48 X 8 keriv LED -maatrikskuva, kasutades Arduino ja Shift -registreid: 6 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Tere kõik

See on minu esimene juhendatav ja selle eesmärk on teha 48 x 8 programmeeritav keritav LED -maatriks, kasutades Arduino Uno ja 74HC595 vahetusregistreid. See oli minu esimene projekt Arduino arendusplaadiga. See oli väljakutse, mille andis mulle õpetaja. Selle väljakutse vastuvõtmise ajal ei teadnud ma isegi, kuidas arduino abil LED -i vilkuda. Niisiis, ma arvan, et isegi algaja saab seda natuke kannatlikkuse ja mõistmisega hakkama. Alustasin väikese uurimisega vahetusregistrite ja arduino multipleksimise kohta. Kui te pole vahetusregistrite jaoks uus, soovitan enne maatriksitega alustamist selgeks õppida vahetusregistrite multipleksimise ja aheldamise vahetamise põhitõed. See aitab teil palju aru saada kerimisekraani koodist ja toimimisest.

Samm: tööriistade ja komponentide kogumine

Komponendid

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 -bitine jada -paralleelnihke registrid. - 7
• 3. BC 548/2N4401 transistorid - 8
• 4. 470 oomi takistid - veergude arv + 8
• 5. Valmisplaat 6x4 tolli - 4
• 6. Värvikoodiga juhtmed - vastavalt vajadusele
• 7. IC hoidjad - 7
• 8. 5 mm või 3 mm 8x8 tavalise katoodiga ühevärviline LED -maatriks - 6
• 9. Meeste ja naiste päised - vastavalt vajadusele.

Vajalikud tööriistad

• 1. Jootekomplekt
• 2. Multimeeter
• 3. Liimipüstol
• 4. Jootetõrjepump
• 5. 5V toide

2. samm: vooluringi ehitamine leivaplaadile

Esimene asi, mida peate enne prototüübi ehitamist tegema, on hankida oma 8x8 maatriksi pin -diagramm ja märkida võrdluspunkt kõikide maatriksite tihvtide tuvastamiseks. See võib teid ahela kokkupanemisel aidata.

Lisasin siin kasutatud maatriksmooduli pin -skeemi. Minu moodulis olid read negatiivsed nööpnõelad. See pin -diagramm jääb enamiku turul olevate moodulite jaoks samaks.

Vooluahelas on näidatud, et 8 rea juhtimiseks kasutatakse ühte nihkeregistrit ja veergude juhtimiseks kasutame iga 8 veeru kohta ühte vahetusregistrit.

Ehitame leivalauale lihtsa 8 x 8 keritava ekraani.

Ahel on jagatud kaheks osaks - rea juhtimine ja veeru juhtimine. Ehitame kõigepealt veerukontrolli.

Arduino tihvt 4 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 14 (SER). (See on nihkeregistri jadaandmete sisendnõel. LED -ide sisselülitamiseks vajalikud loogikatasemed juhitakse selle tihvti kaudu

Arduino tihvt 3 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 12 (RCLK). (Nimetagem see tihvt väljundkella tihvtiks. Nihkeregistrite mälus olevad andmed lükatakse selle kella käivitamisel väljundisse.)

Arduino tihvt 2 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 11 (SRCLK). (See on sisendkella tihvt, mis viib andmed mällu.)

VCC +5V antakse nihkeregistrile selle tihvti 16 kaudu ja sama on ühendatud tihvtiga 10. (Miks? Pin 10 on SRCLR -tihvt, mis kustutab käivitamisel nihkeregistris olevad andmed. See on aktiivne madal tihvt, nii et andmete säilitamiseks vahetuste registri mälus tuleb seda tihvti kogu aeg toita +5V.)

Maandus on ühendatud nii GND tihvtiga (nihkeregistri tihvt 8) kui ka OE tihvtiga (nihkeregistri tihvt 13). (Miks? Väljundi lubamise tihvt tuleb käivitada, et anda väljundeid vastavalt kella signaalile. See on aktiivne madal tihvt nagu SRCLR Pin, seega tuleb seda kogu aeg põhiseisundis hoida väljundid.)

Maatriksi veerg -tihvtid on nihkeregistriga ühendatud, nagu on näidatud skeemil, 470 oomi takistiga maatriksi ja nihkeregistri vahel

Nüüd rea juhtimisahela kohta.

