LED қолшатыр Arduino көмегімен: 14 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:29

Arduino бар LED қолшатыр қолшатырды, 8x10 жарықдиодты матрицаны және Arduino микроконтроллерін біріктіреді, бұл сіздің қолшатырыңыздың жеке өмірінде басқарылатын, бағдарламаланатын жарықдиодты тәжірибені жасау үшін. Бұл жоба sockmaster -дің Электр қолшатырымен және осы сайтта жарық диодты матрицаның бірнеше нұсқауымен шабыттандырылды, әсіресе barney_1 өте толық.

Менің қолшатырымды өрмелеуге дайын болыңыз! Бұл жобаны жүзеге асыратын кез келген адам дәнекерлеудің стандартты құралдарына - қысқыштарға, диагональды кескіштерге, сым кескіштерге және стриптерлерге, дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуге, мультиметрге қол жеткізуі керек және Arduino -мен жұмыс істеген болуы керек. Arduino орнату қиын емес және бұл нұсқаулықта жарықдиодты шамдардың әр түрлі анимациясынан тұратын бағдарлама бар. Видео жолда! Үлгі коды (соңғы қадамды қараңыз) да жолда. Менде бар код батырманың коммутаторын пайдаланбайды және мен қазір жұмыс істеймін.

1 -қадам: бөлшектер

Бұл жобаның бөліктері өте аз және олар негізінен жалпылама. Оларды кез келген онлайн -сатушылардан оңай алуға болады - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco және All Electronics және басқалары. Ақылға қонымды сияқты ауыстырыңыз. Электроника 1 x Микроконтроллер-Arduino Diecimilia 1 x Қолшатыр 1 x MIC2981-8 каналды, жоғары вольтты, жоғары токты драйвер массиві-576-1158-ND1 x Ардуиноға арналған шағын тақтасы бар протошил-Adafruit Industries 80 x Жарықдиодты - 8 опциялы резистордың көптеген нұсқалары мүмкін - светодиоды мен кернеудің таңдауына байланысты Сым Бұл жобаға көп сым қажет. Қолшатырдың әр қабырғасында қара сым бар (светодиодтардың катодтары үшін) және қолшатырдың айналасындағы жарықдиодтардың әр шеңбері қызыл сымның толық ұзындығын қажет етеді (жарық диодты анодтар үшін). Кейбіреулер тізбектердің ұштарын Ардуиноға қайтару үшін қажет. Катодты тізбектер үшін 24 фут қара сым (қабырғаларды ортасына қарай бұраңыз) 70 фут қызыл сым анодтық сақиналар үшін (қолшатырдың айналасындағы сақиналар) Әртүрлі стандартты ерлер тақырыптары - Жылытқыш құбыр 1/16 « - шамамен жеті фут түтік қажет -Дәрі-дәрмекпен жұмыс істемеу … Светодиодтардың матрицасы мұқият құрылып, анодтар мен катодтар бір-бірінен жылу өткізбейтін құбырлармен оқшаулануы керек, бұл біраз уақыт алуы мүмкін.

2 -қадам: Кейінгі ойлар - алдын ала ескертілген

Қолшатыр Қолыңыздағы қолшатырды пайдаланбаңыз! Немесе басқа біреудің ең жақсы қолшатыр. Қолшатыр жобаға бейім, және сіз жарықдиодты матрицаны алып тастай алатын болсаңыз да, оны аяқтағыңыз келмейді. Орналастыру Жарықдиодтылар қолшатыр астында жеке тәжірибені қамтамасыз етсе де, олар әсіресе сырттан көрінбейді. /қолшатырдың үстінде. Қолшатырдың сыртында жарықдиодты шамдар қалайтынын қарастырыңыз. Олар әлдеқайда көрінетін болар еді және орнату әлдеқайда жеңіл болар еді. Сымдарды Arduino -ға беру үшін матаның тесіктерін тесуге тура келеді. Бұл жағдайда стиль гидрооқшаулағышты бұзады. Бұл затты жасауға көп уақыт кетпес бұрын жақсы түсті таңдаңыз. Жарықдиодты шамдар eBay-де каталогтарға қарағанда арзанырақ, сондықтан өз мүмкіндіктеріңізді зерттеңіз. Сым Кіші өлшегіш немесе көп сымды AWG xxx қатты сымнан жақсы болуы мүмкін. Мен қатты сымды қолдандым, бұл қолшатырды бүктеу мүмкін емес етеді. Сонымен қатар, мен анодтық сақиналар үшін қызыл сымды қолданбаймын. Мен аз көрінетін қараңғы түсті таңдаған болар едім.

