LED Pit Board: 6 Langkah (dengan Gambar)

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

Instruksional ini adalah untuk Digital LED Pit Board yang kami gunakan untuk Karting. Ia sangat berguna untuk perlumbaan malam dalaman dan luaran termasuk perlumbaan 24 jam. Papannya terang di bawah sinar matahari dan menonjol pada waktu malam. Kerana siri kart yang kita ambil, nombor Kart mungkin berbeza pada setiap perlumbaan dan kita mungkin mempunyai 2 atau 3 Kart yang berlari dalam perlumbaan itu, jadi kita harus menukar nombor di papan dengan cepat. Ini dilakukan melalui papan kekunci 16 digit di bahagian belakang papan.

Papan terdiri daripada 14 segmen dengan 4 LED topi jerami putih di setiap segmen. Semuanya dikendalikan melalui Arduino Nano (yang mempunyai port USB terbina dalam). Papan boleh redup jika diperlukan dan juga boleh berkelip untuk menarik perhatian pemandu.

Bahagian depan dan belakang adalah kepingan akrilik 3mm dengan bingkai berkayu di antara. Ini kemudian digerudi untuk setiap LED individu. Ukuran keseluruhannya sama dengan sehelai kertas A4.

Catatan: Petunjuk ini menunjukkan dengan tepat apa yang saya buat, beberapa komponen yang sudah saya miliki sehingga saya menggunakan apa yang saya ada. Terdapat jalan penyelesaian yang lebih baik untuk beberapa bahagian bangunan ini, dan sepanjang saya menjalani pembelajaran, saya akan membincangkannya pada akhirnya.

Apa yang kamu perlu:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, lebih besar daripada 2200mOhm - lebih baik tanpa suisnya sendiri)

1 x Kabel USB

1 x Suis

Pad Kekunci 1 x 16 Digit

Perintang 3 x 7K5Ω (Untuk Pad Kekunci)

Perintang 3 x 2KΩ (Untuk Pad Kekunci)

Lembaran Akrilik 2 x 3mm bersaiz A4

1 x IRF9530 (P Channel MOSFET)

14 x IRL510 (N Channel MOSFET)

Perintang 15 x 220Ω (Perintang MOSFET)

Perintang Pull Down 15 x 10K

56 x LED Topi Jerami Putih 5mm

56 x Perintang yang sesuai untuk LED (220Ω biasanya bagus)

Sebilangan wayar untuk menyambungkan LED / MOSFET dll

Beberapa Papan Jalur

Sebilangan kayu untuk bingkai

Pita Salur Hitam

12 x skru

1 x Pemegang Laci

Langkah 1: Bina Bingkai

Di sini saya menggunakan 18mm x 44mm x 2400mm yang dipotong menjadi 2 keping pada 261mm dan 2 keping pada 210mm sehingga apabila dipasang bersama dimensi luar akan sesuai dengan kepingan akrilik yang saya beli (ukuran kertas A4 dalam kes ini). Ini hanya disekat bersama menggunakan beberapa skru kayu yang sesuai. Pada ketika ini tentukan mana yang akan menjadi bahagian atas dan tandakan titik tengah pada bahagian atas. Dari titik tengah ini ukur jumlah yang sama di kedua sisi sesuai dengan pemegang laci anda, gerudi lubang sesuai dengan ukuran skru pemegang. Balut bahagian luar kayu dengan pita saluran hitam untuk memberikan kemasan yang bagus. Akhirnya pasangkan pemegang laci menggunakan skru yang disediakan.

Langkah 2: Bor Lubang Led dan Pasang LED

Tandakan akrilik (pelindung pita masih aktif) dengan reka bentuk segmen dalam hal ini 2 digit dengan 7 segmen dalam setiap digit dan 4 LED di setiap segmen.

Bor Akrilik dengan berhati-hati, saya menggunakan sekeping kayu sekerap untuk mengebor ke belakang dan memulakan dengan gerudi diameter lebih kecil (2.5mm) dan selesai dengan lubang 5mm untuk menerima LED 5mm. Akrilik cukup rapuh dan mudah pecah ketika digerudi jadi berhati-hati.

Akhirnya (dan bahagian yang sukar dilakukan) pasangkan setiap LED di setiap lubang menggunakan sejumlah kecil superglue. Jangan gunakan terlalu banyak walaupun sekiranya anda perlu menukar LED kemudian dalam ujian. Sekiranya anda menempel sepanjang jalan, satu-satunya cara untuk mengeluarkan LED adalah dengan menggerakkannya. Saya dapati gumpalan kecil di satu sisi LED cukup untuk menahannya dengan selamat di tempatnya dan juga mengambil beberapa penyalahgunaan.

Pada panel belakang potong lubang untuk papan kekunci dan suis memastikan ini sejajar dengan bahagian tengah LED di papan bertentangan sehingga anda mempunyai cukup ruang. Pasang papan kekunci dan suis dan gerudi lubang untuk power bank

Langkah 3: Litar

Litar ini telah dibahagikan kepada 3 bahagian kerana lebih mudah untuk saya gambarkan.

1 - Bahagian kuasa:

Kuasa dihantar ke Arduino, IRF9530 tunggal dan Pad Kekunci melalui suis kuasa. Suis kuasa disambungkan terus ke power bank 5v. IRF9530 terletak di antara kuasa 5v dan setiap segmen LED. MOSFET saluran P inilah yang akan bertanggungjawab untuk PWM meredup dan memancarkan segmen LED. Ia disambungkan ke pin digital 10 melalui perintang perlindungan 220Ω.

2 - Segmen LED:

Setiap segmen LED kemudian akan mengambil kuasanya dari IRF9530. Segmen terdiri daripada 4 LED semua kabel secara selari masing-masing dengan perintang had semasa sendiri yang harus sesuai untuk arus hadapan LED anda.

Sisi –ve LED kemudian disambungkan ke saluran IRL510 N MOSFET (agak berlebihan tetapi saya mempunyai beberapa perkara di sekitar). Setiap segmen mempunyai IRL510 sendiri kerana ini adalah 'suis' untuk setiap segmen. Setiap IRL510 disambungkan kembali ke pin Arduino yang sesuai melalui perintang perlindungan 220Ω dan mempunyai resistor tarik turun 10K untuk memastikannya bertukar sepenuhnya. (perintang tarik ke bawah dapat dihilangkan kerana Arduino akan bertahan rendah ketika tidak menyala).

3 - Pendawaian Pad Kekunci:

Oleh kerana bilangan pin Arduino digunakan untuk mengawal segmen, kami tidak dapat menggunakan kaedah sambungan matriks 8 pin untuk papan kekunci sehingga saya mengembangkan kaedah sambungan 1 pin untuk projek ini. Dengan menambahkan perintang di pin papan kekunci, kita boleh membuat pembahagi voltan yang berbeza untuk setiap butang. Dengan menyambungkannya ke Analog Pin di Arduino, kita dapat menentukan butang mana yang telah ditekan mengikut rajah Pad Kekunci.

Langkah 4: Kawat Papan

Saya menggunakan papan jalur untuk membuat ‘PCB’ untuk setiap segmen. Pada setiap segmen PCB terdapat LED x 4, perintang LED x 4 dan IRL510 MOSFET. Setiap segmen kemudian mempunyai sambungan 5v dari IRF9530 dan sambungan 0v (hampir seperti dering utama). Pintu dari IRL510 kemudian dihubungkan ke Arduino ‘PCB’ di tengah.

Perintang 220Ω untuk IRL510 berada di PCB Arduino tengah bersama dengan IRF9530.

Sambungkan papan kekunci ke 5V, 0V dan pin isyarat ke Arduino.

Akhirnya potong hujung kabel USB dan benang yang tidak diingini melalui panel belakang sehingga cukup untuk menyambung ke power bank. Di dalam dengan teliti melucutkan sarung luar dan pisahkan wayar. Kami memerlukan garisan 5v dan 0v sahaja. Anda boleh menggunakan multimeter di sini untuk mencari yang mana. Sambungkan wayar 5v ke suis dan 0v ke PCB dan papan kekunci Arduino.

Setelah semua sambungan dibuat, muatkan Arduino Sketch melalui port USB Arduino.

Langkah 5: Kuasa dan Operasi

Sambungkan Power Bank yang dapat memberikan sekurang-kurangnya 1A dan idealnya ini adalah 2200mAh atau lebih besar (ini cukup untuk menjalankan papan pada intensiti penuh dengan semua segmen menyala selama kira-kira 1.5 jam) dan hidupkan kuasa utama.

Catatan: Power Bank menyatakan penarafan mAh tetapi penarafan itu adalah untuk pek bateri dalaman (biasanya bateri li-ion 18650) yang nominal 3.7v. Power bank mempunyai rangkaian dorongan dalaman yang dc-dc menukar voltan menjadi 5v. Penukaran ini bermaksud beberapa mAh hilang. cth: power bank 2200mAh akan benar-benar (2200 * 3.7) / 5 = 1628mAh pada 5v. Malangnya, ini bukan penghujung tingkat kerana kebanyakan penukar dc-dc tidak 100% cekap (litar yang melakukan penukaran juga memerlukan sedikit tenaga) sehingga anda dapat menjangkakan kehilangan 10% - 15% di dalam penutupnya. Jadi 1628mAh sekarang kehilangan 162.8mAh yang terbaik yang bermaksud anda akhirnya mendapat sekitar 1465.2mAh.

