Paparan Matriks LED Rangkaian Mirolo untuk Papan Tanda Digital: 22 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Papan tanda digital boleh berguna di acara untuk memberitahu pengunjung mengenai panel yang akan datang, perubahan jadual atau memberikan maklumat secara dinamik. Menggunakan paparan LED Matrix untuk itu menjadikan mesej dapat dibaca walaupun dari jauh dan merupakan ciri menarik.

Ciri-ciri termasuk:

• 2 Garis modul dot matriks, 1 penunjuk RGB Ring
• antara muka web http untuk pengurusan fallback yang sederhana
• REST / JSON API untuk pengurusan jarak jauh yang maju
• kawalan kecerahan automatik
• Alat kawalan jauh IR
• Penyambung antara muka I²C untuk modul luaran (mis. DS1307 RTC)
• input kuasa pelbagai: 10-20VAC / 10-30VDC
• papan mesej dan modul jadual acara untuk operasi manual bebas rangkaian

Arahan berikut akan membahas proses membina salah satu paparan ini dengan mempertimbangkan kedua-dua elektronik dan rangka sokongan. Proses membina memerlukan beberapa alat khusus dan kemahiran pematerian yang maju. Oleh itu saya akan menggambarkan tahap kesukaran sebagai sederhana-keras dan tidak sesuai untuk pemula.

Dokumentasi lengkap mengenai perisian dan perkakasan boleh didapati di gitlab / mirolo-2M05081R16

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu

Anda akan memerlukan pelbagai alat untuk menyelesaikan projek ini. Ini adalah set asas. Sebarang alat seperti mesin CNC atau tali pinggang dan alat gerudi akan menjadikan hidup anda lebih mudah.

• Soldering Station termasuk petua yang mampu menyolder komponen SMD
• Peralatan pematerian
• Gerudi Kuasa
• Senapang Gam Panas
• Bilah gergaji dan gergaji logam berulang
• Tang
• Pemutar skru
• Perengkuh dan Soket
• Pelbagai Meter
• Ketik dan Mati
• Latihan Countersink
• Drillset
• Naib
• Gergaji tangan
• Lem Dua Komponen
• Kertas pasir
• Fail Logam
• Pita Dua Sisi

Sudah tentu anda juga memerlukan bahan binaan. Anda boleh mendapatkan senarai lengkap semua bahagian yang diperlukan di sini: Senarai Bahan

Penting: Semasa membeli komponen seperti Kapasitor Elektrolitik pastikan ketinggiannya tidak melebihi 12mm. Jika tidak, paparannya akan lebih tinggi daripada paparan matriks dan papan tidak akan sesuai.

Langkah 2: Menyiapkan Bahagian

Mula-mula anda perlu membuat bahagian yang diperlukan untuk bingkai yang menyatukan semuanya. Sekiranya anda ingin merancang bingkai anda sendiri, anda boleh melewatkan langkah-langkah ini sepenuhnya. Saya akan menyimpannya sangat pendek dan hanya memaut ke fail yang menerangkan dimensi bahagiannya. Sebenarnya membuatnya melibatkan penggerudian gergaji dan kesabaran tetapi anda harus tahu bagaimana mengendalikan gerudi, gergaji dan fail untuk melakukan ini.

Dimensi Bahagian

Langkah 3: Pemasangan Elektronik

Mari mulakan dengan perkara yang berkelip. Sedia semua bahagian yang ditunjukkan di atas. Senarai Bahan lengkap dihubungkan pada langkah 1.

Mengenai PCB, saya sangat mengesyorkan agar dibuat oleh syarikat profesional. Beberapa jejak agak tipis dan saya memerlukan beberapa kali percubaan untuk mendapatkan prototaip yang tidak benar-benar gagal dan saya masih menghadapi masalah elektrik kerana kesalahan etsa yang merupakan mimpi buruk untuk dikendalikan. Reka bentuknya berfungsi dengan baik tetapi papannya agak terlalu rumit untuk ukiran rumah. Melainkan jika anda mempunyai peralatan etsa separa profesional, ia tidak semestinya bernilai. Terutama mempertimbangkan bahawa anda perlu membengkokkan 48 kabel jumper untuk masing-masing apabila menggunakan reka bentuk tunggal. Ini adalah perkara yang akan memberi anda mimpi buruk. Saya mendapat sendiri dari JLC-PC dan kualitinya sangat bagus. Mereka menyelamatkan saya berjam-jam kerja dan banyak bahan.

Saya masih mempunyai 5 perkara ini. Sekiranya anda berminat untuk membuat projek ini sendiri, hantarkan nota kepada saya dan kami akan menyelesaikannya. Mungkin lebih mudah untuk menghantarnya dari Jerman daripada memesan yang baru dari China.