3 -қадам: Дизайн туралы ойлар

Arduino Мен бұл жобаны қолжетімді ету үшін басқа Atmel AVR микроконтроллерінен гөрі Arduino қолдануды таңдадым. Arduino көмегімен арнайы тақтаны жобалаудың қажеті жоқ, Arduino платформасында бағдарламалау мен баптау әлдеқайда оңай. Arduino -ның бірден -бір кемшілігі - ол үлкен және қолшатырға жақсы сыймайды. Пайда, алайда, шығыннан асып түседі. Бұл жоба Arduino Diecimilia -ға негізделген, бірақ (менің ойымша) түйіндер жаңа нұсқаларда бірдей. Қалай болғанда да, егер сіз бұл жобаны қолға алсаңыз, сіз қолданатын Arduino моделінің күйлері мен түйреуіштері туралы нақты түсінік алғаныңызға көз жеткізіңіз. MIC2981 Micrel компаниясының MIC2981 чипі 8 жарықдиодты тізбекті қуаттай алады. Бұл қолшатырды айналып өтетін он жарықдиодты 8 дөңгелек жолдар/сақиналардың анодтары MIC2981 -ге (әр жолды/сақинаны қуаттайтын бір түйреуішпен) байланыстырылғанын, ал қабырғалардағы (бағандарда) тізбектердегі светодиодтарда олардың катодтары байланыстырылғанын білдіреді. Ардуинодағы түйреуіш. Бұл қатар/сақинадағы 10 жарықдиодты біркелкі жарықтандыру үшін жеткілікті токпен бір уақытта қосылу мүмкіндігін береді. Бұл чип қазіргі уақытта бұл жобада қолданылмайды. Мен оны жарықдиодты сақиналарды қуаттандыру және жарықтандыру үшін қолдануды жоспарлап отырмын. AdaFruit Industries компаниясынан Arduino үшін протоколдық қалқан Мен басқа жобалар үшін қолшатырдан Arduino -ны ажырату үшін кішкене нан тақтасын қолдандым. Кішкене нан тақтасында осы жобаға қажетті қосылыстар үшін жеткілікті орын бар.

4 -қадам: MockUp

Жарық диодты массивтің қалай жасалатынын түсінгеніме көз жеткізу үшін мен дәнекерлеу мен бағдарламалаудың жұмыс істейтінін білу үшін 3x3 массивін жасадым. Олар істеді! Сондықтан мен жобаны жалғастыруды шештім. Егер сіз жарық диодты массивін түсінетіндігіңізге сенімді болсаңыз, бұл қадамды өткізіп жіберіңіз. Әйтпесе, 3x3 массивін жасауға және оны сынауға бірнеше светодиодты, сымды, қысқартатын ораманы және бір сағатты салыңыз. Массив жасаудың егжей -тегжейі келесі қадамдарда, бірақ макет үшін қолданылады.

3x3 жарықдиодты матрицаны құру үшін толық матрицаны сипаттайтын жарықдиодты матрицаны жасау қадамдарын орындаңыз және өзгертіңіз. Макет үшін төмендегі үлгі коды MIC2981 артықшылығын пайдаланбайды (менде оны болғанға дейін жаздым:-). Әр светодиод өз кезегінде жарықтандырылады. Бұл 3x3 массивінде жұмыс істейді, бірақ жақсы масштабталмайды. [Шындығында, ол толық матрицаға жақсы таралады, бірақ жарық диодтары сәл күңгірт.]

