48 X 8 vierittävä LED -matriisinäyttö Arduinon ja Shift -rekisterien avulla .: 6 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Hei kaikki

Tämä on ensimmäinen Instructable, ja siinä on kyse 48 x 8 ohjelmoitavan vieritys -LED -matriisin tekemisestä Arduino Unon ja 74HC595 -siirtorekisterien avulla. Tämä oli ensimmäinen projektini Arduinon kehityskortilla. Se oli haaste, jonka opettaja antoi minulle. Tuolloin, kun otin tämän haasteen vastaan, en edes tiennyt kuinka vilkuttaa LED -valoa arduinolla. Joten uskon, että jopa aloittelija voi tehdä tämän hieman kärsivällisyydellä ja ymmärryksellä. Aloitin pienellä tutkimuksella vuororekistereistä ja multipleksoinnista arduinossa. Jos olet uusi siirtorekisterien parissa, suosittelen oppimaan multipleksoinnin ja ketjutuksen vuororekisterien perusteet ennen matriiseilla aloittamista. Tämä auttaa sinua paljon ymmärtämään koodin ja vieritysnäytön toiminnan.

Vaihe 1: Työkalujen ja komponenttien kerääminen

Komponentit

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 -bittinen sarja- ja rinnakkaissiirtorekisterit. - 7
• 3. BC 548/2N4401 Transistorit - 8
• 4. 470 ohmin vastukset - sarakkeiden määrä + 8
• 5. Esilevy 6x4 tuumaa - 4
• 6. Värikoodatut johdot - tarpeen mukaan
• 7. IC -pidikkeet - 7
• 8. 5 mm tai 3 mm 8x8 yleinen katodivärinen LED -matriisi - 6
• 9. Uros- ja naarasotsikot - tarpeen mukaan.

Tarvittavat työkalut

• 1. Juotosarja
• 2. Yleismittari
• 3. Liimapistooli
• 4. Juotospoistopumppu
• 5. 5V virtalähde

Vaihe 2: Piirin rakentaminen leipälevylle

Ensimmäinen asia, joka sinun on tehtävä ennen prototyypin rakentamista, on saada nastakaavio 8x8 -matriisista ja merkitä viitepiste kaikkien matriisien nastojen tunnistamiseen. Tästä voi olla apua piirin kokoamisessa.

Olen liittänyt matriisimoduulin nastakaavion, jota olen käyttänyt täällä. Minun moduulini rivit olivat negatiivisia nastoja. Tämä nastakaavio pysyy samana useimmille markkinoilla oleville moduuleille.

Piirissä näkyy, että yhdellä siirtorekisterillä ohjataan 8 riviä ja sarakkeiden hallintaan käytämme yhtä siirtorekisteriä kutakin 8 saraketta kohden.

Rakennetaan yksinkertainen 8 x 8 vieritysnäyttö leipätaululle.

Piiri on jaettu kahteen osaan - rivin ohjaus ja sarakkeen ohjaus. Rakennetaan ensin sarakkeen ohjaus.

Arduino nasta 4 on kytketty vuororekisterin nastaan 14 (SER). (Tämä on siirtorekisterin sarjatietojen syöttötappi. LEDien sytyttämiseen tarvittavat logiikkatasot syötetään tämän nastan kautta

Arduino nasta 3 on kytketty vuororekisterin nastaan 12 (RCLK). (Nimeämme tämän nastan lähtökellon nastaksi. Siirtorekisterien muistissa olevat tiedot työnnetään lähtöön, kun tämä kello laukaistaan.)

Arduino nasta 2 on kytketty vuororekisterin nastaan 11 (SRCLK). (Tämä on tulokellon nasta, joka siirtää tiedot muistiin.)

VCC +5V annetaan siirtorekisteriin sen nastan 16 kautta ja sama on kytketty nastaan 10. (Miksi? Nasta 10 on SRCLR -nasta, joka tyhjentää siirtorekisterin tiedot, kun se laukaistaan. Se on aktiivinen alhainen nasta, joten jotta tiedot voidaan säilyttää siirtorekisterin muistissa, tämä nasta on toimitettava +5V: n koko ajan.)

Maa on kytketty sekä GND -nastaan (siirtorekisterin nasta 8) että OE -nastaan (siirtorekisterin nasta 13). (Miksi? Lähdön sallintatappi on käynnistettävä järjestyksessä, jotta lähtö saadaan kellosignaalin mukaan. Se on aktiivinen matala nasta, aivan kuten SRCLR-nasta, joten sitä on pidettävä koko ajan perustilassa, jotta lähdöt.)

Matriisin sarakkeen nastat on kytketty siirtorekisteriin piirikaavion mukaisesti 470 ohmin vastuksella matriisin ja siirtorekisterin välissä

Nyt rivin ohjauspiirille.

Arduino nasta 7 on kytketty vuororekisterin nastaan 14 (SER)

Arduino nasta 5 on kytketty vuororekisterin nastaan 11 (SRCLK)

Arduinon nasta 6 on kytketty vuororekisterin nastaan 12 (RCLK)

VCC +5V annetaan nastalle 16 ja nastalle 10 edellä kuvatulla tavalla

Maa on kytketty nastoihin 8 ja 13

Kuten edellä mainitsin, rivit olivat negatiivisia nastoja tapauksessani. On parempi pitää matriisin negatiivisia nastoja näytön riveinä. Maaliitäntä on kytkettävä näihin negatiivisiin nastoihin käyttämällä BC548/2N4401 -transistoreita, joita ohjataan siirtorekisterin lähtölogiikkatasoilla. Joten mitä enemmän negatiivisia nastoja, sitä enemmän tarvitsemme transistoreita

Anna riviliitännät piirikaavion mukaisesti

Jos olet onnistunut tekemään 8 x 8 matriisinäytön prototyypin, voit yksinkertaisesti toistaa sarakkeen ohjauksen piirin osan ja laajentaa matriisin mihin tahansa sarakemäärään. Sinun tarvitsee vain lisätä yksi 74HC595 jokaista 8 saraketta kohden (yksi 8 x 8 -moduuli) ja ketjuttaa se edellisen kanssa.

Daisy ketjuttaa vuororekisterit lisäämään lisää sarakkeita

Daisy -ketju sähkötekniikassa on kytkentäkaavio, jossa useita laitteita on kytketty yhteen peräkkäin.

Mekanismi on yksinkertainen: SRCLK (syöttökello. Nasta 11) ja RCLK (lähtökello. Nasta 12) nastat on jaettu kaikkien ketjutettujen siirtorekisterien kesken, kun taas edellisen siirtorekisterin jokainen QH-PIN (nasta 9) ketjua käytetään sarjatulona seuraavaan siirtorekisteriin SER -PIN -koodin kautta (nasta 14).

Yksinkertaisesti sanottuna ketjuttamalla vuororekisterit, niitä voidaan ohjata yhtenä vuororekisterinä suuremmalla muistilla. Jos esimerkiksi ketjutat kaksi 8 -bittistä siirtorekisteriä, ne toimivat kuin yksittäiset 16 -bittiset siirtorekisterit.

Koodi

Koodissa syötetään sarakkeet vastaavilla logiikkatasoilla syötteen mukaan samalla kun skannaamme rivejä pitkin. Merkit A: sta Z: hen määritellään koodissa logiikkatasoina tavutaulukossa. Jokainen merkki on 5 pikseliä leveä ja 7 pikseliä korkea. Olen antanut tarkemman selityksen koodin toiminnasta kommenteina itse koodissa.

Arduino -koodi on liitetty tähän.

Vaihe 3: Juotos

Jotta juotettu piiri olisi helpompi ymmärtää, olen tehnyt siitä mahdollisimman suuren ja antanut erilliset levyt rivi- ja sarakeohjaimille ja liittäneet ne yhteen otsikoiden ja johtojen avulla. Voit pienentää sen paljon pienemmäksi juottamalla komponentit lähemmäs toisiaan tai jos olet hyvä piirilevyjen suunnittelussa, voit myös tehdä pienemmän mukautetun piirilevyn.

Muista laittaa 470 ohmin vastus jokaiseen matriisiin johtavaan nastaan. Käytä aina otsikoita liittääksesi LED -matriisit korttiin. On parempi olla juottamatta niitä suoraan levylle, koska pitkäaikainen altistuminen lämmölle voi vahingoittaa niitä pysyvästi.

Kun olen tehnyt erilliset levyt rivi- ja sarakeohjaimille, jatkoin johtoja yhdeltä levyltä toiselle sarakkeiden yhdistämiseksi. Täällä ylhäällä oleva taulu on rivien ohjaamiseen ja alareuna sarakkeiden hallintaan.

se tarvitsee vain yhden 74HC595 ajaa kaikki 8 riviä. Sarakkeiden lukumäärän perusteella on kuitenkin lisättävä enemmän siirtorekistereitä, mutta tähän matriisiin lisättävien sarakkeiden lukumäärää ei ole teoreettisesti rajoitettu. Kuinka iso voit tehdä sen? Kerro minulle, kun tulet sinne!;)

Vaihe 4: Piirin ensimmäisen puoliskon testaaminen

Testaa aina puolivälissä löytääksesi mahdollisia virheitä, kuten löystyneet liitännät, väärä nastainen liitäntä jne.: Monet ihmiset, jotka pyysivät minulta apua virheen löytämiseen matriisistaan, olivat tehneet virheensä matriisimoduulin rivisarakkeen nastan kanssa. Tarkista se kahdesti ennen juottamista ja käytä värikoodattuja johtoja erottamaan tapit helposti.

Vaihe 5: Toisen puoliskon rakentaminen

Laajenna samaa kolonnin ohjauspiiriä. Rivit on kytketty sarjaan edelliseen.

SRCLK- ja RCLK -nastat otetaan rinnakkain ja valmiin piirin viimeisen siirtorekisterin QH (sarjatiedot ulos. Pin 9) kytketään seuraavan siirtorekisterin SER -järjestelmään (sarjatiedot nastassa 14). VCC- ja GND -teho on myös jaettu kaikkien IC: iden kesken.

Vaihe 6: Tulos

Kun olet lopettanut juottamisen, seuraava askel on tehdä näytön kotelo. On aina parempi suunnitella oma kotelo käyttämällä Fusion 360: tä tai mitä tahansa muuta 3D -suunnittelutyökalua ja tulostaa kotelo 3D -muodossa. Koska minulla ei tuolloin ollut mahdollisuutta käyttää 3D -tulostusta, tein puukotelon ystävän kanssa, joka on hyvä puuntyöstössä.

Toivottavasti nautit tämän opettavaisen lukemisesta. Lähetä kuvat projektisi versiosta alla olevaan kommenttiosaan ja jos sinulla on kysyttävää, kysy sitä täältä tai lähetä sähköpostia osoitteeseen [email protected]. Autan sinua mielelläni.