48 X 8 ritinošs LED matricas displejs, izmantojot Arduino un Shift reģistrus: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Sveiki visiem

Šis ir mans pirmais Instructable, un tas viss ir par 48 x 8 programmējamas ritināšanas LED matricas izveidi, izmantojot Arduino Uno un 74HC595 maiņu reģistrus. Šis bija mans pirmais projekts ar Arduino attīstības padomi. Tas bija izaicinājums, ko man iedeva skolotāja. Tajā laikā, kad pieņēmu šo izaicinājumu, es pat nezināju, kā mirgot LED, izmantojot arduino. Tātad, es domāju, ka pat iesācējs to var izdarīt ar nelielu pacietību un izpratni. Es sāku ar nelielu pētījumu par maiņu reģistriem un multipleksēšanu arduino. Ja neesat iepazinies ar maiņu reģistriem, es iesaku pirms matricu apgūšanas apgūt maiņu reģistru multipleksēšanas un sasaistīšanas ķēdes pamatus. Tas jums ļoti palīdzēs izprast ritināšanas displeja kodu un darbību.

1. darbība: rīku un sastāvdaļu apkopošana

Sastāvdaļas

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bitu sērijveida un paralēlo maiņu reģistri. - 7
• 3. BC 548/2N4401 tranzistori - 8
• 4. 470 omi Rezistori - kolonnu skaits + 8
• 5. Gatavošanas dēlis 6x4 collas - 4
• 6. Krāsu kodēti vadi - pēc vajadzības
• 7. IC turētāji - 7
• 8. 5 mm vai 3 mm 8x8 kopējā katoda mono krāsu LED Matrica - 6
• 9. Vīriešu un sieviešu galvenes - pēc vajadzības.

Nepieciešami rīki

• 1. Lodēšanas komplekts
• 2. Multimetrs
• 3. Līmes pistole
• 4. Lodēšanas sūknis
• 5. 5V barošanas avots

2. darbība: shēmas izveide uz maizes dēļa

Pirmā lieta, kas jums jādara pirms prototipa izveides, ir iegūt 8x8 matricas tapas diagrammu un atzīmēt atskaites punktu, lai identificētu tapas visās matricās. Tas var jums palīdzēt ķēdes montāžas laikā.

Esmu pievienojis matricas moduļa tapas diagrammu, kuru esmu šeit izmantojis. Manā modulī rindas bija negatīvās tapas. Šī pin diagramma paliek nemainīga lielākajai daļai tirgū esošo moduļu.

Shēmā ir parādīts, ka 8 rindu kontrolei tiek izmantots viens maiņu reģistrs, un kolonnu kontrolei mēs izmantojam vienu maiņu reģistru katrai 8 kolonnai.

Izveidosim vienkāršu 8 x 8 ritināšanas displeju uz maizes dēļa.

Ķēde ir sadalīta divās daļās - rindu vadība un kolonnu vadība. Vispirms izveidosim kolonnu vadību.

Arduino 4. tapa ir savienota ar maiņu reģistra 14. tapu (SER). (Šī ir maiņu reģistra sērijas datu ievades tapa. Loģikas līmeņi, kas nepieciešami, lai ieslēgtu gaismas diodes, tiek padoti caur šo tapu

Arduino 3. tapa ir savienota ar maiņu reģistra 12. tapu (RCLK). (Nosauksim šo tapu kā izejas pulksteņa tapu. Maiņas reģistru atmiņā esošie dati tiek pārsūtīti uz izeju, kad tiek aktivizēts šis pulkstenis.)

Arduino 2. tapa ir savienota ar maiņu reģistra 11. tapu (SRCLK). (Šī ir ieejas pulksteņa tapa, kas pārnes datus uz atmiņu.)

VCC +5V tiek ievadīts maiņu reģistrā, izmantojot tā 16. tapu, un tas pats ir savienots ar tapu 10. (Kāpēc? 10. tapa ir SRCLR tapa, kas aktivizē maiņu reģistra datus. Tā ir aktīva zema tapa, tāpēc, lai saglabātu datus maiņu reģistra atmiņā, šī tapa visu laiku jāpiegādā ar +5V.)

Zeme ir savienota gan ar GND tapu (maiņu reģistra 8. tapa), gan ar OE tapu (maiņu reģistra 13. tapa). (Kāpēc? Izvades iespējošanas tapa ir jāaktivizē, lai izvadi atbilstu pulksteņa signālam. Tā ir aktīva zema tapa, tāpat kā SRCLR tapa, tāpēc tā visu laiku jāuztur pamatstāvoklī. izejas.)

Matricas kolonnas tapas ir savienotas ar nobīdes reģistru, kā parādīts shēmas shēmā, ar 470 omu rezistoru starp matricu un nobīdes reģistru

Tagad par rindu vadības ķēdi.

Arduino 7. tapa ir savienota ar maiņu reģistra 14. tapu (SER)

Pin 5 no arduino ir savienots ar maiņu reģistra 11. tapu (SRCLK)

Arduino 6. tapa ir savienota ar maiņu reģistra 12. tapu (RCLK)

VCC +5V tiek piešķirts 16. tapai un 10. tapai, kā aprakstīts iepriekš

Zeme ir savienota ar 8. un 13. tapu

Kā jau minēju iepriekš, manā gadījumā rindas bija negatīvās tapas. Labāk ir uzskatīt matricas negatīvās tapas par displeja rindām. Zemes pieslēgums jāpārslēdz uz šīm negatīvajām tapām, izmantojot BC548/2N4401 tranzistorus, kurus kontrolē nobīdes reģistra izejas loģikas līmeņi. Tātad, jo vairāk negatīvo tapu, jo vairāk tranzistoru mums vajag

Piešķiriet rindu savienojumus, kā parādīts shēmas shēmā

Ja jums ir izdevies izveidot 8 x 8 matricas displeja prototipu, varat vienkārši atkārtot ķēdes daļu kolonnu vadībai un paplašināt matricu līdz jebkuram kolonnu skaitam. Jums vienkārši jāpievieno viens 74HC595 katrām 8 kolonnām (viens 8 x 8 modulis) un jāsavieno ar iepriekšējo.

Daisy ķēdes maiņu reģistrus, lai pievienotu vairāk kolonnu

Daisy ķēde elektrotehnikā ir elektroinstalācijas shēma, kurā vairākas ierīces ir savienotas secīgi.

Mehānisms ir vienkāršs: SRCLK (ievades pulkstenis. 11. tapa) un RCLK (izejas pulkstenis. 12. tapa) tapas tiek koplietotas starp visiem posma ķēdes maiņu reģistriem, savukārt katrs QH PIN (9. tapa) iepriekšējā maiņu reģistrā ķēde tiek izmantota kā sērijas ievade nākamajam maiņu reģistram, izmantojot SER PIN (14. tapa).

Vienkāršiem vārdiem sakot, sakārtojot maiņu reģistrus, tos var kontrolēt kā vienu maiņu reģistru ar lielāku atmiņu. Piemēram, ja izveidojat ķēdi diviem 8 bitu maiņu reģistriem, tie darbosies kā viens 16 bitu maiņu reģistrs.

Kods

Kodā mēs barojam kolonnas ar atbilstošiem loģikas līmeņiem atbilstoši ievadam, kamēr mēs skenējam pa rindām. Rakstzīmes no A līdz Z kodā ir definētas kā loģikas līmeņi baitu masīvā. Katra rakstzīme ir 5 pikseļus plata un 7 pikseļus augsta. Es esmu sniedzis sīkāku skaidrojumu par koda darbību kā komentārus pašā kodā.

Arduino kods ir pievienots šeit.

3. solis: lodēšana

Lai lodēšanas shēmu būtu vieglāk saprast, esmu padarījis to pēc iespējas lielāku un iedevis atsevišķus paneļus rindu un kolonnu kontrolieriem un savienojis tos kopā, izmantojot galvenes un vadus. Jūs varat padarīt to daudz mazāku, pielodējot komponentus tuvāk viens otram, vai, ja jums ir labas PCB projektēšanas iespējas, varat izveidot arī mazāku pielāgotu PCB.

Katrā tapā, kas ved uz matricu, noteikti ievietojiet 470 omu rezistoru. Vienmēr izmantojiet galvenes, lai savienotu LED matricas ar plāksni. Labāk nav lodēt tos tieši pie tāfeles, jo ilgstoša karstuma iedarbība var tos neatgriezeniski sabojāt.

Tā kā esmu izveidojis atsevišķus dēļus rindu un kolonnu vadības ierīcēm, es pagarināju vadus no vienas plāksnes uz otru, lai savienotu kolonnas. Šeit augšējā tāfele ir paredzēta rindu kontrolei, un tāfele apakšā - kolonnu kontrolei.

tai ir nepieciešams tikai viens 74HC595, lai vadītu visas 8 rindas. Bet, pamatojoties uz kolonnu skaitu, jāpievieno vairāk maiņu reģistru, nav teorētiska ierobežojuma kolonnu skaitam, ko varat pievienot šai matricai. Cik liels jūs varat to izdarīt? Ļaujiet man zināt, kad tur nokļūsit!;)

4. darbība. Pabeigtās ķēdes pirmās puses pārbaude

Vienmēr pārbaudiet to līdz pusei, lai atrastu iespējamās kļūdas, piemēram, vaļīgus savienojumus, nepareizu tapas savienojumu utt.: Daudzi cilvēki, kuri lūdza man palīdzību, lai atrastu kļūdu savā matricā, bija pieļāvuši kļūdu, izvelkot matricas moduļa rindas slejas. Pirms lodēšanas pārbaudiet to divas reizes un izmantojiet krāsu kodētus vadus, lai viegli atšķirtu tapas.

5. solis: otrās pusdienas veidošana

Paplašiniet to pašu kolonnas vadības ķēdi. Rindas ir savienotas virknē ar iepriekšējo.

SRCLK un RCLK tapas tiek ņemtas paralēli, un gatavās ķēdes pēdējā maiņu reģistra QH (sērijas dati tiek izvadīti. 9. tapa) ir pievienots nākamā maiņu reģistra SER (sērijas dati. 14. tapā). VCC un GND jauda ir arī kopīga starp visiem IC.

6. solis: rezultāts

Kad esat pabeidzis lodēšanu, nākamais solis ir izveidot displeja futrāli. Vienmēr ir labāk izstrādāt pielāgotu futrāli, izmantojot Fusion 360 vai jebkuru citu 3D dizaina rīku, un 3D izdrukāt korpusu. Tā kā tolaik man nebija piekļuves 3D drukāšanai, es izveidoju koka korpusu ar drauga palīdzību, kurš labi pārvalda kokapstrādi.

Ceru, ka jums patika lasīt šo pamācību. Ievietojiet šī projekta versijas attēlus komentāru sadaļā zemāk, un, ja jums ir kādi jautājumi, jautājiet to šeit vai nosūtiet e -pastu uz [email protected]. Es labprāt jums palīdzēšu.