Afișaj cu matrice LED în rețea Mirolo pentru semnalizare digitală: 22 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Semnalizarea digitală poate fi utilă la evenimente pentru a informa vizitatorii despre panourile viitoare, modificările programului sau pentru a oferi informații dinamic. Utilizarea afișajelor LED Matrix face ca mesajele să fie lizibile chiar și de departe și este o caracteristică atrăgătoare.

Caracteristicile includ:

• 2 linii de module cu matrice de puncte, 1 indicator RGB Ring
• Interfață web http pentru o gestionare simplă de rezervă
• API REST / JSON pentru gestionare avansată de la distanță
• control automat al luminozității
• Telecomandă IR
• Conector de interfață I²C pentru module externe (de ex. DS1307 RTC)
• intrare de gamă largă: 10-20VAC / 10-30VDC
• mesaje și module de programare a evenimentelor pentru operare manuală independentă de rețea

Următoarele instrucțiuni vor trece peste procesul de construire a unuia dintre aceste afișaje, având în vedere atât electronica, cât și cadrul suport. Procesul de construire necesită câteva instrumente specializate și abilități avansate de lipire. Prin urmare, aș descrie nivelul de dificultate ca fiind mediu-greu și nu este potrivit pentru începători.

Documentația completă despre software și hardware poate fi găsită la gitlab / mirolo-2M05081R16

Pasul 1: De ce aveți nevoie

Veți avea nevoie de o varietate de instrumente pentru a finaliza acest proiect. Acesta este setul de bază. Orice unelte precum mașini CNC sau șlefuitoare cu bandă și suporturi de găurit vă vor face viața mult mai ușoară.

• Stație de lipit, inclusiv vârfuri capabile să lipească componente SMD
• Echipamente de lipit
• Burghiu electric
• Hot Glue Gun
• Ferăstrău alternativ și ferăstrău metalic
• Cleşte
• Șurubelnițe
• Chei și prize
• Multi Meter
• Atingeți și muriți
• Burghie cu zăvor
• Set de burghiu
• Viciu
• Fierastrau
• Lipici cu două componente
• Hârtie de șlefuit
• File metalic
• Bandă cu două fețe

Desigur, aveți nevoie și de material de construcție. Aici puteți găsi o listă completă a tuturor părților necesare: Lista materialelor

Important: atunci când cumpărați componente precum condensatoarele electrolitice, asigurați-vă că înălțimea lor nu depășește 12 mm. În caz contrar, acestea vor fi mai mari decât afișajul matricial și placa nu se va potrivi corect.

Pasul 2: Pregătirea pieselor

Mai întâi trebuie să realizați piesele necesare pentru cadru care să țină totul împreună. Dacă doriți să vă proiectați propriul cadru, puteți sări peste acești pași. Îl voi păstra foarte scurt și voi conecta doar la fișierele care descriu dimensiunile piesei. De fapt, realizarea lor implică tăierea și răbdarea, dar ar trebui să știți cum să manevrați un burghiu electric, un ferăstrău și un dosar pentru a face acest lucru.

Dimensiunile piesei

Pasul 3: Asamblare electronică

Să începem cu lucrurile clipitoare. Pregătiți toate părțile prezentate mai sus. Lista completă a materialelor este legată la pasul 1.

În ceea ce privește PCB-ul, vă recomand să le fabricați de o companie profesionistă. Unele urme sunt destul de subțiri și mi-au trebuit câteva încercări pentru a obține chiar și un prototip de lucru care nu a fost complet greșit și am avut încă probleme electrice din cauza erorilor de gravare care au fost un coșmar de rezolvat. Designul funcționează excelent, dar placa este puțin prea complexă pentru gravarea la domiciliu. Dacă nu aveți la îndemână echipamente de gravat semi-profesionale, nu merită efortul. Mai ales având în vedere că trebuie să îndoiți 48 de fire jumper pentru fiecare dintre acestea atunci când utilizați designul cu o singură față. Aceasta este lucrurile care vă vor da coșmaruri. Mi-am luat-o de la JLC-PC și calitatea lor este foarte frumoasă. Mi-au economisit ore de muncă și mult material.

Mai am 5 dintre aceștia culcați în jur. Dacă sunteți interesat să realizați acest proiect, trimiteți-mi o notă și vom rezolva ceva. Ar putea fi mai ușor să le expediați din Germania în loc să comandați altele noi din China.

Pasul 4: Asamblare electronică - Matrice 8 module

Vom începe cu bara de matrice inferioară. Acesta este format din 8 module FC-16. Lipiți-le împreună pentru a forma o singură linie. Puteți utiliza conectorii cu pini de 90 ° incluși îndoindu-i într-o formă de 180 ° folosind clești. Recomand să-i prinzi într-un menghină.

