Crea una matrice L.E.D 8x10: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

AGGIORNAMENTO 1: HO AGGIUNTO IL CODICE PER IL GIOCO DELLA VITA DI CONWAY AGGIORNAMENTO 2: ORA PUOI SALVARE ALCUNI PIN ARDUINO CON L'AIUTO DI 1 REGISTRO SHIFT. In questo tutorial ti mostrerò come costruire una matrice L. E. D 8 per 10 piuttosto fantasiosa (con testo scorrevole e animazioni) usando Arduino e il contatore di decadi 4017. Questo tipo di matrice è facile da realizzare e programmare ed è un buon modo per imparare a multiplexare. Ho aggiunto un'altra parte a questa istruzione sull'uso del registro a scorrimento 74HC595 che aiuterà a salvare alcuni pin di Arduino per altre cose che vorresti fare. Quindi ora devi andare da qui. Puoi creare questa matrice senza il registro a scorrimento e questo ti farà risparmiare un po' di lavoro di saldatura o utilizzare il registro a scorrimento se vuoi avere più pin liberi da usare.

Passaggio 1: cose di cui hai bisogno

Strumenti: 1. Saldatore 2. Un po' di saldatura 3. Piccola pinza a becchi d'ago 4. Un spellafili Per la matrice: 1. 80 LED 2. 8 resistori (Il valore è determinato dal tipo di LED) 3. Contatore decadi 4017 4 10 resistori da 1KOhm 5. 10 transistor 2N3904 6. Alcuni cavi unipolari 7. Perfboard 8. Arduino opzionale - 9. Registro di scorrimento 74HC595 10. Alcuni connettori per pin

Passaggio 2: scelta di LED e resistori

Questa è una delle parti più importanti di questo progetto, perché basato sui LED è molto critico scegliere quelli giusti. Consiglio di utilizzare LED diffusi da 5 mm perché danno una buona quantità di luce e creano un'immagine chiara (il colore dei LED è solo a tua scelta). Puoi usare anche un LED da 3 mm, ma renderebbe la saldatura davvero difficile e otterresti un piccolo display. Un altro consiglio è quello di acquistare i LED da Ebay perché puoi ottenere un prezzo davvero buono e talvolta anche i resistori gratuiti (come nel mio caso). Non acquistare esattamente 80 LED perché uno o più LED possono essere danneggiati, il mio consiglio è di acquistarne 10 o 20 in più e se ne avanzano alcuni puoi sempre utilizzarli in progetti futuri. Ora per calcolare il valore degli 8 resistori puoi usare questo sito: https://led.linear1.org/1led.wiz. Dovresti prima ottenere alcune specifiche sui tuoi LED, dovresti conoscere la loro tensione diretta e la corrente diretta, puoi ottenere queste informazioni dal venditore. L'Arduino fornisce un'uscita di 5 V, quindi la tensione della sorgente è 5 V.

Passaggio 3: multi cosa?

Quindi cos'è il multiplexing: è fondamentalmente un modo per dividere le informazioni in piccole parti e inviarle una per una. in questo modo puoi salvare molti pin su Arduino e mantenere il tuo programma abbastanza semplice. Nel nostro caso dividiamo l'immagine che vogliamo visualizzare in 10 pezzi (10 righe), vogliamo scansionare le righe della matrice (accendere una riga alla volta) e inviare informazioni da Arduino alle colonne. Tutte le colonne sono positive dei LED e le righe negative quindi se la prima riga è collegata a massa e inviamo informazioni alle colonne accenderemo solo la prima riga. Per ottenere una buona visualizzazione dobbiamo scansionare le righe molto velocemente, così velocemente che l'occhio umano pensa che tutte le righe siano collegate contemporaneamente. Allora perché il 4017: per questa matrice LED ho voluto usare questo utile IC. Ecco un buon sito per imparare le basi di questo circuito integrato: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm Il contatore 4017 decadi viene utilizzato per consentire il multiplexing. Questo circuito integrato esegue la scansione delle righe della matrice (si accende una riga alla volta). Nel nostro caso vogliamo collegare le righe a massa ma il 4017 non costruisce per assorbire la corrente, quindi per risolvere questo piccolo problema dobbiamo usare un transistor con un resistore. Il 4017 ha 10 pin di uscita quindi abbiamo bisogno di 10 resistori e 10 transistor, colleghiamo i resistori da 1K alle uscite del 4017 e la base del transistor all'altra estremità del resistore. Quindi colleghiamo i collettori del transistor alle righe e l'emettitore a terra. Ecco la scheda tecnica del transistor che dobbiamo usare: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf Il registro a scorrimento: Questo piccolo IC è molto utile e ti permette di controllare molte uscite con l'uso di soli 3 pin dal microcontrollore. Collegando più circuiti integrati è possibile aumentare il numero di uscite perdendo più pin del microcontrollore. Puoi leggere di più su di loro e su come usarli con arduino in questo link:

