48 X 8 Gördülő LED mátrix kijelző Arduino és Shift regiszterek használatával: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Hello mindenki

Ez az első Instructable, és ez arról szól, hogy 48 x 8 -as programozható görgetős LED -mátrixot készítsek Arduino Uno és 74HC595 shift regiszterek segítségével. Ez volt az első projektem egy Arduino fejlesztői táblával. Ez egy kihívás volt, amit a tanárom adott nekem. Abban az időben, amikor elfogadtam ezt a kihívást, nem is tudtam, hogyan kell villogni egy LED -et arduino segítségével. Szóval, azt hiszem, még egy kezdő is meg tudja csinálni ezt egy kis türelemmel és megértéssel. Kezdtem egy kis kutatással a műszakregiszterekről és az arduino multiplexeléséről. Ha még nem ismeri a shift regisztereket, azt javaslom, hogy mielőtt elkezdené a mátrixokkal, ismerje meg a multiplexelés és a daisy-chaining shift regiszterek alapjait. Ez sokat segíthet a kód és a görgető kijelző működésének megértésében.

1. lépés: Az eszközök és alkatrészek összegyűjtése

Alkatrészek

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bites soros és párhuzamos eltolású regiszterek. - 7
• 3. BC 548/2N4401 tranzisztorok - 8
• 4. 470 ohmos ellenállások - oszlopok száma + 8
• 5. Előlap 6x4 hüvelyk - 4
• 6. Színkódolt vezetékek - Igény szerint
• 7. IC tartók - 7
• 8. 5 mm vagy 3 mm 8x8 közös katód mono színes LED Matrix - 6
• 9. Férfi és női fejlécek - Igény szerint.

Szükséges eszközök

• 1. Forrasztókészlet
• 2. Multiméter
• 3. Ragasztópisztoly
• 4. Forrasztószivattyú
• 5. 5V -os tápegység

2. lépés: Az áramkör építése a kenyértáblán

A prototípus felépítése előtt először meg kell szereznie a 8x8 -as mátrix pin -diagramját, és meg kell jelölnie egy referenciapontot a csapok azonosításához minden mátrixban. Ez segíthet az áramkör összeszerelésében.

Csatoltam a mátrix modul pin diagramját, amelyet itt használtam. Az én modulomban a sorok a negatív tüskék voltak. Ez a tűdiagram a piacon található legtöbb modul esetében változatlan marad.

Az áramkörön látható, hogy egyetlen műszakregisztert használnak a 8 sor vezérlésére, és az oszlopok vezérléséhez minden 8 oszlophoz egy műszakregisztert használunk.

Építsünk egy egyszerű 8 x 8 -as görgető kijelzőt a kenyértáblán.

Az áramkör két részre oszlik - sorvezérlésre és oszlopvezérlésre. Először építsük fel az oszlopvezérlőt.

Az arduino 4. csapja a műszakregiszter 14. csapjához (SER) csatlakozik. (Ez a shift regiszter soros adatbeviteli csapja. A LED -ek bekapcsolásához szükséges logikai szintek ezen a tűn keresztül táplálódnak

Az arduino 3. csapja a műszakregiszter 12. csapjához (RCLK) van csatlakoztatva. (Nevezzük el ezt a csapot kimeneti óracsapnak. A váltásregiszterek memóriájában lévő adatok a kimenetre kerülnek, amikor ez az óra elindul.)

Az arduino 2. csapja a műszakregiszter 11. csapjához (SRCLK) csatlakozik. (Ez a bemeneti óracsap, amely áthelyezi az adatokat a memóriába.)

A VCC +5V a váltóregiszterbe kerül a 16 -os érintkezőn keresztül, és ugyanaz a 10 -es csaphoz van csatlakoztatva., így annak érdekében, hogy az adatok a műszakregiszter memóriájában maradjanak, ezt a csapot állandóan +5V feszültséggel kell ellátni.)

A föld csatlakozik mind a GND csaphoz (a váltóregiszter 8. csapja), mind az OE csaphoz (a váltóregiszter 13. csapja). (Miért? A kimeneti engedélyező csapot be kell kapcsolni, hogy az órajelnek megfelelő kimeneteket adjanak. Ez egy aktív alacsony tű, mint az SRCLR csap, ezért állandóan alapállapotban kell tartani, hogy lehetővé tegye a kimenetek.)

A mátrix oszlopcsapjai a kapcsolási rajzon látható módon vannak kapcsolva a váltóregiszterhez, egy 470 ohmos ellenállással a mátrix és a váltóregiszter között

Most a sorvezérlő áramkörről.

