Arduino ilə LED Şemsiye: 14 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Arduino ilə LED çətir, öz çətirinizin məxfiliyində idarə oluna bilən, proqramlaşdırıla bilən LED təcrübəsi yaratmaq üçün bir çətir, 8x10 LED matris və Arduino mikro nəzarətçisini birləşdirir. Bu layihə, sockmaster tərəfindən Elektrik Şemsiyesi və bu saytda bir çox LED matris təlimatı, xüsusən də barney_1 tərəfindən tamamlanmış bir layihədən ilham aldı.

Çətirimi Pimp etməyə hazır olun! Bu layihəni həyata keçirən hər kəs standart lehimləmə alətlərinə - penslərə, diaqonal kəsicilərə, tel kəsicilərə və soyuculara, lehimləmə dəmir və lehimlərə, multimetrlərə - və Arduino ilə iş təcrübəsinə malik olmalıdır. Arduino qurulması çətin deyil və LED -lərin bir neçə fərqli animasiyasından ibarət bir proqram bu təlimata daxil edilmişdir. Video yolda! Nümunə kodu (son addıma baxın) də yolda. Sahib olduğum kod, düymə açarından istifadə etmir və indi bunun üzərində işləyirəm.

Addım 1: hissələr

Bu layihə üçün çox az hissə var və onlar əsasən ümumidir. Onları istənilən sayda onlayn satıcıdan - Adafruit Industries, DigiKey, Jameco və All Electronics və digərlərindən asanlıqla əldə etmək olar. Ağlabatan göründüyü kimi əvəz edin. Elektronika 1 x Mikro nəzarətçi-Arduino Diecimilia 1 x Umbrella 1 x MIC2981-8 kanallı, yüksək gərginlikli, yüksək cərəyan mənbəyi sürücülər sistemi-576-1158-ND1 x Kiçik çörək taxtası olan Arduino üçün Protoshield-Adafruit Industries 80 x LED - bir çox variant mümkündür 8 x rezistor - LED seçimindən və mənbə gərginliyindən asılıdır Tel Bu layihə üçün çoxlu tel lazımdır. Şemsiyenin hər bir qabırğasında qara tel var (LED -lərin katotları üçün) və çətirin ətrafındakı hər LED dairəsi tam uzunluqda qırmızı tel tələb edir (LED -lərin anodları üçün). Zəncirlərin uclarını Arduinoya qaytarmaq üçün bəziləri də lazımdır. Katot zəncirləri üçün 24 fut qara tel (qabırğaları ortadan geri çəkin) Anod üzüklər üçün 70 fut qırmızı tel (çətir ətrafındakı halqalar) Müxtəlif Standart kişi başlıqları - İstilik büzülmə borusu 1/16 - təxminən yeddi fut boruya ehtiyac var Toxunma açarı -Off-MomPatience… və lehimləmə bacarıqları. LED-lərin matrisi diqqətlə qurulmalı və anodlar və katodlar bir-birindən istilik büzücü borularla izolyasiya edilməlidir. Bu bir müddət çəkə bilər.

Addım 2: Düşüncələr - Öncədən xəbərdarlıq edilir

Çətir Ən yaxşı çətirdən istifadə etməyin! Ya da başqasının ən yaxşı çətiri. Çətir layihəyə sadiqdir və LED matrisini çıxara bilsəniz də, bitirdiyiniz zaman istəməyəcəksiniz. Yerləşdirmə LEDlər çətir altında fərdiləşdirilə bilən bir təcrübə təmin etsə də, xaricdən xüsusilə görünmür. /çətirin üstündə. LED -lərin çətirin kənarında olmasını istəyib -istəmədiyinizi düşünün. Daha çox görünəcək və quraşdırma çox daha asan olardı. Telləri Arduinoya bağlamaq üçün parça içərisində deşiklər açmalısınız. Bu vəziyyətdə üslub su yalıtımını üstələyir. LEDlər Bunu etmək üçün çox vaxt sərf etmədən gözəl bir rəng seçin. LEDlər eBay-də kataloqlardan daha ucuzdur, buna görə də seçimlərinizi araşdırın. Kiçik ölçü və ya çox telli tel, ehtimal ki, AWG xxx möhkəm teldən daha yaxşıdır. Qatı tel istifadə etdim və çətiri bükmək demək olar ki, mümkün deyil. Ayrıca, anod üzükləri üçün qırmızı tel istifadə etməzdim. Daha az görünən daha qaranlıq bir rəng seçərdim.

