Arduino -той LED шүхэр: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:06

Arduino -той LED шүхэр нь шүхэр, 8х10 хэмжээтэй LED матриц болон Arduino микроконтроллерийг хослуулан хянаж, програмчлагдах боломжтой LED туршлагыг бий болгож, өөрийн шүхрийнхээ нууцлалыг хадгална. Энэхүү төслийг сокетмастерын цахилгаан шүхэр болон энэ сайт дээрх хэд хэдэн LED матрицын зааварчилгаанаас санаа авсан болно.

Миний шүхэрийг хөхөхөд бэлэн байгаарай! Энэхүү төслийг хэрэгжүүлж буй хүн бүр стандарт гагнуурын хэрэгсэл болох бахө, диагональ зүсэгч, утас таслагч, хуулагч, гагнуурын төмөр, гагнуур, мултиметр гэх мэт төхөөрөмжүүдийг ашиглах ёстой бөгөөд Arduino -тэй ажиллаж байсан туршлагатай байх ёстой. Arduino -ийн тохиргоо нь тийм ч хэцүү биш бөгөөд LED -ийн хэд хэдэн анимацийг агуулсан програмыг энэ зааварт оруулсан болно. Видео явж байна! Дээж код (сүүлийн алхамыг үзнэ үү) бас явж байна. Надад байгаа код нь товчлуурын товчлуурыг ашигладаггүй бөгөөд одоо би үүн дээр ажиллаж байна.

Алхам 1: эд анги

Энэ төслийн маш цөөн хэсгүүд байдаг бөгөөд тэдгээр нь ихэвчлэн ерөнхий байдаг. Тэдгээрийг Adafruit Industries, DigiKey, Jameco, All Electronics гэх мэт олон тооны онлайн борлуулагчдаас хялбархан авах боломжтой. Боломжийн санагдаж байгаа шиг орлуулаарай. Электроникс 1 x Микроконтроллер-Arduino Diecimilia 1 x Umbrella 1 x MIC2981-8 сувагтай, өндөр хүчдэлтэй, өндөр гүйдлийн эх үүсвэртэй драйверын массив-576-1158-ND1 x Arduino-ийн жижиг талхны хавтантай протокол-Adafruit Industries 80 x LED - олон сонголттой 8 x резистор боломжтой - LED болон эх үүсвэрийн хүчдэлээс хамаарна Утас Энэ төсөлд маш олон утас шаардагдана. Шүхрийн хавирга бүр нь хар утастай (LED -ийн катодын хувьд) бөгөөд шүхрийг тойрсон LED тойрог бүрт улаан утас (LED анодын хувьд) шаардлагатай. Зарим нь гинжний үзүүрийг Arduino руу буцааж өгөх шаардлагатай байдаг. Катодын гинжин хэлхээнд зориулсан 24 фут хар утас (хавиргыг төв рүү урагш нь чиглүүлнэ) Анодын цагирганд зориулсан 70 фут улаан утас (шүхрийн эргэн тойронд цагираг) Янз бүрийн стандарт эрэгтэй толгой - Дулаан татах хоолой 1/16 - ойролцоогоор долоон фут хоолой шаардлагатай -Ээжийн тэвчээргүй байдал … ба гагнуурын ур чадвар. LED-ийн матрицыг сайтар боловсруулж, анод, катодуудыг бие биенээсээ дулаанаа багасгах хоолойгоор тусгаарлах шаардлагатай байдаг.

