Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
PCBway
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Matryce LED - domową robotą ;)

karolsw2 22 Sie 2015 18:40 12906 43
  • Matryce LED - domową robotą ;)

    Witam! W tym poradniku pokażę jak poradziłem sobie z wykonaniem matrycy 14×6. Będzie to moja największa matryca jaką kiedykolwiek zrobiłem.

    Wybrałem takie wymiary, gdyż tą matrycę zamierzam wykorzystać do wyświetlania tekstu. Na pewno w mieście często widzicie takie czerwone matryce, zwykle informujące o ofertach danego sklepu - rzucają się one w oczy. To co zamierzam zrobić na pewno nie dorówna tym matrycom, ale będzie to dobry wstęp do tej specjalizacji.

    By matryca choć trochę upodobniła się do tych ulicznych - należy zastosować specjalne , super mocne diody najlepiej czerwone.
    Matryce LED - domową robotą ;)

    Są one przeźroczyste; fakt, ale po podłączeniu do prądu ukazują nam swoje prawdziwe oblicze ;)

    Matryce LED - domową robotą ;)

    Matryca jest zbyt wielka, by podłączać każdy rząd i każdą kolumnę do osobnych pinów, należy zastosować więc rejestry przesuwne - w moim przypadku - 74HC595 . Zastosuję również scalak ULN2803 do przełączania rzędów.

    Spis wszystkich części:

    1x Laminat jednostronny 1,2mm ok. 6zł

    1x ULN2803APG ok. 60gr

    2x 74HC595 ok. 2zł

    90x dioda super jasna (trzeba mieć diody na zapas!) ok. 11zł

    6x rezystor (wg. uznania [10 Ohm-100 Ohm]) ok. 6gr

    Sporo cyny (zależy od umiejętności) od 5zł do 9zł

    Czas :)

    Razem ok. 25zł ! Na sucho mamy matrycę za 25zł !
    Gdybyśmy chcieli zrobić wielką matrycę, to zmieścilibyśmy się w 100zł (w porównaniu do kilkuset zł na allegro to nieźle!). Ale pamiętajmy, że czas naszej pracy jest warty najwięcej :)
    Tak prezentuje się projekt matrycy:

    Matryce LED - domową robotą ;)

    Może to się wydawać trochę skomplikowane ... żółtymi liniami zaznaczyłem punkty które trzeba połączyć ręcznie, ale kolumnami sterują po prostu dwa połączone ze sobą rejestry przesuwne, a rzędami jeden ULN2803.

    Do sterownia ULN muszę użyć sześć pinów mikro kontrolera ( tak, nie podłączyłem ich pod SPI, chciałem dać rejestry przesuwne tylko pod kolumny, ułatwi mi to pisanie programu), natomiast do wszystkich kolumn tylko trzy piny!

    Tak prezentuje się projekt czarno na białym ;)
    Matryce LED - domową robotą ;)

    Przyszedł czas na wykonanie ! cały proces produkcji pokazuję na tym filmie:


    Link


    Film jest mocno podrasowany, gdyż jest robiony pod mój kanał na YT (zapraszam do subskrypcji), ale myślę że się spodoba :)

    Do rzeczy: Po wytrawieniu płytki pomalowałem ją czarną farbą, by wyglądała profesjonalnie. Cel udało się osiągnąć.

    Matryce LED - domową robotą ;)

    Co do strony lutowniczej: obiecuję sobie że ostatni raz robię płytkę bez użycia substancji do cynowania ... strasznie ciężko niektóre elementy się lutowało i wychodziły bardzo źle:

    Matryce LED - domową robotą ;)

    Tutaj widzimy, że rzędy należy łączyć ręcznie, gdyż niemożliwe byłoby połączenie ich na laminacie bez bawienia się dwoma warstwami.

    Gdy wszystko już jest gotowe, mogę zaprogramować mikrokontroler, do którego podłączyłem matrycę. Jest to Atmega8. Rzędy podłączam pod port C, a kolumny pod port B (trzy piny). Na filmie prezentuję pierwszy test matrycy:


    Link


    (Mój pierwszy film z głosem ;) )

    Dziękuję za uwagę, mam nadzieję że mój projekt się spodobał. Gorąco zapraszam do subskrypcji mojego kanału! Będę tam wrzucał wszystkie moje projekty związane z elektroniką :)

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • PCBway
  • #3
    karolsw2
    Poziom 9  
    Nie będę kłamał ... miałem tylko 100 diod oraz tylko taki laminat (tych rozmiarów) :P
    Następnym razem zmajstruję coś pełnowymiarowego :)
  • #4
    danthe
    Poziom 30  
    Jeżeli masz zamiar wykonać następną matrycę, zainteresuj się układami SCT2024. W Twoim projekcie nie widzę też rezystorów w kolumnach matrycy, nie obawiasz się niskiej trwałości tego układu?

    Ok, już widzę, są rezystory w wierszach, ale czy nie powoduje to zmiany jasności wiersza w zależności od ilości zapalonych w nim pikseli?
  • PCBway
  • #5
    karolsw2
    Poziom 9  
    danthe napisał:
    Jeżeli masz zamiar wykonać następną matrycę, zainteresuj się układami SCT2024. W Twoim projekcie nie widzę też rezystorów w kolumnach matrycy, nie obawiasz się niskiej trwałości tego układu?

    SCT2024 ? No to będzie wyzwanie ,gdy nauczę się lutować SMD :)
    danthe napisał:

    Ok, już widzę, są rezystory w wierszach, ale czy nie powoduje to zmiany jasności wiersza w zależności od ilości zapalonych w nim pikseli?

    Masz rację ,gdyż lepiej jest skanować po kolei rzędy ... tak ,danie rezystorów w tym miejscu to mała głupota ,ale na szczęście aż tak tego nie widać.
  • #6
    japko1024
    Poziom 17  
    W dzień super jasne diody będą się dobrze sprawdzały, ale w nocy trzeba ograniczyć ich jasność, żeby matryca nie raziła w oczy, co może zniechęcić potencjalnych klientów albo nawet stwarzać zagrożenie dla ruchu drogowego. Najlepiej regulować ją automatycznie, np. za pomocą jakiegoś fotoelementu albo zegara RTC.
  • #7
    komatssu
    Poziom 29  
    Twoja matryca 14x6 kosztowała 25zł, nie licząc Twojej robocizny, zaś gotowy moduł jednobarwnej matrycy 64x16 kosztuje na ebay ~50zł łącze z przesyłką z Chin. Taki moduł zawiera już drivery wierszy i kolumn, wystarczy podłączyć zasilanie 5V i sterowanie z dowolnego mikrokontrolera, albo dedykowanego sterownika.
  • #8
    japko1024
    Poziom 17  
    komatssu napisał:
    Twoja matryca 14x6 kosztowała 25zł, nie licząc Twojej robocizny, zaś gotowy moduł jednobarwnej matrycy 64x16 kosztuje na ebay ~50zł łącze z przesyłką z Chin. Taki moduł zawiera już drivery wierszy i kolumn, wystarczy podłączyć zasilanie 5V i sterowanie z dowolnego mikrokontrolera, albo dedykowanego sterownika.

    Jak się od tych 25 zł odejmie satysfakcję z samodzielnie wykonanego, działającego układu i zdobyte doświadczenie, to całkowity koszt wyjdzie daleko poniżej zera :D
  • #9
    karolsw2
    Poziom 9  
    komatssu napisał:
    Twoja matryca 14x6 kosztowała 25zł, nie licząc Twojej robocizny, zaś gotowy moduł jednobarwnej matrycy 64x16 kosztuje na ebay ~50zł łącze z przesyłką z Chin. Taki moduł zawiera już drivery wierszy i kolumn, wystarczy podłączyć zasilanie 5V i sterowanie z dowolnego mikrokontrolera, albo dedykowanego sterownika.

    To już może nic nie róbmy samodzielnie , bo w chinach wszystko kupimy taniej ... niszczą mnie odpowiedzi tego typu...
  • #10
    antwito
    Poziom 12  
    komatssu napisał:
    Twoja matryca 14x6 kosztowała 25zł, nie licząc Twojej robocizny, zaś gotowy moduł jednobarwnej matrycy 64x16 kosztuje na ebay ~50zł łącze z przesyłką z Chin. Taki moduł zawiera już drivery wierszy i kolumn, wystarczy podłączyć zasilanie 5V i sterowanie z dowolnego mikrokontrolera, albo dedykowanego sterownika.