Addım 3: Dizaynla bağlı fikirlər

Arduino Bu layihəni əlçatan etmək üçün fərqli bir Atmel AVR mikro nəzarətçisindən çox Arduinodan istifadə etməyi seçdim. Arduino ilə xüsusi bir lövhə hazırlamağa ehtiyac yoxdur və Arduino platforması ilə proqramlaşdırma və fərdiləşdirmə daha asandır. Arduinonun yeganə dezavantajı böyük olması və çətirə yaxşı sığmamasıdır. Faydaları isə xərclərdən çoxdur. Bu layihə Arduino Diecimilia -ya əsaslanır, amma (məncə) pinouts yeni versiyalarda eynidir. Hər halda, bu layihəni həyata keçirirsinizsə, istifadə etdiyiniz Arduino modelinin vəziyyətini və sancaqlarını aydın şəkildə anladığınızdan əmin olun. Bu, burada təsvir olunanlarla həyata keçirilməsi asan olan şeylər arasında hər hansı bir dəyişiklik edəcək. Bu, çətir ətrafında gedən on LED -in 8 dairəvi cərgəsinin/halqasının anodlarının MIC2981 -ə (hər cərgəni/halqanı bir pinlə) əlaqələndirdiyini və qabırğa (sütunlar) üzərindəki zəncirlərdəki LED -lərin katotlarının bağlandığı deməkdir. Arduino üzərində bir pin. Bu, ardıcıl/halqalı 10 LED -in eyni dərəcədə işıqlandırılması üçün kifayət qədər cərəyanla eyni vaxtda yanma ehtimalını təmin edir. Bu çip hazırda bu layihədə istifadə edilmir. AdaFruit Industries -dən Arduino üçün Proto Shield -ı digər layihələr üçün Arduinonu çətirdən ayırmaq üçün kiçik bir çörək taxtası ilə istifadə etdim. Kiçik çörək taxtasında bu layihə üçün lazım olan əlaqələr üçün kifayət qədər yer var.

Addım 4: MockUp

LED dizisinin necə hazırlanacağını anladığımdan əmin olmaq üçün, lehimləmə və proqramlaşdırmanın işləyib -işləməyəcəyini görmək üçün 3x3 bir sıra hazırladım. Etdilər! Buna görə də layihəni davam etdirmək qərarına gəldim. LED dizisini anladığınızdan əminsinizsə, bu addımı atlayın. Əks təqdirdə, bir neçə LED -ə, bir az telə, büzüşmə sarğısına və bir saata qədər 3x3 aralığının hazırlanmasına və sınanmasına sərmayə qoyun. Dizinin hazırlanmasının təfərrüatları aşağıdakı addımlardır, lakin model üçün tətbiq olunur.

3x3 LED matrisi yaratmaq üçün tam matrisi təsvir edən LED Matrisinin edilməsi addımlarını izləyin və dəyişdirin. Mockup üçün aşağıdakı nümunə kodu MIC2981-dən istifadə etmir (məndə belə yazmamışdım:-). Hər LED öz növbəsində işıqlandırılır. Bu 3x3 dizi üçün işləyir, lakin yaxşı ölçeklenmez. [Əslində, tam matrisə nisbətən yaxşı ölçülür, lakin LEDlər bir qədər qaralır.]

