48 X 8 LED -matriksweergawe met behulp van Arduino- en skofregisters: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hallo almal

Dit is my eerste Instructable en dit gaan alles oor die maak van 'n 48 x 8 programmeerbare Scrolling LED Matrix met behulp van 'n Arduino Uno en 74HC595 skofregisters. Dit was my eerste projek met 'n Arduino -ontwikkelingsraad. Dit was 'n uitdaging wat my onderwyser vir my gegee het. Toe ek hierdie uitdaging aanvaar, het ek nie eens geweet hoe om 'n LED met 'n arduino te knip nie. Dus, ek dink selfs 'n beginner kan dit met 'n bietjie geduld en begrip doen. Ek het begin met 'n bietjie navorsing oor skofregisters en multiplexing in arduino. As u nuut is in die verskuiwing van registers, beveel ek aan dat u die basiese beginsels van multiplexing en daisy-chaining shift registers leer voordat u met die matrikse begin. Dit sal u baie help om die kode en die werking van die rolskerm te verstaan.

Stap 1: Versamel die gereedskap en komponente

Komponente

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bis Serial to Parallel Shift Registers. - 7
• 3. BC 548/2N4401 Transistors - 8
• 4. 470 Ohm weerstande - aantal kolomme + 8
• 5. Voorraadbord 6x4 duim - 4
• 6. Kleur gekodeerde drade - Soos benodig
• 7. IC -houers - 7
• 8. 5 mm of 3 mm 8x8 gewone katode mono kleur LED Matrix - 6
• 9. Manlike en vroulike opskrifte - soos benodig.

Gereedskap benodig

• 1. Soldeerstel
• 2. Multimeter
• 3. Plak pistool
• 4. Ontsoldeerpomp
• 5. 5V Kragtoevoer

Stap 2: Bou die stroombaan op broodbord

Die eerste ding wat u moet doen voordat u die prototipe bou, is om 'n speldiagram van u 8x8 -matriks te kry en 'n verwysingspunt te merk om die penne in al u matrikse te identifiseer. Dit kan u help om die stroombaan saam te stel.

Ek het 'n speldiagram aangeheg van die matriksmodule wat ek hier gebruik het. In my module was die rye die negatiewe penne. Hierdie speldiagram bly dieselfde vir die meeste modules in die mark.

Daar word in die kring getoon dat 'n enkele skofregister gebruik word om die 8 rye te beheer en vir die beheer van die kolomme gebruik ons een skofregister vir elke 8 kolomme.

Kom ons bou 'n eenvoudige blaai -skerm van 8 x 8 op die broodbord.

Die kring is in twee dele verdeel - rybeheer en kolombeheer. Kom ons bou eers die kolombeheer.

Speld 4 van arduino is gekoppel aan pen 14 (SER) van die skofregister. (Dit is die seriële data -invoerpen van die skofregister. Die logiese vlakke wat nodig is om die LED's aan te skakel, word deur hierdie pen gevoer

Pen 3 van arduino is gekoppel aan pen 12 (RCLK) van die skofregister. (Kom ons noem hierdie pen as die uitsetklokpen. Die data in die geheue van die skofregisters word na die uitset gestoot wanneer hierdie klok geaktiveer word.)

Speld 2 van arduino is gekoppel aan pen 11 (SRCLK) van die skofregister. (Dit is die invoerklokpen wat data na die geheue skuif.)

VCC +5V word deur die pen 16 aan die skofregister gegee, en dieselfde word aan die pen 10 gekoppel. (Hoekom? Pin 10 is die SRCLR -pen, wat die data in die skofregister skoonmaak wanneer dit geaktiveer word. Dit is 'n aktiewe laagpen Om die data in die geheue van die skofregister te bewaar, moet hierdie pen die hele tyd met +5V voorsien word.)

Die grond is gekoppel aan beide die GND -pen (pen 8 van die skofregister) en die OE -pen (pen 13 van die skofregister). (Waarom? Die uitset-inskakelpen moet geaktiveer word om uitsette te lewer volgens die kloksignaal. uitsette.)

Die kolompenne van die matriks is gekoppel aan die skofregister, soos getoon in die kringdiagram met 'n weerstand van 470 ohm tussen die matriks en die skofregister

Nou vir die rybeheerbaan.

Speld 7 van arduino is gekoppel aan pen 14 (SER) van die skofregister

Pen 5 van arduino is gekoppel aan pen 11 (SRCLK) van die skofregister

Speld 6 van arduino is gekoppel aan pen 12 (RCLK) van die skofregister

VCC +5V word gegee aan pen 16 en pen 10 soos hierbo beskryf

Grond is gekoppel aan pen 8 en pen 13

Soos ek hierbo genoem het, was die rye die negatiewe penne in my geval. Dit is beter om die negatiewe penne van u matriks as die rye van u skerm te beskou. Die grondverbinding moet na hierdie negatiewe penne oorgeskakel word met behulp van BC548/2N4401 transistors wat beheer word deur die uitset logika vlakke van die skofregister. Dus, hoe meer negatiewe penne, hoe meer transistors benodig ons

Gee die ryverbindings soos in die kringdiagram getoon

As u daarin geslaag het om die protokol van 8 x 8 matriksskerm te maak, kan u die gedeelte van die kring vir die kolombeheer eenvoudig herhaal en die matriks uitbrei na 'n aantal kolomme. U hoef net een 74HC595 vir elke 8 kolomme (een 8 x 8 -module) by te voeg en dit met die vorige een te koppel.

