0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм

Светодиодные дисплеи-матрицы 8х8 бывают различных размеров и с ними интересно работать. Большие промышленные сборки имеют размер около 60 х 60 мм. Однако, если вы ищете намного большие LED матрицы, их найти трудно.

В этом проекте мы будем строить реально большую светодиодную матрицу LED дисплея, который составлен из нескольких крупных 8х8 светодиодных модулей, последовательно соединенных друг с другом. Каждый из этих модулей по размеру около 144 х 144 мм.

Особенность этого дисплея заключается в том, что при необходимости можно смотреть на фон позади него. Это дает свободу в творческом использовании этих дисплеев, например размещение их спереди от стеклянных панелей, чтоб была возможность увидеть происходящее позади дисплея.

Для этого проекта мы будем использовать 10 мм светодиоды. Вы можете использовать и другие размеры. Обычно доступны размеры 3 мм, 5 мм, 8 мм, и 10 мм.

Хотя дисплей не предназначен для работы с любым микроконтроллером, мы будем использовать популярные платы Arduino и подключать его через SPI используя только 3 сигнальных провода.

Чтобы построить этот проект, требуются базовые знания электроники и пайки компонентов, а также некоторые знания по использованию Arduino. Прошивка есть тут.

Здесь нужно спаять светодиоды вместе, используя длинные ножки светодиодов. Вы можете использовать любой размер и цвет LED, но длина ноги (более 23 мм) должна быть достаточной, чтобы согнуть и спаять их между собой. Светодиоды расположены в виде матрицы 8х8, где катоды спаяны между собой для строк, а для столбцов — аноды.

Драйвер MAX7219 управляет динамической индикацией светодиодной матрицы. При проектировании, каждая светодиодная матрица 8х8 будет опираться на схему, используя следующие компоненты:

  • 1 х MAX7219
  • 1 х 10 мкф 16В электролитический конденсатор
  • 1 х 0.1 UF керамический конденсатор
  • 1 х 12 кОм резистор (0,25 ВТ)
  • 1 х 24-контактное гнездо DIP IC

Обратите внимание, что вам может понадобиться выбрать другое значение резистора для работы с LED, что будете использовать. Этот резистор ограничивает максимальный ток на MAX7219, который на выходе будет подаваться на светодиоды.

А это видео показывает наглядно, как происходит монтаж светодиодной матрицы, электронной платы управления и простой тест, чтобы запустить её с помощью популярной платы Ардуино UNO/Nano.

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм

Можно предположить, что самым простым (и часто первым) устройством на базе Arduino является автомат световых эффектов. В конце концов, нельзя просто так взять и не собрать автомат световых эффектов на Arduino.

Читать еще:  Самодельная подсветка колёс на Юпитер

Однако, просто подключить два десятка светодиодов к портам платы Arduino не очень продуктивно. Гораздо интереснее подключить к данной аппаратной платформе светодиодную матрицу. Разумеется, светодиодные матрицы существуют и достаточно широко используются, но, как правило, они собраны из светодиодов одного цвета свечения. Автору показалось интересным изготовить матрицу из разноцветных светодиодов. Основой устройства послужила макетная плата.

На нее установлено 8 столбцов, каждый из которых состоит из 5 светодиодов с различными цветами свечения. По сути, матрица представляет собой систему вертикальных и горизонтальных проводников, соединенных в узлах сетки через светодиоды. Таким образом, если подать на заданный столбец высокий логический уровень, а на строку низкий, то загорится светодиод, расположенный на пересечении заданного столбца и строки. Светодиоды подключаются через резисторы R1-R8 сопротивлением 300 Ом.

Очевидным преимуществом подобного способа включения является, то что к ограниченному количеству портов можно подключить гораздо больше датчиков или исполнительных устройств.

В данном случае к 13 портам удалось подключить 40 светодиодов.