Setelah Arduino bermula digit kanan akan menunjukkan angka sifar. Pada ketika ini, nombor satu atau dua digit boleh dimasukkan dan nombor tersebut akan dipaparkan di papan tulis. Sekiranya nombor satu digit dimasukkan, papan akan menunjukkan angka sifar di digit kiri.

Fungsi lain adalah:

Kekunci '*' akan menghidupkan atau mematikan paparan berkelip

Kunci ‘A’ akan memaparkan FL di papan (dapat digunakan untuk memberi tahu pemandu bahawa mereka telah mengatur putaran terpantas, atau kami menggunakannya untuk mengingatkan pemandu untuk mendapatkan Bahan Bakar di perhentian seterusnya).

Kekunci ‘B’ akan menambahkan huruf P ke digit kiri dan kemudian anda dapat menambahkan nombor apa pun ke digit kanan untuk menunjukkan kedudukan perlumbaan seperti P4.

‘C’ Meningkatkan kecerahan

‘D’ Mengurangkan kecerahan.

Langkah 6: Pelajaran / Penambahbaikan

Langkah 6 - Penambahbaikan / Penyelesaian yang lebih baik

Seperti yang saya nyatakan pada awalnya papan ini dibina dengan menggunakan komponen yang ada dan bukannya membeli yang baru, namun ini membahayakan reka bentuknya dan menimbulkan beberapa kerumitan. Walaupun reka bentuk akhir berfungsi dengan baik dan kelihatan bagus berikut adalah beberapa penambahbaikan atau idea lain untuk menghasilkan hasil akhir yang sama.

1 Gunakan jalur LED 5v (LED putih pada jalur hitam 60 / m) untuk membuat setiap segmen dan bukannya membina dari awal. Ini murah dan boleh didapati di ebay dan boleh dilekatkan di bahagian depan papan daripada menggerudi setiap LED. Jalurnya sudah disambungkan terlebih dahulu dan biasanya merangkumi perintang semasa. Ini dapat menjadikan reka bentuk lebih ringan dan lebih tipis kerana tidak memerlukan banyak ruang dalaman.

2 Sama seperti di atas tetapi gunakan jalur LED yang boleh ditulis secara individu seperti LED RGB jenis WS2812B dan terdapat juga muat turun perpustakaan untuk Arduino. Anda perlu mempertimbangkan kuasa yang ada dari power bank kerana paparan warna putih mungkin memerlukan lebih dari 3Amps. Tetapi memaparkan warna merah, biru atau hijau secara individu akan menggunakan kekuatan yang serupa dengan reka bentuk saya. Kelebihan dengan LED yang boleh ditujukan secara individu ialah anda dapat mengeluarkan IRL510 MOFETS dan keuntungan besarnya ialah anda hanya memerlukan 1 Arduino Pin untuk mengawal semua LED. Kerana kaedah ini membebaskan pin Arduino, menjadikan pendawaian lebih mudah dan anda boleh menggunakan perpustakaan Matrix Keypad sehingga anda juga tidak memerlukan perintang pada papan kekunci. Kemampuan untuk menggunakan warna yang berbeda juga berguna.

3 Versi papan yang lebih asas dapat dibuat dengan melepaskan papan kekunci dan Arduino dan menggunakan suis slaid kecil di sebelah setiap segmen dan menukar papan secara manual. Ini baik jika hanya menjalankan satu kart dan anda tidak perlu menukar nombor dengan cepat. Anda juga akan kehilangan fungsi peredupan dan berkelip tetapi ia akan menjadi binaan yang lebih mudah. Pada asalnya saya membina satu seperti ini tetapi mendapati bahawa kita tidak mempunyai cukup masa untuk menukar nombor antara kart dalam beberapa keadaan.

4 Saya mempertimbangkan untuk menggunakan skrin komputer riba lama dan bukannya LED sehingga teks boleh dipaparkan tetapi, skrinnya tidak cukup terang terutama di bawah sinar matahari yang terang, tetapi walaupun pada waktu hujan, cahaya itu redup dari belakang pelindung basah. Pemandu juga hanya mempunyai masa untuk melihat-lihat sehingga sukar untuk membaca jadi elakkan ini.