สร้างเมทริกซ์ L.E.D 8x10: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

อัปเดต 1: ฉันได้เพิ่มรหัสสำหรับ CONWAY'S GAME of LIFE อัปเดต 2: ตอนนี้คุณสามารถบันทึก PIN ของ ARDUINO ได้ด้วยความช่วยเหลือของการลงทะเบียน 1 กะ ในคำแนะนำนี้ฉันจะแสดงวิธีสร้างเมทริกซ์ L. E. D 8 x 10 ที่ค่อนข้างแฟนซี (พร้อมข้อความเลื่อนและแอนิเมชั่น) โดยใช้ตัวนับทศวรรษ Arduino และ 4017 เมทริกซ์ประเภทนี้สร้างและตั้งโปรแกรมได้ง่าย และเป็นวิธีที่ดีในการเรียนรู้วิธีการมัลติเพล็กซ์ ฉันได้เพิ่มส่วนอื่นในคำแนะนำนี้เกี่ยวกับการใช้การลงทะเบียนกะ 74HC595 ซึ่งจะช่วยในการบันทึกพิน Arduino บางตัวสำหรับสิ่งอื่นที่คุณต้องการทำ ดังนั้นตอนนี้คุณต้องไปจากที่นี่ คุณสามารถสร้างเมทริกซ์นี้ได้โดยไม่ต้องใช้ shift register และจะช่วยให้คุณประหยัดงานบัดกรี หรือใช้ shift register หากคุณต้องการมีพินอิสระมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

เครื่องมือ: 1. หัวแร้ง 2. บัดกรีบางส่วน 3. คีมจมูกเข็มขนาดเล็ก 4. ตัวปอกสายไฟ สำหรับเมทริกซ์: 1. 80 LEDs 2. ตัวต้านทาน 8 ตัว (ค่าที่กำหนดตามประเภทของ LED) 3. 4017 ทศวรรษที่เคาน์เตอร์ 4. 10 ตัวต้านทาน 1KOhm 5. 10 2N3904 ทรานซิสเตอร์ 6. สายแกนเดี่ยวบางตัว 7. Perfboard 8. ตัวเลือก Arduino - 9. 74HC595 shift register 10. ส่วนหัวของพินบางตัว

ขั้นตอนที่ 2: การเลือก L. E. D และตัวต้านทาน

นี่เป็นหนึ่งในส่วนที่สำคัญที่สุดของโครงการนี้ เนื่องจากขึ้นอยู่กับ LED จึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะเลือกสิ่งที่ถูกต้อง ฉันแนะนำให้ใช้ไฟ LED แบบกระจายขนาด 5 มม. เพราะมันให้แสงในปริมาณที่ดีและให้ภาพที่ชัดเจน (สีของไฟ LED เป็นสีที่คุณเลือกเท่านั้น) คุณสามารถใช้ไฟ LED ขนาด 3 มม. ได้เช่นกัน แต่มันจะทำให้การบัดกรีแข็งมาก และคุณจะได้จอแสดงผลขนาดเล็ก เคล็ดลับอีกประการหนึ่งคือซื้อ LED จาก Ebay เพราะคุณจะได้ราคาที่ดีจริงๆ และบางครั้งอาจได้รับตัวต้านทานฟรีด้วย (เช่นในกรณีของฉัน) อย่าซื้อ LED ครบ 80 ดวงเพราะ LED หนึ่งดวงหรือมากกว่าอาจเสียหายได้ คำแนะนำของฉันในการซื้ออีก 10 หรือ 20 ดวง และหากบางดวงจะเหลือ คุณสามารถใช้ได้ในโครงการในอนาคต ตอนนี้เพื่อคำนวณค่าของตัวต้านทาน 8 ตัวคุณสามารถใช้ไซต์นี้: https://led.linear1.org/1led.wiz คุณควรทราบข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับ LED ของคุณก่อน คุณควรทราบแรงดันไปข้างหน้าและกระแสไฟไปข้างหน้า คุณสามารถรับข้อมูลนี้ได้จากผู้ขาย Arduino ให้เอาต์พุต 5V ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าต้นทางของคุณคือ 5V