Предложенная программа LEDM86 иллюстрирует работу матрицы. В программе имеется функция ST_, в которой сначала принудительно гасятся все светодиоды, а затем по заданному номеру строки и столбца зажигается один светодиод. В качестве иллюстрации в программе осуществляется зажигание одного светодиода по указанным координатам, проход бегущего огня по одной строке и проход бегущего огня по всей матрице.

Видео работы матрицы

Практически такую матрицу можно использовать для имитации работы телевизора. Разноцветная, хаотическая подсветка темной комнаты может создать у квартирных воров впечатление, что в помещении включен телевизор, а значит хозяева дома. При этом возможности Arduino позволяют включать светодиоды по достаточно сложному алгоритму, так что бы создавалось впечатление того, что в темной комнате работает телевизор, картинка на котором постоянно изменяется. Автор — Denev.

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм

Автору Instructables под ником mansurkamsur потребовались крупные светодиодные матрицы — 100х100 мм, несмотря на разрешение в 8х8 пикселей. Готовые платы с таким разрешением бывают различных размеров, максимальный из которых — 60х60 мм. Пришлось изготавливать нестандартные матрицы своими руками.

Схема устройства — также стандартная:

Светодиоды понадобятся крупные — диаметром в 10 мм. Если таких не найдёте, можно взять и обычные, 5-миллиметровые, также с гибкими выводами. Но тогда шаг между ними будет очень большим. Все остальные компоненты, в т.ч. микросхема драйвера — наоборот, миниатюрные и SMD. Касается это и полярного конденсатора, который взят не электролитический, а танталовый. Применять его не рекомендуется, так как такие конденсаторы при случайной переполюсовке и/или превышении напряжения загораются. В прямом смысле. Огнём. Лучше вместо него припаять к тем же площадкам обычный электролитический конденсатор с выводами. Всё равно плата большая.

Читать еще:  Самодельный дымоуловитель из старого блока питания

Файлы формата Gerber для изготовления платы мастер выкладывает здесь под лицензией CC-BY-SA. Чтобы их скачать, необхожима простейшая регистрация. Ничего сложного в изготовлении платы нет, можно и ЛУТом. А при известной ловкости — и на perfboard’е. Но мастер решает заказать платы (ему нужно несколько модулей) прямо там же (у другого производителя тоже можно). И вот они приезжают, рассмотрим любую из них с обеих сторон:

Приезжают и компоненты:

Особенностью устройства является расположение микросхемы драйвера поверх точек впайки светодиода с обозначением D30. Поэтому он сначала впаивает этот светодиод, заранее откусив ему выводы на такую длину, чтобы микросхема поместилась:

Благодаря металлизации отверстий, этот фокус проходит, и «ноги» с обратной стороны платы не выступают. Если же плата изготовлена ЛУТом, откусывать придётся уже после впаивания, а сами светодиоды — впаивать не впритык к плате, чтобы пропаять с обеих сторон. Роль перемычек будут играть их выводы. А выводы микросхемы придётся немного подогнуть, чтобы её можно было чуть приподнять над точками впайки светодиода. А вот мастер впаивает и саму микросхему:

А за ней — и остальные светодиоды:

Этим светодиодам откусывает выводы уже после впайки:

И пассивные компоненты. Если всё же решитесь применять танталовый конденсатор — проверьте полярность десять раз. У светодиодов достаточно один раз, у тантала — все десять. И полряность подключения питания к готовой плате столько же раз проверяйте перед включением. Это — вопрос пожарной безопасности. Но лучше, конечно, обычный электролитический конденсатор вместо танталового установить. Он переполюсовки, конечно, тоже боится, но, по крайней мере, огня не будет.

Наконец, мастер впаивает в плату гребёнку со стороны входа. Теперь можно подключить к ней разъём и подать питание и сигналы управления. Для соединения же матриц в цепочку необходимо входную гребёнка следующей платы припаять к выходным площадкам предудыщей. Все платы нужно обязательно закрепить на каком-нибудь основании, так как прочности одних только паек недостаточно.

