Arduino bilan LED soyabon: 14 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:30

Arduino bilan LED soyabon soyabon, 8x10 LED matritsasi va Arduino mikrokontrollerini birlashtirib, o'z soyaboningiz maxfiyligida boshqariladigan, dasturlashtiriladigan LED tajribasini yaratadi. Ushbu loyiha sockmaster tomonidan elektr soyabonidan va ushbu saytda LED matritsasi ko'rsatmalari, ayniqsa barney_1 tomonidan ishlab chiqilgan.

Mening soyabonimni pimp qilishga tayyor bo'ling! Ushbu loyihani amalga oshirayotgan har bir kishi standart lehim asboblari - penseler, diagonal kesgichlar, tel kesgichlar va striptizchilar, lehimlantiruvchi temir va lehim, multimetr - va Arduino bilan ishlash tajribasiga ega bo'lishi kerak. Arduino -ni sozlash qiyin emas va LEDlarning bir nechta animatsiyasini o'z ichiga olgan dastur bu ko'rsatmaga kiritilgan. Video yo'lda! Namuna kodi (oxirgi qadamga qarang) ham yo'lda. Menda mavjud bo'lgan kod tugmachani ishlatmaydi va men hozir bu ustida ishlayapman.

1 -qadam: qismlar

Loyihaning qismlari juda kam va ular asosan umumiydir. Ularni har qanday onlayn sotuvchilardan osongina olish mumkin - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco va All Electronics va boshqalar. Mantiqiy ko'rinadigan tarzda almashtiring. Elektronika 1 x Mikrokontroller-Arduino Diecimilia 1 x Soyabon 1 x MIC2981-8 kanalli, yuqori voltli, yuqori tok manbali drayverlar qatori-576-1158-ND1 x Arduino uchun mayda non paneli bilan himoyalangan-Adafruit Industries 80 x LED - ko'p variantlar bo'lishi mumkin 8 x qarshilik - LEDni tanlashga va manba kuchlanishiga bog'liq Sim Bu loyiha uchun ko'p sim kerak bo'ladi. Soyabonning har bir qovurg'asida qora sim bor (LEDlarning katodlari uchun) va soyabon atrofidagi LEDlarning har bir doirasi qizil simning to'liq uzunligini talab qiladi (LEDlarning anodlari uchun). Ba'zilar zanjirlarning uchlarini Arduino -ga qaytarishlari kerak. Katodli zanjirlar uchun 24 fut qora sim (qovurg'a ortiga qarab) 70 fut qizil simli anod halqalari uchun (soyabon atrofidagi halqalar) Har xil standart erkak sarlavhalari - Issiqlik trubkasi 1/16 - taxminan etti fut quvur kerak -Mom-sabrsizlik … va lehimlash qobiliyati. LEDlarning matritsasini ehtiyotkorlik bilan tuzish va anodlar va katodlarni bir-biridan issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar bilan izolyatsiya qilish kerak. Bu biroz vaqt talab qilishi mumkin.

2 -qadam: So'nggi fikrlar - oldindan ogohlantiriladi

Soyabon Eng yaxshi soyabondan foydalanmang! Yoki hatto boshqa birovning eng yaxshi soyaboni. Soyabon loyihaga sodiqdir va siz LED matritsasini chiqarib olishingiz mumkin, lekin siz uni tugatguningizcha xohlamaysiz. O'rnatish LEDlar soyabon ostida shaxsiy tajribani taqdim etsa -da, ular tashqi tomondan ko'rinmaydi. /soyabon ustida. LEDni soyabon tashqarisida xohlaysizmi, deb o'ylab ko'ring. Ular ancha ko'rinadigan bo'lardi va o'rnatish ancha oson bo'ladi. Simlarni Arduino -ga ulash uchun siz matoni teshik qilishingiz kerak bo'ladi. Bu holda uslublar gidroizolyatsiyadan ustun turadi. Ko'rinib turibdiki, eBay-dagi LEDlar katalogdan ko'ra arzonroq, shuning uchun o'z imkoniyatlaringizni o'rganing. Tel kichikroq o'lchagich yoki ko'p tarmoqli sim AWG xxx qattiq simidan yaxshiroqdir. Men qattiq simni ishlatardim va soyabonni yig'ish deyarli imkonsiz bo'ladi. Bundan tashqari, men anod uzuklari uchun qizil sim ishlatmayman. Men kamroq ko'rinadigan quyuq rangni tanlagan bo'lardim.

