Mirolo -verkkoon liitetty LED -matriisinäyttö digitaalisille opasteille: 22 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Digitaaliset opasteet voivat olla hyödyllisiä tapahtumissa informoidakseen kävijöitä tulevista paneeleista, aikataulun muutoksista tai dynaamisesti antamaan tietoa. LED Matrix -näyttöjen käyttäminen tekee viestistä luettavan jopa kaukaa ja on silmiinpistävä ominaisuus.

Ominaisuuksiin kuuluu:

• 2 riviä pistematriisimoduuleja, 1 RGB Ring -ilmaisin
• http -verkkokäyttöliittymä yksinkertaiseen varahallintaan
• REST/JSON API kehittynyttä etähallintaa varten
• automaattinen kirkkauden säätö
• IR -kaukosäädin
• I²C -liitäntä ulkoisille moduuleille (esim. DS1307 RTC)
• laaja valikoima tehotuloa: 10-20VAC/10-30VDC
• ilmoitustaulu ja tapahtuma -aikataulumoduulit verkosta riippumattomaan manuaaliseen käyttöön

Seuraavissa ohjeissa käsitellään yhden näistä näytöistä rakentamista sekä elektroniikka että tukikehys mielessä. Rakennusprosessi vaatii erikoistyökaluja ja kehittyneitä juotostaitoja. Siksi kuvailisin vaikeustasoa keskikovaksi ja ei sovellu aloittelijoille.

Ohjelmiston ja laitteiston täydellinen dokumentaatio löytyy osoitteesta gitlab/mirolo-2M05081R16

Vaihe 1: Mitä tarvitset

Tämän projektin suorittamiseen tarvitset erilaisia työkaluja. Tämä on perussetti. Kaikki työkalut, kuten CNC -koneet tai hihnahiomakoneet ja poratelineet, tekevät elämästäsi paljon helpompaa.

• Juotosasema, joka sisältää kärkiä SMD -komponenttien juottamiseen
• Juotoslaitteet
• Porakone
• Kuuma liimapistooli
• Puukkosaha ja metallisahanterät
• Pihdit
• Ruuvimeisselit
• Avaimet ja hylsyt
• Monimittari
• Napauta ja kuole
• Upotettavat porat
• Porakone
• Vice
• Käsisaha
• Kaksi komponenttiliimaa
• Hioa
• Metalliviila
• Kaksipuolinen teippi

Tietysti tarvitset myös rakennusmateriaalia. Löydät täydellisen luettelon kaikista tarvittavista osista täältä: Materiaaliluettelo

Tärkeää: Kun ostat komponentteja, kuten elektrolyyttikondensaattoreita, varmista, että niiden korkeus ei ylitä 12 mm. Muuten ne ovat matriisinäyttöä korkeampia, eikä kortti sovi kunnolla.

Vaihe 2: Osien valmistelu

Ensin sinun on valmistettava kehykseen tarvittavat osat, jotka pitävät kaiken yhdessä. Jos haluat suunnitella oman kehyksesi, voit ohittaa nämä vaiheet kokonaan. Aion pitää sen hyvin lyhyenä ja linkittää vain osan mittoja kuvaaviin tiedostoihin. Niiden tekemiseen liittyy itse asiassa poraussahaus ja kärsivällisyys, mutta sinun pitäisi tietää, kuinka käsitellä sähköporaa, sahaa ja viilaa.

Osan mitat

Vaihe 3: Elektroniikan kokoonpano

Aloitetaan räikeistä asioista. Pidä kaikki yllä olevat osat valmiina. Koko materiaaliluettelo on linkitetty vaiheessa 1.

PCB: n osalta suosittelen lämpimästi ammattimaisen yrityksen valmistamista. Jotkut jäljet ovat melko ohuita, ja kesti useita yrityksiä jopa saada toimiva prototyyppi, joka ei ollut täysin rikki, ja minulla oli edelleen sähköongelmia etsausvirheiden takia, jotka olivat painajainen selvittää. Suunnittelu toimii loistavasti, mutta levy on hieman liian monimutkainen kodin etsaukseen. Ellei sinulla ole puoliammatillisia etsauslaitteita käsilläsi, se ei todellakaan ole vaivan arvoista. Erityisesti ottaen huomioon, että sinun on taivutettava 48 hyppyjohtoa kullekin näistä, kun käytät yksipuolista muotoilua. Tämä on asia, josta saa painajaisia. Sain oman JLC-PC: ltä ja niiden laatu on todella hyvä. He säästivät minulle työtunteja ja paljon materiaalia.

Minulla on edelleen 5 näistä makaamassa. Jos olet kiinnostunut tekemään tämän projektin itse, lähetä minulle viesti, niin selvitämme jotain. Voi olla helpompi toimittaa ne Saksasta sen sijaan, että tilaisi uusia Kiinasta.