Алхам 2: Дараагийн бодол - Урьдчилан мэдэгдсэн байна

Шүхэр Хамгийн сайн шүхрээ бүү ашиглаарай! Эсвэл бүр хэн нэгний хамгийн сайн шүхэр. Энэхүү шүхэр нь төслийг хэрэгжүүлэх үүрэг хүлээдэг бөгөөд та LED матрицыг гаргаж авах боломжтой боловч үүнийг дуусгасны дараа та хүсэхгүй байх болно. /шүхрийн дээгүүр. Та шүхэрний гадна талд LED гэрэл хэрэгтэй эсэхийг анхаарч үзээрэй. Тэдгээр нь илүү харагдах бөгөөд суулгах нь илүү хялбар байх болно. Та утаснуудаа Arduino руу оруулахын тулд даавууны нүхийг нүхлэх хэрэгтэй болно. Энэ тохиолдолд ус үл нэвтрэх хэв маягийг ялгаж харуулдаг. LED нь eBay дээр каталогоос хамаагүй хямд байгаа тул сонголтоо сайтар судлаарай. Утасны жижиг хэмжигч эсвэл олон судалтай утас нь AWG xxx хатуу утаснаас хамаагүй дээр юм. Би хатуу утас ашигласан бөгөөд энэ нь шүхрийг эвхэх нь бараг боломжгүй юм. Түүнчлэн, би анодын цагирганд улаан утас ашиглахгүй. Би арай харанхуй өнгийг сонгох байсан.

Алхам 3: Дизайн анхаарах зүйлс

Arduino Би энэ төслийг хүртээмжтэй болгохын тулд өөр Atmel AVR микроконтроллер биш Arduino ашиглахаар шийдсэн. Arduino -ийн тусламжтайгаар тусгай самбар зохион бүтээх шаардлагагүй бөгөөд Arduino платформ дээр програмчлах, тохируулах нь илүү хялбар болно. Arduino -ийн цорын ганц сул тал бол том хэмжээтэй бөгөөд шүхэртэй таарахгүй байх явдал юм. Гэсэн хэдий ч ашиг тус нь зардлаас давж гардаг. Энэхүү төсөл нь Arduino Diecimilia дээр суурилсан боловч (миний бодлоор) холболтууд нь шинэ хувилбар дээр ижил байна. Ямар ч тохиолдолд, хэрэв та энэ төслийг хэрэгжүүлж байгаа бол ашиглаж буй Arduino загварын төлөв байдал, тээглүүрийн талаар тодорхой ойлголттой байгаа эсэхээ шалгаарай. MIC2981 Micrel -ийн MIC2981 чип нь LED -ийн 8 хэлхээг тэжээх боломжтой. Энэ нь шүхэр тойрон эргэлдэж буй 10 LED -ийн 8 дугуй эгнээ/цагираг нь анодоо MIC2981 -тэй холбосон (мөр/цагираг тус бүрийг тэжээдэг нэг зүү), хавирганы дагуух гинжин хэлхээний (багана) LED нь катодоо холбосон гэсэн үг юм. Arduino дээрх зүү. Энэ нь дараалсан/цагирагтай 10 LED -ийг нэгэн зэрэг асаах хангалттай гүйдэлтэй нэгэн зэрэг асаах боломжийг олгодог. Энэхүү чипийг одоогоор энэ төсөлд ашиглаагүй байна. AdaFruit Industries -ийн Arduino -д зориулсан хамгаалалтын бамбайг би бусад жижиг төслүүдээр хийсэн бөгөөд ингэснээр би Arduino -ийг шүхрээс салгаж, бусад төслүүдэд ашиглаж болно. Жижигхэн талхны хавтан нь энэ төсөлд шаардлагатай холболтуудад хангалттай зайтай байдаг.

Алхам 4: MockUp

LED массивыг хэрхэн яаж үйлдвэрлэх ёстойг ойлгосон гэдгээ бататгахын тулд гагнуур болон програмчлал ажиллах эсэхийг харахын тулд 3x3 массив хийсэн. Тэд хийсэн! Тиймээс би төслийг үргэлжлүүлэхээр шийдсэн. Хэрэв та LED массивыг ойлгож байгаа гэдэгт итгэлтэй байгаа бол энэ алхамыг алгасаарай. Үгүй бол 3х3 хэмжээтэй массив хийж, туршиж үзэхэд хэд хэдэн LED, зарим утас, агшилтын боолт, нэг цаг орчим хөрөнгө оруулалт хий. Массив хийх талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг дараах алхмуудад оруулсан боловч загварчлалд хамааралтай болно.