    Jakby wszyscy tak myśleli, to forum elektroda.pl by nie istniało. Na szczęście tak nie jest ;) A matryca bardzo fajna, czekam na większy model :)
  • #11
    darekRD
    Poziom 13  
    Nie wykorzystujesz dolnego wiersza. Może trzeba jednak było dozbierać diod, jak radzą koledzy, to i znaki miałyby lepszy kształt. Takie trochę od siekiery. Podejrzewam, że zero wygląda bliźniaczo do "O". Sposób zapodawania tekstu do wyświetlenia... powiedziałbym siermiężny. Wklepanie, czy zmiana dłuższego tekstu nabawi Cię nerwicy. Nie pokazałeś sposobu zmiany prędkości, czy odstępu między znakami.
    Wygląda na to, że diody w wierszach łączyłeś pojedynczymi kawałkami drutu. Gdybyś użył jednego długiego, prostego odcinka to efekt byłby o niebo lepszy i łatwiej by Ci było to połączyć. Ale działa :)
    Acha, i kup lutownicę.
  • #12
    treker
    Poziom 25  
    @karolsw2 jakoś specjalnie dobierałeś kąt świecenia diod, czy jest to raczej przypadek?
  • #13
    karolsw2
    Poziom 9  
    darekRD napisał:
    Nie wykorzystujesz dolnego wiersza. Może trzeba jednak było dozbierać diod, jak radzą koledzy, to i znaki miałyby lepszy kształt. Takie trochę od siekiery. Podejrzewam, że zero wygląda bliźniaczo do "O". Sposób zapodawania tekstu do wyświetlenia... powiedziałbym siermiężny. Wklepanie, czy zmiana dłuższego tekstu nabawi Cię nerwicy. Nie pokazałeś sposobu zmiany prędkości, czy odstępu między znakami.
    Wygląda na to, że diody w wierszach łączyłeś pojedynczymi kawałkami drutu. Gdybyś użył jednego długiego, prostego odcinka to efekt byłby o niebo lepszy i łatwiej by Ci było to połączyć. Ale działa :)
    Acha, i kup lutownicę.

    Lutownicę mam , przecież jak niby to polutowałem ... ;d chyba że chodzi ci o jakąś lepszą. Co do zmiany prędkości do wystarczy zmienić zmienną w programie ,która odpowiada za prędkość. Wklepywanie kodu faktycznie woła o pomstę do nieba ,ale nie potrafię wymyślić kodu który by sczytywał tekst z pliku .txt (może ktoś coś wie?)

    treker napisał:
    @karolsw2 jakoś specjalnie dobierałeś kąt świecenia diod, czy jest to raczej przypadek?

    Przypadek. Kupiłem jakieś tanie mocne diody , nawet nie dostałem datasheet'u.
  • #14
    pawlik118
    Poziom 25  
    Po szkolnemu powidziałbym "pała za lutowanie" pokazane w filmiku. Cyny nie daje się do grota, grotem podgrzewa się element a cynę daje się na element... tak jest estetyczniej i porządniej :)
  • #15
    karolsw2
    Poziom 9  
    pawlik118 napisał:
    Po szkolnemu powidziałbym "pała za lutowanie" pokazane w filmiku. Cyny nie daje się do grota, grotem podgrzewa się element a cynę daje się na element... tak jest estetyczniej i porządniej :)

    zanim ten element się nagrzeje ... ;p to już naprawdę wolę iść tą "tańszą" metodą i mieć lut od razu (szczególnie gdy lutuje się 84 diody pod rząd ... :)
  • #16
    komatssu
    Poziom 29  
    Lutownica jest w porządku ale musisz popracować nad techniką lutowania - dobrze widać na Twoim filmiku, że nie umiesz lutować.

    Aby coś zrobić samodzielnie, nie musisz wszystkiego składać z pojedynczych elementów, czasami warto się rozejrzeć i zakupić gotowe prefabrykaty. Przykładowo transformator też przecież kupujesz gotowy, zamiast samemu wycinać blaszki i nawijać go samodzielnie.
  • #17
    karolsw2
    Poziom 9  
    komatssu napisał:
    Lutownica jest w porządku ale musisz popracować nad techniką lutowania - dobrze widać na Twoim filmiku, że nie umiesz lutować.

    Aby coś zrobić samodzielnie, nie musisz wszystkiego składać z pojedynczych elementów, czasami warto się rozejrzeć i zakupić gotowe prefabrykaty. Przykładowo transformator też przecież kupujesz gotowy, zamiast samemu wycinać blaszki i nawijać go samodzielnie.