Passaggio 4: saldatura della matrice

Saldare la matrice LED è una cosa molto complicata, ci sono molti modi per farlo e te ne darò solo due. Il primo è quello che ho usato e in questo modo richiede molto tempo e fatica, ma il risultato finale è molto bello e carino. È necessario collegare tutti i cavi positivi dei LED in colonne e il cavo negativo in file. Ora lo fai prendendo il cavo positivo del primo LED e piegalo verso il basso sugli altri LED, salda i pin che si toccano, da qui prendi l'ultimo cavo che hai saldato e piegalo di nuovo verso il basso e ripeti fino a quando non hai tutto i conduttori positivi collegati in colonna. taglia i cavi che non hai usato. Ora la parte difficile è collegare i pin negativi in fila perché non puoi piegarli e saldare come hai fatto con i cavi positivi. Ora ho usato piccoli ponticelli da un filo solido e li ho collegati come puoi vedere nella foto qui sotto (questo richiede molto tempo e lavoro). Il secondo modo è iniziare allo stesso modo del primo, ma l'unica differenza è nel collegare i pin negativi. Questo metodo consente di risparmiare molto tempo ed è molto più semplice. Il trucco è mettere del nastro o altro sui collegamenti delle colonne per isolarli dai pin negativi e se lo fai puoi piegare anche i cavi negativi e collegarli come hai fatto con quelli positivi. Senza il registro a scorrimento: tramite un resistore colleghi ogni colonna all'arduino (pin 0-7). Il pin di reset del 4017 va al pin 8 dell'arduino e il pin dell'orologio va al pin 9 dell'arduino. Con lo shift register: Ora se colleghi tutto come mostrato nello schema dovrai collegare i pin di controllo in questo modo: Il registro a scorrimento: Data Pin = arduino pin9 Latch Pin = arduino pin 11 Clock Pin = arduino pin 10 Il 4017: pin orologio = pin arduino 13 pin reset = pin 12 arduino

Passaggio 5: è il momento di programmare

Ho scritto un programmino per fare scorrere il testo e ho aggiunto tutte le lettere e i numeri (molto lavoro), ho usato le porte per il mio programma perché consente di risparmiare spazio e più facile da gestire. Se non sai come lavorare con le porte su arduino, ti consiglio di andare sul sito web di arduio per imparare prima di iniziare. qui un link: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Se vuoi creare le tue immagini ho creato un piccolo strumento con excel che renderà la scrittura delle immagini molto più semplice (le istruzioni vengono fornite con lo strumento) Se non hai excel, ti consiglio di fare una matrice in paint e di disegnare lì l'immagine e poi sarebbe molto più facile scrivere i byte. E l'ultima cosa è non dimenticare di scollegare i pin 0 e 1 quando carichi il tuo programma perché questi pin vengono utilizzati anche come pin di comunicazione e potrebbero causare alcuni errori con il programma. Se scegli di utilizzare il registro a scorrimento non dovrai preoccuparti di scollegare i pin 0 e 1 sull'arduino. Ho aggiunto anche il codice per controllare la matrice con i registri a scorrimento.

Passaggio 6: è fatto

Ora puoi provare a creare i tuoi modelli e immagini e saprai come utilizzare l'IC 4017 e il registro a scorrimento 74HC595.