5 -қадам: жарықдиодты матрицаны құру - бөлшектерді дайындау

Светодиодтар светодиодтарды бұру арқылы дайындаңыз. Төменде светодиодтар жалпақ жиектері бір бағытта бағытталған. Таңдау ерікті, бірақ бағдарды стандарттау қателік қаупін азайтады. Жарық диодты жалпақ жағы (катод жағы) оңға бұрылған күйде ұстаңыз. Катодты өзіңізге қарай бүгіңіз. Бұл катодтарды жерге бағыттайды, электр ағысы келетін бағыт:-). Жарық диодының түбінен 1-2 мм төмен бұрылысты жасаңыз. Бұл светодиодты сыммен мақтануға мүмкіндік береді. Анод катодтардың орнына дәнекерленгеннен кейін солға қарай бүгіледі. Бұл дәнекерлеу кезінде шатасудың алдын алады. Екі сым катод сізге, ал анод сіздің солға қаратылған тік бұрышқа ие болуы керек. Бұл жүз алпыс дана және олар үшін шамамен жеті фут қажет. Үстіңгі деректемелер үшін қосымша он сегіз (18) бөлікті кесіңіз. Қолшатырдағы қабырғаға тең қара сымдарды кесіңіз. Оларды қабырғадан ұзағырақ етіп жасаңыз, осылайша Arduino -ға қосылатын тақырыптарды жасау үшін сым жеткілікті. Қолшатырды айналып өтетін 8 жарықдиодты сақина бар (бұл MIC2981 -дегі шығыс түйреуіштерінің саны), сондықтан әрбір катодты тізбек немесе баған 8 светодиодтан тұрады. Сымдарды шығарып, қабырға бойындағы светодиодтардың орналасуын белгілеңіз. Бұл кездегі интервал концентрлі сақиналар арасындағы қашықтықты анықтайды. Әр нүктеде оқшаулаудың кішкене бөлігін алыңыз (шамамен 3 мм). Оқшаулауды бір-бірінен төрттен бір дюйм қашықтықта екі жерден сым тазалағышпен кесіңіз. Содан кейін оқшаулауды қысқышпен қысып, оқшаулауды пышақпен кесіңіз немесе саусақтарыңызбен шығарыңыз. Әр ашық жерге дәнекерлеудің аз мөлшерін салыңыз. Бұл жарықдиодты катодтарды осы нүктелерге дәнекерлеуге дайындық.

6 -қадам: Жарықдиодты матрицаны құру - катодты тізбектер

Жарықдиодты матрицаны құрудағы бірінші қадам - жарықдиодты катодтарға арналған тізбектерді құру. Алдыңғы қадамда сіз он (немесе қолшатырдағы қабырға санын) қара сымдарды кесіп, жарықдиодты дәнекерленген жерлерде оқшаулауды алып тастадыңыз. Бұл қадамда сіз светодиодтардың катодтарын дәнекерлейсіз.

Үтіктің ұшына дәнекерленген кішкене кесек алыңыз. Жарық диодты сым жарық диодтың екі сымы арасында өтетін етіп орналастырыңыз және катодты дәнекерлеу үшін ыстық үтікті қолданыңыз. Байланыс жасау үшін үтік пен сымға дәнекерлеу керек. Сен саусағыңды күйдіресің, олар сені ұрады. Дәнекерлеуден кейін анодты мүмкіндігінше қысқа етіп кесіңіз. Қысқа тұйықталуды болдырмау үшін әрбір дәнекерлеу түйіні жылуды қысқартатын құбырмен жабылған. Түтікшені байланыс орнатылғаннан кейін және келесі жарықдиодты қоспас бұрын қолдану керек (кез келген шатасу? Сіз көп ұзамай түсінесіз:-) сондықтан бір бөлікті сырғытыңыз. Жылу орнына қысқарады. Тізбектегі қалған светодиодтар мен қалған тізбектер үшін қайталаңыз. Ескертпе Бұл нұсқаулықта қолшатырдың қабырғасынан шығатын жарықдиодты тізбектер бағандар деп аталады және олардың әрқайсысы Arduino түйреуішінде бекітіледі. Жарықдиодты катодтар осы (қара) сымдарға дәнекерленген. Қолшатырдың айналасында жарықдиодты сақиналар жолдар деп аталады және олардың әрқайсысы MIC2981 шығыс түйреуіштерінің бірінен басталады. Жарық диодты анодтар осы (қызыл) сымдарға дәнекерленген.

7 -қадам: жарықдиодты матрицаны жасау - анодты сақиналар

Бұл қадам ең ұзақ және көңілсіз. Сіз бірнеше күн бойы жұмыс жасай аласыз немесе сіз асхана үстелін ала аласыз.

Жарық диодты матрицасы катодты тізбектердегі светодиодтардың анодтарын қызыл сымдардың дөңгелек қатарларына/сақиналарына дәнекерлеу арқылы аяқталады. Бұл кезеңде өлшеу катодты тізбектерге қарағанда біршама күрделі, себебі әр сақина әр түрлі радиуста және жарық диодты диапазоны әр сақина үшін әр түрлі. Қолшатырға әр сақина қай жерге түсетінін анықтау арқылы дұрыс ұзындығын есептеңіз және қолшатырдың қабырғалары арасындағы қашықтықты өлшеңіз. Сіз бұл өлшемді сақинадағы аралықты анықтау үшін де қолданасыз. Бұл қашықтықты қабырға санына көбейтіңіз, содан кейін қайтару ұзындығын есептеңіз. Әр сақина Arduino -ға оралуы керек. Сыртқы сақина ең ұзақ қайтарымға ие, ал сақиналар кішірейген сайын кірістер біртіндеп қысқарады. Сәйкес ұзындықтағы сегіз (8) дана қызыл сымды кесіңіз. Алдыңғы қадамдағыдай, сымдарды дұрыс аралықта белгілеңіз, оқшаулауды ұсақтап алып тастаңыз және әр саңылауға аздап дәнекерлеңіз. Катодты тізбектер қызыл сымдардың үстіне отырады (сондықтан жарықдиодты сымның иілісі сәл төмен). Бұрынғыдай дәнекерлеңіз және келесі тізбекке өтпес бұрын әр буынға жылу қысқыш түтікті салыңыз. Жарықдиодты сымдарды кернеу мен сынудан қорғау үшін осы тораптардағы сымдарды ыстық желіммен жабыстырыңыз. Бұл өте маңызды, өйткені матрицаны қолшатырға қосу буындарға айтарлықтай жүктеме береді. Бұл қадамның соңында шеңбердің ортасына оралатын сымдардың екі жиынтығы (бір қара, бір қызыл) бар жарықдиодты дөңгелек массив болуы керек. Келесі қадамда сіз осы сымдарды Arduino мен драйверге бекіту үшін түйреуіштер жасайсыз.