3 -qadam: Dizayn masalalari

Arduino Men ushbu loyihani qulay qilish uchun boshqa Atmel AVR mikrokontrolleridan ko'ra Arduino -dan foydalanishni tanladim. Arduino -da maxsus taxtani loyihalashning hojati yo'q va Arduino platformasi yordamida dasturlash va sozlash ancha osonlashadi. Arduino -ning birdan -bir kamchiligi shundaki, u katta va soyabonga yaxshi sig'maydi. Biroq, foyda xarajatlardan ustun turadi. Ushbu loyiha Arduino Diecimilia -ga asoslangan, lekin (menimcha) pinouts yangi versiyalarda bir xil. Qanday bo'lmasin, agar siz ushbu loyihani o'z zimmangizga olsangiz, siz foydalanayotgan Arduino modelining holatini va pimlarini aniq tushunganingizga ishonch hosil qiling. MIC2981 Micrel kompaniyasining MIC2981 chipi 8 ta LED zanjirini quvvatlantirishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, soyabon bo'ylab o'tadigan o'nta LEDning 8 ta dumaloq qatorlari/halqalari o'z anodlarini MIC2981 ga bog'lab qo'ygan (har bir satrni/uzukni quvvatlaydigan bitta pin) va qovurg'alardagi (ustunlar) zanjirlardagi LEDlar o'z katodlari bilan bog'langan. Arduino -dagi pin. Bu ketma -ket/halqadagi 10 ta LED bir vaqtning o'zida ularni bir xilda yoqish uchun etarli oqim bilan yonish imkoniyatini beradi. Bu chip hozircha bu loyihada ishlatilmayapti. AdaFruit Industries kompaniyasidan Arduino uchun Proto Shield men Arduino -ni boshqa loyihalar uchun soyabondan ajratib olish uchun uni kichkina non paneli bilan ishlatardim. Kichkina non panelida ushbu loyiha uchun zarur bo'lgan ulanish uchun etarli joy bor.

4 -qadam: MockUp

LED massivini qanday ishlab chiqarish kerakligini tushunganimga ishonch hosil qilish uchun, men lehimlash va dasturlash ishlaydimi yoki yo'qligini bilish uchun 3x3 massivini tuzdim. Ular qildilar! Shuning uchun men loyihani davom ettirishga qaror qildim. Agar siz LED chizig'ini tushunganingizga amin bo'lsangiz, bu bosqichni o'tkazib yuboring. Aks holda, 3x3 massivini yasash va uni sinab ko'rish uchun bir nechta LED, bir nechta sim, qisqich va bir soatcha vaqt sarflang. Massivni yaratish tafsilotlari quyidagi bosqichlarda, lekin maket uchun amal qiladi.

3x3 LED matritsasini yaratish uchun LED matritsasini to'liq matritsani tavsiflovchi bosqichlarni bajaring va o'zgartiring. Mockup uchun quyida keltirilgan namuna kodi MIC2981-dan foydalanmaydi (menda buni yozmasdan oldin yozganman:-). Har bir LED o'z navbatida yonadi. Bu 3x3 massiv uchun ishlaydi, lekin yaxshi o'lchamaydi. [Aslida, u to'liq matritsaga to'g'ri keladi, lekin LEDlar biroz xira.]

5 -qadam: LED matritsasini yaratish - qismlarni tayyorlash

LEDlar svetodiodlarni uchlarini egib tayyorlang. Quyida LEDlarni tekis qirralari bir xil yo'nalishda yo'naltirilgan. Tanlov o'zboshimchalik bilan, lekin yo'nalishni standartlashtirish xato xavfini kamaytiradi. LEDni tekis tomoni (katod tomoni) o'ngga burilgan holda ushlab turing. Katodni o'zingizga buring. Bu katodlarni erga yo'naltiradi, elektr oqimining yo'nalishi:-). LEDning pastki qismidan 1-2 mm pastda burilishni yarating. Bu LEDni sim bilan faxrlanishiga imkon beradi. Katodlar lehimlanganidan keyin anod chapga egiladi. Bu lehim paytida chalkashliklarning oldini oladi. Ikkita simlar to'g'ri burchakka ega bo'lishi kerak, bu erda katod sizga, anod esa chapga qaratiladi. Issiqlik quvurlari har bir LED uchun 1/16 "uzunlikdagi ikkita 1/2" uzunlikdagi bo'laklarni kesib oling. Bu yuz oltmish dona va buning uchun taxminan 7 fut kerak. Sarlavhalar uchun qo'shimcha o'n sakkiz (18) bo'lakni kesib oling. Tel kesilgan qora simlar soyabon ustidagi qovurg'alarga teng. Ularni qovurg'alardan uzunroq qilib qo'ying, shunda Arduino -ga ulanadigan sarlavhalarni yaratish uchun sim etarli bo'ladi. Soyabon atrofida 8 ta LED halqasi bor (bu MIC2981 chiqish pinlarining soni), shuning uchun har bir katod zanjiri yoki ustuni 8 ta LEDdan iborat bo'ladi. Simlarni yotqizib, qovurg'alar bo'ylab LEDlarning joylashishini belgilang. Bu vaqt oralig'i konsentrik halqalar orasidagi masofani belgilaydi. Har bir nuqtada kichik izolyatsiyani (taxminan 3 mm) olib tashlang. Izolyatsiyani bir-biridan to'rtdan bir dyuymgacha bo'lgan ikkita joyda simli chiziqlar bilan kesib oling. Keyin izolyatsiyani pense bilan maydalang va pichoq bilan izolyatsiyani kesib oling yoki barmoqlaringiz bilan tortib oling. Har bir ochiq joyga oz miqdorda lehim qo'ying. Bu LED katodlarini bu joylarga lehimlashga tayyorgarlik.

