Haga una matriz L.E.D de 8 x 10: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

ACTUALIZACIÓN 1: HE AÑADIDO EL CÓDIGO PARA EL JUEGO DE VIDA DE CONWAY ACTUALIZACIÓN 2: AHORA PUEDE GUARDAR ALGUNOS PINS DE ARDUINO CON LA AYUDA DE 1 SHIFT REGISTRO. En este instructivo, le mostraré cómo construir una matriz L. E. D de 8 por 10 bastante elegante (con texto de desplazamiento y animaciones) usando Arduino y el contador de décadas 4017. Este tipo de matriz es fácil de hacer y programar y es una buena manera de aprender a multiplexar. He agregado otra parte a este instructivo sobre el uso del registro de desplazamiento 74HC595 que ayudará a guardar algunos pines arduino para otras cosas que le gustaría hacer. Así que ahora tienes varias formas de ir desde aquí. Puede hacer esta matriz sin el registro de desplazamiento y eso le ahorrará algo de trabajo de soldadura o utilizar el registro de desplazamiento si desea tener más pines libres para usar.

Paso 1: Cosas que necesita

Herramientas: 1. Soldador 2. Un poco de soldadura 3. Alicates de punta fina 4. Un trazador de líneas de alambre Para la matriz: 1. 80 LED 2. 8 resistencias (el valor es la determinación por el tipo de LED) 3. Contador de décadas 4017 4.10 resistencias de 1KOhm 5. 10 transistores 2N3904 6. Algún cable de un solo núcleo 7. Tablero perfilado 8. Arduino opcional - 9. Registro de desplazamiento 74HC595 10. Algunos encabezados de clavija

Paso 2: Elección de LED y resistencias

Esta es una de las partes más importantes de este proyecto, ya que, basado en LED, es muy importante elegir los adecuados. Recomiendo usar LED difusos de 5 mm porque dan una buena cantidad de luz y hacen una imagen clara (el color de los LED es solo su elección). También puede usar LED de 3 mm, pero haría que la soldadura fuera realmente difícil y obtendría una pantalla pequeña. Otro consejo es comprar los LED en Ebay porque puedes conseguir un precio realmente bueno y, a veces, también conseguir resistencias gratis (como en mi caso). No compre exactamente 80 LED porque uno o más de los LED pueden dañarse, mi consejo es que compre 10 o 20 más, y si quedan algunos, siempre puede usarlos en un proyecto futuro. Ahora, para calcular el valor de las 8 resistencias, puede usar este sitio: https://led.linear1.org/1led.wiz. Primero debe obtener algunas especificaciones en sus LED, debe conocer su voltaje directo y su corriente directa, puede obtener esta información del vendedor. El Arduino da una salida de 5 V, por lo que su voltaje de fuente es de 5 V.

Paso 3: ¿Multi qué?

Entonces, ¿qué es la multiplexación? Básicamente es una forma de dividir la información en pequeños espacios y enviarla una por una. de esta manera puede guardar muchos pines en el Arduino y mantener su programa bastante simple. En nuestro caso, dividimos la imagen que queremos mostrar en 10 partes (10 filas), queremos escanear las filas de la matriz (iluminar una fila a la vez) y enviar información desde el Arduino a las columnas. Todas las columnas son positivas de los LED y las filas son negativas por lo que si la primera fila está conectada a tierra y enviamos información a las columnas solo iluminaremos la primera fila. Para obtener una buena visualización, necesitamos escanear las filas muy rápido, tan rápido que el ojo humano piensa que todas las filas están conectadas al mismo tiempo. Entonces, ¿por qué el 4017? Para esta matriz de LED, quería usar este útil IC. Este es un buen sitio para aprender los conceptos básicos de este IC: https://www.doctronics.co.uk/4017.htm El contador de décadas 4017 se utiliza para permitir la multiplexación. Este IC escanea básicamente las filas de la matriz (se ilumina una fila a la vez). En nuestro caso, queremos conectar las filas a tierra, pero el 4017 no se construye para absorber la corriente, por lo que para resolver este pequeño problema necesitamos usar un transistor con una resistencia. El 4017 tiene 10 pines de salida por lo que necesitamos 10 resistencias y 10 transistores, conectamos las resistencias de 1K a las salidas del 4017 y la base del transistor al otro extremo de la resistencia. Luego conectamos los colectores del transistor a las filas y el emisor al suelo. Aquí está la hoja de datos del transistor que necesitamos usar: https://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf El registro de desplazamiento: este pequeño IC es muy útil y le permite controlar muchas salidas con el uso de solo 3 pines del microcontrolador. Al conectar más circuitos integrados, puede aumentar la cantidad de salidas perdiendo más pines del microcontrolador. Puede leer más sobre ellos y cómo usarlos con arduino en este enlace:

Paso 4: Soldar la matriz

Soldar la matriz de LED es algo muy complicado, hay muchas formas de hacerlo y te daré solo dos. El primero es el que utilicé y de esta manera toma mucho tiempo y esfuerzo pero el resultado final es muy bonito y bonito, necesitas conectar todos los cables positivos de los LED en columnas y el cable negativo en filas. Ahora haz esto tomando el cable positivo del primer LED y dóblalo hacia los otros LED, suelda los pines que se tocan entre sí, de aquí toma el último cable que soldaste y dóblalo nuevamente hacia abajo y repite hasta que tengas todo los cables positivos conectados en la columna. recorta los clientes potenciales que no usaste. Ahora, la parte complicada es conectar los pines negativos en una fila porque no puede doblarlos y soldar como lo hizo con los cables positivos. Ahora utilicé pequeños puentes de alambre de núcleo sólido y los conecté como se puede ver en la imagen de abajo (esto requiere mucho tiempo y trabajo). La segunda forma es comenzar de la misma manera que en la primera, pero la única diferencia es conectar los pines negativos. Este método ahorra mucho tiempo y es mucho más sencillo. El truco consiste en poner cinta u otra cosa en las conexiones de las columnas para aislarlas de los pines negativos y si lo haces también puedes doblar los cables negativos y conectarlos como lo hiciste con los positivos. Sin el registro de desplazamiento: a través de una resistencia, conecta cada columna al arduino (pines 0-7). El pin de reinicio del 4017 va al pin 8 en el arduino y el pin del reloj va al pin 9 en el arduino. Con el registro de desplazamiento: ahora, si conecta todo como se muestra en el esquema, deberá conectar los pines de control de la siguiente manera: El registro de desplazamiento: Pin de datos = pin de arduino 9 Pin de cierre = pin de arduino 11 Pin de reloj = pin de arduino 10 El 4017: pin de reloj = pin 13 de arduino pin de reinicio = pin 12 de arduino

Paso 5: Es hora de programar

Escribí un pequeño programa para hacer scroll de texto y agregué todas las letras y números (mucho trabajo), usé puertos para mi programa porque ahorra espacio y es más fácil de manejar. Si no sabe cómo trabajar con puertos en arduino, le recomiendo que visite el sitio web de arduio para aprender antes de comenzar. aquí un enlace: https://arduino.cc/en/Reference/PortManipulation Si quieres hacer tus propias imágenes he hecho una pequeña herramienta con Excel que te facilitará mucho la escritura de imágenes (las instrucciones vienen con la herramienta) Si no tienes Excel, recomiendo hacer una matriz en pintura y dibujar la imagen allí y luego sería mucho más fácil escribir los bytes. Y lo último es no olvidar desenchufar los pines 0 y 1 cuando subas tu programa porque estos pines también se usan como pines de comunicación y pueden causar algunos errores con el programa. Si elige usar el registro de cambio, no tendrá que preocuparse por desconectar el pin 0 y 1 en el arduino. También agregué el código para controlar la matriz con registros de desplazamiento.

Paso 6: está hecho

Ahora puede intentar crear sus patrones e imágenes y sabrá cómo usar el 4017 IC y el registro de desplazamiento 74HC595.