Afișaj cu matrice LED cu defilare 48 X 8 utilizând registrele Arduino și Shift .: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Buna tuturor

Acesta este primul meu instructabil și este vorba despre realizarea unei matrice LED cu defilare programabilă 48 x 8 folosind un registru de schimbare Arduino Uno și 74HC595. Acesta a fost primul meu proiect cu o placă de dezvoltare Arduino. A fost o provocare pe care mi-a dat-o profesorul meu. La momentul respectiv de a accepta această provocare, nici nu știam cum să clipesc un LED folosind un arduino. Deci, cred că chiar și un începător poate face acest lucru cu un pic de răbdare și înțelegere. Am început cu o mică cercetare despre registre de schimbare și multiplexare în arduino. Dacă sunteți nou în registrele de schimbare, vă recomand să învățați noțiunile de bază ale registrelor de schimbare în multiplexare și în lanțuri înainte de a începe cu matricele. Acest lucru vă va ajuta foarte mult să înțelegeți codul și funcționarea afișajului cu defilare.

Pasul 1: strângerea instrumentelor și componentelor

Componente

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 Registre Serial to Shell în paralel pe 8 biți. - 7
• 3. BC 548 / 2N4401 Tranzistoare - 8
• 4. Rezistențe 470 Ohmi - număr de coloane + 8
• 5. Pref Board 6x4 inch - 4
• 6. Sârme codate prin culoare - după cum este necesar
• 7. Titulari IC - 7
• 8. 5 mm sau 3 mm 8x8 catod comun monocrom LED Matrix - 6
• 9. Anteturi masculine și feminine - după cum este necesar.

Instrumente necesare

• 1. Set de lipit
• 2. Multimetru
• 3. Pistol de lipit
• 4. Pompa de lipit
• 5. Alimentare 5V

Pasul 2: Construirea circuitului pe Breadboard

Primul lucru pe care trebuie să-l faceți înainte de a construi prototipul este să obțineți o diagramă de pin a matricei dvs. 8x8 și să marcați un punct de referință pentru identificarea pinilor din toate matricile dvs. Acest lucru vă poate ajuta în timpul asamblării circuitului.

Am atașat o diagramă pin a modulului matrice pe care l-am folosit aici. În modulul meu rândurile erau pinii negativi. Această diagramă cu pini rămâne aceeași pentru majoritatea modulelor de pe piață.

Se arată în circuit că un singur registru de schimbare este utilizat pentru a controla cele 8 rânduri și pentru controlul coloanelor, folosim un registru de schimbare pentru fiecare 8 coloane.

Să construim un afișaj simplu de defilare 8 x 8 pe panoul de verificare.

Circuitul este împărțit în două părți - controlul rândului și controlul coloanei. Să construim mai întâi controlul coloanei.

Pinul 4 de la arduino este conectat la pinul 14 (SER) al registrului de schimbare. (Acesta este pinul de intrare de date seriale al registrului de schimbare. Nivelurile logice necesare pentru aprinderea LED-urilor sunt alimentate prin acest pin

Pinul 3 de la arduino este conectat la pinul 12 (RCLK) al registrului de schimbare. (Să numim acest pin ca pin de ceas de ieșire. Datele din memoria registrelor de schimbare sunt împinse la ieșire atunci când acest ceas este declanșat.)

Pinul 2 de la arduino este conectat la pinul 11 (SRCLK) al registrului de schimbare. (Acesta este pinul ceasului de intrare care transferă datele în memorie.)

VCC + 5V este dat registrului de deplasare prin pinul său 16 și același lucru este conectat la pinul 10. De ce? Pinul 10 este pinul SRCLR, care șterge datele din registrul de deplasare atunci când este declanșat. Este un pin activ activ, deci pentru a menține datele în memoria registrului de schimbare, acest pin trebuie să fie furnizat tot timpul cu + 5V.)

Masa este conectată atât la pinul GND (pinul 8 al registrului de schimbare), cât și la pinul OE (pinul 13 al registrului de schimbare). (De ce? Pinul de activare a ieșirii trebuie declanșat pentru a da ieșiri în funcție de semnalul de ceas. Este un pin activ activ la fel ca pinul SRCLR, deci trebuie să fie menținut în stare de bază tot timpul pentru a permite ieșiri.)

Pinii coloanei matricei sunt conectați la registrul de schimbare așa cum se arată în schema circuitului cu un rezistor de 470 ohmi între matrice și registrul de schimbare

Acum, pentru circuitul de control al rândului.

