Micro:bit - Matrice LED: 14 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

In questa guida esaminerò come costruire una matrice LED per il micro:bit con strisce LED. Userò una matrice 4x4 e una matrice 10x10 come miei esempi. Dato che lavoro in una scuola, dove lavoriamo molto, finiremmo per passare attraverso un sacco di portabatterie, alimentatori e micro:bit se tutto dovesse essere integrato nel progetto. D'altra parte non sembra molto buono se colleghi semplicemente il micro:bit con connettori a coccodrillo, quindi in questa guida mostrerò anche come costruiamo cose da smontare.

Ho già fatto una breve guida su come programmare i neopixel, ma caricherò un'altra guida quest'ultima con un po' più di attenzione su come programmare una matrice di neopixel.

Forniture

Materiali:

compensato da 4 mm

1 x TO220-3 regolatore di tensione

2 x 10 uF condensatore elettrolitico

1 x 5 volt di alimentazione 2 A sono sufficienti per una matrice 4x4, ma vuoi 4 A per una matrice 10x10

3 x M3 25 bulloni

12 dadi M3

1 x Micro: bit

1 x 330 ohm resistore

1 x connettore della morsettiera a vite a due vie

Una striscia di neopixel compatibili con Micro:bit. Preferibile 60 LED/metro. Avrai bisogno di poco più di mezzo metro per la matrice 4 x 4 e poco meno di 2 metri per la matrice 10 x 10.

Pochi metri di filo. Va bene se hai colori diversi

Un piccolo pezzo di scheda di saldatura

Un po' di nastro isolante

Colla per legno

Colla calda

Utensili:

Strumenti di saldatura

Taglio laser

Tronchese

Matita

Vecchio pennello

Pistola per colla a caldo

4 cavi di salto in alligatore

Passaggio 1: ritaglia il legno

Per prima cosa usa il lasercutter per tagliare il legno. Ho caricato file per ritagliare sia una matrice 4x4 che una matrice 10x10.

Passaggio 2: assemblare la griglia e il piede

Usa la colla per legno per assemblare la griglia. Ho usato un vecchio pennello per applicare la colla, ma puoi usare qualsiasi cosa. Tieni presente che due dei pezzi della griglia sono un po' più sottili degli altri. Questi sono i pezzi finali. Faremo passare dei fili e quindi metterli alle estremità opposte della griglia.

La prospettiva sulla foto è un po' confusa. Dovresti incollare il backend alla seconda parte più lunga del triangolo e non alla più lunga. Il backend è il quadrato con 5 fori.

Passaggio 3: ritaglia la striscia di Neopixel

Vuoi ritagliare la striscia di neopixel sulla linea bianca. Se stai creando una matrice 4x4, allora vuoi ritagliare 4 strisce con 4 neopixel su di essa e se stai creando una matrice 10x10, allora vuoi ritagliare 10 strisce con 10 neopixel su ciascuna. Le fabbriche producono lunghe strisce di neopixel, ma saldano insieme strisce più corte. Questi punti di saldatura saranno un problema quest'ultimo, quindi prova a tagliare le strisce in modo tale da tagliare dove le fabbriche hanno saldato insieme. Potrebbe significare che stai sprecando alcuni neopixel, ma renderà il tuo ultimo lavoro molto più semplice.

Passaggio 4: assemblare i Neopixel

Prendi il quadrato più grande che è stato ritagliato. Usa la griglia che hai assemblato per segnare dove dovrebbero essere i neopixel con una penna. La maggior parte delle strisce di neopixel ha del nastro adesivo, quindi è facile fissarle semplicemente in posizione. Se il tuo non lo fa, allora devi usare la colla.

Tieni presente che i neopixel sono direzionali, poiché i dati possono andare solo in una direzione. È importante che tutte le strisce di neopixel vadano allo stesso modo, tu che hai Din da un lato e Do dall'altro.

Passaggio 5: collegamento dei Neopixel

Quando colleghi i neopixel, ricorda che alimentazione, massa e dati andranno dalla prima striscia alla striscia successiva e poi alla striscia successiva e così via.

Striscia -> Striscia successiva

5v + -> 5v +

gnd -> gnd

Fai -> Din

L'alimentazione e la messa a terra possono funzionare in entrambe le direzioni in un neopixel, quindi non è importante come colleghi ogni striscia lì, il che significa che puoi andare per la strada più breve, ma i dati possono andare solo in un modo, quindi assicurati di collegare Do a Din.

Passaggio 6: testare la matrice

Prima di incollare la griglia sopra i neopixel, vogliamo assicurarci che tutto funzioni. L'esecuzione di molti neopixel dal tuo micro: bit può cortocircuitarlo, ma puoi effettivamente eseguire 16 neopixel dal micro: bit senza alimentazione esterna, purché sia acceso solo un singolo neopixel alla volta. Carica il programma di test sul micro:bit, collegalo alla matrice LED con i fili a coccodrillo.

In teoria si può fare anche con 100 pixel, ma è un po' rischioso, usa invece cavi a coccodrillo per collegare l'alimentatore alla matrice di neopixel e poi carica il programma di test sul micro:bit e collegalo a massa e dati usando fili di coccodrillo.

Per la matrice 4x4

Micro:bit -> Neopixel

GND -> GND

3v -> 5v +

Pin 0 -> Din

Per la matrice 10x10

micro: bit

Micro:bit -> Neopixel

GND -> GND

Pin 0 -> Din

Alimentazione -> Neopixel

GND -> GND

Potenza -> 5v +

Accendi il micro:bit e premi il pulsante A alcune volte per verificare che tutte le strisce funzionino.

Uso questo programma per testare la matrice 10x10.

Uso questo programma per testare la matrice 4x4.

Passaggio 7: incolla la griglia sui Neopixel

Supponendo che tutto abbia funzionato, ora devi incollare la griglia sui nepixel. Ricorda che vogliamo che i due pezzi più sottili che metti su ciascuna estremità coprano i due lati dove hai saldato, altrimenti non sarai in grado di livellare correttamente la griglia. Se hai delle saldature di fabbrica che non sono posizionate alla fine, troverai impossibile livellare la griglia, quindi fai un piccolo foro nella griglia in cui la saldatura di fabbrica può adattarsi.

Dopo aver incollato la griglia alla lastra di neopixel, mettici sopra qualcosa di pesante e lasciala asciugare sotto pressione.

Ricorda che la colla per legno è conduttiva fino a quando non si asciuga, quindi non collegare la griglia della matrice all'alimentazione, prima di essere sicuro che sia asciutta.

Passaggio 8: saldatura della scheda del regolatore di tensione

Ora andremo a saldare la scheda del regolatore di tensione. Puoi vedere il mio schema per il circuito finale nella foto sopra, ma tieni presente che alcune delle connessioni verranno effettuate con viti e non con saldatura.

Le gambe del To220-3 sono posizionate un po' dispari. Hai terra a sinistra, alimentazione a destra e 3,3 V in mezzo. Vogliamo saldare un condensatore tra gnd e 3.3 V per stabilizzare la potenza per il micro:bit e tra gnd e 5 volt per stabilizzare la potenza per i neopixel.

Quindi vuoi saldare la matrice neopixel a Vin e GND.

Neopixel -> To220-3

5 v + -> Vin

gnd -> gnd

Quindi vuoi saldare un filo alla gamba centrale. Quel filo sarà per il micro:bit.

Quindi vuoi saldare un filo in più a Vin sulla gamba destra. Quel filo andrà poi all'alimentatore.

Alla fine vuoi saldare due fili in più da mettere a terra. Un filo andrà all'alimentatore e l'altro filo andrà al micro;bit.

Passaggio 9: resistenza sul cavo dati

Secondo la guida neopixel di adafruits dovresti sempre mettere un resistore da 300+ ohm sul cavo dati al primo neopixel. Quindi saldiamo il resistore da 330 ohm al cavo dati e un nuovo cavo all'altra estremità del resistore.

Quindi per evitare cortocircuiti copriamo la saldatura e la resistenza con nastro isolante.

Passaggio 10: aggiunta di viti

Ora prendi una delle viti M3, avvolgici intorno il filo di massa che vuoi collegare al micro:bit e tienilo in posizione con uno dei dadi. Fai lo stesso per il cavo dati e il cavo da 3,3 V.

Quindi inserire le viti attraverso i fori. Gnd attraverso il foro più a sinistra, 3,3 V attraverso il secondo foro più a sinistra e dati attraverso il foro più a destra. Usa due dadi su ciascuno per tenerli in posizione. Usiamo due invece di uno, perché dobbiamo anche mantenere una certa distanza per quando colleghiamo il micro:bit.

Passaggio 11: colla a caldo tutto insieme

Ora incolliamo a caldo il connettore del terminale sul lato, quindi incolliamo a caldo la scheda del regolatore di tensione e alla fine incolliamo a caldo il piedino e la scheda neopixel insieme.

Tieni presente che esistono due modi diversi per collegare i neopixel. puoi collegarli in modo che le strisce vadano da un lato all'altro o su e giù. Se i neopixel vanno su e giù, sarà più facile realizzare animazioni che salgono e scendano e se i neopixel vanno da un lato all'altro, sarà più facile realizzare animazioni che vanno da un lato all'altro. Qui la matrice 4x4 andrà su e giù, mentre la matrice 10x10 andrà da un lato all'altro.

Passaggio 12: preparare l'alimentatore e collegarlo

Tagliare l'estremità del cavo di alimentazione ed esporre i fili. Quindi avvitarlo nel terminale a vite. Ricordarsi di collegare l'alimentazione all'alimentazione e da terra a terra.

Passaggio 13: aggiunta del Micro: bit

Programma il tuo micro:bit e poi avvitalo.

Passaggio 14: provalo

Ora collega la matrice di neopixel all'alimentazione e prova la matrice. Successivamente puoi aggiungere il tuo materiale di defusione in cima.