8 -қадам: Жарық диодты матрицаны құру - аяқталған матрица

Бұл жағдайда сізде жарық диодты матрица болуы керек. Катодтар қара сымдарға, анодтар қызылға дәнекерленген. Қолшатырдың пішіні болуы керек. Саусақтарыңыз күйіп қалған шығар. Сіздің отбасыңыз сізді жынды деп ойлайды.

Макет нұсқасы төменде көрсетілген. Толық нұсқасы жақсы емес, мен суретке түсуді тоқтатқан жоқпын. Аяқталған жарықдиодты матрицаны көру үшін матрицасы орнатылған қолшатырдың суреттерін қараңыз.

9 -қадам: жарықдиодты матрицаны жасау - түйреуіштер мен резисторлар

Қызыл және қара сымдарды ұзындыққа дейін қысқартпас бұрын, қолшатырға Arduino -ны қайда және қалай бекіту керектігін анықтаңыз. Ол жоғарғы жағындағы ашық кеңістікке сәйкес келуі керек. Анықталғаннан кейін сымдарды ұзындығына қарай кесіп, оларды тақырыптарға дәнекерлеңіз.

Түтікшенің сегіз қызыл сымына жылжытыңыз, оларды 8 түйреуішке дәнекерлеңіз және құбырды қыздырыңыз. Байланыстарды логикалық түрде жасаңыз. Мен ең кіші ішкі сақинаны 1 -қатар деп санаймын, сондықтан ол тақырыптағы 1 -ші істікке және MIC2981 -ге сәйкес істікке бекітіледі. Егер сіз қателесеңіз, сымдарды қайта сатуға немесе кодты түзетуге болады. Қателік жасамаңыз. [Мен анод сымдарын біріктірдім және логикалық ретті сұрыптауға жалқау болдым. Бұл кодты басқару оңай сияқты. Бағдарламалау бөліміндегі ескертулерді қараңыз.] Сол сияқты катодты тізбектерге тақырыптар жасаңыз. Алайда, бұл жолы Arduino -дегі түйіндердің орналасуы сізге екі тақырып жасауды талап етеді. Сонымен қатар, сіз бір резисторды дәнекерлеуіңіз керек. Резистор жарық диоды мен кернеуге тәуелді-сәйкес мәнді білу үшін онлайн-светодиодты резистордың калькуляторынан кеңес алыңыз. Әр тақырыпта бес (5) түйреуіш болуы керек. Байланыстарды логикалық түрде жасаңыз. Қосылымдарды ыстық желіммен бекітіңіз, себебі олар иілуге және кернеуге ұшырайды. Төмендегі сурет макет.

10 -қадам: Бағдарламаларды өзгертуге арналған батырманың қосқышы

Түймешік түймесі бағдарламалар арасында ауысу үшін қолданылады. Бұл бағдарлама нөмірін жоғарылататын Arduino -да үзіліс тудырады. Arduino Diecimilia (және басқалары; нұсқаңызды тексеріңіз) 2 және 3 цифрлық түйреуіштерінде attachInterrupt (үзіліс, функция, режим) функциясын қолдана отырып қосылатын екі сыртқы үзіліс бар. Түймешікті ауыстыру үшін цифрлық 3 -штырды сақтаңыз. Бұл 0, 1 және 2 және 4, 5, 6, 7, 8 цифрлық түйреуіштерді анодтық түйреуіштер үшін блок ретінде қалдырады.

