Utilizzo di una matrice LED come scanner: 8 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

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Le normali fotocamere digitali funzionano utilizzando una vasta gamma di sensori di luce per catturare la luce riflessa da un oggetto. In questo esperimento, volevo vedere se potevo costruire una fotocamera posteriore: invece di avere una serie di sensori di luce, ho solo un singolo sensore; ma controllo ognuna delle 1.024 sorgenti luminose individuali in una matrice di 32 x 32 LED.

Il modo in cui funziona è che Arduino illumina un LED alla volta, mentre utilizza l'ingresso analogico per monitorare i cambiamenti nel sensore di luce. Ciò consente ad Arduino di verificare se il sensore può "vedere" un particolare LED. Questo processo viene ripetuto rapidamente per ciascuno dei 1.024 singoli LED per generare una mappa di pixel visibili.

Se un oggetto viene posizionato tra la matrice LED e il sensore, Arduino è in grado di catturare la sagoma di quell'oggetto, che viene illuminata come un'"ombra" una volta completata l'acquisizione.

BONUS: Con piccole modifiche, lo stesso codice può essere utilizzato per implementare uno "stilo digitale" per dipingere sulla matrice LED.

Passaggio 1: parti utilizzate in questa build

Per questo progetto ho utilizzato i seguenti componenti:

• Un Arduino Uno con breadboard
• Matrice LED RGB 32x32 (di AdaFruit o Tindie)
• Adattatore di alimentazione 5V 4A (da AdaFruit)
• Adattatore di alimentazione CC femmina jack da 2,1 mm a morsettiera a vite (da AdaFruit)
• Un fototransistor TIL78 trasparente da 3 mm
• Ponticelli

AdaFruit vende anche uno shield Arduino che può essere utilizzato al posto dei cavi dei ponticelli.

Dato che avevo alcuni crediti di Tindie, ho ricevuto la mia matrice da Tindie, ma la matrice di AdaFruit sembra essere identica, quindi entrambe dovrebbero funzionare.

Il fototransistor proveniva dalle mie collezioni di parti vecchie di decenni. Era una parte chiara da 3 mm etichettata come TIL78. Per quanto posso dire, quella parte è pensata per IR e viene fornita con una custodia trasparente o una custodia scura che blocca la luce visibile. Poiché la matrice di LED RGB emette luce visibile, è necessario utilizzare la versione chiara.

Questo TIL78 sembra essere stato interrotto, ma immagino che questo progetto possa essere realizzato utilizzando fototransistor contemporanei. Se trovi qualcosa che funziona, fammelo sapere e aggiornerò questo Instructable!

Passaggio 2: cablaggio e test del fototransistor

Normalmente, avresti bisogno di un resistore in serie con il fototransistor attraverso l'alimentazione, ma sapevo che Arduino aveva la capacità di abilitare un resistore di pull-up interno su uno qualsiasi dei pin. Sospettavo di poterne approfittare per collegare il fototransistor ad Arduino senza componenti aggiuntivi. Si è scoperto che la mia impressione era corretta!

Ho usato i fili per collegare il fototransistor ai pin GND e A5 sull'Arduino. Ho quindi creato uno schizzo che imposta il pin A5 come INPUT_PULLUP. Questo viene normalmente fatto per gli interruttori, ma in questo caso fornisce alimentazione al fototransistor!

#define SENSORE A5

void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(SENSOR, INPUT_PULLUP); } void loop() { // Legge continuamente il valore analogico e lo stampa Serial.println(analogRead(SENSOR)); }

Questo schizzo stampa i valori sulla porta seriale corrispondenti alla luminosità dell'ambiente. Usando il pratico "Plotter seriale" dal menu "Strumenti" dell'IDE di Arduino, posso ottenere una trama in movimento della luce ambientale! Mentre copro e scopro il fototransistor con le mie mani, la trama si sposta su e giù. Simpatico!

Questo schizzo è un bel modo per verificare se il fototransistor è collegato con la giusta polarità: il fototransistor sarà più sensibile quando collegato in una direzione rispetto all'altra.

Passaggio 3: cablaggio del cavo a nastro Matrix ad Arduino

Per collegare la matrice ad Arduino, ho seguito questa pratica guida di Adafruit. Per comodità, ho incollato il diagramma e i pinout in un documento e stampato una pagina di riferimento rapido da utilizzare durante il cablaggio.

Fare attenzione a garantire che la linguetta sul connettore corrisponda a quella nel diagramma.

In alternativa, per un circuito più pulito, è possibile utilizzare lo schermo a matrice RGB che AdaFruit vende per questi pannelli. Se usi la schermatura, dovrai saldare un'intestazione o dei fili per il fototransistor.

Passaggio 4: collegamento della matrice

Ho avvitato i terminali a forcella sui cavi di alimentazione della matrice all'adattatore jack, assicurandomi che la polarità fosse corretta. Dato che una parte dei terminali è rimasta esposta, ho avvolto il tutto con del nastro isolante per sicurezza.

Quindi, ho collegato il connettore di alimentazione e il cavo a nastro, facendo attenzione a non disturbare i fili dei ponticelli nel processo.

Passaggio 5: installare la libreria di matrici AdaFruit e testare la matrice

Dovrai installare il "Pannello matrice RGB" e la "Libreria Adafruit GFX" di AdaFruit nel tuo IDE Arduino. Se hai bisogno di aiuto per farlo, il tutorial è il modo migliore per andare.

Ti suggerisco di eseguire alcuni degli esempi per assicurarti che il tuo pannello RGB funzioni prima di procedere. Raccomando l'esempio "plasma_32x32" in quanto è davvero fantastico!

Nota importante: ho scoperto che se accendessi Arduino prima di collegare l'alimentazione a 5 V alla matrice, la matrice si illuminerebbe debolmente. Sembra che la matrice cerchi di attingere energia da Arduino e questo non va assolutamente bene! Quindi, per evitare di sovraccaricare Arduino, accendi sempre la matrice prima di accendere Arduino!

Passaggio 6: caricare il codice di scansione a matrice

Secondo Premio al Concorso Arduino 2019