Наконец, мастер испытывает модуль:

Для этого он применяет плату Wemos D1, так как для неё есть готовое ПО, управляющее такими матрицами. Подойдёт и Arduino, и другие платформы, для некоторых из них придётся написать ПО самостоятельно. Изготовив нужное количество устройств, можно составить из них дисплей требуемых размеров и разрешения.
Источник

АДРЕСНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ МАТРИЦЫ

Проект “Bluetooth матрица”

Проект “Гирлянда-дисплей”

Проект “Тетрис”

В этом гайде речь пойдёт о матрицах из адресных светодиодных лент. Если вы не в курсе про адресные ленты, то рекомендую изучить вот эту статейку. Фишка адресной ленты в том, что мы можем управлять любым из подключенных светодиодов. Если уложить ленту так, чтобы светодиоды образовывали ровную сетку, то мы получим матрицу, у которой можно зажечь любой “пиксель”, а зажечь можно одним из 16,7 миллионов цветов и оттенков! (светодиоды RGB, яркость каждого цвета имеет 256 градаций (8 бит), соответственно для трёх цветов у нас 256*256*256=16,7 лямов, что есть привычные 24 бита цветовой глубины). То есть по сути получаем полноценный 24 битный дисплей сверхнизкого разрешения! Зачем такое разрешение в 2к18 году? Спроси у своего папы, во что он играл в детстве =)

Читать еще:  Самодельный Мини ветрогенератор

Начнём с компонентов. Матрицу можно склеить самому, для этого понадобится адресная светодиодная лента, например самая популярная на чипах WS2812b. Да, сейчас есть уже более новая WS2813, но для наших целей она преимуществ не имеет. Целесообразно брать ленту с плотностью пикселей 60 светодиодов на метр для маленьких матриц (ячейка 1.7×1.7 см) и 30 светодиодов на метр для больших матриц (ячейка 3.3×3.3 см). Также есть светодиодные модули по типу “гирлянды”, их можно брать для ОЧЕНЬ БОЛЬШИХ матриц (ячейка 12×12 см). Рассмотрим матрицу 20×10 светодиодов: из ленты 60 LED на метр размер матрицы будет 34×17 см, из 30 LED на метр – 66×33 см, и из модулей – 240×120 см.

Также хитрые китайцы уже продают готовые матрицы нескольких размеров, причём очень выгодно: матрица 16×16 стоит 1500р, она состоит из 256 диодов с плотностью 100 штук на метр. Лента такой же плотности стоит 1000р за метр (за 100 светодиодов). Для склейки матрицы размером 16×16 понадобится 2.5 метра ленты, то есть 2500р. А готовая матрица стоит на 1000р дешевле. Абсолютно то же самое касается матрицы 32×8 пикселей. Есть ещё готовая матрица 8×8, она стоит 300р. И вот она выходит уже не так выгодно =) Для питания матрицы нужен блок питания на 5V, по току расскажу дальше. Ссылок оставляю несколько, ищите выгодные предложения и скидки (P.S. Я закупаюсь в BTF-Lighting)

ВАЖНО! Чем больше матрица, тем больше места занимает прошивка в памяти. Для прошивки GyverMatrixOS:

В Arduino Nano/UNO/Pro Mini при использовании всех эффектов и режимов очень впритык вмещается матрица 16х16 (256 диодов), возможны зависания и перебои в работе;

В Arduino Leonardo/Micro/Pro Micro вмещается около 400 светодиодов (матрица 20×20);

В Arduino Mega вмещается около 1700 светодиодов (матрица 40×42)

В ESP8266/NodeMCU/Wemos вмещается ГОРАЗДО больше светодиодов, но нужно понимать, что скорость обновления ленты зависит от количества светодиодов, и при 500 диодах будет 60 кадров в секунду (fps), при 1000 будет 30 fps, при 2000 будет 15 fps, т.е. ощутимые глюки в быстрых эффектах.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector