Een 8x10 L.E.D-matrix maken: 6 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:20

UPDATE 1: IK HEB DE CODE TOEGEVOEGD VOOR CONWAY'S GAME OF LIFE UPDATE 2: NU KUNT U SOMMIGE ARDUINO PINS OPSLAAN MET DE HULP VAN 1 SHIFT REGISTREER. In deze instructable laat ik je zien hoe je een behoorlijk mooie 8 bij 10 L. E. D-matrix (met scrollende tekst en animaties) kunt bouwen met behulp van de Arduino en 4017 decade-teller. Dit type matrix is gemakkelijk te maken en te programmeren en het is een goede manier om te leren multiplexen. Ik heb nog een deel aan deze instructable toegevoegd over het gebruik van het 74HC595-schuifregister, wat zal helpen om wat Arduino-pinnen op te slaan voor andere dingen die je zou willen doen. Dus nu moet je wegen om vanaf hier te gaan. Je kunt deze matrix maken zonder het schuifregister en dat scheelt je wat soldeerwerk of het schuifregister gebruiken als je meer vrije pinnen wilt gebruiken.

Stap 1: Spullen die je nodig hebt

Gereedschap: 1. Soldeerbout 2. Wat soldeer 3. Kleine punttang 4. Een draadstripper Voor de matrix: 1. 80 LED's 2. 8 weerstanden (de waarde wordt bepaald door het type LED's) 3. 4017 decadeteller 4 10 weerstanden van 1 KOhm 5. 10 transistors 2N3904 6. Enkele draad met enkele kern 7. Perfboard 8. Arduino optioneel - 9. 74HC595 schuifregister 10. enkele pin-headers

Stap 2: L. E. D's en weerstanden kiezen

Dit is een van de belangrijkste onderdelen van dit project, omdat het op basis van LED's erg belangrijk is om de juiste te kiezen. Ik raad aan om 5 mm diffuse LED's te gebruiken omdat ze een goede hoeveelheid licht geven en een duidelijk beeld geven (de kleur van de LED's is alleen uw keuze). Je kunt ook 3 mm LED's gebruiken, maar het zou het solderen erg moeilijk maken en je zou een klein scherm krijgen. Een andere tip is om de LED's van Ebay te kopen, omdat je een heel goede prijs kunt krijgen en soms ook gratis weerstanden krijgt (zoals in mijn geval). Koop niet precies 80 LED's omdat een of meer van de LED's beschadigd kunnen raken, mijn advies om er 10 of 20 meer te kopen, en als er nog wat over zijn, kun je ze altijd gebruiken in een toekomstig project. Om nu de waarde van de 8 weerstanden te berekenen, kunt u deze site gebruiken: https://led.linear1.org/1led.wiz. U moet eerst wat specificaties van uw LED's krijgen, u moet hun voorwaartse spanning en voorwaartse stroom kennen, u kunt deze informatie van de verkoper krijgen. De Arduino geeft een output van 5V, dus je bronspanning is 5V.

Stap 3: Multi Wat?

Dus wat is multiplexen: het is in feite een manier om informatie in kleine stukjes te splitsen en één voor één te verzenden. op deze manier kun je veel pinnen op de Arduino besparen en je programma vrij eenvoudig houden. In ons geval splitsen we de afbeelding die we willen weergeven in 10 stukken (10 rijen), we willen de rijen van de matrix scannen (één rij tegelijk oplichten) en informatie van de Arduino naar de kolommen sturen. Alle kolommen zijn positieven van de LED's en de rijen zijn negatieven, dus als de eerste rij is verbonden met aarde en we informatie naar de kolommen sturen, zullen we alleen de eerste rij verlichten. Om een goede weergave te krijgen, moeten we de rijen heel snel scannen, zo snel dat het menselijk oog denkt dat alle rijen tegelijkertijd zijn verbonden. Dus waarom de 4017: Voor deze LED-matrix wilde ik dit handige IC gebruiken. Hier is een goede site om de basis van dit IC te leren: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm De 4017-decenniumteller wordt gebruikt om multiplexen mogelijk te maken. Dit IC scant in feite de rijen van de matrix (licht één rij tegelijk op). In ons geval willen we de rijen met aarde verbinden, maar de 4017 is niet gebouwd om stroom te laten zinken, dus om dit kleine probleem op te lossen, moeten we een transistor met een weerstand gebruiken. De 4017 heeft 10 uitgangspinnen, dus we hebben 10 weerstanden en 10 transistors nodig, we verbinden de 1K-weerstanden met de uitgangen van de 4017 en de basis van de transistor met het andere uiteinde van de weerstand. Vervolgens verbinden we de collectoren van de transistor met de rijen en de emitter met de grond. Hier is het gegevensblad van de transistor die we moeten gebruiken: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf Het schuifregister: Dit kleine IC is erg handig waarmee je veel uitgangen kunt regelen het gebruik van slechts 3 pinnen van de microcontroller. Door meer IC's aan te sluiten, kunt u het aantal uitgangen vergroten met verlies van meer microcontroller-pinnen. Je kunt er meer over lezen en hoe je ze met arduino kunt gebruiken in deze link:

Stap 4: De matrix solderen

Het solderen van de LED-matrix is een heel lastig iets, er zijn veel manieren om het te doen en ik zal je er slechts twee geven. De eerste is degene die ik heb gebruikt en op deze manier kost het veel tijd en moeite, maar het eindresultaat is erg mooi en mooi. Je moet alle positieve draden van de LED's in kolommen aansluiten en de negatieve draad in rijen. Nu doe je dit door de positieve draad van de eerste LED te nemen en deze naar de andere LED's te buigen, de pinnen die elkaar raken te solderen, vanaf hier de laatste draad te nemen die je hebt gesoldeerd en deze weer naar beneden te buigen en te herhalen totdat je alle de positieve draden die in de kolom zijn aangesloten. knip de leads die u niet hebt gebruikt. Nu is het lastige om de negatieve pinnen op een rij aan te sluiten, omdat je ze niet kunt buigen en solderen zoals je deed met de positieve draden. Nu gebruikte ik kleine jumpers van massief draad en sluit ze aan zoals je op de onderstaande afbeelding kunt zien (dit kost veel tijd en werk). De tweede manier is om op dezelfde manier te beginnen als op de eerste manier, maar het enige verschil zit in het aansluiten van de negatieve pinnen. Deze methode bespaart veel tijd en is een stuk eenvoudiger. De truc is om wat tape of iets anders op de kolomverbindingen te plakken om ze te isoleren van de negatieve pinnen en als je dat doet, kun je ook de negatieve draden buigen en ze aansluiten zoals je deed met de positieve. Zonder het schuifregister: Via een weerstand verbind je elke kolom met de arduino (pinnen 0-7). De reset-pin van de 4017 gaat naar pin 8 op de arduino en de klokpin gaat naar pin 9 op de arduino. Met het schuifregister: Als u nu alles aansluit zoals weergegeven in het schema, moet u de besturingspinnen als volgt aansluiten: Het schuifregister: Data Pin = arduino pin9 Latch Pin = arduino pin 11 Clock Pin = arduino pin 10 De 4017: klok pin = arduino pin 13 reset pin = arduino pin12

Stap 5: Het is tijd om te programmeren

Ik heb een klein programma geschreven om scrollende tekst te maken en alle letters en cijfers toegevoegd (veel werk), ik heb poorten voor mijn programma gebruikt omdat het ruimte bespaart en gemakkelijker te hanteren is. Als je niet weet hoe je met poorten op de arduino moet werken, raad ik aan om op de arduio-website te gaan om te leren voordat je begint. hier een link: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Als je je eigen afbeeldingen wilt maken, heb ik een kleine tool gemaakt met Excel die het schrijven van afbeeldingen een stuk eenvoudiger maakt (de instructies worden bij de tool geleverd) je hebt geen excel, ik raad aan om een matrix in paint te maken en daar de afbeelding te tekenen en dan zou het een stuk makkelijker zijn om de bytes te schrijven. En het laatste is om niet te vergeten pinnen 0 en 1 los te koppelen wanneer je je programma uploadt, omdat deze pinnen ook als communicatiepinnen worden gebruikt en fouten met het programma kunnen veroorzaken. Als u ervoor kiest om het schuifregister te gebruiken, hoeft u zich geen zorgen te maken over het loskoppelen van de 0 en 1 pin op de Arduino. Ik heb de code toegevoegd om de matrix ook met schuifregisters te besturen.

Stap 6: Het is klaar

Nu kunt u proberen uw eigen patronen en afbeeldingen te maken en weet u hoe u de 4017 IC en het 74HC595 schuifregister moet gebruiken.