ih izravno na ploču jer ih dugotrajno izlaganje toplini može trajno oštetiti.

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

samo treba samo jedan 74HC595 za pogon svih 8 redova. No, na temelju broja stupaca treba 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 polovice kruga

Uvijek ga isprobajte na pola puta kako biste pronašli moguće pogreške poput labavih veza, pogrešnog priključka na pin itd.: Mnogi ljudi koji su me zamolili za pomoć u pronalaženju pogreške u njihovoj matrici pogriješili su s isklapanjem stupaca u retku iz matričnog modula. Prije lemljenja provjerite dva puta i upotrijebite žice kodirane u boji kako biste lako razlikovali igle.

Korak 5: Izgradnja drugog poluvremena

Produžite isti upravljački krug stupa. Redci su serijski povezani s prethodnim.

Igle SRCLK i RCLK uzimaju se paralelno, a QH (Serijski podaci izlaze. Pin 9) zadnjeg registra pomaka gotovog kruga 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 ste završili s lemljenjem, sljedeći korak je izrada kućišta za zaslon. 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 ispisu, napravio sam drvenu kutiju uz pomoć prijatelja koji se dobro bavi obradom drveta.

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