Az arduino 7. csapja a műszakregiszter 14. csapjához (SER) csatlakozik

Az arduino 5. csapja a műszakregiszter 11. csapjához (SRCLK) csatlakozik

Az arduino 6. csapja a műszakregiszter 12. csapjához (RCLK) csatlakozik

VCC +5V kapható a 16. és a 10. tüskén, a fent leírtak szerint

A föld a 8 -as és a 13 -as érintkezőhöz van csatlakoztatva

Amint fentebb említettem, az én esetemben a sorok voltak a negatív csapok. Jobb, ha a mátrix negatív csapjait tekintjük a kijelző sorainak. A földelőcsatlakozást ezekre a negatív tüskékre kell kapcsolni BC548/2N4401 tranzisztorok használatával, amelyeket a váltóregiszter kimeneti logikai szintjei vezérelnek. Tehát minél több negatív csap, annál több tranzisztorra van szükségünk

Adja meg a sorkapcsolatokat a kapcsolási rajzon látható módon

Ha sikerült elkészítenie a 8 x 8 mátrix kijelző prototípust, egyszerűen megismételheti az áramkör részét az oszlopvezérléshez, és kiterjesztheti a mátrixot tetszőleges számú oszlopra. Csak hozzá kell adnia egy 74HC595 -öt minden 8 oszlophoz (egy 8 x 8 -as modul), és láncba kell kötnie az előzővel.

Daisy láncolja a műszakregisztereket további oszlopok hozzáadásához

A százszorszép lánc az elektrotechnikában egy huzalozási séma, amelyben több eszköz egymás után van bekötve.

A mechanizmus egyszerű: az SRCLK (bemeneti óra. 11. pin) és az RCLK (kimeneti óra. 12. pin) csapok megosztottak az összes százszázalékos láncú váltásregiszter között, míg az előző műszakregiszter minden QH PIN (9. gomb) lánc soros bemenetként szolgál a következő váltásregiszterhez a SER PIN -kódon keresztül (14. tű).

Egyszerűen fogalmazva, a váltóregiszterek láncolásával daisy segítségével egyetlen műszakregiszterként vezérelhetők, nagyobb memóriával. Például, ha két 8 bites műszakregisztert láncol, akkor azok egyetlen 16 bites műszakregiszterként fognak működni.

A kód

A kódban a bemenetnek megfelelően betápláljuk az oszlopokat a megfelelő logikai szintekkel, miközben a sorok mentén szkennelünk. Az A -tól Z -ig terjedő karaktereket a kód logikai szintekként határozza meg egy bájt tömbben. Minden karakter 5 pixel széles és 7 pixel magas. Részletesebb magyarázatot adtam a kód működésére, mint megjegyzéseket a kódban.

Az Arduino kód itt található.

3. lépés: Forrasztás

Annak érdekében, hogy a forrasztott áramkört könnyebben megértsük, a lehető legnagyobb méretűvé tettem, és külön táblákat adtam a sor- és oszlopvezérlőknek, és összekötöttem őket fej- és vezetékek segítségével. Sokkal kisebbre teheti, ha az alkatrészeket egymáshoz forrasztja, vagy ha jó a NYÁK tervezésében, akkor készíthet kisebb egyedi PCB -t is.

Ügyeljen arra, hogy minden 470 ohmos ellenállást tegyen a mátrixhoz vezető minden érintkezőre. Mindig fejlécekkel csatlakoztassa a LED -mátrixokat a táblához. Jobb, ha nem forrasztja őket közvetlenül a táblához, mivel a hosszan tartó hőhatás véglegesen károsíthatja őket.

Mivel külön táblákat készítettem a sor- és oszlopvezérlőkhöz, az oszlopok összekötéséhez huzalokat húztam egyik tábláról a másikra. Itt a tetején lévő tábla a sorok, az alsó pedig az oszlopok vezérlésére szolgál.

csak egyetlen 74HC595 -re van szüksége mind a 8 sor meghajtásához. De az oszlopok száma alapján több műszakregisztert kell hozzáadni, nincs elméleti korlát a mátrixhoz hozzáadható oszlopok számához. Mekkora lehet? Tudassa velem, ha odaér!;)

4. lépés: Az áramkör befejezett első felének tesztelése

Mindig félig tesztelje, hogy megtalálja az esetleges hibákat, például a laza csatlakozásokat, a rossz érintkezőket stb.: Sokan, akik segítséget kértek tőlem a hiba keresésében a mátrixukban, hibát követtek el a mátrixmodul soros oszlopos kivezetésével. Forrasztás előtt ellenőrizze kétszer, és színkódolt vezetékek segítségével könnyen megkülönböztetheti a csapokat.

5. lépés: A második félidő felépítése

Hosszabbítsa meg ugyanazt az oszlopvezérlő áramkört. A sorok sorba vannak kötve az előzővel.

Az SRCLK és az RCLK csapokat párhuzamosan veszik fel, és a kész áramkör utolsó műszakregiszterének QH (soros adat ki. 9. pin) csatlakozik a következő műszakregiszter SER -hez (Soros adatok a 14. tűben). A VCC és a GND áramellátása szintén megosztott az összes IC között.

6. lépés: Az eredmény

Miután befejezte a forrasztást, a következő lépés egy tok készítése a kijelzőhöz. Mindig jobb, ha egyedi tokot tervez a Fusion 360 vagy bármely más 3D -s tervezőeszköz segítségével, és 3D -vel kinyomtatja a tokot. Mivel abban az időben nem volt hozzáférésem a 3D nyomtatáshoz, egy fa tokot készítettem egy barátom segítségével, aki jól ért a fafeldolgozáshoz.

Remélem tetszett olvasni ezt az oktatóanyagot. Tegye közzé a projekt verziójáról készült képeket az alábbi megjegyzések részben, és ha bármilyen kérdése van, tegye fel itt, vagy küldjön egy e -mailt a [email protected] címre. Szívesen segítek.