LED Pit Board: 6 pași (cu imagini)

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

Această instrucțiune este pentru o placă digitală cu LED pe care o folosim pentru karting. Este deosebit de util pentru curse de noapte în interior și în aer liber, inclusiv curse de 24 de ore. Placa este limpede la lumina soarelui și iese în evidență noaptea. Datorită seriei de karturi la care participăm, numărul kartului poate fi diferit la fiecare cursă și este posibil să avem 2 sau 3 karturi care rulează în cursa respectivă, așa că trebuie să schimbăm numărul de pe tablă rapid din mers. Acest lucru se face printr-o tastatură cu 16 cifre din spatele plăcii.

Placa este formată din 14 segmente cu 4 LED-uri albe de pălărie de paie în fiecare segment. Întregul lucru este controlat printr-un Arduino Nano (cel cu portul USB încorporat). Placa poate fi estompată dacă este necesar și poate, de asemenea, să clipească pentru a atrage în continuare atenția șoferilor.

Fața și spatele sunt foi acrilice de 3 mm cu un cadru împădurit între ele. Acest lucru a fost apoi forat pentru fiecare LED individual. Dimensiunea totală este aceeași cu o bucată de hârtie A4.

Notă: Acest instructable arată exact ceea ce am făcut, unele dintre componentele pe care le aveam deja în jur, așa că am folosit ceea ce aveam. Există soluții mai bune pentru unele părți ale acestei versiuni și am învățat pe parcurs, le voi discuta la final.

De ce ai nevoie:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, mai mare de 2200mOhm - de preferință fără comutator propriu)

1 x cablu USB

1 x Comutator

Tastatură 1 x 16 cifre

3 x rezistențe 7K5Ω (pentru tastatură)

3 x rezistențe 2KΩ (pentru tastatură)

2 x 3mm foaie acrilică format A4

1 x IRF9530 (MOSFET cu canal P)

14 x IRL510 (MOSFET canal N)

Rezistențe de 15 x 220Ω (rezistențe MOSFET)

Rezistențe de tragere 15 x 10K

56 x LED pălărie de paie albă de 5 mm

56 x Rezistor adecvat pentru LED-uri (220Ω este de obicei bun)

Câteva fire pentru conectarea LED-urilor / MOSFET-urilor etc.

Unele placi de bandă

Niște lemn pentru cadru

Bandă pentru conducte negre

12 x șuruburi

1 x mâner sertar

Pasul 1: Construiți cadrul

Aici am folosit 18 mm x 44 mm x 2400 mm, care au fost tăiate în 2 bucăți la 261 mm și 2 bucăți la 210 mm, astfel încât, atunci când sunt asamblate împreună, dimensiunea exterioară să se potrivească cu foile acrilice pe care le-am cumpărat (dimensiunea hârtiei A4 în acest caz). Acestea au fost pur și simplu înșurubate folosind niște șuruburi adecvate pentru lemn. În acest moment, decideți care va fi partea de sus și marcați punctul central pe partea superioară. Din acest punct central măsurați cantitatea egală de ambele părți pentru a se potrivi cu mânerul sertarului dvs., găuriți pentru a se potrivi cu dimensiunea șurubului mânerului. Înfășurați exteriorul lemnului cu banda adezivă neagră pentru a da un finisaj frumos. În cele din urmă, montați mânerul sertarului folosind șuruburile furnizate.

Pasul 2: găuriți găurile ledului și montați LED-urile

Marcați acrilul (protecția benzii încă activată) cu designul segmentului în acest caz 2 cifre cu 7 segmente în fiecare cifră și 4 LED-uri în fiecare segment.

Găuriți acrilicul foarte atent, am folosit o bucată mică de resturi de lemn pentru a găuri pe spate și am început cu un burghiu cu diametru mai mic (2,5 mm) și am terminat cu o gaură de 5 mm pentru a accepta LED-urile de 5 mm. Acrilicul este destul de fragil și se poate ciobui ușor atunci când este forat, așa că aveți grijă.

În cele din urmă (și partea minuțioasă) montați fiecare LED în fiecare gaură folosind o cantitate mică de superglue. Nu utilizați prea mult, deși în cazul în care trebuie să schimbați un LED mai târziu în timpul testării. Dacă lipiți până la capăt, singura modalitate de a scoate un LED este să-l găuriți. Am găsit o mică blob pe o parte a LED-ului suficient pentru a-l ține în siguranță și pentru a face ceva abuz.

