Machen Sie eine 8x10 LED-Matrix - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:23

UPDATE 1: ICH HABE DEN CODE FÜR CONWAYS GAME OF LIFE HINZUGEFÜGT UPDATE 2: JETZT KÖNNEN SIE EINIGE ARDUINO-PINS MIT HILFE VON 1 SHIFT REGISTER SPEICHERN. In diesem anweisbaren zeige ich Ihnen, wie Sie eine ziemlich schicke 8 x 10 LED-Matrix (mit Lauftext und Animationen) mit dem Arduino und 4017 Dekadenzähler bauen. Diese Art von Matrix ist einfach zu erstellen und zu programmieren und bietet eine gute Möglichkeit, das Multiplexen zu erlernen. Ich habe diesem instructable über die Verwendung des Schieberegisters 74HC595 einen weiteren Teil hinzugefügt, der dazu beiträgt, einige Arduino-Pins für andere Dinge zu speichern, die Sie tun möchten. Jetzt müssen Sie also von hier aus gehen. Sie können diese Matrix ohne das Schieberegister erstellen und das spart Ihnen einige Lötarbeit oder verwenden Sie das Schieberegister, wenn Sie mehr freie Pins verwenden möchten.

Schritt 1: Sachen, die Sie brauchen

Werkzeuge: 1. Lötkolben 2. Etwas Lötzinn 3. Kleine Spitzzange 4. Ein Drahtabisolierer Für die Matrix: 1. 80 LEDs 2. 8 Widerstände (Der Wert wird durch die Art der LEDs bestimmt) 3. 4017 Dekadenzähler 4 10 1KOhm Widerstände 5. 10 2N3904 Transistoren 6. Einige Einzeladerkabel 7. Perfboard 8. Arduino optional - 9. 74HC595 Schieberegister 10. einige Stiftleisten

Schritt 2: Auswahl von LEDs und Widerständen

Dies ist einer der wichtigsten Teile dieses Projekts, da es auf der Grundlage von LEDs sehr wichtig ist, die richtigen auszuwählen. Ich empfehle die Verwendung von 5 mm diffusen LEDs, da sie eine gute Lichtmenge abgeben und ein klares Bild erzeugen (die Farbe der LEDs ist nur Ihre Wahl). Sie können auch 3 mm LEDs verwenden, aber es würde das Löten sehr schwierig machen und Sie würden ein kleines Display erhalten. Ein weiterer Tipp ist, die LEDs bei Ebay zu kaufen, da Sie einen wirklich guten Preis bekommen und manchmal auch kostenlose Widerstände (wie in meinem Fall) erhalten. Kaufen Sie nicht genau 80 LEDs, da eine oder mehrere der LEDs beschädigt werden können. Mein Rat, 10 oder 20 weitere zu kaufen, und wenn einige übrig bleiben, können Sie sie immer in zukünftigen Projekten verwenden. Um nun den Wert der 8 Widerstände zu berechnen, können Sie diese Seite verwenden: https://led.linear1.org/1led.wiz. Sie sollten zuerst einige Spezifikationen zu Ihren LEDs erhalten, Sie sollten deren Durchlassspannung und Durchlassstrom kennen. Diese Informationen erhalten Sie beim Verkäufer. Der Arduino gibt eine Ausgabe von 5 V, sodass Ihre Quellspannung 5 V beträgt.

Schritt 3: Multi Was?

Was ist also Multiplexing: Es ist im Grunde eine Möglichkeit, Informationen in kleine Stücke aufzuteilen und sie einzeln zu senden. Auf diese Weise können Sie viele Pins auf dem Arduino sparen und Ihr Programm recht einfach halten. In unserem Fall teilen wir das Bild, das wir anzeigen möchten, in 10 Stücke (10 Zeilen) auf. Wir möchten die Zeilen der Matrix scannen (eine Zeile nach der anderen aufleuchten) und Informationen vom Arduino an die Spalten senden. Alle Spalten sind positiv der LEDs und die Reihen sind negativ. Wenn also die erste Reihe mit Masse verbunden ist und wir Informationen an die Spalten senden, leuchten wir nur die erste Reihe auf. Um eine gute Anzeige zu erhalten, müssen wir die Zeilen sehr schnell scannen, so schnell, dass das menschliche Auge denkt, dass alle Zeilen gleichzeitig verbunden sind. Warum also der 4017: Für diese LED-Matrix wollte ich diesen nützlichen IC verwenden. Heres eine gute Seite, um die Grundlagen dieses ICs zu erlernen: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm Der 4017-Dekadenzähler wird verwendet, um Multiplexing zu ermöglichen. Dieser IC scannt grundsätzlich die Zeilen der Matrix (leuchtet jeweils eine Zeile auf). In unserem Fall möchten wir die Reihen mit Masse verbinden, aber der 4017 baut keinen Strom auf. Um dieses kleine Problem zu lösen, müssen wir einen Transistor mit einem Widerstand verwenden. Der 4017 hat 10 Ausgangspins, also brauchen wir 10 Widerstände und 10 Transistoren, wir verbinden die 1K-Widerstände mit den Ausgängen des 4017 und die Basis des Transistors mit dem anderen Ende des Widerstands. Dann verbinden wir die Kollektoren des Transistors mit den Zeilen und den Emitter mit Masse. Hier ist das Datenblatt des Transistors, den wir verwenden müssen: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf Das Schieberegister: Dieser kleine IC ist ein sehr nützlicher, mit dem Sie viele Ausgänge steuern können die Verwendung von onlt 3 Pins vom Mikrocontroller. Durch den Anschluss von mehr ICs können Sie die Anzahl der Ausgänge erhöhen, wobei mehr Mikrocontroller-Pins verloren gehen. Sie können mehr über sie und ihre Verwendung mit arduino unter diesem Link lesen:

Schritt 4: Löten der Matrix

Das Löten der LED-Matrix ist eine sehr knifflige Sache, es gibt viele Möglichkeiten, es zu tun, und ich gebe Ihnen nur zwei. Die erste ist die, die ich verwendet habe und auf diese Weise dauert es viel Zeit und Mühe, aber das Endergebnis ist sehr schön und hübsch. Sie müssen alle positiven Leitungen der LEDs in Spalten und die negativen Leitungen in Reihen verbinden. Jetzt tun Sie dies, indem Sie die positive Leitung der ersten LED nehmen und zu den anderen LEDs biegen, die Pins, die sich berühren, verlöten, von hier aus die letzte Leitung nehmen, die Sie gelötet haben und wieder nach unten biegen und wiederholen, bis Sie alle haben die Plusleitungen in der Säule angeschlossen. Schneiden Sie die Leads ab, die Sie nicht verwendet haben. Jetzt ist der knifflige Teil das Verbinden der negativen Pins in einer Reihe, weil Sie sie nicht biegen und löten können, wie Sie es mit den positiven Leitungen getan haben. Jetzt habe ich kleine Jumper aus massivem Kerndraht verwendet und sie wie im Bild unten zu sehen angeschlossen (das kostet viel Zeit und Arbeit). Der zweite Weg besteht darin, wie beim ersten Weg zu beginnen, aber der einzige Unterschied besteht darin, die negativen Pins zu verbinden. Diese Methode spart viel Zeit und ist viel einfacher. Der Trick besteht darin, etwas Klebeband oder etwas anderes auf die Säulenverbindungen zu legen, um sie von den negativen Pins zu isolieren. Wenn Sie dies tun, können Sie auch die negativen Leitungen biegen und sie wie die positiven verbinden. Ohne Schieberegister: Über einen Widerstand verbinden Sie jede Spalte mit dem Arduino (Pins 0-7). Der Reset-Pin des 4017 geht auf Pin 8 auf dem Arduino und der Clock-Pin geht auf Pin 9 auf dem Arduino. Mit dem Schieberegister: Wenn Sie nun alles wie im Schaltplan gezeigt anschließen, müssen Sie die Steuerpins wie folgt verbinden: Das Schieberegister: Data Pin = Arduino Pin9 Latch Pin = Arduino Pin 11 Clock Pin = Arduino Pin 10 Die 4017: Clock-Pin = Arduino-Pin 13 Reset-Pin = Arduino-Pin12

Schritt 5: Es ist Zeit zu programmieren

Ich habe ein kleines Programm zum Erstellen von Lauftext geschrieben und alle Buchstaben und Zahlen hinzugefügt (viel Arbeit), ich habe Ports für mein Programm verwendet, weil es Platz spart und einfacher zu handhaben ist. Wenn Sie nicht wissen, wie man mit Ports auf dem arduino arbeitet, empfehle ich, auf der arduio-Website zu lernen, bevor Sie beginnen. Hier ein Link: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Wenn Sie Ihre eigenen Bilder erstellen möchten, habe ich ein kleines Tool mit Excel erstellt, das das Schreiben von Bildern viel einfacher macht (die Anweisungen liegen dem Tool bei) Wenn Sie kein Excel haben, empfehle ich, eine Matrix in Farbe zu erstellen und das Bild dort zu zeichnen, und dann wäre es viel einfacher, die Bytes zu schreiben. Und das letzte ist, dass Sie nicht vergessen, die Pins 0 und 1 zu entfernen, wenn Sie Ihr Programm hochladen, da diese Pins auch als Kommunikationspins verwendet werden und einige Fehler mit dem Programm verursachen können. Wenn Sie sich für die Verwendung von Schieberegistern entscheiden, müssen Sie sich keine Sorgen machen, den 0- und 1-Pin am Arduino zu trennen. Ich habe den Code hinzugefügt, um die Matrix auch mit Schieberegistern zu steuern.

Schritt 6: Es ist fertig

Jetzt können Sie versuchen, Ihre Muster und Bilder zu erstellen, und Sie werden wissen, wie Sie den 4017-IC und das 74HC595-Schieberegister verwenden.