Langkah 4: Perhimpunan Elektronik - Matrik Modul 8

Kita akan mulakan dengan bar matriks bawah. Yang ini terdiri daripada 8 modul FC-16. Selesaikannya bersama untuk membentuk satu baris. Anda boleh menggunakan penyambung pin 90 ° yang disertakan dengan membengkokkannya ke bentuk 180 ° menggunakan tang. Saya cadangkan untuk mencengkam mereka.

Sambungkan semua modul dan pateri salah satu kabel pita 3 tiang ke input data serta wayar yang terdampar ke input kuasa.

Semasa menyisipkan modul matriks di atas, JANGAN GUNAKAN penyambung pin wanita yang disediakan. Jika tidak, modul akan terlalu tebal untuk dipasang di bingkai. Biarkan penyambungnya seperti yang anda perlukan untuk saluran paparan yang lain. Pastikan juga mereka berorientasikan dengan betul.

Selesaikan Kapasitor 1000µF di hujung (Data OUT) jalur ke GND dan VCC sebagai penampan tambahan.

Langkah 5: Pemasangan Elektronik - Cincin WS2812

Pateri kabel pita 3 tiang yang lain ke gelang (pin tengah kabel hendaklah GND)

Langkah 6: Pemasangan Elektronik - Penukar DC / DC

Sediakan penukar DC / DC Buck / Boost. Terapkan voltan yang layak (12V) pada input dan sesuaikan potensiometer perapi sehingga outputnya tepat 5V. Anda harus mempunyai sedikit beban yang disambungkan ke output dan ketuk beberapa kali pada perapi untuk memastikannya dipasang dengan betul dan tidak melompat. Apabila voltan keluaran stabil letakkan beberapa tetes gam pada perapi sehingga tidak dapat diubah secara tidak sengaja.

Langkah 7: Pemasangan Elektronik - SMD Mainboard

Seterusnya adalah papan utama. Memateri semua komponen SMD terlebih dahulu (jangan lupa perintang di bahagian depan dan LED). Secara amnya, disarankan untuk menyolder komponen terkecil terlebih dahulu kerana ini akan memudahkan pematerian kerana anda boleh meletakkan papan dengan rata. Sekiranya anda mengikuti arahan ini dengan urutan yang betul, ini tidak menjadi masalah.

Anda tidak memerlukan stesen pematerian udara panas untuk ini. Ia hanya diperlukan untuk komponen pematerian seperti mikrokontroler 44 pin.

Langkah 8: Pemasangan Elektronik - Perintang

Seterusnya ialah perintang dan kapasitor kecil serta penerima LDR dan IR.

Langkah 9: Pemasangan Elektronik - Bekalan Kuasa Papan Utama

Tambahkan komponen seperti LDR, fius dan penerus serta beberapa kapasitor yang lebih besar. Anda boleh menyisipkan modul shifter tahap 4 saluran terus ke papan tanpa kebuntuan. Tambahkan juga penyambung pin ketepatan wanita yang anda simpan dari modul FC-16 di sini.

Gunakan beberapa wayar teras pepejal untuk menyolder modul DC / DC di atas papan. Letakkan jalur pendek pita elektrik di bawah modul untuk mengelakkan pin perapi tidak menembusi topeng solder PCB dan buat pintasan ke GND. Semasa menyolder soket kuasa dan penerus tetapkan papan tegak di satu tepi (gunakan naib) sehingga solder mengalir di sekitar kenalan. Sekiranya anda berbaring rata, solder akan jatuh melalui lubang besar dan membuat kekacauan besar.

Langkah 10: Perhimpunan Elektronik - Modul dan Butang

Sentuhan terakhir. Tambahkan butang tekan serta komponen besar seperti modul LAN dan penyambung kotak.

Langkah 11: Pemasangan Elektronik - Matriks LED Papan Utama

akhirnya membersihkan papan dan mengeluarkan sisa fluks. Memasukkan modul LED memerlukan kesabaran kerana penyambungnya sangat ketat. Jangan lupa masukkan jumper dan fius.

Langkah 12: Pemasangan Elektronik - Pemuat Boot Mainboard

Sudah tiba masanya untuk ujian. Sambungkan port ICSP ke programmer AVR (saya menggunakan salah satu Arduino UNO saya) dan bakar pemuat boot Optiboot yang disertakan dengan perpustakaan perkakasan perkasa.

Anda boleh mendapatkan semua pautan ke perisian dalam fail readme.

PENTING: Membakar bootloader untuk pertama kalinya akan menghasilkan mesej ralat kerana beberapa fius tidak diset dengan betul. Putuskan sambungan semuanya dan kemudian cubalah membakar pemuat but semula setelah menyambung semula. Ia mesti berfungsi tanpa masalah sekarang. Sekiranya anda masih mengalami kesilapan, periksa semua sambungan di papan utama sekali lagi.

Jangan teruskan sehingga langkah ini selesai.

