48 X 8 სენსორული LED მატრიცის ჩვენება Arduino და Shift რეგისტრატორების გამოყენებით .: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

გამარჯობა ყველას

ეს არის ჩემი პირველი ინსტრუქცია და ეს არის 48 x 8 პროგრამირებადი გადახვევის LED მატრიცის დამზადება Arduino Uno და 74HC595 ცვლის რეგისტრატორების გამოყენებით. ეს იყო ჩემი პირველი პროექტი Arduino– ს განვითარების დაფაზე. ეს იყო ჩემი მასწავლებლის მიერ გამოწვეული გამოწვევა. იმ დროს, როდესაც მე მივიღე ეს გამოწვევა, მე არც კი ვიცოდი როგორ მომეკლა LED არდუინოს გამოყენებით. ასე რომ, მე ვფიქრობ, რომ დამწყებსაც კი შეუძლია ამის გაკეთება მცირეოდენი მოთმინებითა და გაგებით. დავიწყე მცირე კვლევით ცვლის რეგისტრატორებისა და არდუინოს მულტიპლექსირების შესახებ. თუ თქვენ ახალი ხართ ცვლის რეგისტრებს, მე გირჩევთ შეისწავლოთ მულტიპლექსირების და მარცვლოვანი ცვლის რეგისტრების საფუძვლები მატრიცებთან მუშაობის დაწყებამდე. ეს ძალიან დაგეხმარებათ კოდის გაგებაში და გადახვევის ეკრანის მუშაობაში.

ნაბიჯი 1: ინსტრუმენტების და კომპონენტების შეგროვება

კომპონენტები

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 ბიტიანი სერიული პარალელური ცვლის რეგისტრატორები. - 7
• 3. ძვ.წ 548/2N4401 ტრანზისტორი - 8
• 4. 470 Ohms რეზისტორები - სვეტების რაოდენობა + 8
• 5. წინასწარი დაფა 6x4 ინჩი - 4
• 6. ფერადი კოდირებული მავთულები - საჭიროებისამებრ
• 7. IC დამჭერები - 7
• 8. 5 მმ ან 3 მმ 8x8 საერთო კათოდური მონო ფერი LED მატრიცა - 6
• 9. მამაკაცი და ქალი სათაურები - საჭიროებისამებრ.

საჭირო ინსტრუმენტები

• 1. შედუღების ნაკრები
• 2. მულტიმეტრი
• 3. წებო იარაღი
• 4. შედუღების ტუმბო
• 5. 5V კვების ბლოკი

ნაბიჯი 2: შექმენით წრე ბორბორდზე

პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ პროტოტიპის აგებამდე არის მიიღოთ თქვენი 8x8 მატრიცის პინ დიაგრამა და მიუთითოთ საცნობარო წერტილი ყველა თქვენს მატრიცაში ქინძისთავების იდენტიფიკაციისთვის. ეს შეიძლება დაგეხმაროთ წრის შეკრებისას.

მე დავამატე მატრიცის მოდულის პინ დიაგრამა, რომელიც აქ გამოვიყენე. ჩემს მოდულში რიგები იყო უარყოფითი ქინძისთავები. ეს პინ დიაგრამა იგივე რჩება ბაზარზე არსებული მოდულების უმეტესობისთვის.

წრეში ნაჩვენებია, რომ ერთი ცვლის რეგისტრი გამოიყენება 8 რიგის გასაკონტროლებლად და სვეტების გასაკონტროლებლად, ჩვენ ვიყენებთ ერთ ცვლის რეგისტრს თითოეული 8 სვეტისთვის.

მოდით ავაშენოთ მარტივი 8 x 8 გადახვევის ჩვენება პურის დაფაზე.

წრე გაყოფილია ორ ნაწილად - რიგის კონტროლი და სვეტის კონტროლი. ჯერ ავაშენოთ სვეტის კონტროლი.

Arduino– დან პინ 4 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 14 – ს (SER). (ეს არის ცვლის რეგისტრის სერიული მონაცემების შეყვანის პინი. ლოგიკური დონეები, რომლებიც საჭიროა LED- ების ჩართვისთვის, იკვებება ამ პინის საშუალებით

Arduino– ს პინი 3 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 12 – ს (RCLK). (მოდით დავარქვათ ეს პინი, როგორც გამომავალი საათის პინი. ცვლის რეგისტრატორების მეხსიერებაში მოცემული მონაცემები ამოძრავებს ამ საათის გააქტიურებისას.)

Arduino– დან პინ 2 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 11 – ს (SRCLK). (ეს არის შეყვანის საათის პინი, რომელიც მონაცემებს მეხსიერებაში გადააქვს.)

VCC +5V გადაეცემა ცვლის რეგისტრს მისი Pin 16 -ის საშუალებით და იგივე უკავშირდება Pin 10 -ს. ასე რომ, ცვლის რეგისტრატორის მეხსიერებაში მონაცემების შესანარჩუნებლად, ეს პინი უნდა იყოს მიწოდებული +5V მუდმივად.)

მიწა დაკავშირებულია როგორც GND პინთან (ცვლის რეგისტრის პინ 8) და OE პინთან (ცვლის რეგისტრის პინ 13). (რატომ? გამომავალი ჩართვის პინი უნდა გააქტიურდეს იმისათვის, რომ გამოვიდეს შედეგები საათის სიგნალის მიხედვით. ეს არის აქტიური დაბალი პინი, ისევე როგორც SRCLR პინი, ამიტომ ის მუდმივად უნდა იყოს შენარჩუნებული საწყის მდგომარეობაში გამომავალი.)

მატრიცის სვეტის ქინძისთავები დაკავშირებულია ცვლის რეგისტრთან, როგორც ეს ნაჩვენებია წრიულ დიაგრამაში, 470 ოჰმ რეზისტორით მატრიცასა და ცვლის რეგისტრს შორის

ახლა, რიგის კონტროლის წრეზე.

Arduino– დან პინ 7 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 14 – ს (SER)

Arduino– ს პინი 5 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 11 – ს (SRCLK)

Arduino– დან პინ 6 უკავშირდება ცვლის რეგისტრის პინ 12 – ს (RCLK)

VCC +5V მოცემულია პინ 16 -სა და პინ 10 -ზე, როგორც ზემოთ აღწერილია

გრუნტი დაკავშირებულია პინ 8 -თან და პინ 13 -თან

როგორც ზემოთ აღვნიშნე, ჩემს შემთხვევაში რიგები იყო უარყოფითი ქინძისთავები. უმჯობესია თქვენი მატრიცის უარყოფითი ქინძისთავები განიხილოთ როგორც ეკრანის რიგები. სახმელეთო კავშირი უნდა გადავიდეს ამ უარყოფით ქინძისთავებზე BC548/2N4401 ტრანზისტორების გამოყენებით, რომლებიც კონტროლდება ცვლის რეგისტრის გამომავალი ლოგიკური დონით. ასე რომ, რაც უფრო მეტი უარყოფითი ქინძისთავია, მით მეტი ტრანზისტორი გვჭირდება

მიეცით რიგის კავშირები, როგორც ნაჩვენებია წრიული დიაგრამაში

თუ თქვენ მოახერხეთ 8 x 8 მატრიცის ჩვენების პროტოტიპის შექმნა, შეგიძლიათ უბრალოდ გაიმეოროთ წრის ნაწილი სვეტის კონტროლისთვის და გაავრცელოთ მატრიცა ნებისმიერი რაოდენობის სვეტზე. თქვენ უბრალოდ უნდა დაამატოთ ერთი 74HC595 ყოველ 8 სვეტზე (ერთი 8 x 8 მოდული) და მიამაგრეთ ჯაჭვი წინათ.

Daisy ჯაჭვით ცვლის რეგისტრაციას უფრო სვეტების დასამატებლად

დეიზის ჯაჭვი ელექტროინჟინერიაში არის გაყვანილობის სქემა, რომლის დროსაც მრავალი მოწყობილობა ერთმანეთთან მიერთებულია თანმიმდევრობით.

მექანიზმი მარტივია: SRCLK (შეყვანის საათი. პინი 11) და RCLK (გამომავალი საათი. პინ 12) ქინძისთავები იზიარებენ ყველა ცისფერი ჯაჭვის ცვლის რეგისტრებს შორის, ხოლო წინა ცვლის რეგისტრაციის ყველა QH PIN (პინ 9). ჯაჭვი გამოიყენება როგორც სერიული შეყვანა შემდეგი ცვლის რეგისტრაციისათვის SER PIN- ის საშუალებით (პინ 14).

მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, ცვლათა რეგისტრების ჯაჭვით, მათი კონტროლი შესაძლებელია როგორც ერთი ცვლის რეგისტრი უფრო დიდი მეხსიერებით. მაგალითად, თუ თქვენ ჯაჭვით შეაერთებთ ორ 8 ბიტიან ცვლის რეგისტრს, ისინი იმუშავებენ, როგორც ერთი 16 ბიტიანი ცვლის რეგისტრატორი.

Კოდი

კოდში ჩვენ ვკვებავთ სვეტებს შესაბამისი ლოგიკური დონით შეყვანის მიხედვით, ხოლო ჩვენ ვწერთ სტრიქონების გასწვრივ. სიმბოლოები A– დან Z– მდე განისაზღვრება კოდში, როგორც ლოგიკური დონეები ბაიტის მასივში. თითოეული პერსონაჟი არის 5 პიქსელის სიგანე და 7 პიქსელი სიმაღლე. მე უფრო დეტალური ახსნა მივეცი კოდის მუშაობის შესახებ, როგორც თავად კოდში.

არდუინოს კოდი მოცემულია აქ.

ნაბიჯი 3: შედუღება

შედუღებული მიკროსქემის გასაგებად, მე რაც შეიძლება დიდი გავხდი და ცალკეული დაფები მივეცი რიგისა და სვეტის კონტროლერებს და ერთმანეთთან დავკავშირე სათაურებისა და მავთულის გამოყენებით. თქვენ შეგიძლიათ გახადოთ ის ბევრად უფრო მცირე ზომის, კომპონენტების ერთმანეთთან მიახლოებით, ან თუ კარგად ფლობთ PCB დიზაინში, შეგიძლიათ გააკეთოთ უფრო პატარა პერსონალური PCB.

დარწმუნდით, რომ დააყენეთ 470 ohms რეზისტორი თითოეულ პინზე, რომელიც მიდის მატრიცაში. ყოველთვის გამოიყენეთ სათაურები LED მატრიცების დაფაზე დასაკავშირებლად. უკეთესია, რომ ისინი პირდაპირ დაფაზე არ შეაერთოთ, რადგან სითბოს ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ შეიძლება მათ სამუდამოდ დააზიანოს.

რიგისა და სვეტის კონტროლისთვის ცალკე დაფები გავაკეთე, სვეტების დასაკავშირებლად ერთი დაფიდან მეორეზე გავაგრძელე მავთულები. აქ, ზედა დაფა არის რიგების გასაკონტროლებლად და ქვედა დაფა არის სვეტების გასაკონტროლებლად.

მას მხოლოდ ერთი 74HC595 სჭირდება 8 რიგის მართვისთვის. მაგრამ სვეტების რაოდენობიდან გამომდინარე, მეტი ცვლის რეგისტრატორი უნდა დაემატოს, არ არსებობს თეორიული შეზღუდვა იმ სვეტების რაოდენობისთვის, რომელთა დამატებაც შეგიძლიათ ამ მატრიცაში. რამდენად დიდი შეგიძლია ამის გაკეთება? შემატყობინე როცა მიხვალ!;)

ნაბიჯი 4: წრის დასრულებული პირველი ნახევრის ტესტირება

ყოველთვის გამოსცადეთ იგი ნახევარში, რათა იპოვოთ შესაძლო შეცდომები, როგორიცაა გაფუჭებული კავშირები, არასწორი კავშირები და ა. ორჯერ შეამოწმეთ შედუღებამდე და გამოიყენეთ ფერადი კოდირებული მავთულები, რომ ადვილად გამოარჩიოთ ქინძისთავები.

ნაბიჯი 5: მეორე ნახევრის მშენებლობა

გააფართოვეთ იგივე სვეტის კონტროლის წრე. რიგები სერიულად არის დაკავშირებული წინათან.

SRCLK და RCLK ქინძისთავები მიიღება პარალელურად და მზა წრედის ბოლო ცვლის რეგისტრის QH (სერიული მონაცემები. პინ 9) უკავშირდება მომდევნო ცვლის რეგისტრის SER (სერიული მონაცემები. პინ 14). VCC და GND ძალა ასევე ნაწილდება ყველა IC- ს შორის.

ნაბიჯი 6: შედეგი

მას შემდეგ რაც დაასრულებთ შედუღებას, შემდეგი ნაბიჯი არის თქვენი ეკრანისთვის საქმის გაკეთება. ყოველთვის ჯობია შეიმუშაოთ მორგებული საქმე Fusion 360 -ის ან ნებისმიერი სხვა 3D დიზაინის ინსტრუმენტის გამოყენებით და ამობეჭდოთ საქმე. ვინაიდან იმ დროს მე არ მქონდა წვდომა 3D ბეჭდვაზე, მე ხის კეისი გავაკეთე მეგობრის დახმარებით, რომელიც კარგად ფლობს ხე -ტყის მუშაობას.

იმედია მოგეწონათ ეს სასწავლო ინსტრუქცია. განათავსეთ ამ პროექტის თქვენი ვერსიის სურათები ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში და თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, მოგერიდებათ ჰკითხეთ მას აქ ან გამოაგზავნეთ წერილი [email protected]. სიამოვნებით დაგეხმარები.