ขั้นตอนที่ 3: หลายอะไร

มัลติเพล็กซ์คืออะไร: โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นวิธีการแบ่งข้อมูลออกเป็นความสงบเล็ก ๆ น้อย ๆ และส่งทีละรายการ วิธีนี้ทำให้คุณสามารถบันทึกพินจำนวนมากบน Arduino และทำให้โปรแกรมของคุณค่อนข้างเรียบง่าย ในกรณีของเรา เราแบ่งภาพที่เราต้องการแสดงเป็น 10 ความสงบ (10 แถว) เราต้องการสแกนแถวของเมทริกซ์ (สว่างขึ้นทีละแถว) และส่งข้อมูลจาก Arduino ไปยังคอลัมน์ คอลัมน์ทั้งหมดเป็นค่าบวกของ LED และแถวเป็นค่าลบ ดังนั้นหากแถวแรกเชื่อมต่อกับกราวด์และเราส่งข้อมูลไปยังคอลัมน์ เราจะให้แสงเฉพาะแถวแรกเท่านั้น เพื่อให้ได้การแสดงผลที่ดี เราจำเป็นต้องสแกนแถวต่างๆ อย่างรวดเร็ว เร็วจนสายตามนุษย์คิดว่าแถวทั้งหมดเชื่อมต่อกันในเวลาเดียวกัน เหตุใดจึงใช้ 4017: สำหรับเมทริกซ์ LED นี้ ฉันต้องการใช้ IC ที่มีประโยชน์นี้ นี่เป็นเว็บไซต์ที่ดีในการเรียนรู้พื้นฐานของ IC นี้: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm ตัวนับทศวรรษ 4017 ใช้เพื่ออนุญาตมัลติเพล็กซ์ IC นี้โดยทั่วไปจะสแกนแถวของเมทริกซ์ (สว่างขึ้นทีละแถว) ในกรณีของเรา เราต้องการเชื่อมต่อแถวกับกราวด์ แต่ 4017 ไม่ได้สร้างเพื่อจมกระแส ดังนั้นเพื่อแก้ปัญหาเล็กน้อยนี้ เราจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีตัวต้านทาน 4017 มีเอาต์พุต 10 พิน ดังนั้นเราต้องการตัวต้านทาน 10 ตัวและทรานซิสเตอร์ 10 ตัว เราเชื่อมต่อตัวต้านทาน 1K กับเอาต์พุตของ 4017 และฐานของทรานซิสเตอร์กับปลายอีกด้านหนึ่งของตัวต้านทาน จากนั้นเราเชื่อมต่อตัวสะสมของทรานซิสเตอร์กับแถวและตัวปล่อยกับพื้น นี่คือแผ่นข้อมูลของทรานซิสเตอร์ที่เราต้องใช้: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf shift register: IC ตัวเล็กนี้มีประโยชน์มากซึ่งช่วยให้คุณควบคุมเอาต์พุตจำนวนมากด้วย การใช้ onlt 3 พินจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ด้วยการเชื่อมต่อ IC มากขึ้น คุณสามารถเพิ่มจำนวนเอาต์พุตโดยสูญเสียพินไมโครคอนโทรลเลอร์มากขึ้น คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกมันและวิธีใช้พวกมันกับ Arduino ได้ในลิงค์นี้:

ขั้นตอนที่ 4: บัดกรีเมทริกซ์

การบัดกรีเมทริกซ์ LED เป็นเรื่องยากมาก มีหลายวิธีที่จะทำ และฉันจะให้คุณแค่สองวิธี อันแรกเป็นอันที่ฉันใช้และวิธีนี้ใช้เวลาและความพยายามอย่างมาก แต่ผลลัพธ์ที่ได้คือดีและสวยมาก คุณต้องเชื่อมต่อลีดที่เป็นบวกทั้งหมดของ LED ในคอลัมน์และลีดเชิงลบในแถว ตอนนี้คุณทำได้โดยนำขั้วบวกของ LED ตัวแรกแล้วก้มลงไปที่ LED อีกดวง ประสานหมุดที่สัมผัสกัน จากนี้ไปนำตะกั่วสุดท้ายที่คุณบัดกรีแล้วก้มลงอีกครั้งแล้วทำซ้ำจนกว่าคุณจะมีทั้งหมด ขั้วบวกที่เชื่อมต่ออยู่ในคอลัมน์ ตัดลูกค้าเป้าหมายที่คุณไม่ได้ใช้ ตอนนี้ส่วนที่ยุ่งยากคือการต่อหมุดเชิงลบเป็นแถวเพราะคุณไม่สามารถงอและประสานได้เหมือนที่คุณทำกับลีดที่เป็นบวก ตอนนี้ฉันใช้จัมเปอร์ขนาดเล็กจากลวดแกนแข็งและเชื่อมต่ออย่างที่คุณเห็นในภาพด้านล่าง (ซึ่งต้องใช้เวลาและการทำงานมาก) วิธีที่สองคือการเริ่มต้นแบบเดียวกับวิธีแรก แต่ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการต่อหมุดลบ วิธีนี้ช่วยประหยัดเวลาได้มากและง่ายกว่ามาก เคล็ดลับคือการติดเทปหรือสิ่งอื่นบนการเชื่อมต่อคอลัมน์เพื่อแยกพวกเขาออกจากหมุดเชิงลบ และหากคุณทำเช่นนั้น คุณสามารถงอสายนำเชิงลบได้เช่นกันและเชื่อมต่อพวกเขาเหมือนที่คุณทำกับขั้วบวก หากไม่มีการลงทะเบียนกะ: ผ่านตัวต้านทาน คุณเชื่อมต่อแต่ละคอลัมน์กับ Arduino (พิน 0-7) พินรีเซ็ตของ 4017 ไปที่พิน 8 บน Arduino และพินนาฬิกาไปที่พิน 9 บน Arduino ด้วย shift register: ตอนนี้ถ้าคุณเชื่อมต่อทุกอย่างตามที่แสดงในแผนผังคุณจะต้องเชื่อมต่อพินควบคุมดังนี้: shift register: Data Pin = arduino pin9 Latch Pin = arduino pin 11 Clock Pin = arduino pin 10 4017: พินนาฬิกา = พิน Arduino 13 พินรีเซ็ต = arduino pin12

ขั้นตอนที่ 5: ถึงเวลาตั้งโปรแกรม

ฉันเขียนโปรแกรมเล็กๆ น้อยๆ เพื่อสร้างข้อความเลื่อนและเพิ่มตัวอักษรและตัวเลขทั้งหมด (งานเยอะ) ฉันใช้พอร์ตสำหรับโปรแกรมของฉันเพราะช่วยประหยัดพื้นที่และจัดการได้ง่ายขึ้น หากคุณไม่ทราบวิธีการทำงานกับพอร์ตบน Arduino ฉันแนะนำให้ไปที่เว็บไซต์ของ Arduino เพื่อเรียนรู้ก่อนที่จะเริ่ม ลิงค์นี้: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation หากคุณต้องการสร้างภาพของคุณเอง ฉันได้สร้างเครื่องมือเล็กๆ น้อยๆ ด้วย excel ซึ่งจะทำให้การเขียนภาพง่ายขึ้นมาก (คำแนะนำมาพร้อมกับเครื่องมือ) ถ้า คุณไม่มี excel ฉันแนะนำให้สร้างเมทริกซ์ในสีและวาดภาพที่นั่น จากนั้นเขียนไบต์ได้ง่ายขึ้นมาก และสิ่งสุดท้ายคืออย่าลืมถอดปลั๊ก 0 และ 1 เมื่อคุณอัปโหลดโปรแกรม เนื่องจากหมุดนี้ยังใช้เป็นหมุดสื่อสารและอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดบางอย่างกับโปรแกรม หากคุณเลือกใช้ shift register คุณจะไม่ต้องกังวลกับการถอดพิน 0 และ 1 บน Arduino ฉันได้เพิ่มรหัสเพื่อควบคุมเมทริกซ์ด้วยการลงทะเบียนกะด้วย

ขั้นตอนที่ 6: เสร็จแล้ว

ตอนนี้คุณสามารถลองสร้างรูปแบบและรูปภาพหนึ่งรูปแบบและคุณจะรู้วิธีใช้ 4017 IC และการลงทะเบียนกะ 74HC595