LED çuxur lövhəsi: 6 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu, Karting üçün istifadə etdiyimiz Rəqəmsal LED Çuxur Kartı üçündür. Xüsusilə 24 saatlıq yarışlar daxil olmaqla qapalı və açıq gecə yarışları üçün faydalıdır. Lövhə günəş işığında aydındır və gecə fərqlənir. İştirak etdiyimiz kart seriyasına görə, hər yarışda Kart nömrəsi fərqli ola bilər və bu yarışda 2 və ya 3 Karts qaça bilərik, buna görə lövhədəki nömrəni dərhal dəyişməliyik. Bu, lövhənin arxasındakı 16 rəqəmli klaviatura vasitəsilə edilir.

Lövhə, hər seqmentdə 4 ağ saman papaqlı LED olan 14 seqmentdən ibarətdir. Hər şey bir Arduino Nano (daxili USB portu olan) vasitəsilə idarə olunur. Lazım gələrsə lövhə qaraldıla bilər və sürücülərin diqqətini daha da cəlb etmək üçün yanıb -sönə bilər.

Ön və arxa 3 mm akril təbəqədir, aralarında ağaclı bir çərçivə var. Daha sonra hər bir fərdi LED üçün qazılmışdır. Ümumi ölçü A4 kağız parçası ilə eynidir.

Qeyd: Bu təlimat mənim hazırladığımı göstərir, əlimdə olanları istifadə etdiyim bəzi komponentlər. Bu quruluşun bəzi hissələri üçün daha yaxşı həllər var və bu müddət ərzində bir az öyrəndim, bunları sonunda müzakirə edəcəyəm.

Nə lazımdır:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, 2200mOhm -dən çox - tercihen öz açarı olmadan)

1 x USB Kabel

1 x keçid

1 x 16 rəqəmli klaviatura

3 x 7K5Ω Rezistorlar (Klaviatura üçün)

3 x 2KΩ Rezistorlar (Klaviatura üçün)

A4 ölçüdə 2 x 3 mm akril vərəq

1 x IRF9530 (P Kanal MOSFET)

14 x IRL510 (N Kanal MOSFET)

15 x 220Ω rezistorlar (MOSFET Rezistorlar)

15 x 10K aşağı çəkmə rezistorları

56 x Ağ Saman Şapka LED 5 mm

56 x LED üçün uyğun müqavimət (220Ω ümumiyyətlə yaxşıdır)

LED/MOSFET -ləri birləşdirmək üçün bir az tel

Bəzi Strip Board

Çərçivə üçün bir az ağac

Qara kanal lenti

12 x vida

1 x Çekmece Tutacağı

Addım 1: Çərçivəni qurun

Burada 181 x 44 mm x 2400 mm istifadə etdim ki, 261 mm -də 2, 210 mm -də 2 hissəyə bölündü ki, bir araya gətirildikdə xarici ölçü aldığım akril təbəqələrə uyğun olsun (bu halda A4 kağız ölçüsü). Bunlar sadəcə uyğun ağac vintlərindən istifadə edərək vidalanmışdır. Bu nöqtədə hansının üst olacağına qərar verin və üst hissənin ortasındakı nöqtəni qeyd edin. Bu mərkəz nöqtəsindən, çekmece sapınıza uyğun olaraq hər iki tərəfi bərabər miqdarda ölçün, sapı vida ölçüsünə uyğun deliklər qazın. Ağacın kənarını qara yapışan bantla sarın və gözəl bir nəticə əldə edin. Nəhayət, təchiz edilmiş vintlərdən istifadə edərək çekmece sapını quraşdırın.

Addım 2: Ledin deliklərini qazın və LEDləri quraşdırın

Akrili (lent qorunması hələ də açıqdır) seqment dizaynı ilə işarələyin, bu halda hər rəqəmdə 7 seqment olan 2 rəqəm və hər seqmentdə 4 LED.

Akrili çox diqqətlə qazın, arxa tərəfə qazmaq üçün kiçik bir hurda ağacından istifadə etdim və daha kiçik diametrli bir matkapla (2,5 mm) başladım və 5 mm LED -ləri qəbul etmək üçün 5 mm çuxurla bitirdim. Akrilik olduqca kövrəkdir və qazıldıqda asanlıqla qırışa bilər, buna görə diqqətli olun.

Nəhayət (və əziyyət çəkən hissə) az miqdarda super yapışqan istifadə edərək hər bir LED -i hər çuxura quraşdırın. Testdən sonra bir LED dəyişdirmək lazım olsa da çox istifadə etməyin. Hər tərəfə yapışdırsanız, bir LED çıxarmağın yeganə yolu onu qazmaqdır. LED -in bir tərəfində etibarlı şəkildə yerində saxlamaq və sui -istifadə etmək üçün kifayət qədər kiçik bir ləkə tapdım.