    Co na przykład mogę zakupić gotowego?
  • #18
    oscylogram
    Poziom 10  
    Bardzo podoba mi się jak tanio to zrobiłeś i mam kilka rad jeśli chciałbyś w przyszłości rozwijać projekt. Polecam układy MAX7219, jeden steruje multipleksowo 64 diody a ich prąd ustala się tylko jednym zewnętrznym rezystorem. Z kolei jeśli najważniejsza byłaby jasność to polecam wspomniane już układy SCT2024, jeden steruje statycznie 16 diod a ich prąd ustala się również tylko jednym zewnętrznym rezystorem. Zarówno w jednym jak i drugim wspomnianym układzie dobre jest to, że odciążają one bardzo mikrokontroler, ponieważ mają w sobie pamięć i dane wystarczy wysłać tylko raz na zmianę grafiki wyświetlanej na matrycy. W kwestiach estetycznych również polecam zaprojektowanie płytek tak, aby możliwe było układanie ich obok siebie i stworzenie większej matrycy.
  • #19
    karolsw2
    Poziom 9  
    oscylogram napisał:
    Bardzo podoba mi się jak tanio to zrobiłeś i mam kilka rad jeśli chciałbyś w przyszłości rozwijać projekt. Polecam układy MAX7219, jeden steruje multipleksowo 64 diody a ich prąd ustala się tylko jednym zewnętrznym rezystorem. Z kolei jeśli najważniejsza byłaby jasność to polecam wspomniane już układy SCT2024, jeden steruje statycznie 16 diod a ich prąd ustala się również tylko jednym zewnętrznym rezystorem. Zarówno w jednym jak i drugim wspomnianym układzie dobre jest to, że odciążają one bardzo mikrokontroler, ponieważ mają w sobie pamięć i dane wystarczy wysłać tylko raz na zmianę grafiki wyświetlanej na matrycy. W kwestiach estetycznych również polecam zaprojektowanie płytek tak, aby możliwe było układanie ich obok siebie i stworzenie większej matrycy.

    Tak jest! Łączenie matryc to jest kolejna rzecz do której dążę - a w szczególności łączenie wzdłuż i w szerz :) Można by wtedy opracować małe moduły (powiedzmy 8x8) i łączyć je ze sobą do woli :) Dzięki za podpowiedzi i opinię.
  • #20
    oscylogram
    Poziom 10  
    Ok to jeszcze od razu poradzę co do projektowania takich modułów. Złącza do przesyłania danych rób na brzegach płytki, po lewej wejście danych a po prawej wyjście do kolejnego modułu, tak aby można było łączyć je krótkimi taśmami IDC lub poprzez zworki, ale zasilanie prowadź do każdej płytki koniecznie od zasilacza osobno. W przypadku SCT2024 i matrycy 128 diod, prąd który pobiera cała zaświecona płytka przy 20 mA na diodę to już ponad 2,5 A. W przypadku prowadzenia zasilania do kolejnej płytki poprzez poprzednią, przez ścieżki pierwszego modułu płynąłby prąd pobierany przez całą resztę. Powodzenia!
  • #21
    dondu
    Moderator Mikrokontrolery Projektowanie
    karolsw2 napisał:
    Tak prezentuje się projekt matrycy:

    Matryce LED - domową robotą ;)

    ...

    Tak prezentuje się projekt czarno na białym ;)

    Matryce LED - domową robotą ;)

    Te dwa rysunki różnią się. Ten pierwszy jest zły - patrz rezystory wierszy. Albo go usuń, albo podmień na właściwy.

    Dodatkowe uwagi:
    - brak lokalnego magazynu energii (kondensator liczony w setkach µF),
    - brak filtracji zasilania układów cyfrowych (kondensatory 100nF),
    ... tym bardziej, że:

    karolsw2 napisał:
    Łączenie matryc to jest kolejna rzecz do której dążę - a w szczególności łączenie wzdłuż i w szerz :)


    i jedna konkretna:

    Maksymalny prąd pinu 74HC595 wynosi 35mA.
    Za pomocą rezystoró 100Ω ustawiłeś prąd około 30mA na diodę.
    Jeśli wszystkie diody w danej kulumnie zostaną włączone, to prąd który musi dostarczyć 74HC595 wyniesie:

    6 • 30mA = 180 mA

    Pomijam już że podałeś wartości z przedziału od 10Ω:

    karolsw2 napisał:
    6x rezystor (wg. uznania [10 Ohm-100 Ohm]) ok. 6gr


    Co Ty na to?