Daisy skakel die skofregisters in om meer kolomme by te voeg

Daisy chain in elektriese ingenieurswese is 'n bedradingskema waarin verskeie toestelle in 'n volgorde aan mekaar gekoppel is.

Die meganisme is eenvoudig: die SRCLK (invoerklok. Pen 11) en die RCLK (uitsetklok. Pen 12) penne word gedeel tussen al die madeliefketting-skofregisters terwyl elke QH-PIN (pen 9) van die vorige skofregister in die ketting word gebruik as seriële invoer vir die volgende skofregister via die SER PIN (pen 14).

In eenvoudige woorde, deur die skofregisters daisy te ketting, kan hulle as 'n enkele skofregister met 'n groter geheue beheer word. Byvoorbeeld, as u twee 8 -bit -verskuiwingsregisters verbind, werk dit soos 'n enkele 16 -bit -skofregister.

Die kode

In die kode voer ons die kolomme met die onderskeie logiese vlakke volgens die insette terwyl ons langs die rye skandeer. Die karakters van A tot Z word in die kode gedefinieer as logiese vlakke in 'n greepskikking. Elke karakter is 5 pixels breed en 7 pixels hoog. Ek het 'n meer gedetailleerde verduideliking gegee oor die werking van die kode as opmerkings in die kode self.

Die Arduino -kode is hier aangeheg.

Stap 3: soldeer

Om die soldeerkring makliker te verstaan, het ek dit so groot as moontlik gemaak en afsonderlike borde vir die ry- en kolombeheerders gegee en dit met koppe en drade verbind. U kan dit baie kleiner maak deur die komponente nader aan mekaar te soldeer, of as u goed met PCB -ontwerp is, kan u ook 'n kleiner PCB maak.

Plaas 'n weerstand van 470 ohm op elke pen wat na die matriks lei. Gebruik altyd opskrifte om die LED Matrices aan die bord te koppel. Dit is beter om dit nie direk aan die bord te soldeer nie, aangesien langdurige blootstelling aan hitte dit permanent kan beskadig.

Aangesien ek afsonderlike borde vir die ry- en kolomkontroles gemaak het, het ek drade van die een bord na die ander uitgebrei om die kolomme te verbind. Hier is die bord aan die bokant vir die beheer van die rye en die bord aan die onderkant vir die beheer van die kolomme.

dit benodig net 'n enkele 74HC595 om al die 8 rye te bestuur. Maar op grond van die aantal kolomme, moet meer skofregisters bygevoeg word; daar is geen teoretiese limiet vir die aantal kolomme wat u by hierdie matriks kan voeg nie. Hoe groot kan jy dit maak? Laat weet my as u daar kom!;)

Stap 4: Toets die voltooide eerste helfte van die kring

Toets dit altyd halfpad om moontlike foute soos los verbindings, verkeerde penverbinding, ens. Te vind: Baie mense wat my om hulp gevra het om die fout in hul matriks te vind, het hul fout gemaak met die pin-out van die kolom van die matriksmodule. Kontroleer dit twee keer voordat u soldeer en gebruik kleurgekodeerde drade om die penne maklik te onderskei.

Stap 5: Bou die tweede helfte

Verleng dieselfde kolombeheerbaan. Die rye word in serie met die vorige een verbind.

Die SRCLK- en RCLK -penne word parallel geneem en die QH (Serial data out. Pin 9) van die laaste skofregister van die voltooide stroombaan word gekoppel aan die SER (Serial Data in. Pin 14) van die volgende skofregister. Die VCC- en GND -krag word ook tussen al die IC's gedeel.

Stap 6: Die resultaat

Nadat u klaar is met soldeer, is die volgende stap om 'n behuizing vir u skerm te maak. Dit is altyd beter om 'n pasgemaakte omhulsel te ontwerp met behulp van Fusion 360 of enige ander 3D -ontwerphulpmiddel en die saak in 3D te druk. Aangesien ek destyds nie toegang tot 3D -druk gehad het nie, het ek 'n houtkas gemaak met die hulp van 'n vriend wat goed in houtwerk werk.

Hoop jy het dit geniet om die instruksies te lees. Plaas die foto's van u weergawe van hierdie projek in die kommentaar -afdeling hieronder en as u enige vrae het, kan u dit hier vra of 'n e -pos stuur na [email protected]. Ek help u graag.