Addım 5: LED Matrisinin Hazırlanması - Parçaların Hazırlanması

LEDlər Ledləri əyərək LEDləri hazırlayın. Aşağıdakılar düz kənarları eyni istiqamətə baxan LED -ləri istiqamətləndirir. Seçim ixtiyari olsa da, oriyentasiyanı standartlaşdırmaq səhv riskini azaldır. LED -in düz tərəfi (katod tərəfi) sağa dönmüş vəziyyətdə saxlayın. Katodu özünüzə bükün. Bu, katotları yerə işarə edir, elektrik axmaq istədiyi istiqamət:-). LEDin altından təxminən 1-2 mm aşağıda bir döngə yaradın. Bu, LED -in tellə fəxr etməsinə imkan verəcəkdir. Katodlar lehimləndikdən sonra anod sola əyiləcək. Bu, lehimləmə zamanı qarışıqlığın qarşısını alacaq. İki aparat, katotun sizə və anodun solunuza işarə etdiyi düz bir açı yaratmalıdır. Bu yüz altmış ədəddir və bunun üçün təxminən yeddi fut lazımdır. Başlıqlar üçün əlavə olaraq on səkkiz (18) ədəd kəsin. Tel kəsin Çətirdəki qabırğalara bərabər olan qara telləri kəsin. Arduino ilə əlaqəli başlıqlar yaratmaq üçün kifayət qədər tel olması üçün onları qabırğalardan kifayət qədər uzunlaşdırın. Çətir ətrafında 8 LED halqası var (bu MIC2981 -də çıxış pinlərinin sayıdır), buna görə hər bir katot zənciri və ya sütunu 8 LEDdən ibarət olacaqdır. Telləri çəkin və qabırğa boyunca LED -lərin yerini qeyd edin. Bu nöqtədəki boşluq konsentrik halqalar arasındakı məsafəni təyin edir. Hər nöqtədə kiçik bir izolyasiya parçası (təxminən 3 mm) çıxarın. Təxminən dörddə bir düym aralığında iki yerdə tel soyucuları ilə izolyasiyanı kəsin. Sonra kəlbətinlə izolyasiyanı əzin və bir bıçaqla izolyasiyanı kəsin və ya barmaqlarınızla çıxarın. Hər açıq yerə az miqdarda lehim qoyun. Bu, LED katotlarını bu nöqtələrə lehimləmək üçün hazırlıqdır.

Addım 6: LED Matrisinin edilməsi - Katot Zəncirləri

LED matrisinin hazırlanmasında ilk addım, LED katodları üçün zəncirlər qurmaqdır. Əvvəlki addımda, on (və ya çətirinizdəki qabırğa sayını) qara tel kəsdiniz və LED -lərin lehimli olduğu yerlərdə izolyasiyanı soydunuz. Bu addımda LED -lərin katotlarını lehimləyəcəksiniz.

Dəmirin ucunda kiçik bir lehim parçası alın. LED -i telin LED -in iki ucu arasında keçəcəyi şəkildə yerləşdirin və katotu lehimləmək üçün isti dəmiri tətbiq edin. Dəmir və tel üzərindəki lehim bir əlaqə qurmaq üçün axmalıdır. Barmağınızı yandıracaqsınız və onlar sizi yandıracaqlar. Lehimdən sonra anodu mümkün qədər qısa olması üçün kəsin. Qısa dövrələrin qarşısını almaq üçün, hər bir lehim birləşməsi bir parça büzülmə borusu ilə örtülmüşdür. Boru, bir əlaqə qurulduqdan sonra və növbəti LED bağlanmadan əvvəl tətbiq olunmalıdır (hər hansı bir qarışıqlıq? Tezliklə başa düşəcəksiniz:-) buna görə də bir parçanı sürüşdürün. Yerə düşmək üçün istilik. Zəncirdə qalan LEDlər və qalan zəncirlər üçün təkrarlayın. Qeyd: Bu təlimatda, çətirin qabırğalarını izləyən LED zəncirləri sütun olaraq adlandırılır və hər biri Arduino pinində bağlanır. LED katotları bu (qara) tellərə lehimlənir. Çətir ətrafında dövrə vuran LED halqaları satır adlanır və hər biri MIC2981 çıxış pinlərindən birindən başlayır. LED anodları bu (qırmızı) tellərə lehimlənir.