6 -qadam: LED matritsasini yaratish - katod zanjirlari

LED matritsasini yaratishda birinchi qadam LED katodlari uchun zanjirlarni qurishdir. Oldingi bosqichda siz o'nta (yoki soyaboningizdagi qovurg'alar sonini) qora simlarni kesib tashladingiz va LEDlarni lehimlanadigan joylarda izolyatsiyani olib tashladingiz. Ushbu bosqichda siz LEDlarning katodlarini lehimlaysiz.

Dazmolingizning uchiga kichik lehim bo'lagini oling. LEDni simi LEDning ikkita uchi orasidan o'tadigan qilib joylashtiring va katodni lehimlash uchun issiq dazmolni qo'llang. Ulanish uchun dazmol va sim ustidagi lehim oqishi kerak. Siz barmog'ingizni kuydirasiz va ular sizni yirtib tashlaydilar. Lehimlagandan so'ng, anodni iloji boricha qisqa qilib qirqing. Qisqa tutashuvlarning oldini olish uchun har bir lehim birikmasi issiqlik qisqaruvchi trubka bilan qoplangan. Quvurni ulanish o'rnatilgandan keyin va keyingi LEDni ulashdan oldin qo'llash kerak (har qanday chalkashlikmi? Siz tez orada tushunasiz:-), shuning uchun hozir bir qismini siljiting. Issiqlik joyiga tushadi. Zanjirdagi qolgan LEDlar va qolgan zanjirlar uchun takrorlang. Eslatma: Ushbu soyabonning qovurg'alaridan o'tadigan LED zanjirlari ustunlar deb ataladi va ularning har biri Arduino pinida tugaydi. LED katodlari bu (qora) simlarga lehimlanadi. Soyabon atrofida aylanadigan LED halqalari qatorlar deb ataladi va ularning har biri MIC2981 chiqish pimlaridan birida boshlanadi. LED anodlari bu (qizil) simlarga lehimlanadi.

7 -qadam: LED matritsasini yaratish - anodli uzuklar

Bu qadam eng uzoq va asabiylashadi. Siz bo'sh joyni bir necha kun yoki ovqat stolini egallashingiz mumkin.

LED matritsasi katod zanjiridagi LEDlarning anodlarini qizil simlarning dumaloq qatorlari/halqalariga lehimlash bilan yakunlanadi. Ushbu bosqichda o'lchash katod zanjirlariga qaraganda ancha murakkabroq, chunki har bir halqa boshqacha radiusda va har bir halqa uchun LED oralig'i boshqacha. Har bir halqa soyabonga tushadigan joyni topib, to'g'ri uzunlikni hisoblang va soyabon qovurg'alari orasidagi masofani o'lchang. Shuningdek, siz ushbu o'lchov yordamida halqadagi masofani aniqlaysiz. Bu masofani qovurg'alar soniga ko'paytiring va keyin qaytish uzunligini hisoblang. Har bir uzuk Arduino -ga qaytishi kerak. Tashqi halqa eng uzun qaytishga ega va halqalar kichrayib borgan sari qaytish asta -sekin qisqaradi. Tegishli uzunlikdagi sakkizta (8) bo'lak qizil simni kesib oling. Oldingi bosqichda bo'lgani kabi, simlarni to'g'ri oraliqda belgilang, izolyatsiyani maydalang va olib tashlang va har bir teshikka bir oz lehim qo'ying. Katod zanjirlari qizil simlarning tepasida o'tiradi (shuning uchun LED chizig'idagi burilish biroz pastroq). Oldingi kabi lehimlang va keyingi zanjirga o'tishdan oldin har bir bo'g'inning ustiga issiqlik o'tkazgich trubkasi qo'ying. LED o'tkazgichlarini kuchlanish va uzilishlardan himoya qilish uchun simlarni bu ulanish joylariga issiq yopishtiring. Bu juda muhim, chunki matritsani soyabonda ishlash bo'g'imlarga katta yuk beradi. Ushbu bosqich oxirida siz dumaloq LEDlar qatoriga ega bo'lishingiz kerak, ular ikkita simli (bitta qora, bitta qizil) aylananing o'rtasiga qaytadi. Keyingi bosqichda siz ushbu simlarni Arduino va haydovchiga ulash uchun pin sarlavhalarini yasaysiz.