Arxa paneldəki klaviatura və açarın deşiklərini kəsin ki, bu da əks lövhədə LED -lərin mərkəzi hissəsinə uyğun olsun. Klaviaturanı və açarı quraşdırın və güc bankı üçün deliklər qazın

Addım 3: Dövrə

Təsvir etməyi asanlaşdırdığım üçün dövrə 3 hissəyə bölündü.

1 - Güc tərəfi:

Güc Arduino, tək IRF9530 və Klaviatura güc açarı vasitəsilə verilir. Güc açarı birbaşa 5v güc bankına bağlıdır. IRF9530, 5V gücü ilə hər LED seqmenti arasında yerləşir. PWM karartma və LED seqmentlərinin yanıb sönməsindən məsul olan bu P kanalı MOSFET -dir. Rəqəmsal pin 10 -a 220 Ω qoruyucu rezistor vasitəsilə qoşulur.

2 - LED Segmentləri:

Hər bir LED seqmenti gücünü IRF9530 -dan alacaq. Segmentlər, LED -lərinizin irəli cərəyanına uyğun olmalıdır, hər biri öz cərəyan məhdudlaşdırıcı rezistoru ilə paralel olaraq bağlanmış 4 LED -dən ibarətdir.

LED -in yan tərəfi daha sonra IRL510 N kanalı olan MOSFET -ə qoşulur (öldürməkdən bir az çoxdur, amma ətrafımda yatmışam). Hər seqmentin öz IRL510 -u var, çünki bu, hər seqment üçün "keçid" dir. Hər bir IRL510, uyğun bir Arduino pininə 220Ω qoruyucu bir rezistor vasitəsi ilə bağlanır və tam açıldığından əmin olmaq üçün 10K aşağı çəkmə müqavimətçisinə malikdir. (aşağı çəkmə rezistorları atıla bilər, çünki Arduino açılmadığı zaman aşağı tutacaq).

3 - Klaviatura naqilləri:

Segmentləri idarə etmək üçün istifadə olunan Arduino sancaqlarının sayına görə klaviatura üçün 8 pinli matrisli əlaqə metodundan istifadə edə bilmirik və bu layihə üçün 1 pinli əlaqə metodu hazırladım. Klaviatura sancaqlarına rezistorlar əlavə edərək hər düymə üçün fərqli bir gərginlik bölücü yarada bilərik. Bunu Arduino -dakı bir Analog Pinə bağlayaraq, Keypad diaqramına uyğun olaraq hansı düyməni basıldığını təyin edə bilərik.

Addım 4: lövhəni bağlayın

Hər seqment üçün 'PCB' yaratmaq üçün lövhədən istifadə etdim. PCB -nin hər seqmentində LED -in x 4, LED rezistorları x 4 və IRL510 MOSFET -dir. Hər bir seqmentin IRF9530 -dan 5v bağlantısı və 0v bağlantısı var (demək olar ki, üzük şəbəkəsi kimi). IRL510 -un qapısı daha sonra mərkəzdəki Arduino 'PCB' ilə əlaqələndirilir.

IRL510 üçün 220Ω rezistorlar IRF9530 ilə birlikdə mərkəzi Arduino PCB -dədir.

Klaviaturanı 5V, 0V və siqnal pinini Arduino -ya qoşun.

Nəhayət, USB kabelinin istənməyən ucunu kəsin və güc bankına qoşulmaq üçün kifayət qədər buraxaraq arxa paneldən keçirin. İçəridən xarici qutunu diqqətlə soyun və telləri ayırın. Yalnız 5v və 0v xətlərinə ehtiyacımız var. Hansının olduğunu tapmaq üçün burada bir multimetrdən istifadə edə bilərsiniz. 5v teli açara və 0v -ni Arduino PCB və klaviatura ilə birləşdirin.

Bütün bağlantılar qurulduqdan sonra Arduino USB portu vasitəsilə Arduino Sketchini yükləyin.

Addım 5: Gücləndirmə və İşləmə

Ən azı 1A gücündə olan və ideal olaraq 2200mAh və ya daha çox olan (bu, bütün seqmentlər təxminən 1,5 saat yanarkən lövhəni tam intensivliklə işlətmək üçün kifayətdir) bir Power Bank bağlayın və əsas gücü yandırın.

Qeyd: Power Banklar bir mAh reytinqi göstərir, lakin bu reytinq nominal olaraq 3.7v olan daxili batareya paketi (adətən 18650 li-ion batareya) üçündür. Güc bankı, dc-dc gərginliyi 5v-ə çevirən daxili gücləndirici dövrə malikdir. Bu dönüşüm bir az mAh itirildiyini göstərir. məsələn, 2200mAh güc bankı həqiqətən 5v -də (2200*3.7)/5 = 1628mAh olacaq. Təəssüf ki, dc -dc çeviricilərin əksəriyyəti 100% səmərəli olmadığından bu, mərtəbənin sonu deyil, belə ki, örtük içərisində başqa bir 10-15% itirmək gözləmək olar. Beləliklə, 1628mAh indi başqa bir 162.8mAh itirir, bu da nəhayət 1465.2mAh əldə etdiyiniz deməkdir.