Conectați toate modulele și lipiți unul dintre cablurile panglică cu 3 poli la intrarea de date, precum și cele două fire torsadate la intrarea de alimentare.

Când lipiți modulele matricei de deasupra, NU UTILIZAȚI conectorii cu pin feminin furnizați. În caz contrar, modulul va fi prea gros pentru a se potrivi în cadru. Păstrați conectorii, deși veți avea nevoie de ei pentru cealaltă linie de afișare. De asemenea, asigurați-vă că sunt orientate corect.

Lipiți condensatorul 1000µF la capătul (Data OUT) al benzii pe GND și VCC ca tampon suplimentar.

Pasul 5: Asamblare electronică - Inel WS2812

Lipiți celălalt cablu panglică cu 3 poli pe inel (știftul central al cablului ar trebui să fie GND)

Pasul 6: Asamblare electronică - Convertor DC / DC

Pregătiți convertorul DC / DC Buck / Boost. Aplicați o tensiune decentă (12V) la intrare și reglați potențiometrul de tuns, astfel încât ieșirea să fie exact 5V. Ar trebui să aveți o ușoară încărcare conectată la ieșire și să atingeți de câteva ori pe dispozitivul de tuns pentru a vă asigura că este setat corect și că nu sare. Când tensiunea de ieșire este stabilă, puneți câteva picături de adeziv pe dispozitivul de tuns, astfel încât să nu poată fi modificat accidental.

Pasul 7: Asamblare electronică - Placă de bază SMD

Urmează placa principală. Lipiți mai întâi toate componentele SMD (nu uitați rezistențele din față și LED-urile). În general, se recomandă mai întâi lipirea celor mai mici componente, deoarece acest lucru va ușura lipirea, deoarece puteți așeza placa. Dacă urmați aceste instrucțiuni în ordinea corectă, aceasta nu ar trebui să fie o problemă.

Pentru aceasta nu aveți nevoie de o stație de lipit cu aer cald. Este necesar doar pentru componentele de lipire, cum ar fi microcontrolerul cu 44 de pini.

Pasul 8: Asamblare electronică - Rezistențe

Urmează rezistențe și condensatori mici, precum și receptorul LDR și IR.

Pasul 9: Asamblare electronică - Sursă de alimentare a plăcii principale

Adăugați componente precum LDR, siguranța și redresorul, precum și unele condensatoare mai mari. Puteți lipi modulul de schimbare a nivelului cu 4 canale direct pe placă fără standoffs. Adăugați aici și conectorii pinii de precizie feminini pe care i-ați salvat din modulele FC-16.

Folosiți niște fire solide pentru a lipi modulul DC / DC din partea superioară a plăcii. Puneți o bandă scurtă de bandă electrică sub modul pentru a preveni perforarea știfturilor de tăiere prin masca de lipit a PCB-ului și creați un scurtcircuit la GND. Când lipiți mufa și redresorul, setați placa în poziție verticală pe o margine (utilizați un menghină), astfel încât lipirea curge în jurul contactelor. Dacă o aveți întinsă, lipirea va cădea prin găurile mari și va face o mizerie uriașă.

Pasul 10: Asamblare electronică - module și butoane

Finisaje. Adăugați butoanele și componentele mari, cum ar fi modulul LAN și conectorii casetei.

Pasul 11: Asamblare electronică - Matrice LED pentru placa de bază

curățați în cele din urmă placa și îndepărtați orice reziduu de flux. Introducerea modulelor LED necesită o anumită răbdare, deoarece conectorii se potrivesc foarte bine. Nu uitați să puneți jumperul și siguranța.

Pasul 12: Asamblare electronică - încărcător de încărcare pentru placa de bază

Este timpul pentru teste. Conectați portul ICSP la un programator AVR (folosesc unul dintre dispozitivele mele Arduino UNO) și ardeți bootloader-ul Optiboot inclus în biblioteca hardware mightyCore.

Puteți găsi toate linkurile către software în fișierul readme.

IMPORTANT: Arderea bootloaderului pentru prima dată va duce la un mesaj de eroare din cauza unor siguranțe care nu sunt setate corect. Deconectați totul și apoi încercați să ardeți din nou încărcătorul de încărcare după reconectare. Ar trebui să funcționeze fără probleme acum. Dacă întâmpinați încă erori verificați din nou toate conexiunile de pe placa principală.

Nu treceți mai departe până nu se termină acest pas.

Pasul 13: Asamblare electronică - Firmware pentru placa de bază

Acum conectați interfața serială și încărcați schița pe tablă. Pinout-ul conectorului serial este conceput astfel încât să poată fi conectat direct la un modul USB CP2102.