3х3 хэмжээтэй LED матриц үүсгэхийн тулд бүрэн матрицыг тайлбарласан LED матриц хийх алхмуудыг дагана уу. Доорх загвар загвар нь MIC2981-ийн давуу талыг ашигладаггүй (би үүнийг авахаасаа өмнө бичсэн:-). LED бүр ээлжлэн гэрэлтдэг. Энэ нь 3x3 массивт ажилладаг боловч сайн хэмждэггүй. [Үнэндээ энэ нь бүрэн матриц руу нэлээд сайн масштабтай боловч LED нь жаахан бүдэг.]

Алхам 5: LED матриц хийх - эд ангиудыг бэлтгэх

LED нь LED -ийг нь нугалж бэлтгэ. Дараахь нь LED -ийг хавтгай ирмэгийг нь нэг зүгт харуулан чиглүүлдэг. Сонголт нь дур зоргоороо боловч чиг баримжаагаа стандартчилснаар алдааны эрсдэл буурдаг. LED -ийг хавтгай талыг (катодын тал) баруун тийш нь барина уу. Катодыг өөр рүүгээ бөхийлгө. Энэ нь катодуудыг газардуулж, цахилгаан урсахыг хүсч буй чиглэлийг зааж өгдөг:-). LED ёроолоос 1-2 мм орчим муруйлт үүсгэнэ. Энэ нь LED утсаар бахархах боломжийг олгоно. Катодуудыг гагнах үед анод зүүн тийш нугална. Энэ нь гагнах үед төөрөгдөл гарахаас урьдчилан сэргийлэх болно. Хоёр утас нь зөв өнцгөөр үүсгэгдэх ёстой бөгөөд катод нь таны зүг, анод зүүн тийш харна. Дулаан гуурсан хоолой LED бүрийг 1/2 "урт 1/16" хэмжээтэй халаах хоолойг хайчилж ав. Энэ нь нэг зуун жаран ширхэг бөгөөд зөвхөн эдгээрийн хувьд ойролцоогоор долоон фут хэрэгтэй. Толгойн хэсэгт нэмэлт арван найман (18) ширхэг хайчилж аваарай. Утас хайчилж аваарай. Тэднийг хавирганаас илүү урт болгоорой, ингэснээр Arduino -той холбогдох толгойг бий болгох хангалттай утас байна. Шүхрийг тойрсон 8 LED цагираг байдаг (энэ бол MIC2981 дээрх гаралтын зүү тоо), ингэснээр катодын гинж эсвэл багана бүр 8 LED -ээс бүрдэнэ. Утаснуудаа тавиад хавирганы дагуу LED байрлуулах газруудыг тэмдэглээрэй. Энэ хоорондох зай нь төвлөрсөн цагиргуудын хоорондох зайг тогтоодог. Жижиг тусгаарлагч хэсгийг (ойролцоогоор 3 мм орчим) хуулж ав. Дөрөвний нэг инчийн зайтай хоёр хэсэгт тусгаарлагчийг утас хуулагчаар хайчилж ав. Дараа нь хавчаараар тусгаарлагчийг буталж, хутганы тусламжтайгаар тусгаарлагчийг хайчилж эсвэл хуруугаараа сугална. Нээлттэй орон зай бүрт бага хэмжээний гагнуур хийнэ. Энэ нь LED катодуудыг эдгээр цэгүүдэд гагнах бэлтгэл ажил юм.

Алхам 6: LED матриц хийх - Катодын гинж

LED матриц хийх эхний алхам бол LED катодын гинжийг бүтээх явдал юм. Өмнөх алхамд та арван ширхэг (эсвэл шүхэр дээрх хавирганы тоо) хар утсыг хайчилж, LED -ийг гагнах цэгүүдээс тусгаарлагчийг хуулж авав. Энэ алхамд та LED -ийн катодуудыг гагнах болно.

Төмрийнхөө үзүүрт жижиг гагнуур ав. Утас нь LED -ийн хоёр залгуурын хооронд өнгөрөхийн тулд LED -ийг байрлуулж, катодыг гагнахын тулд халуун төмрийг ашиглана. Төмөр ба утас дээрх гагнуур нь холболт хийхийн тулд урсах ёстой. Та хуруугаа шатааж, тэд чамайг бүдгэрүүлнэ. Гагнуурын дараа анодыг аль болох богино болгохын тулд хайчилж ав. Богино холболтоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд гагнуурын үе бүрийг дулааныг багасгадаг хоолойгоор хучсан байдаг. Хоолойг холболт хийсний дараа, дараагийн LED залгахаас өмнө түрхэх ёстой (ямар нэгэн төөрөгдөл үү? Та удахгүй ойлгох болно:-) тиймээс одоо нэг хэсгийг гулсуулна уу. Дулаан байрандаа багасна. Гинж болон үлдсэн гинжнүүдийн хувьд давтана. Тэмдэглэл Энэхүү зааварт шүхрийн хавиргыг дагасан LED гинжийг багана гэж нэрлэдэг бөгөөд тус бүр нь Arduino -ийн зүүгээр дуусдаг. LED катодуудыг эдгээр (хар) утсан дээр гагнадаг. Шүхэрийг тойрон эргэлддэг LED -ийн цагиргуудыг эгнээ гэж нэрлэдэг бөгөөд тус бүр нь MIC2981 гаралтын зүүгээс эхэлдэг. LED анодуудыг эдгээр (улаан) утсан дээр гагнадаг.

Алхам 7: LED матриц хийх - анодын цагираг

Энэ алхам нь хамгийн урт бөгөөд хамгийн сэтгэл дундуур байдаг. Та хэдэн өдрийн турш эсвэл хоолны өрөөний ширээг эзэгнэх хүртэл ажлаа хий.

LED матрицыг катодын гинж дээрх LED анодуудыг улаан утаснуудын дугуй эгнээ/цагираг руу гагнах замаар дуусгадаг. Энэ үе шатанд хэмжих нь катодын гинжнээс арай илүү төвөгтэй байдаг, учир нь цагираг бүр өөр өөр радиустай бөгөөд цагираг бүрийн хувьд LED зай өөр өөр байдаг. Бөгж бүр шүхэр дээр хаана унаж байгааг олж зөв уртыг тооцоолж, шүхрийн хавирганы хоорондох зайг хэмжинэ. Та мөн энэ хэмжүүрийг ашиглан цагираг дээрх зайг тодорхойлох болно. Энэ зайг хавирганы тоогоор үржүүлж, дараа нь буцах уртыг тооцоолно. Бөгж бүр Arduino руу буцах ёстой. Хамгийн гадна талын бөгж нь хамгийн урт өгөөжтэй бөгөөд цагираг нь жижиг болох тусам өгөөж нь аажмаар богиносдог. Тохирох урттай 8 (8) ширхэг улаан утсыг хайчилж ав. Өмнөх алхам шиг утсыг зөв зайд тэмдэглээд тусгаарлагчийг буталж, салгаж, нээлхий бүрт жаахан гагнуур хийнэ. Катодын гинж нь улаан утаснуудын орой дээр байрладаг (ингэснээр LED тугалган дахь гулзайлт арай доогуур байдаг). Өмнөх шигээ гагнах ба дараагийн гинж рүү шилжихээс өмнө үе бүр дээр дулаан агшаагч хоолой тавих хэрэгтэй. LED уулзварыг стресс, эвдрэлээс хамгаалахын тулд эдгээр уулзвар дахь утсыг халуун цавуугаар бэхлээрэй. Матрицыг шүхэр дээр ажиллуулах нь үе мөчүүдэд ихээхэн ачаалал өгдөг тул энэ нь маш чухал юм. Энэ алхмын төгсгөлд та тойргийн дундуур буцаж ирдэг хоёр багц утас (нэг хар, нэг улаан) бүхий дугуй хэлбэртэй LED гэрэлтэй байх ёстой. Дараагийн алхамд та эдгээр утсыг Arduino болон драйверт холбохын тулд зүү толгой хийх болно.

Алхам 8: LED матриц хийх - дууссан матриц

Энэ үед та дууссан LED матрицтай байх ёстой. Катодууд хар утсаар, анодууд улаанаар гагнадаг. Энэ нь шүхэр хэлбэртэй байх ёстой. Таны хуруунууд түлэгдсэн байх магадлалтай. Танай гэрийнхэн чамайг галзуу гэж боддог.