Arduino başladıqdan sonra sağ rəqəm sıfır göstərəcək. Bu nöqtədə hər hansı bir tək və ya cüt rəqəmli nömrə daxil edilə bilər və bu nömrə lövhədə göstəriləcəkdir. Bir rəqəmli nömrə daxil edilərsə, lövhədə sol rəqəmdə sıfır göstərilir.

Digər funksiyalar bunlardır:

'*' Düyməsi yanıb -sönən ekranı açar və ya söndürər

'A' düyməsi lövhədə FL yazacaq (sürücüyə ən sürətli dövrə vurduqlarını bildirmək üçün istifadə edilə bilər və ya sürücüyə yanacaqı növbəti dayanacaqda almasını xatırlatmaq üçün istifadə edirik).

'B' düyməsi sol rəqəmə P hərfi əlavə edəcək və daha sonra P4 yarış mövqeyini göstərmək üçün istənilən rəqəmi sağ rəqəmə əlavə edə bilərsiniz.

'C' Parlaqlığı artırın

'D' Parlaqlığı azaldın.

Addım 6: Dərslər / Təkmilləşdirmələr

Addım 6 - Təkmilləşdirmə / Daha yaxşı həllər

Başlanğıcda dediyim kimi, bu lövhə yeniləri almaq əvəzinə mövcud komponentlərdən istifadə edilərək qurulmuşdu, lakin bu, bəzilərinin dizaynını pozdu və bəzilərini çətinləşdirdi. Son dizayn yaxşı işləsə də və yaxşı görünsə də, eyni nəticəni yaratmaq üçün bəzi təkmilləşdirmələr və ya başqa fikirlər var.

1 Hər bir seqmenti sıfırdan yaratmaq əvəzinə 5v LED şeritlərdən (qara şeriddə 60/m ağ LED) istifadə edin. Bunlar ucuzdur və ebay -da mövcuddur və hər bir LED -i qazmaq əvəzinə lövhənin ön hissəsinə yapışdırıla bilər. Zolaqlar əvvəlcədən bağlanmışdır və ümumiyyətlə cərəyan müqavimətini də əhatə edir. Bu, dizaynı daha yüngül və daha incə edə bilər, çünki o qədər də daxili məkana ehtiyac yoxdur.

2 Yuxarıdakılara bənzəyir, ancaq WS2812B tipli RGB LEDlər kimi fərdi olaraq yazıla bilən zolaqlı LED -lərdən istifadə edin və Arduino üçün də kitabxana yükləmələri var. Ağın göstərilməsi 3Amps -dən çox tələb edə biləcəyi üçün güc bankından alınan gücü nəzərə almalısınız. Ancaq ayrı -ayrılıqda qırmızı, mavi və ya yaşıl rənglərin göstərilməsi dizaynıma bənzər bir güc istehlak edərdi. Fərdi ünvanlı LED -lərin üstünlüyü odur ki, IRL510 MOFETS -i çıxara bilərsiniz və böyük qazanc bütün LED -ləri idarə etmək üçün yalnız 1 Arduino Pin -ə ehtiyacınız olmasıdır. Bu üsul Arduino sancaqlarını sərbəst buraxdığından naqilləri daha asanlaşdırır və klaviatura rezistorlarına ehtiyac duymamaq üçün Matrix Keypad kitabxanasından istifadə edə bilərsiniz. Fərqli rənglərdən istifadə etmək bacarığı da faydalı ola bilər.

3 Klaviaturanı və Arduino -nu çıxarmaq və hər seqmentin yanındakı kiçik sürüşmə açarlarını istifadə edərək lövhəni əl ilə dəyişdirməklə lövhənin daha əsas versiyası hazırlana bilər. Yalnız bir kart işləsəniz və nömrəni tez bir zamanda dəyişdirməyinizə ehtiyac yoxdursa, bu yaxşıdır. Qaranlıq və yanıb sönmə funksiyasını da itirərdiniz, ancaq daha sadə bir quruluş olardı. Əvvəlcə belə bir bina qurdum, amma bəzi hallarda kartlar arasında nömrələri dəyişdirmək üçün kifayət qədər vaxtımız olmadığını gördüm.

4 Hər hansı bir mətnin göstərilə bilməsi üçün LED -lər yerinə köhnə bir laptop ekranı istifadə etməyi düşündüm, ancaq ekran xüsusilə parlaq günəş işığında kifayət qədər parlaq deyil, amma yağışlı bir axşam da yaş visorun arxasından qaraldı. Sürücünün keçmək üçün yalnız vaxtı var, buna görə oxumaq çətindir.