Setați LOAD_EEPROM la 0 când încărcați pentru prima dată. În caz contrar, va încărca valori aleatorii din EEPROM și, eventual, va inhiba pornirea corectă. Vă rugăm să rețineți că acest lucru va duce la setarea adresei IP la 192.168.178.100.

Dacă încărcarea a funcționat corect, LED-urile din spate ar trebui să se aprindă.

Deschideți monitorul serial (115200 baud) și lansați o comandă system: reboot. Aceasta va salva toate valorile în EEPROM și va suprascrie orice valori aleatorii. Încărcați schița din nou după aceea, cu LOAD_EEPROM setat la 1.

Apoi puteți schimba din nou adresa IP folosind monitorul serial. Consiliul ar trebui să funcționeze pe deplin acum.

Pasul 14: Asamblare electronică - Test placă de bază

În acest moment puteți testa deja placa. Conectați la acesta o sursă de alimentare adecvată și ar trebui să fiți întâmpinat de un mesaj pe linia de afișare. De asemenea, puteți conecta un cablu LAN la rețeaua dvs. și puteți accesa pagina web tastând IP-ul afișajului în browserul dvs. web. Asigurați-vă că totul funcționează corect înainte de a continua.

Pasul 15: Asamblarea cadrului

Pregătiți componentele prezentate mai sus.

Pasul 16: Asamblarea cadrului - Suporturi

Aplicați bandă dublă pe suportul superior și inferior și lipiți-le pe sticla acrilică. Asigurați-vă că suporturile laterale se potrivesc bine între ele și aliniați-vă cu găurile forate.

Pasul 17: Ansamblul cadrului - Găuri de montare

Găuriți acrilul și fixați totul cu șuruburile cu cap plat și piulițele M6 în colțurile cadrului și asigurați-vă că găurile de montare M6 filetate se află în partea de jos a afișajului. Apoi găuriți celelalte găuri de montare așa cum este descris în fișierul dimensiunilor cadrului. Găurile M3 trebuie contracarate din față. Gaura mare de 12 mm este pentru accesarea siguranței din față. Puteți păstra pelicula de protecție exterioară pe sticlă și desenați marcaje pe ea.

Pasul 18: Asamblarea cadrului - Știfturi și LED-uri

Lipiți cele 4 profile L din plastic în colțurile cadrului (acestea sunt pentru montarea afișajelor pe un perete) și înșurubați 3 șuruburi cu piulițe și șaibe pentru montarea PCB-ului. De asemenea, ar trebui să instalați mânerul în acest moment (asigurați-vă că este ușor decalat spre față, astfel încât șuruburile să nu interfereze cu PCB-ul).

Când lipiți inelul WS2812, asigurați-vă că LED-urile sunt aliniate corect. Punerea LED-ului 0 în partea de sus o va face mai ușoară, deși puteți regla acest lucru în software mai târziu, deoarece acceptă diferite poziții de pornire și orientări ale inelului.

Pasul 19: Ansamblul cadrului - Fitingul de testare

Verificați dacă PCB-ul se aliniază corect cu șuruburile de montare. Dacă nu se potrivesc perfect, încercați să le îndoiți cu atenție. Apoi lipiți inelul WS2812 și a doua linie de afișare pe placa principală și fixați firele cu câteva picături de adeziv fierbinte.

Pasul 20: Ansamblul cadrului - Montarea PCB-ului

Înșurubați piulițele pe șuruburi și adăugați șaibe (fără șaibă pe șurubul inferior), apoi așezați PCB-ul deasupra și reglați piulițele până când placa este aliniată corect. Utilizați șaibe de plastic și metal și câteva piulițe pentru a fixa PCB-ul în poziție.

Pasul 21: Ansamblu cadru - Matrice LED inferioară

Adăugați garnitura de spumă autoadezivă pe contactele liniei afișajului pentru a preveni scurtcircuitele de cadru și așezați profilul U în partea de sus a acestuia, astfel încât să apese afișajul pe sticla frontală. Fixați-l în loc cu încă două șuruburi M6 de suporturile laterale. În cele din urmă, adăugați o bucată scurtă de Velcro ca suport pentru cablu folosind un șurub mic.

Pasul 22: Pasul final - Lucrurile bune

Știți senzația de a dezlipi filmul protector de pe dispozitivele noi? Puteți face acest lucru acum și vă puteți bucura de afișajul de informații nou asamblat. Conectați-l, conectați-l la rețeaua dvs. și minunați-vă de luminile intermitente.

Dacă aveți întrebări, observații sau idei de îmbunătățire, nu ezitați să mă contactați.