Хуурамч хувилбарыг доор харуулав. Бүрэн хувилбар нь хамгийн сайн тохиромжгүй бөгөөд би зураг авахаа зогсоосонгүй. Дууссан LED матрицыг харахын тулд матриц суулгасан шүхэртэй зургийг үзээрэй.

Алхам 9: LED матриц хийх - толгойн толгой ба резистор

Улаан, хар утсыг уртаар нь огтолж авахаасаа өмнө Arduino -ийг хаана, хэрхэн шүхэр дээр бэхлэхээ тодорхойл. Энэ нь дээд талын задгай талбайд багтах ёстой. Тодорхойлсны дараа утсыг уртаар нь огтолж, толгойн хэсэгт гагнана.

Дулааны агшилтын хоолойн хэсгүүдийг найман улаан утас руу шургуулж, 8 зүү бүхий толгой руу гагнаж, хоолойг халаана. Холболтыг логик хэлбэрээр хийхээ мартуузай. Би хамгийн жижиг дотоод бөгжийг 1 -р эгнээ гэж үздэг тул толгой дээрх 1 -р зүү, MIC2981 дээрх зохих зүүгээр бэхлэгддэг. Хэрэв та алдаа гаргасан бол утсыг дахин зарах эсвэл кодыг засах боломжтой. Алдаа бүү гарга. [Би анодын утсыг холбосон бөгөөд логик дарааллыг цэгцлэхээс залхуу байсан. Энэ нь кодыг удирдахад хялбар байдаг. Програмчлалын хэсгийн тэмдэглэлийг үзнэ үү.] Үүнтэй адил катодын гинжин хэлхээний толгойнуудыг гарга. Гэсэн хэдий ч энэ удаад Arduino дээрх зүү байршлууд нь таныг хоёр толгой гаргахыг зааж өгч байна. Та мөн нэг эсэргүүцэл гагнах хэрэгтэй. Эсэргүүцэл нь LED ба хүчдэлээс хамаардаг-зохих утгыг мэдэхийн тулд онлайн LED эсэргүүцэл тооцоолууртай холбоо бариарай. Толгой тус бүр таван (5) зүүтэй байх ёстой. Холболтыг логик хэлбэрээр хийхээ мартуузай. Халуун цавуугаар холбоно, учир нь тэдгээр нь гулзайлт, стресст орох болно. Доорх зураг нь загвар юм.

Алхам 10: Хөтөлбөрийг өөрчлөх товчлуур

Товчлуурыг програм хооронд шилжихэд ашигладаг. Энэ нь програмын дугаарыг дээшлүүлдэг Arduino дээр тасалдал үүсгэдэг. Arduino Diecimilia (болон бусад; өөрийн хувилбарыг шалгана уу) нь хоёр гадаад тасалдалтай бөгөөд 2, 3 -р дижитал зүү дээр attachInterrupt (тасалдал, функц, горим) функцийг ашиглан идэвхжүүлж болно. Товчлуурыг солих дижитал зүү 3 -ийг нөөцлөөрэй. Энэ нь 0, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 дижитал тээглүүрүүдийг анодын голын блок болгон үлдээдэг.

3 -р зүү буурах үед тасалдлыг эхлүүлэхээр тохируулсан болно. Тиймээс товчлуур дарагдах хүртэл товчлуур дарагдах хүртэл өндөр байх ёстой. Энэ нь зүүг өндөр барихын тулд 10K татах эсэргүүцэл шаарддаг. Талхны самбарын зургийг үзээд татах ба татах резисторуудын талаар уншина уу.

Алхам 11: Breadboard хийх

Энэ төсөл нь Adafruit Industries -ийн Protoshield -ийг жижигхэн талхны хавтангаар ашигладаг (хэдийгээр шүхэрт тохирсон тохиргоо ажиллах ёстой). Жижиг талхны самбар нь арван долоон (17) эгнээтэй бөгөөд энэ төсөлд бүгдийг нь ашигладаг! Үзүүлсэн талбарт MIC2981 ороогүй болохыг анхаарна уу. Надад нэг ч байхгүй. Гэсэн хэдий ч. Шүхэр нь хангалттай сайн ажилладаг тул үүнийг авахаасаа өмнө үүнийг зааж өгөхөөр шийдсэн юм.