Pinul 7 de la arduino este conectat la pinul 14 (SER) al registrului de schimbare

Pinul 5 de la arduino este conectat la pinul 11 (SRCLK) al registrului de schimbare

Pinul 6 de la arduino este conectat la pinul 12 (RCLK) al registrului de schimbare

VCC + 5V este dat pinului 16 și pinului 10 așa cum este descris mai sus

Masa este conectată la pinul 8 și pinul 13

După cum am menționat mai sus, rândurile au fost pinii negativi în cazul meu. Este mai bine să luați în considerare pinii negativi ai matricei dvs. ca rândurile afișajului. Conexiunea la masă trebuie comutată la acești pini negativi utilizând tranzistoare BC548 / 2N4401 care sunt controlate de nivelurile logice de ieșire ale registrului de schimbare. Deci, cu cât sunt mai mulți pini negativi, cu atât avem nevoie de mai mulți tranzistori

Dați conexiunile de rând așa cum se arată în schema de circuit

Dacă ați reușit să creați prototipul de afișare a matricei 8 x 8, puteți replica pur și simplu porțiunea circuitului pentru controlul coloanei și extinde matricea la orice număr de coloane. Trebuie doar să adăugați un 74HC595 pentru fiecare 8 coloane (un modul 8 x 8) și să îl înlănțuiți cu cel anterior.

Daisy înlănțuind registrele de schimbare pentru a adăuga mai multe coloane

Lanțul Daisy în inginerie electrică este o schemă de cablare în care mai multe dispozitive sunt conectate împreună într-o succesiune.

Mecanismul este simplu: pinii SRCLK (ceas de intrare. Pinul 11) și RCLK (ceasul de ieșire. Pinul 12) sunt împărțiți între toate registrele de schimbare cu lanț de margaretă, în timp ce fiecare PIN QH (Pinul 9) al registrului de schimbare anterior în lanțul este utilizat ca intrare serială pentru următorul registru de schimbare prin PIN-ul SER (Pinul 14).

În cuvinte simple, prin înlănțuirea registrelor de schimbare, ele pot fi controlate ca un registru de schimbare cu o memorie mai mare. De exemplu, dacă conectați două registre de schimbare pe 8 biți, acestea vor funcționa ca un singur registru de schimbare pe 16 biți.

Codul

În cod alimentăm coloanele cu nivelurile logice respective în funcție de intrare în timp ce scanăm de-a lungul rândurilor. Caracterele de la A la Z sunt definite în cod ca niveluri logice într-o matrice de octeți. Fiecare caracter are o lățime de 5 pixeli și o înălțime de 7 pixeli. Am dat o explicație mai detaliată despre funcționarea codului ca comentarii în codul în sine.

Codul Arduino este atașat aici.

Pasul 3: lipire

Pentru a face mai ușor de înțeles circuitul lipit, l-am făcut cât mai mare posibil și am dat plăci separate pentru controlerele de rânduri și coloane și le-am conectat împreună folosind anteturi și fire. Îl puteți face mult mai mic lipind componentele mai aproape unul de celălalt sau dacă sunteți priceput la proiectarea PCB, puteți face și un PCB personalizat mai mic.

Asigurați-vă că puneți un rezistor de 470 ohmi la fiecare pin care duce la matrice. Utilizați întotdeauna anteturi pentru a conecta matricile LED la placă. Este mai bine să nu le lipiți direct pe tablă, deoarece expunerea prelungită la căldură le poate deteriora permanent.

Pe măsură ce am creat plăci separate pentru comenzile rândurilor și coloanelor, am extins firele de la o placă la alta pentru a conecta coloanele. Aici, placa din partea de sus este pentru controlul rândurilor, iar placa din partea de jos este pentru controlul coloanelor.

are nevoie doar de un singur 74HC595 pentru a conduce toate cele 8 rânduri. Dar pe baza numărului de coloane, ar trebui adăugate mai multe registre de schimbare, nu există o limită teoretică pentru numărul de coloane pe care le puteți adăuga la această matrice. Cât de mare o poți face? Anunță-mă când ajungi acolo!;)

Pasul 4: Testarea primei jumătăți a circuitului

Încercați-l întotdeauna la jumătatea drumului pentru a găsi erori posibile, cum ar fi conexiunile slăbite, conexiunea pin greșită etc. Verificați-l de două ori înainte de lipire și utilizați fire cu coduri de culoare pentru a distinge cu ușurință pinii.

Pasul 5: Construirea celei de-a doua reprize

Extindeți același circuit de control al coloanei. Rândurile sunt conectate în serie la precedentul.

Pinii SRCLK și RCLK sunt luați în paralel și QH (Serial data out. Pin 9) al ultimului registru de schimbare a circuitului final este conectat la SER (Serial Data in. Pin 14) al următorului registru de schimbare. Puterea VCC și GND sunt, de asemenea, partajate între toate IC-urile.

Pasul 6: Rezultatul

După ce ați terminat lipirea, următorul pas este să creați o carcasă pentru afișajul dvs. Este întotdeauna mai bine să proiectați o carcasă personalizată utilizând Fusion 360 sau orice alt instrument de proiectare 3D și să imprimați carcasa 3D. Deoarece nu aveam acces la imprimarea 3D în acel moment, am realizat o carcasă din lemn cu ajutorul unui prieten care se pricepe la prelucrarea lemnului.

Sper că v-a plăcut să citiți acest instructable. Postați imaginile versiunii dvs. a acestui proiect în secțiunea de comentarii de mai jos și, dacă aveți întrebări, nu ezitați să îl întrebați aici sau să trimiteți un e-mail la [email protected]. Voi fi fericit să te ajut.