Modul Paparan Pelbagai LED: 6 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:01

Helo semua, Saya suka bekerja dengan paparan LED dengan 7 segmen atau dengan dot matrix dan saya sudah membuat banyak projek yang berbeza dengannya.

Setiap kali mereka menarik kerana ada semacam sihir bagaimana mereka dapat berfungsi kerana apa yang anda lihat adalah ilusi optik!

Paparan mempunyai banyak pin untuk sambungan dengan Arduino (atau mikrokontroler lain) dan penyelesaian terbaik adalah dengan menggunakan teknik multiplexing data untuk meminimumkan penggunaan port mereka.

Apabila anda melakukan ini, setiap segmen atau setiap LED akan dihidupkan selama beberapa saat (milisaat atau kurang), tetapi pengulangannya dalam sekian kali sesaat menimbulkan ilusi gambar yang anda mahu tunjukkan.

Bagi saya yang paling menarik adalah mengembangkan logik, program untuk mengetahui bagaimana mereka dapat menunjukkan maklumat yang betul sesuai dengan projek anda.

Dalam satu projek menggunakan paparan memerlukan banyak masa untuk memasang semua komponen di papan roti dengan banyak wayar untuk sambungan.

Saya tahu terdapat banyak paparan yang berbeza di pasaran yang dijalankan dengan I2C, dengan cara yang dipermudah (atau tidak), untuk memprogramnya dan saya juga menggunakannya tetapi saya lebih suka menggunakan komponen standard seperti 74HC595 (multiplexer IC) dan ULN2803 (pemacu) kerana mereka memberi anda lebih banyak kawalan dalam program anda dan juga kekuatan dan kebolehpercayaan yang lebih baik dalam penggunaan anda.

Untuk mempermudah proses pemasangan, saya telah membangunkan Modul Dipslay LED untuk pelbagai tujuan menggunakan komponen yang ringkas dan biasa di dunia Arduino.

Dengan modul ini, anda boleh menggunakan dot matrix dengan LED warna ganda dalam dua saiz standard (lebih besar dan lebih kecil) dan anda juga dapat mengawal paparan 7 Seg x 4 Digit yang sangat biasa dan mudah didapati di pasaran.

Dan anda juga boleh bekerja dengan modul ini secara bertingkat (data yang berbeza ke dalam paparan) atau dengan cara yang sama (data yang sama ke dalam paparan).

Oleh itu, mari kita lihat bagaimana modul ini dapat berfungsi dan membantu anda dalam perkembangan anda!

Video (Modul Paparan LED)

Video (Ujian Dot Matrix)

Salam, LAGSILVA

Langkah 1: Komponen

PCB (Papan Litar Bercetak)

- 74HC595 (03 x)

- ULN2803 (02 x)

- Transistor PNP - BC327 (08 x)

- Perintang 150 Ohm (16 x)

- Perintang 470 Ohm (08 x)

- Kapasitor 100 nF (03 x)

- Soket IC 16 pin (03 x)

- Soket IC 18 pin (02 x)

- Pin penyambung wanita - 6 pin (8 x)

- Pengepit pin 90º (01 x)

- Pengepit pin 180º (01 x)

- Conector Borne KRE 02 pin (02 x)

- PCB (01 x) - Dikilangkan

Yang lain

- Arduino Uno R3 / Nano / serupa

- Paparan LED Segmen 04 Digit x 7 - (Anod Biasa)

- LED Dot Matrix Dual Color (Hijau & Merah) - (Anod Biasa)

Catatan Penting:

1. Saya meletakkan lembaran data semua komponen yang paling penting hanya sebagai rujukan tetapi anda mesti menyemak lembaran data komponen anda sendiri sebelum menggunakannya.
2. Papan ini direka untuk hanya menggunakan paparan KOMEN ANODE.

Langkah 2: Prototaip Pertama

Prototaip pertama saya dilakukan di papan roti untuk menguji litar.

Selepas itu saya membuat prototaip lain menggunakan papan sejagat seperti yang anda lihat dalam gambar.

Papan jenis ini menarik untuk menghasilkan prototaip cepat tetapi anda sedar bahawa masih menyimpan banyak wayar.

Ini adalah penyelesaian berfungsi tetapi tidak begitu elegan dibandingkan dengan PCB buatan akhir (yang biru).

Saya tidak mahir dengan pematerian kerana saya tidak mempunyai pengalaman yang cukup dengan proses ini tetapi walaupun ini saya mendapat hasil yang baik dengan kedua-dua pengalaman itu dan yang lebih penting: saya tidak membakar komponen dan tangan saya!

Mungkin keputusan di papan sebelah saya akan menjadi lebih baik kerana latihan.

Oleh kerana itu, saya mendorong anda untuk mencuba pengalaman seperti ini kerana ia akan sangat baik untuk anda.

Perlu diingat untuk berhati-hati dengan besi panas dan cuba jangan menghabiskan lebih dari beberapa saat pada komponen untuk mengelakkan membakarnya !!

Dan akhirnya, di Youtube anda dapat menemui banyak video mengenai pematerian yang boleh anda pelajari sebelum pergi ke dunia nyata.

Langkah 3: Reka Bentuk PCB

Saya merancang PCB ini menggunakan perisian khusus untuk menghasilkan papan lapisan dua dan ia dibangunkan beberapa versi yang berbeza sebelum yang terakhir ini.

Pada permulaan saya mempunyai satu versi untuk setiap jenis paparan dan akhirnya saya memutuskan untuk menggabungkan semuanya dalam satu versi.

Sasaran Reka Bentuk:

• Ringkas dan berguna untuk prototaip.
• Penyediaan yang mudah dan boleh dikembangkan.
• Mampu menggunakan 3 jenis paparan yang berbeza.
• Lebar maksimum matriks titik besar LED.
• Panjang maksimum pada 100 mm untuk meminimumkan kos pengeluaran papan.
• Sapukan komponen tradisional dan bukannya SMD untuk mengelakkan lebih banyak kesukaran semasa proses pematerian manual.
• Papan mestilah modular untuk dihubungkan dengan papan lain dalam lata.
• Keluaran bersiri atau paralel untuk papan lain.
• Beberapa papan mesti dikendalikan oleh Arduino sahaja.
• Hanya 3 wayar data untuk sambungan Arduino.
• Sambungan kuasa 5V luaran.
• Tingkatkan kekuatan elektrik yang menggunakan transistor dan pemacu (ULN2803) untuk mengawal LEDS.

Catatan:

Berkaitan dengan item terakhir ini, saya mengesyorkan anda membaca Arahan yang lain mengenai komponen ini:

Menggunakan Shift Register 74HC595 dengan ULN2803, UDN2981 dan BC327

Pembuatan PCB:

Setelah selesai membuat reka bentuk, saya menghantarnya ke pengeluar PCB di China setelah melakukan banyak carian dengan pembekal tempatan yang berbeza dan di negara yang berbeza.

Isu utamanya adalah berkaitan jumlah papan berbanding kos kerana saya hanya memerlukan beberapa papan.

Akhirnya saya memutuskan untuk membuat pesanan biasa (bukan pesanan ekspres kerana kos yang lebih tinggi) hanya 10 papan dengan sebuah syarikat di China.

Selepas hanya 3 hari papan dibuat dan dihantar kepada saya untuk melintasi dunia dalam 4 hari lagi.

Hasilnya sangat baik !!

Dalam satu minggu selepas pesanan pembelian, papan ada di tangan saya dan saya sangat kagum dengan kualiti yang tinggi dan dengan kepantasan yang pantas!

Langkah 4: Pengaturcaraan

Untuk pengaturcaraan, anda mesti ingat beberapa konsep penting mengenai reka bentuk perkakasan dan mengenai shift shift 74HC595.

Fungsi utama 74HC595 adalah mengubah 8-Bit Serial-In menjadi 8 Parallel-Out Shift.

Semua data bersiri masuk ke Pin # 14 dan pada setiap jam menandakan bit menuju ke pin sejajar keluar (Qa hingga Qh).

Sekiranya anda terus mengirim lebih banyak data, bit akan dipindahkan satu demi satu ke Pin # 9 (Qh ') sebagai output bersiri sekali lagi dan kerana fungsi ini, anda boleh meletakkan cip lain yang tersambung dalam lata.

Penting:

Dalam projek ini kami mempunyai tiga IC 74HC595. Dua yang pertama berfungsi untuk mengawal lajur (dengan logik POSITIF) dan yang terakhir untuk mengawal garis (dengan logik NEGATIF kerana transistor PNP berfungsi).

Logik positif bermaksud bahawa anda mesti menghantar isyarat tahap TINGGI (+ 5V) dari Arduino dan logik Negatif bermaksud bahawa anda mesti menghantar isyarat tahap RENDAH (0V).

Dot matriks LED

1. Yang pertama adalah untuk output katod LED Merah (8 x) >> COLUMN MERAH (1 hingga 8).
2. Yang kedua adalah untuk outputL katod LED Hijau (8 x) >> COLUMN GREEN (1 hingga 8).
3. Yang terakhir adalah untuk keluaran anod semua LED (08 x Merah & Hijau) >> LINES (1 hingga 8).

Sebagai contoh, jika anda ingin menghidupkan hanya LED Hijau lajur 1 dan baris 1, anda mesti menghantar urutan data bersiri berikut:

1º) GARIS

~ 10000000 (hanya baris pertama dihidupkan) - Simbol ~ adalah untuk membalikkan semua bit dari 1 hingga 0 dan sebaliknya.

2º) COLUMN Hijau

10000000 (hanya tiang pertama LED Hijau dihidupkan)

3º) COLUMN MERAH

00000000 (semua lajur LED Merah mati)

Penyataan Arduino:

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000); // Logik negatif untuk garis

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000); // Logik positif untuk lajur Hijau

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B00000000); // Logik positif untuk lajur Merah

Catatan:

Anda juga boleh menggabungkan kedua LED (Hijau & Merah) untuk menghasilkan warna KUNING seperti berikut:

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B10000000);

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B10000000);

Paparan 7 Segmen

Untuk paparan seperti ini, urutannya sama. Satu-satunya perbezaan ialah anda tidak perlu menggunakan LED Hijau.

1º) DIGIT (1 hingga 4 dari kiri ke kanan) ~ 10000000 (set digit # 1)

~ 01000000 (set digit # 2)

~ 00100000 (set digit # 3)

~ 00010000 (set digit # 4)

2º) TIDAK DIGUNAKAN

00000000 (semua bit ditetapkan ke sifar)

3º) SEGMEN (A hingga F dan DP - periksa lembaran data paparan anda)

10000000 (tetapkan segmen A)

01000000 (tetapkan segmen B)

00100000 (tetapkan segmen C)

00010000 (tetapkan segmen D)

00001000 (tetapkan segmen E)

00000100 (tetapkan segmen F)

00000010 (tetapkan segmen G)

00000001 (tetapkan DP)

Contoh Arduino untuk menetapkan Paparan # 2 dengan nombor 3:

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, ~ B01000000); // Tetapkan TAMPILAN 2 (Logik negatif)

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, 0); // Tetapkan data ke sifar (tidak digunakan)

shiftOut (dataPin, clockPin, LSBFIRST, B11110010); // Tetapkan segmen A, B, C, D, G)

Akhirnya, dengan menggunakan proses ini, anda boleh mengawal LED paparan anda dan anda juga boleh membuat watak khas yang anda perlukan.

Langkah 5: Menguji

Berikut adalah dua program sebagai contoh fungsi Modul Paparan.

1) Paparan undur (dari 999.9 saat hingga sifar)

2) Dot Matrix (Digit 0 hingga 9 & Alphabet A hingga Z)

3) Jam Digital RTC dalam Paparan LED 4 Digit dan 7 Segmen

Yang terakhir ini adalah kemas kini versi Digital Jam pertama saya.

Langkah 6: Kesimpulan & Langkah Seterusnya

Modul ini akan berguna dalam semua projek masa depan yang memerlukan beberapa paparan LED.

Sebagai langkah seterusnya, saya akan mengumpulkan lebih banyak papan untuk bekerjasama dengan mereka dalam mod lata dan saya akan membangunkan sebuah perpustakaan untuk memudahkan lagi pengaturcaraan.

Saya harap anda telah menikmati projek ini.

Tolong, hantarkan komen anda kepada saya kerana ini penting untuk memperbaiki projek dan maklumat dari Instructable ini.

Salam, LAGSILVA

26. Mei.2016