Олон янзын тохиргоо хийх боломжтой тул үүнийг гарын авлага болгон ашиглаарай. Гэхдээ товчлуурын товчлуурын байршлыг анхаарч үзээрэй. Arduino дээрх хоёр зүүг тасалдал хэлбэрээр хялбархан тохируулж болох бөгөөд товчлуурыг солихдоо тэдгээрийн аль нэгэнд холбогдох ёстой. Доорх зураг нь MIC2981 чипгүй байна. Би хэсгийг авангуутаа зургийг байршуулж, талхны самбарыг зохих ёсоор өөрчлөх болно.

Алхам 12: LED матрицыг турших

Туршилтын талаар бодоход энэ нь тоглолтын сүүл үе байж магадгүй, гэхдээ хэт оройтсоноос илүү оройтсон нь дээр. LED матрицыг шүхэрт суулгахаас өмнө (дараагийн алхам) матрицыг Arduino -д холбож, доор оруулсан тестийн кодыг ажиллуулна уу. Код нь LED тус бүрээр дамжиж, үүнийг туршиж үздэг. Хэрэв ямар нэгэн холболт муу эсвэл LED эвдэрсэн бол бүх зүйл хүртээмжтэй байгаа үед одоо засаарай.

Энэ нь мөн аль зүү аль мөр эсвэл баганатай тохирч байгааг тодорхойлох цаг юм. Хэрэв та зүү толгой хийхдээ болгоомжтой байсан бол та аль хэдийн мэдэж байсан. Үгүй бол та анимацийг удаашруулж, аль мөр эсвэл баганыг хянадаг болохыг тодорхойлох хэрэгтэй. Та кодын дугаарыг зөв дарааллаар агуулсан массивыг тохируулсан болно.

Алхам 13: LED -ийг шүхэрт угсрах

LED матрицыг бүрэн хийж, зүү толгой ба резисторыг байрлуулснаар угсралтыг дуусгах цаг болжээ. LED матрицыг шүхрийн даавуу ба хавирганы хооронд байрлуулах ёстой. Шүхрийн даавууг хавирган дээр сунгаж, хавирга бүрт нэг газар оёдог. LED матрицыг бүхэлд нь хавирга ба даавууны хооронд шургуулахаас өмнө үүнийг огтлох шаардлагатай болно. LED матрицыг байрлуулсны дараа хайчилж авсан зүйлээ дахин оё. Энэ нь матрицыг шүхэр дээр бэхлэх болно. Хэрэв та LED-ийг арилгахыг хүсч магадгүй гэж бодож байвал дахин оёх хэрэггүй. Яагаад гэдгийг төсөөлж чадахгүй байна.

Энэ бол маш их цаг хугацаа шаардсан процесс юм. Хэрэв та LED утсыг аль хэдийн халуунаар нааж амжаагүй бол яг одоо хий. Хэрэв ингэхгүй бол та суулгах явцад хэд хэдэн LED -ийг эвдэх нь гарцаагүй. Би хоёр сандлын хооронд дүүжлүүртэй шүхэр зүүж ажилласан (зураг байхгүй:-). Шүхрийг таталцлын хүчээр онгойлгож, даавууг чанга сунгаагүй. Би тойрон хөдөлж болно. Нэг хавирганы доор бүрэн баганыг гулсуулж эхлээрэй. Үүнийг болон дараагийн баганыг урагшлуулна уу. Дахин давтах. Энэ бол уйтгартай үйл явц юм. Эцэст нь LED -ийг байрлуулахдаа хавирга нь дулааныг багасгадаг хоолой дээр байрлуулсан эсэхийг шалгаарай. Энэ нь элэгдэх магадлалыг багасгах болно. Шүхэр сайхан хаагдахгүй. Энэ талаар би өмнө нь хэлэх ёстой байсан гэж бодож байна. Хэдийгээр би үүнийг хараахан хийгээгүй байгаа ч гэсэн би LED -ийн эргэн тойронд хэд хэдэн гогцоо оёж, даавууны оёдол дээр байрлуулах болно. Самбарын оёдолыг анхааралтай ажиглаарай, оёж болох материалыг олж харах болно.