Arduino tihvt 7 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 14 (SER)

Arduino tihvt 5 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 11 (SRCLK)

Arduino tihvt 6 on ühendatud vahetuste registri tihvtiga 12 (RCLK)

VCC +5V antakse tihvtidele 16 ja 10, nagu eespool kirjeldatud

Maandus on ühendatud tihvtidega 8 ja 13

Nagu ma eespool mainisin, olid read minu puhul negatiivsed nööpnõelad. Parem on pidada maatriksi negatiivseid nööpe kuvari ridadeks. Maandusühendus tuleb nendele negatiivsetele kontaktidele lülitada, kasutades BC548/2N4401 transistore, mida juhivad nihkeregistri väljundloogika tasemed. Nii et mida rohkem negatiivseid kontakte, seda rohkem transistore vajame

Andke ridaühendused vastavalt skeemile

Kui teil on õnnestunud teha 8 x 8 maatriksi kuvari prototüüp, saate lihtsalt kopeerida ahela osa veerukontrolli jaoks ja laiendada maatriksi suvalisele veergude arvule. Peate lihtsalt lisama ühe 74HC595 iga 8 veeru kohta (üks 8 x 8 moodul) ja aheldama selle eelmisega.

Daisy aheldab vahetusregistreid veergude lisamiseks

Daisy kett elektrotehnikas on juhtmestik, milles mitu seadet on järjestikku ühendatud.

Mehhanism on lihtne: SRCLK (sisendkell. Tihvt 11) ja RCLK (väljundkell. Tihvt 12) nööpnõelad on jagatud kõikide ahelaga aheldatud vahetusregistrite vahel, samas kui iga QH PIN-kood (tihvt 9) ketti kasutatakse jadase sisendina järgmisesse nihkeregistrisse SER PIN -koodi kaudu (tihvt 14).

Lihtsamalt öeldes, vahetusregistrite aheldamise teel saab neid juhtida ühe vahetusregistrina suurema mäluga. Näiteks kui ühendate kahe 8 -bitise nihkeregistri ahela, toimivad need nagu üks 16 -bitine vahetusregister.

Kood

Koodis toidame veerge vastava loogikatasemega vastavalt sisendile, samal ajal kui skaneerime mööda ridu. Märgid A kuni Z on koodis määratletud baitmassiivi loogikatasanditena. Iga märk on 5 pikslit lai ja 7 pikslit kõrge. Olen koodi üksikasjalikuma selgituse andnud kommentaaridena koodis endas.

Arduino kood on lisatud siia.

3. samm: jootmine

Et joodetud vooluahelat oleks lihtsam mõista, olen selle võimalikult suureks muutnud ning andnud rea- ja veerukontrolleritele eraldi lauad ning ühendanud need päiste ja juhtmete abil kokku. Saate selle palju väiksemaks muuta, jootades komponendid üksteisele lähemale või kui olete PCB projekteerimisel hea, saate teha ka väiksema kohandatud trükkplaadi.

Pange kindlasti 470 oomi takisti igale maatriksisse viivale tihvtile. Kasutage LED -maatriksite tahvliga ühendamiseks alati päiseid. Parem on mitte joota neid otse plaadile, kuna pikaajaline kokkupuude kuumusega võib neid jäädavalt kahjustada.

Kuna ma olen ridade ja veergude juhtimiseks teinud eraldi lauad, pikendasin veerge ühendamiseks juhtmeid ühelt plaadilt teisele. Siin on ülaosas olev tahvel ridade juhtimiseks ja all olev tahvel veergude juhtimiseks.

kõigi 8 rea juhtimiseks on vaja vaid ühte 74HC595. Kuid veergude arvu põhjal tuleks lisada rohkem nihkeregistreid, teoreetilisi piiranguid sellele maatriksile lisatavate veergude arvule ei ole. Kui suureks sa saad? Andke teada, kui kohale jõuate!;)

4. samm: ahela lõppenud esimese poole testimine

Kontrollige seda alati pooleldi, et leida võimalikke vigu, nagu lahtised ühendused, vale tihvtiühendus jne: Paljud inimesed, kes palusid minult abi oma maatriksis vea leidmisel, olid oma vea teinud maatriksimooduli rea-veeru pin-out abil. Enne jootmist kontrollige seda kaks korda ja kasutage tihvtide hõlpsaks eristamiseks värvilisi juhtmeid.

Samm: teise poolaja ehitamine

Laiendage sama veeru juhtimisahelat. Ridad on järjestikku ühendatud eelmisega.

SRCLK ja RCLK tihvtid võetakse paralleelselt ning lõppvooluahela viimase nihkeregistri QH (seeriaandmed välja. Pin 9) ühendatakse järgmise vahetusregistri SER -iga (Serial Data in. Pin 14). VCC ja GND võimsust jagatakse ka kõigi IC -de vahel.

6. samm: tulemus

Kui olete jootmise lõpetanud, on järgmine samm ekraanile ümbrise valmistamine. Alati on parem kujundada kohandatud ümbris, kasutades Fusion 360 või mõnda muud 3D -kujundustööriista, ja printida ümbris 3D -vormingus. Kuna mul polnud tol ajal juurdepääsu 3D -printimisele, tegin puidust ümbrise puidutööga hästi kursis oleva sõbra abiga.

Loodan, et teile meeldis seda juhendit lugeda. Postitage oma projekti versiooni pildid allpool olevasse kommentaaride sektsiooni ja kui teil on küsimusi, küsige seda siit või saatke e -kiri aadressile [email protected]. Aitan teid hea meelega.