Pe panoul din spate decupați orificiul tastaturii și al comutatorului, asigurându-le că acestea se aliniază cu secțiunea centrală a LED-urilor din placa opusă, astfel încât să aveți suficient spațiu liber. Montați tastatura și comutatorul și găuriți pentru banca de alimentare

Pasul 3: Circuitul

Circuitul a fost împărțit în 3 secțiuni, deoarece este mai ușor pentru mine să descriu.

1 - Partea de putere:

Puterea este livrată către Arduino, IRF9530 și tastatură prin intermediul comutatorului de alimentare. Comutatorul de alimentare este conectat direct la banca de alimentare de 5V. IRF9530 se află între puterea de 5v și fiecare dintre segmentele LED. Acest MOSFET cu canal P va fi responsabil pentru diminuarea PWM și intermitentul segmentelor LED. Este conectat la pinul digital 10 printr-un rezistor de protecție de 220Ω.

2 - Segmentele LED:

Fiecare segment LED își va prelua apoi puterea de la IRF9530. Segmentele sunt formate din 4 LED-uri, toate cablate în paralel, fiecare cu propriul rezistor de limitare a curentului, care ar trebui să fie potrivit pentru curentul direct al LED-urilor dvs.

Partea -ve a LED-urilor este apoi conectată la un MOSFET de canal IRL510 N (un pic peste kill, dar am avut ceva în jur). Fiecare segment are propriul IRL510, deoarece acesta este „comutatorul” pentru fiecare segment. Fiecare IRL510 este conectat înapoi la pinul său Arduino corespunzător printr-un rezistor de protecție de 220Ω și are un rezistor de 10K pentru a se asigura că trece complet. (rezistențele de tragere ar putea fi omise deoarece Arduino va rămâne scăzut atunci când nu este pornit).

3 - Cablarea tastaturii:

Datorită numărului de pini Arduino utilizați pentru a controla segmentele, nu putem folosi metoda de conectare matricială cu 8 pini pentru tastatură, așa că am dezvoltat o metodă de conectare cu 1 pini pentru acest proiect. Adăugând rezistențe pe pinii tastaturii putem crea un divizor de tensiune diferit pentru fiecare buton. Conectând acest lucru la un Pin analogic pe Arduino, putem determina apoi ce buton a fost apăsat conform diagramei tastaturii.

Pasul 4: conectați placa

Am folosit panouri pentru a crea un „PCB” pentru fiecare segment. Pe fiecare segment PCB este LED-ul x 4, rezistențele LED x 4 și un MOSFET IRL510. Fiecare segment are apoi o conexiune de 5v de la IRF9530 și o conexiune de 0v (aproape ca un inel principal). Poarta de la IRL510 este apoi conectată la „PCB” Arduino din centru.

Rezistențele de 220Ω pentru IRL510 sunt pe placa centrală Arduino împreună cu IRF9530.

Conectați tastatura la 5V, 0V și pinul de semnal la Arduino.

În cele din urmă, tăiați capătul nedorit al cablului USB și filetați-l prin panoul din spate lăsând suficient pentru a vă conecta la banca de alimentare. În interior dezbrăcați cu grijă carcasa exterioară și separați firele. Avem nevoie doar de liniile 5v și 0v. Ați putea folosi un multimetru aici pentru a găsi care este. Conectați firul de 5v la comutator și 0v la placa și tastatura Arduino.

Odată ce toate conexiunile sunt realizate, încărcați Arduino Sketch prin portul USB al Arduino.

Pasul 5: Pornire și funcționare

Conectați o bancă de alimentare care poate livra cel puțin 1A și, în mod ideal, aceasta ar trebui să fie de 2200mAh sau mai mare (acest lucru ar trebui să fie suficient pentru a rula placa la intensitate maximă cu toate segmentele aprinse timp de aproximativ 1,5 ore) și porniți alimentarea principală.