8 -qadam: LED matritsasini yaratish - tugallangan matritsa

Bu vaqtda sizda tugallangan LED matritsasi bo'lishi kerak. Katodlar qora simlarga, anodlar qizilga lehimlangan. U soyabon shakliga ega bo'lishi kerak. Barmoqlaringiz yonib ketgandir. Sizning oilangiz sizni aqldan ozgan deb o'ylashadi.

Mockup versiyasi quyida ko'rsatilgan. To'liq versiya yaxshi emas va men suratga olishni to'xtatmadim. Tayyor LED matritsani ko'rish uchun o'rnatilgan matritsa bilan soyabon rasmlariga qarang.

9 -qadam: LED matritsasini yaratish - pin sarlavhalari va rezistorlar

Qizil va qora simlarni uzunlamasdan qirqishdan oldin, Arduino -ni soyabonga qayerda va qanday bog'lash kerakligini aniqlang. U yuqori qismidagi ochiq maydonga mos kelishi kerak. Belgilanganidan so'ng, simlarni uzunligiga kesib oling va ularni sarlavhalarga lehimlang.

Issiqlik trubkasini sakkizta qizil simga siljiting, ularni 8 pinli sarlavhaga lehimlang va quvurni issiqlik qisqaradi. Aloqalarni mantiqiy tarzda bajarishga ishonch hosil qiling. Men eng kichik ichki halqani 1 -qator deb hisoblayman, shuning uchun u sarlavhadagi 1 -pin va MIC2981 -dagi tegishli pin bilan biriktiriladi. Agar siz xato qilsangiz, simlarni qayta sotishingiz yoki kodni to'g'rilashingiz mumkin. Xato qilmang. [Men anod simlarini birlashtirdim va mantiqiy tartibni ajratishga dangasa bo'ldim. Ma'lum bo'lishicha, kodni boshqarish oson. Eslatmalarni dasturlash bo'limida ko'ring.] Xuddi shunday katod zanjirlari uchun sarlavha yarating. Biroq, bu safar Arduino -dagi pinli joylar sizga ikkita sarlavha qo'yishni talab qiladi. Bundan tashqari, bitta rezistorni navbat bilan lehimlashingiz kerak. Rezistor LED va kuchlanishga bog'liq-to'g'ri qiymatni bilish uchun onlayn-rezistorli kalkulyatorga murojaat qiling. Har bir sarlavhada beshta (5) pin bo'lishi kerak. Aloqalarni mantiqiy tarzda bajarishga ishonch hosil qiling. Ulanishlarni issiq elim bilan yopishtiring, chunki ular egilish va stressga uchraydi. Quyidagi rasm maketdan olingan.

10 -qadam: Dasturlarni o'zgartirish tugmachasi

Tugmalar tugmasi dasturlar o'rtasida almashish uchun ishlatiladi. Bu dastur raqamini oshiradigan Arduino -da uzilishni keltirib chiqaradi. Arduino Diecimilia (va boshqalar; o'z versiyasini tekshiring) ikkita tashqi uzilishga ega, ular 2 va 3 raqamli pinlarda attachInterrupt (uzilish, funktsiya, rejim) funktsiyasidan foydalanib yoqilishi mumkin. Raqamli pin 3 tugmachasini zaxiralash. Bu 0, 1 va 2 va 4, 5, 6, 7, 8 raqamli pinlarni anod pinlari uchun blok sifatida qoldiradi.

3 -pin pastga tushganda, uzilish ishga tushadi. Shuning uchun tugma bosilmaguncha uni baland ushlab turish kerak, bunda pin pastga tushadi. Pimni baland ushlab turish uchun 10K tortish qarshiligi kerak. Non paneli tasvirini ko'ring va tortish va tushirish rezistorlari haqida o'qing.