Vaihe 4: Elektroniikan kokoonpano - 8 moduulimatriisi

Aloitamme alemmasta matriisipalkista. Tämä koostuu 8 FC-16-moduulista. Juottaa ne yhteen muodostaen yhden viivan. Voit käyttää mukana tulevia 90 ° nastaisia liittimiä taivuttamalla ne 180 ° muotoon pihdeillä. Suosittelen tarttumaan niihin pahassa.

Kytke kaikki moduulit ja juota yksi 3 -napaisista nauhakaapeleista tiedonsiirtoon sekä kaksi monisäikeistä johtoa virtalähteeseen.

Kun juotat matriisimoduuleja päälle, ÄLÄ KÄYTÄ mukana toimitettuja naarasliittimiä. Muussa tapauksessa moduuli on liian paksu mahtuakseen runkoon. Säilytä liittimet kuitenkin niin kuin tarvitset niitä toiselle näyttölinjalle. Varmista myös, että ne on suunnattu oikein.

Juotos 1000µF: n kondensaattori nauhan lopussa (Data OUT) GND: hen ja VCC: hen lisäpuskurina.

Vaihe 5: Elektroniikan kokoonpano - WS2812 -rengas

Juotos toinen 3 -napainen nauhakaapeli renkaaseen (kaapelin keskitapin tulee olla GND)

Vaihe 6: Elektroniikan kokoonpano - DC/DC -muunnin

Valmistele DC/DC Buck/Boost -muunnin. Kytke tuloon kunnollinen jännite (12 V) ja säädä trimmerin potentiometri siten, että lähtö on täsmälleen 5 V. Lähtöön on liitettävä pieni kuorma ja napautettava muutama kerta trimmeriä varmistaaksesi, että se on asetettu oikein eikä hyppää. Kun lähtöjännite on vakaa, lisää muutama tippa liimaa trimmeriin, jotta sitä ei voi vaihtaa vahingossa.

Vaihe 7: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn SMD

Seuraava on emolevy. Juotos kaikki SMD -komponentit ensin (älä unohda etuvastuksia ja LED -valoja). Yleensä on suositeltavaa juottaa pienimmät komponentit ensin, koska tämä helpottaa juottamista, koska voit asettaa levyn tasaiseksi. Jos noudatat näitä ohjeita oikeassa järjestyksessä, tämän ei pitäisi olla ongelma.

Tätä varten et tarvitse kuumailmajuotosasemaa. Sitä tarvitaan vain juotoskomponenttien, kuten 44 -nastaisen mikro -ohjaimen, poistamiseen.

Vaihe 8: Elektroniikan kokoonpano - vastukset

Seuraavaksi ovat vastukset ja pienet kondensaattorit sekä LDR- ja IR -vastaanotin.

Vaihe 9: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn virtalähde

Lisää komponentteja, kuten LDR, sulake ja tasasuuntaaja sekä joitain isompia kondensaattoreita. Voit juottaa 4 -kanavaisen tasonsiirtomoduulin suoraan levylle ilman esteitä. Lisää myös FC-16-moduuleista tallentamasi naaraspuoliset tarkkuusliittimet.

Käytä jotakin kiinteää johdinta DC/DC -moduulin juottamiseen levyn päälle. Laita lyhyt sähköteippi moduulin alle estääksesi trimmerin tapit lävistämästä piirilevyn juotosmaskin läpi ja muodostaen oikosulun GND: hen. Kun juotat pistoketta ja tasasuuntaajaa, aseta levy pystyyn yhdelle reunalle (käytä ruuvia), jotta juote virtaa koskettimien ympäri. Jos sinulla on se makaamassa, juote putoaa suurten reikien läpi ja aiheuttaa valtavan sotkun.

Vaihe 10: Elektroniikan kokoonpano - moduulit ja painikkeet

Viimeistelyt. Lisää painikkeita sekä suuria komponentteja, kuten LAN -moduuli ja kotelon liittimet.

Vaihe 11: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn LED -matriisi

lopuksi puhdista levy ja poista mahdolliset jäännökset. LED -moduulien asentaminen vaatii kärsivällisyyttä, koska liittimet ovat erittäin tiukasti kiinni. Muista laittaa hyppyjohdin ja sulake.

Vaihe 12: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn käynnistyslatain

On aika testata. Liitä ICSP -portti AVR -ohjelmoijaan (käytän yhtä Arduino UNO -laitteistani) ja polta mahtavan Core -laitteistokirjaston mukana toimitettu Optiboot -käynnistyslatain.

Löydät kaikki linkit ohjelmistoon readme -tiedostosta.

TÄRKEÄÄ: Käynnistyslataimen polttaminen ensimmäistä kertaa aiheuttaa virheilmoituksen, koska jotkut sulakkeet eivät ole asetettu oikein. Irrota kaikki ja yritä polttaa käynnistyslatain uudelleen yhdistämisen jälkeen. Sen pitäisi toimia nyt ilman ongelmia. Jos kohtaat edelleen virheitä, tarkista kaikki emolevyn liitännät uudelleen.

Älä jatka, ennen kuin tämä vaihe on suoritettu.