Notă: băncile de alimentare declară o mAh, dar această valoare este pentru pachetul intern de baterii (de obicei o baterie Li-ion 18650), care este nominal 3,7v. Banca de alimentare are un circuit de creștere intern care dc-dc convertește tensiunea la 5v. Această conversie înseamnă că unele mAh sunt pierdute. de exemplu, o bancă de energie de 2200mAh va fi cu adevărat (2200 * 3,7) / 5 = 1628mAh la 5v. Din păcate, acesta nu este sfârșitul etajului, deoarece majoritatea convertoarelor DC-DC nu sunt 100% eficiente (circuitul care face conversia are nevoie și de o anumită putere), așa că vă puteți aștepta să pierdeți încă 10% - 15% în interiorul capacului. Deci, 1628mAh pierde acum încă 162,8mAh în cel mai bun caz, ceea ce înseamnă că în cele din urmă obțineți aproximativ 1465,2mAh.

Odată ce Arduino a pornit, cifra din dreapta va afișa un zero. În acest moment, orice număr dintr-o singură cifră sau cu două cifre poate fi introdus și acel număr va fi afișat pe tablă. Dacă a fost introdus un număr dintr-o singură cifră, placa va afișa un zero pe cifra din stânga.

Alte funcții sunt:

Tasta „*” va activa sau dezactiva un afișaj intermitent

Tasta „A” va afișa FL pe tablă (ar putea fi folosită pentru a spune șoferului că a stabilit cea mai rapidă tură sau o folosim pentru a-i reaminti șoferului să obțină combustibil la următoarea oprire).

Tasta „B” va adăuga o literă P la cifra din stânga și apoi puteți adăuga orice număr la cifra din dreapta pentru a afișa poziția cursei de ex. P4.

„C” Creșteți luminozitatea

„D” Reduceți luminozitatea.

Pasul 6: Lecții / Îmbunătățiri

Pasul 6 - Îmbunătățire / Soluții mai bune

După cum am afirmat la început, această placă a fost construită folosind componente disponibile mai degrabă decât cumpărând altele noi, însă acest lucru a compromis designul și a dus la unele complicări. Deși designul final funcționează bine și arată bine, iată câteva îmbunătățiri sau alte idei pentru a crea același rezultat final.

1 Folosiți benzi LED de 5v (LED-uri albe pe benzi negre 60 / m) pentru a crea fiecare segment în loc să construiți de la zero. Acestea sunt ieftine și disponibile pe eBay și pot fi lipite pe partea din față a plăcii, mai degrabă decât să găurească fiecare LED. Benzile sunt deja pre-cablate și includ, de obicei, și rezistența curentă. Acest lucru poate face designul mai ușor și mai subțire, deoarece nu este necesar atât de mult spațiu intern.

2 Similar cu cele de mai sus, dar utilizați LED-uri cu bandă care se pot scrie individual, precum LED-urile RGB de tip WS2812B și există și descărcări de biblioteci pentru Arduino. Va trebui să luați în considerare puterea disponibilă de la banca de energie, deoarece afișarea albului ar putea necesita mai mult de 3Amp. Dar afișarea roșie, albastră sau verde individual ar consuma energie similară cu cea a designului meu. Avantajul cu LED-uri adresabile individual este că puteți elimina MOFET-urile IRL510, iar marele câștig este că ar fi nevoie doar de 1 Pin Arduino pentru a controla toate LED-urile. Deoarece această metodă eliberează pinii Arduino, cablurile sunt mult mai simple și puteți utiliza biblioteca Matrix Keypad, astfel încât să nu aveți nevoie nici de rezistențele de pe tastatură. Capacitatea de a utiliza diferite culori ar putea fi, de asemenea, utilă.

3 O versiune mai simplă a plăcii ar putea fi realizată prin îndepărtarea tastaturii și Arduino și prin utilizarea unor mici comutatoare glisante lângă fiecare segment și prin comutarea manuală a plăcii. Acest lucru este ok dacă rulați un singur kart și nu este nevoie să schimbați rapid numărul. Ați pierde și funcția de estompare și intermitent, dar ar fi o versiune mult mai simplă. Inițial am construit una ca asta, dar am constatat că nu am avut suficient timp pentru a schimba numerele între karturi în unele cazuri.

4 Am luat în considerare utilizarea unui ecran vechi de laptop în locul LED-urilor, astfel încât să poată fi afișat orice text, dar ecranul nu este suficient de luminos, mai ales în lumina soarelui puternic, dar chiar și într-o seară ploioasă era slab din spatele unui vizor umed. De asemenea, șoferul are doar timp pentru o privire trecătoare, astfel încât citirea este dificilă, așa că evitați acest lucru.