11 -qadam: Breadboard

Ushbu loyiha Adafruit Industries -dan Protoshield -ni kichkina non paneli bilan ishlatadi (garchi soyabonga mos keladigan har qanday sozlash ishlashi kerak). Kichkina non paneli o'n etti (17) qatordan iborat va bu loyihada ularning hammasi ishlatiladi! E'tibor bering, ko'rsatilgan jadvalda MIC2981 mavjud emas. Menda yo'q. Shunga qaramay. Soyabon etarli darajada yaxshi ishlaydi, shuning uchun men uni olishdan oldin bu ko'rsatmalarni yozishga qaror qildim.

Turli xil konfiguratsiyalar bo'lishi mumkin, shuning uchun uni ko'rsatma sifatida ishlating. Shu bilan birga, tugmachaning joylashgan joyiga e'tibor bering. Arduino -dagi ikkita pinni (osonlikcha) uzilishlar sifatida sozlash mumkin va tugmachali tugma ulardan biriga ulanishi kerak. Quyidagi rasm MIC2981 chipisiz. Qismni olganimda rasm yuklayman va shunga mos ravishda taxtani o'zgartiraman.

12 -qadam: LED matritsasini sinovdan o'tkazish

Ehtimol, bu o'yinni sinovdan o'tkazish uchun kech, lekin kech bo'lgandan ko'ra yaxshiroqdir. LED matritsasini soyabonga o'rnatishdan oldin (keyingi qadam), matritsani Arduino -ga ulang va quyida keltirilgan test kodini ishga tushiring. Kod faqat har bir LEDda ishlaydi va uni sinovdan o'tkazadi. Agar biron -bir ulanish yomon bo'lsa yoki LEDlar buzilgan bo'lsa, hamma narsaga kirish imkoni bo'lmaguncha ularni tuzating.

Qaysi pin qaysi satr yoki ustunga mos kelishini aniqlashning ayni vaqti. Agar siz pin sarlavhalarini yaratishda ehtiyot bo'lsangiz, siz allaqachon bilasiz. Aks holda, animatsiyani sekinlashtirish va qaysi pin qaysi satr yoki ustunni boshqarishini aniqlash orqali buni aniqlash kerak bo'ladi. Siz PIN kodlarini to'g'ri tartibda o'z ichiga olgan qatorni o'rnatdingiz.

13 -qadam: LEDlarni soyabonga yig'ish

LED matritsasi tugallangan va pin sarlavhalari va rezistorlar o'rnatilganda, yig'ishni tugatish vaqti keldi. LED matritsasi soyabon matosi va qovurg'a orasiga joylashtirilishi kerak. Soyabon matosi qovurg'a bo'ylab cho'zilgan va odatda har bir qovurg'aning bir joyiga tikilgan. LED matritsasini qovurg'a va mato orasiga siljitishdan oldin bu kesilishi kerak. LED matritsasini joylashtirgandan so'ng, kesilgan narsani qayta tikib qo'ying. Bu matritsani soyabonga o'rnatadi. Agar siz LEDlarni olib tashlamoqchi bo'lsangiz, qayta tikmang. Sababini tasavvur qila olmayman.

Bu juda ko'p vaqt talab qiladigan jarayon. Agar siz LED chiroqlarini issiq yopishtirmagan bo'lsangiz, hoziroq bajaring. Agar buni qilmasangiz, o'rnatish paytida bir nechta LEDni sindirib tashlaysiz. Men ikkita stul orasiga qo'yilgan supurgi tayog'iga osilgan soyabon bilan ishladim (rasm yo'q:-). Soyabon tortishish kuchi bilan ochilgan va mato qattiq tortilmagan. Men yura olardim. To'liq ustunni qovurg'alar ostiga siljitishdan boshlang. Oldinga va keyingi ustunga o'ting. Takrorlang. Bu zerikarli jarayon. Agar siz LEDni oxirigacha joylashtirsangiz, qovurg'alar issiqlik qisqaruvchi trubkaga qo'yilganligiga ishonch hosil qiling. Bu shikastlanish ehtimolini kamaytiradi. Soyabon yaxshi yopilmaydi. O'ylaymanki, men buni oldinroq aytib o'tishim kerak edi. Garchi men buni hali qilmagan bo'lsam -da, men LEDlar atrofida va ularni ushlab turish uchun matoning tikuviga bir nechta halqa tikmoqchiman. Panellarning tikuvlariga diqqat bilan qarang va siz tikishingiz mumkin bo'lgan materialni ko'rasiz.