Vaihe 13: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn laiteohjelmisto

Liitä nyt sarjaliitäntä ja lataa luonnos taululle. Sarjaliittimen nasta on suunniteltu siten, että se voidaan kytkeä suoraan CP2102 -USB -moduuliin.

Aseta LOAD_EEPROM -arvoksi 0, kun lataat ensimmäistä kertaa. Muussa tapauksessa se lataa satunnaisia arvoja EEPROMista ja mahdollisesti estää oikean käynnistyksen. Huomaa, että tämän seurauksena IP -osoite asetetaan 192.168.178.100.

Jos lataus toimi oikein, takana olevien merkkivalojen pitäisi syttyä.

Avaa sarjamonitori (115200 baudia) ja anna järjestelmä: reboot -komento. Tämä tallentaa kaikki arvot EEPROMiin ja korvaa kaikki satunnaisarvot. Lataa luonnos sen jälkeen uudelleen, kun LOAD_EEPROM on asetettu arvoon 1.

Voit sitten vaihtaa IP -osoitteen uudelleen sarjamonitorin avulla. Hallituksen pitäisi nyt toimia täysin.

Vaihe 14: Elektroniikan kokoonpano - emolevyn testi

Tässä vaiheessa voit jo testata levyä. Kytke siihen sopiva virtalähde ja näyttöön tulee viesti. Voit myös kytkeä lähiverkkokaapelin verkkoon ja käyttää verkkosivua kirjoittamalla näytön IP -osoitteen verkkoselaimeesi. Varmista, että kaikki toimii oikein ennen kuin jatkat.

Vaihe 15: Kehyksen kokoaminen

Pidä yllä esitetyt osat valmiina.

Vaihe 16: Runkoasennus - Tukee

Levitä kaksipuolinen teippi ylä- ja alatukeen ja liimaa ne akryylilasille. Varmista, että sivutuet sopivat hyvin niiden väliin ja ovat porattujen reikien kohdalla.

Vaihe 17: Runkoasennus - asennusreiät

Poraa akryylin läpi ja kiinnitä kaikki rungon kulmissa olevilla litteillä ruuveilla ja M6 -muttereilla ja varmista, että M6 -kiinnitysreiät ovat näytön alaosassa. Poraa sitten muut asennusreiät kehyksen mitatiedostossa kuvatulla tavalla. M3 -reiät on upotettava edestäpäin. Suuri 12 mm: n reikä on sulake käsiksi edestä. Voit pitää ulomman suojakalvon lasilla ja piirtää siihen merkintöjä.

Vaihe 18: Runkokokoonpano - nastat ja LEDit

Liimaa 4 muovista L-profiilia rungon kulmiin (nämä on tarkoitettu näyttöjen kiinnittämiseen seinälle) ja ruuvaa sisään 3 ruuvia muttereilla ja aluslevyillä piirilevyn kiinnittämiseksi. Sinun on myös asennettava kahva tähän kohtaan (varmista, että se on hieman edestäpäin, jotta ruuvit eivät häiritse piirilevyä).

Kun kiinnität WS2812 -renkaan, varmista, että LED -valot ovat kohdakkain. LED 0: n asettaminen yläreunaan helpottaa sitä, vaikka voit säätää tätä ohjelmistossa myöhemmin, koska se tukee eri aloitusasentoja ja renkaan suuntauksia.

Vaihe 19: Runkokokoonpano - koestus

Tarkista, onko piirilevy oikein kiinnitysruuvien kanssa. Jos ne eivät sovi täydellisesti, yritä taivuttaa niitä varovasti. Juotos sitten WS2812 -rengas ja toinen näyttölinja emolevyyn ja kiinnitä johdot muutamalla tipalla kuumaa liimaa.

Vaihe 20: Runkoasennus - Piirilevyn asennus

Kierrä mutterit ruuveihin ja lisää aluslevyt (ei aluslevyä alaruuvissa) ja aseta sitten piirilevy päälle ja säädä muttereita, kunnes levy on kohdakkain. Kiinnitä piirilevy lopuksi muovi- ja metallialuslevyillä ja muttereilla.

Vaihe 21: Kehyksen kokoonpano - alempi LED -matriisi

Lisää itseliimautuva vaahtotiiviste näyttölinjan koskettimiin estääksesi oikosulkuja kehystä vasten ja aseta U-profiili sen päälle niin, että se painaa näyttöä etulasia vasten. Kiinnitä se paikalleen kahdella M6 -pultilla sivutukia vasten. Lisää lopuksi lyhyt Velcro -palanen vaijeritukeen pienellä ruuvilla.

Vaihe 22: Viimeinen vaihe - hyvää

Tiedätkö tunteen, jolla uusien laitteiden suojakalvo irrotetaan? Voit tehdä sen nyt ja nauttia juuri kootusta tietonäytöstä. Liitä se, liitä se verkkoon ja ihastele vilkkuvaloja.

Jos sinulla on kysymyksiä, huomautuksia tai parannusideoita, ota rohkeasti yhteyttä minuun.