48 X 8 Skrin LED Matriks Paparan Menggunakan Arduino dan Shift Register .: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Helo semua

Ini adalah Instructable pertama saya dan ini adalah mengenai membuat Matriks LED Scrolling 48 x 8 yang boleh diprogramkan menggunakan register shift Arduino Uno dan 74HC595. Ini adalah projek pertama saya dengan lembaga pengembangan Arduino. Itu adalah cabaran yang diberikan oleh guru saya. Pada masa menerima cabaran ini, saya bahkan tidak tahu bagaimana untuk mengedipkan LED menggunakan arduino. Jadi, saya fikir walaupun seorang pemula dapat melakukan ini dengan sedikit kesabaran dan pemahaman. Saya mulakan dengan sedikit penyelidikan mengenai register shift dan multiplexing di arduino. Sekiranya anda baru menggunakan shift shift, saya cadangkan mempelajari asas-asas register shift multiplexing dan daisy-chain sebelum memulakan dengan matriks. Itu akan banyak membantu anda memahami kod dan cara kerja paparan tatal.

Langkah 1: Mengumpulkan Alat & Komponen

Komponen

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bit Bersiri ke Daftar Peralihan Selari. - 7
• 3. Transistor BC 548 / 2N4401 - 8
• 4. 470 Perintang Ohms - bilangan lajur + 8
• 5. Papan Pref 6x4 inci - 4
• 6. Wayar berkod warna - Seperti yang diperlukan
• 7. Pemegang IC - 7
• 8. Matriks LED warna mono katod biasa 5 mm atau 3 mm 8x8 - 6
• 9. Header Lelaki dan Wanita - Seperti yang dikehendaki.

Alat Diperlukan

• 1. Kit pematerian
• 2. Multimeter
• 3. Pistol gam
• 4. Pam pematerian
• 5. Bekalan Kuasa 5V

Langkah 2: Membina Litar di Breadboard

Perkara pertama yang mesti anda lakukan sebelum membina prototaip adalah mendapatkan gambarajah pin matriks 8x8 anda dan tandakan titik rujukan untuk mengenal pasti pin di semua matriks anda. Ini mungkin membantu anda semasa memasang litar.

Saya telah melampirkan gambarajah pin modul matriks yang telah saya gunakan di sini. Dalam modul saya, baris adalah pin negatif. Gambarajah pin ini tetap sama untuk kebanyakan modul di pasaran.

Ini ditunjukkan dalam rangkaian bahawa register shift tunggal digunakan untuk mengawal 8 baris dan untuk mengawal lajur, kami menggunakan satu shift shift untuk setiap 8 lajur.

Mari buat paparan tatal 8 x 8 ringkas di papan roti.

Litar terbahagi kepada dua bahagian - kawalan baris dan kawalan lajur. Mari membina kawalan lajur terlebih dahulu.

Pin 4 dari arduino disambungkan ke Pin 14 (SER) dari shift shift. (Ini adalah pin input data bersiri dari daftar shift. Tahap logik yang diperlukan untuk menyalakan LED diumpankan melalui pin ini

Pin 3 dari arduino disambungkan ke Pin 12 (RCLK) dari daftar shift. (Mari namakan pin ini sebagai pin jam output. Data dalam memori register shift didorong ke output ketika jam ini dipicu.)

Pin 2 dari arduino disambungkan ke Pin 11 (SRCLK) dari daftar shift. (Ini adalah pin jam input yang mengalihkan data ke memori.)

VCC + 5V diberikan ke register shift melalui Pin 16 dan yang sama disambungkan ke Pin 10. (Mengapa? Pin 10 adalah SRCLR Pin, yang membersihkan data dalam daftar shift ketika dipicu. Ini adalah pin rendah yang aktif, jadi untuk mengekalkan data dalam memori register shift, pin ini perlu dibekalkan dengan + 5V sepanjang masa.)

Tanah dihubungkan ke Pin GND (Pin 8 dari shift shift) dan Pin OE (Pin 13 dari shift shift). (Mengapa? Pin membolehkan output perlu dipicu agar dapat memberikan output mengikut isyarat jam. Ini adalah pin rendah yang aktif seperti SRCLR Pin, jadi perlu dikekalkan dalam keadaan dasar sepanjang masa untuk mengaktifkan keluaran.)

Pin lajur matriks disambungkan ke register shift seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar dengan perintang 470 ohm di antara matriks dan pergeseran register

Sekarang, untuk litar kawalan baris.

Pin 7 dari arduino disambungkan ke Pin 14 (SER) dari shift shift

Pin 5 dari arduino disambungkan ke Pin 11 (SRCLK) dari daftar shift

Pin 6 dari arduino disambungkan ke Pin 12 (RCLK) dari daftar shift

VCC + 5V diberikan kepada Pin 16 dan Pin 10 seperti yang dijelaskan di atas

Tanah disambungkan ke Pin 8 dan Pin 13

Seperti yang saya nyatakan di atas, barisnya adalah pin negatif dalam kes saya. Lebih baik menganggap pin negatif matriks anda sebagai baris paparan anda. Sambungan tanah perlu dialihkan ke pin negatif ini menggunakan transistor BC548 / 2N4401 yang dikendalikan oleh tahap logik output dari daftar shift. Jadi semakin banyak pin negatif, semakin banyak transistor yang kita perlukan

Berikan sambungan baris seperti yang ditunjukkan dalam rajah litar

Sekiranya anda berjaya membuat prototaip paparan matriks 8 x 8, anda boleh mereplikasi bahagian litar untuk kawalan lajur dan memperluas matriks ke sebilangan lajur. Anda hanya perlu menambahkan satu 74HC595 untuk setiap 8 lajur (satu modul 8 x 8) dan rantai daisy dengan yang sebelumnya.

Daisy meraih daftar pergeseran untuk menambah lebih banyak lajur

Rantai Daisy dalam kejuruteraan elektrik adalah skema pendawaian di mana pelbagai peranti disatukan secara berurutan.

Mekanismenya mudah: SRCLK (jam input. Pin 11) dan pin RCLK (jam output. Pin 12) dikongsi antara semua register pergeseran daisy sementara setiap QH PIN (Pin 9) dari daftar shift sebelumnya di rantai digunakan sebagai input bersiri untuk daftar shift berikut melalui PIN SER (Pin 14).

Dengan kata mudah, dengan daisy merantai register shift, mereka dapat dikendalikan sebagai register shift tunggal dengan memori yang lebih besar. Contohnya, jika anda daisy chain two register shift 8 bit, mereka akan beroperasi seperti register shift 16 bit tunggal.

Kodnya

Dalam kod kami memberi makan lajur dengan tahap logik masing-masing mengikut input semasa kami mengimbas sepanjang baris. Karakter dari A hingga Z didefinisikan dalam kod sebagai tahap logik dalam array bait. Setiap watak berukuran 5 piksel dan tinggi 7 piksel. Saya telah memberikan penjelasan yang lebih terperinci mengenai cara kerja kod tersebut sebagai komen dalam kod itu sendiri.

Kod Arduino dilampirkan di sini.

Langkah 3: Pematerian

Untuk menjadikan litar pematerian lebih mudah difahami, saya menjadikannya seluas mungkin dan memberikan papan berasingan untuk pengawal baris dan lajur dan menghubungkannya bersama menggunakan tajuk dan wayar. Anda boleh membuatnya lebih kecil dengan menyolder komponen lebih dekat satu sama lain atau jika anda mahir dalam merancang PCB, anda juga boleh membuat PCB khusus yang lebih kecil.

Pastikan anda meletakkan perintang 470 ohm ke setiap pin yang menuju ke matriks. Sentiasa gunakan header untuk menyambungkan Matriks LED ke papan. Lebih baik tidak memasangkannya terus ke papan kerana pendedahan kepada haba yang berpanjangan boleh merosakkannya secara kekal.

Oleh kerana saya telah membuat papan berasingan untuk kawalan baris dan lajur, saya memanjangkan wayar dari satu papan ke papan yang lain untuk menghubungkan lajur. Di sini, papan di bahagian atas adalah untuk mengawal baris dan papan di bahagian bawah adalah untuk mengawal lajur.

ia hanya memerlukan satu 74HC595 tunggal untuk memacu semua 8 baris. Tetapi berdasarkan jumlah lajur, lebih banyak daftar pergeseran harus ditambahkan, tidak ada batasan teori untuk jumlah lajur yang dapat anda tambahkan ke dalam matriks ini. Berapa besar anda boleh membuatnya? Beritahu saya apabila anda sampai di sana!;)

Langkah 4: Menguji Separuh Pertama Litar yang Selesai

Sentiasa mengujinya di tengah jalan untuk mencari kemungkinan ralat seperti sambungan longgar, sambungan pin yang salah dll: Ramai orang yang meminta pertolongan saya dalam mencari kesalahan dalam matriks mereka telah melakukan kesalahan mereka dengan pin-keluar baris matrik dari modul matriks. Periksa dua kali sebelum pematerian dan gunakan wayar berkod warna untuk membezakan pin dengan mudah.

Langkah 5: Membina Separuh Masa Kedua

Panjangkan litar kawalan lajur yang sama. Baris dihubungkan secara bersiri dengan yang sebelumnya.

Pin SRCLK dan RCLK diambil secara selari dan QH (Data bersiri keluar. Pin 9) dari daftar peralihan terakhir litar selesai disambungkan ke SER (Data Bersiri dalam. Pin 14) dari daftar shift seterusnya. Kekuatan VCC dan GND juga dikongsi antara semua IC.

Langkah 6: Hasilnya

Setelah selesai menyolder, langkah seterusnya adalah membuat casing untuk paparan anda. Lebih baik merancang kes khusus menggunakan Fusion 360 atau alat reka bentuk 3D lain dan mencetak casing 3D. Oleh kerana saya tidak mempunyai akses ke percetakan 3D pada masa itu, saya membuat sarung kayu dengan bantuan rakan yang pandai membuat kerja kayu.

Semoga anda seronok membaca arahan ini. Hantarkan gambar-gambar versi projek anda di bahagian komen di bawah ini dan Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan, silakan bertanya di sini atau hantarkan e-mel ke [email protected]. Saya dengan senang hati akan membantu anda.