    Dodać należy, że przy błędzie programu i zapaleniu kilku lub wszystkich kolumn, układ rozleci się w ułamku sekundy - jeśli zasilacz wydoli, a spadki napięcia na ścieżkach nie będą duże.
  • #22
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #23
    karolsw2
    Poziom 9  
    dondu napisał:
    <<Wypowiedź dondu 2 posty wyżej>>

    1.Widzisz ile to człowiek błędów robi ,gdy nie ma dobrego doświadczenia :) Gdy tworzyłem matrycę led 7x7 , dałem tam rezystory 10 Ohm , i o dziwo diody wciąż świeciły słabo . Gdy dla zabawy zwarłem wejście i wyjście rezystora ,to diody tylko odrobinę mocniej się świeciły - nie miałem pojęcia o co chodzi ,więc tak to zostawiłem. Podejrzewam że to wina spadków napięcia ,ale nie jestem pewien.
    W efekcie matryca z tymi 10 Ohmami świeciła tak:

    Link


    2.Na zdjęciu faktycznie jest błąd, zaraz to poprawię.
  • #24
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #25
    pikarel
    Poziom 31  
    Pomysł dobry, już wiesz, co chcesz zrobić inaczej lub poprawić.
    Będę nudny i również ode mnie "pała" za lutowanie.

    Mnie (w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia) uczono,
    że lutowanie to zwilżanie metalowych powierzchni innym metalem (lutowiem) o innej, mniejszej temperaturze topnienia.
    W ten sposób można łączyć metalowe elementy, np. wyprowadzenia elementów elektronicznych.

    Aby to zrobić, należy lutowane powierzchnie oczyścić z tlenków, odtłuścić (najczęściej robi się to mechanicznie, oskrobując z tlenków), pokryć topnikiem lub użyć do lutowania komponentu metal-topnik (w elektronice zwany tinolem), rozgrzać elementy (ok 2 sekundy, pokryć lutowiem (kolejne 2 sekundy) i zostawić do ostygnięcia.
    Takie połaczenie jest trwałe, bo nie zawiera lutowia/metalu, który przekroczył punkt, w którym lut traci własności spajające.
    Potocznie nazywa się to przegrzanym lutem, czyli charakterystyczny matowy, paskudny glut lub smark :)
    Dopiero po teorii przeszliśmy do praktyki.

    To, co napisałem - pisałem z "pały", czyli z tego, co mi wtłoczono na warsztatach szkolnych Radiobudy.
    Wtedy nawet nie pomyślałem, że "belfer" krytykujący mnie za moje początkowe "smarki" to jakiś świr, który podcina mi szkrzydła,
    bo w moim mniemaniu nastolatka przecież już lutowałem i nawet działało to, co zlutowałem.
    Trzeci lut był już błyszczący i było ocena bdb (wtedy nie było jeszcze szóstek, ADHD i dys-cośtam).
  • #27
    karolsw2
    Poziom 9  
    danthe napisał:
    Autorowi tematu zalecam obejrzenie dwóch ostatnich odcinków " rs elektronika " na youtube.

    Obejrzałem te dwa filmy ,nie ma tam nic czego nie wiedziałem prócz tego że muszę kupić sobie stację lutowniczą ;p
  • #28
    Jogesh
    Poziom 28  
    Polecam układy HT1632C. Jeden układ steruje 32x8. I ma w sobie sterownik i kolumn i wierszy.
  • #29
    komatssu
    Poziom 29  
    Jogesh napisał:
    Polecam układy HT1632C. Jeden układ steruje 32x8. I ma w sobie sterownik i kolumn i wierszy.

    Ten układ nie wysteruje bezpośrednio wierszy i kolumn matrycy, potrzebne są wzmacniacze prądowe, więc użyteczność z jego ewentualnego zastosowania jest znikoma - to samo można uzyskać programowo.
  • #30
    zgierzman
    Poziom 20  
    Ja polecam SCT2024. Układ kosztuje 1,40zł, steruje 16 ledów prądem ustawianym za pomocą jednego rezystora, umożliwia PWM i można je łączyć w szeregi.

    Korzystanie z takich gotowców ułatwia projektowanie, obniża koszty, odciąża procesor...

    Można też korzystać z gotowych matryc diodowych. Tyle, że nie wiem, czy są jakieś super jasne, a jeśli tak, to w jakiej cenie. Natomiast lutowanie setek LEDów może przyprawić o ból głowy i ręki ;-)

    Za pomocą dwóch SCT2024, dwóch 74HC154 i 32 mosfetów logic level zrobiłem coś takiego:



    Moduł przystosowany jest do łączenia szeregowego, więc można budować spore wyświetlacze.