Үзіліс 3 түйреуіш төмен түскенде іске қосылады. Сондықтан түймені басқанша жоғары ұстап тұру керек, бұл кезде түйреуіш төмен түседі. Бұл істікті жоғары ұстау үшін 10K тартылатын резисторды қажет етеді. Нан тақтасының суретін қараңыз және тартылатын және тартылатын резисторлар туралы оқыңыз.

11 -қадам: Нан тарату

Бұл жобада Adafruit Industries компаниясының Protoshield шағын тақтасы қолданылады (қолшатырға сәйкес келетін кез келген қондырғы жұмыс істеуі керек). Кішкене нан тақтасында он жеті (17) жол бар және бұл жоба олардың барлығын қолданады! Назар аударыңыз, көрсетілген тақтада MIC2981 жоқ. Менде жоқ. Дегенмен. Қолшатыр онсыз жақсы жұмыс істейді, сондықтан мен оны алуға дейін осы нұсқаулықты жазуды шештім.

Көптеген конфигурациялар болуы мүмкін, сондықтан оны нұсқаулық ретінде пайдаланыңыз. Дегенмен, түйме қосқышының орналасқан жеріне назар аударыңыз. Arduino -дегі екі түйреуішті үзіліс ретінде (оңай) конфигурациялауға болады, ал батырманың қосқышы олардың біреуіне қосылуы керек. Төмендегі сурет MIC2981 чипсіз. Мен бөлікті алған кезде суретті жүктеймін және сәйкесінше тақтаны өзгертемін.

12 -қадам: жарықдиодты матрицаны тексеру

Бұл тестілеуді ойластыру үшін ойында кеш болуы мүмкін, бірақ тым кеш емес. Жарықдиодты матрицаны қолшатырға орнатпас бұрын (келесі қадам), матрицаны Arduino -ға жалғап, төменде берілген тест кодын іске қосыңыз. Код әр жарық диоды арқылы өтеді және оны тексереді. Егер қандай да бір қосылымдар нашар болса немесе жарық диодтары үзілсе, бәрі қол жетімді болған кезде оларды түзетіңіз.

Бұл сонымен қатар қай түйреуіш қай жолға немесе бағанға сәйкес келетінін анықтайтын уақыт. Егер сіз түйреуіштерді жасау кезінде абай болсаңыз, сіз білесіз. Әйтпесе, анимацияны баяулату және қай түйіннің қай жолды немесе бағанды басқаратынын анықтау арқылы оны анықтау қажет болады. PIN кодын дұрыс ретпен қамтитын массивті орнатасыз.

13 -қадам: қолшатырдағы жарықдиодты шамдарды жинау

Жарықдиодты матрица аяқталғаннан кейін және түйреуіштер мен резисторлар орнатылған кезде, жинауды аяқтау уақыты келді. Жарықдиодты матрицаны қолшатыр матасы мен қабырға арасында орналастыру керек. Қолшатыр матасы қабырғаның үстіне созылады және әдетте әр қабырғаға бір жерде тігіледі. Бұл жарық диодты матрицаны қабырға мен матаның арасына жылжытпас бұрын кесуге тура келеді. Жарықдиодты матрицаны орналастырғаннан кейін, сіз кескен нәрсені қайтадан тігіңіз. Бұл матрицаны қолшатырға бекітеді. Егер сіз светодиодты алып тастау керек деп ойласаңыз, қайта тігуге болмайды. Неге екенін елестете алмаймын.

Бұл өте көп уақытты қажет ететін процесс. Егер сіз жарықдиодты сымдарды ыстық желіммен жаппаған болсаңыз, дәл қазір жасаңыз. Әйтпесе, орнату кезінде бірнеше жарық диодты сындыратын боласыз. Мен екі орындықтың арасына ілінген сыпырғыш таяқшаға ілініп тұрған қолшатырмен жұмыс жасадым (сурет жоқ:-). Қолшатыр ауырлық күшімен ашық ұсталды және мата қатты тартылмаған. Мен қозғала алар едім. Қабырғалардың бірінің астына толық бағанды жылжытудан бастаңыз. Оны және келесі бағанды алға жылжытыңыз. Қайталау. Бұл шаршататын процесс. Жарықдиодты ақырында орналастырған кезде, қабырғалардың жылуды қысқартатын түтікке бекітілгеніне көз жеткізіңіз. Бұл тітіркену мүмкіндігін азайтады. Қолшатыр жақсы жабылмайды. Мен бұл туралы ертерек айтуым керек еді деп ойлаймын. Мен мұны әлі жасамаған болсам да, светодиодтардың айналасына және матаның тігісіне бірнеше ілмектер тігемін, оларды орнында ұстаймын. Панельдердің тігістеріне мұқият қараңыз, сонда сіз тігуге болатын материалды көресіз.