Langkah 13: Pemasangan Elektronik - Firmware Papan Utama

Sekarang sambungkan antara muka bersiri dan muat naik lakaran ke papan. Pinout penyambung bersiri ini dirancang supaya dapat disambungkan secara langsung ke modul USB CP2102.

Tetapkan LOAD_EEPROM ke 0 semasa memuat naik buat kali pertama. Jika tidak, ia akan memuatkan nilai rawak dari EEPROM dan mungkin menghalang permulaan yang betul. Harap maklum bahawa ini akan menyebabkan alamat IP ditetapkan ke 192.168.178.100.

Sekiranya muat naik berfungsi dengan betul, LED di bahagian belakang harus menyala.

Buka monitor bersiri (115200 baud) dan keluarkan sistem: perintah but semula. Ini akan menyimpan semua nilai ke EEPROM dan menimpa sebarang nilai rawak. Muat naik lakaran lagi selepas itu dengan LOAD_EEPROM ditetapkan ke 1.

Anda kemudian boleh menukar alamat IP menggunakan monitor bersiri sekali lagi. Papan mesti berfungsi sepenuhnya sekarang.

Langkah 14: Pemasangan Elektronik - Ujian Papan Utama

Pada ketika ini anda sudah boleh menguji papan. Sambungkan bekalan kuasa yang sesuai dengannya dan anda akan disambut oleh mesej di garis paparan. Anda juga dapat menyambungkan kabel LAN ke rangkaian dan mengakses halaman web dengan mengetik IP paparan ke penyemak imbas web anda. Pastikan semuanya berfungsi dengan baik sebelum meneruskan.

Langkah 15: Pemasangan Bingkai

Adakah komponen yang ditunjukkan di atas sudah siap.

Langkah 16: Pemasangan Rangka - Menyokong

Sapukan pita dua sisi ke bahagian atas dan bawah sokongan dan lekatkan ke kaca akrilik. Pastikan penyokong sisi sesuai dengan baik di antara mereka dan sejajar dengan lubang yang digerudi.

Langkah 17: Pemasangan Bingkai - Pemasangan Lubang

Bor melalui akrilik dan selamatkan semuanya dengan bolt kepala rata dan mur M6 di sudut bingkai dan pastikan lubang pemasangan M6 yang diketuk berada di bahagian bawah paparan. Kemudian gerudi lubang pelekap lain seperti yang dijelaskan dalam fail dimensi bingkai. Lubang M3 perlu dilawan dari depan. Lubang 12mm yang besar adalah untuk mengakses fius dari depan. Anda boleh menyimpan filem pelindung luar di kaca dan menarik tanda di atasnya.

Langkah 18: Pemasangan Rangka - Kancing dan LED

Lekatkan 4 profil L plastik ke sudut bingkai (ini untuk memasang paparan di dinding) dan pasangkan 3 skru dengan mur dan mesin basuh untuk memasang PCB. Anda juga harus memasang pegangan pada titik ini (pastikan ia sedikit mengimbangi ke depan sehingga skru tidak mengganggu PCB).

Semasa melekatkan cincin WS2812, pastikan LED diselaraskan dengan betul. Meletakkan LED 0 di bahagian atas akan menjadikannya lebih mudah walaupun anda dapat menyesuaikannya dalam perisian di kemudian hari kerana ia menyokong kedudukan permulaan dan orientasi dering yang berbeza.

Langkah 19: Pemasangan Rangka - Pemasangan Uji

Periksa sama ada PCB sejajar dengan skru pemasangan. Sekiranya tidak sesuai, cubalah membengkokkannya dengan teliti. Kemudian pasangkan cincin WS2812 dan garis paparan kedua ke papan utama dan selamatkan wayar dengan beberapa tetes gam panas.

Langkah 20: Pemasangan Rangka - Memasang PCB

Skru mur pada bolt dan tambahkan mesin basuh (tidak ada mesin basuh pada skru bawah) kemudian letakkan PCB di atasnya dan sesuaikan mur sehingga papan sejajar dengan betul. Gunakan mesin basuh plastik dan logam dan beberapa kacang untuk akhirnya mengikat PCB di tempatnya.

Langkah 21: Pemasangan Bingkai - Matrik LED Bawah

Tambahkan segel busa pelekat diri ke kenalan garis paparan untuk mengelakkan litar pintas pada bingkai dan letakkan profil U di atasnya sehingga menekan paparan pada kaca depan. Lekatkannya di tempat dengan dua lagi bolt M6 pada penyokong sisi. Akhirnya tambahkan sekeping pendek Velcro sebagai penyokong kabel menggunakan skru kecil.

Langkah 22: Langkah Akhir - Barang Baik

Anda tahu perasaan mengelupas filem pelindung dari peranti baru? Anda mungkin melakukannya sekarang dan menikmati paparan maklumat yang baru anda kumpulkan. Pasangkannya, sambungkan ke rangkaian anda dan kagumi lampu yang berkedip.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, komen atau idea untuk penambahbaikan, sila hubungi saya.