Addım 7: LED Matrisinin Hazırlanması - Anod Üzüklər

Bu addım ən uzun və ən əsəbidir. İş yerinizi bir neçə gün ərzində və ya yemək masasının üzərinə götürə biləcəyiniz müddətdə boşaldın.

LED matrisi, katot zəncirindəki LEDlərin anodlarını qırmızı tellərin dairəvi sıralarına/halqalarına lehimləməklə tamamlanır. Bu mərhələdəki ölçmə katot zəncirlərinə nisbətən bir qədər mürəkkəbdir, çünki hər bir halqa fərqli bir radiusdadır və hər bir halqa üçün LED aralığı fərqlidir. Şemsiyenin üzərinə düşən hər halqanın yerini taparaq düzgün uzunluğu hesablayın və çətirin qabırğaları arasındakı məsafəni ölçün. Üzükdəki boşluğu təyin etmək üçün də bu ölçüdən istifadə edəcəksiniz. Bu məsafəni qabırğa sayına vurun və sonra geri dönmə uzunluğunu hesablayın. Hər üzük Arduinoya qayıtmalıdır. Ən uzun üzük ən uzun gəlirliyə malikdir və halqalar kiçildikcə gəlirlər tədricən qısalır. Müvafiq uzunluqda səkkiz (8) ədəd qırmızı tel kəsin. Əvvəlki addımda olduğu kimi, telləri düzgün aralıqlarla işarələyin, izolyasiyanı əzin və çıxarın və hər açılışa bir az lehim qoyun. Katot zəncirləri qırmızı tellərin üstündə oturur (bu səbəbdən LED qurğusundakı əyilmə bir qədər aşağıdır). Əvvəlki kimi lehimləyin və bir sonrakı zəncirə keçməzdən əvvəl hər bir birləşmənin üzərinə istilik daraldıcı borular qoyun. LED qovşaqlarını gərginlikdən və qırılmadan qorumaq üçün telləri bu qovşaqlarda isti yapışdırın. Matrisin çətirdə işləməsi oynaqlara xeyli miqdarda stress vurduğundan bu son dərəcə vacibdir. Bu addımın sonunda, dairənin ortasına qayıdan iki tel telli (biri qara, biri qırmızı) olan dairəvi bir LED dəsti olmalıdır. Növbəti addımda, bu telləri Arduino və sürücüyə bağlamaq üçün pin başlıqları düzəldəcəksiniz.

Addım 8: LED Matrisinin Hazırlanması - Tamamlanmış Matris

Bu nöqtədə tamamlanmış bir LED matrisiniz olmalıdır. Katodlar qara tellərə, anodlar qırmızıya lehimləndi. Bir çətir şəklində olmalıdır. Barmaqlarınız yandırılıb yəqin. Ailəniz dəli olduğunuzu düşünür.

Mockup versiyası aşağıda göstərilmişdir. Tam versiya ən yaxşı vəziyyətdədir və şəkil çəkmək üçün dayanmadım. Bitmiş LED matrisini görmək üçün quraşdırılmış matrisi olan çətirin şəkillərinə baxın.

Addım 9: LED matrisinin hazırlanması - Pin başlıqları və rezistorlar

Qırmızı və qara telləri uzunluğuna kəsmədən əvvəl, Arduino'yu çətirə harada və necə bağlayacağınızı təyin edin. Yuxarıdakı açıq yerə uyğun olmalıdır. Təyin edildikdən sonra telləri uzunluğuna kəsin və başlıqlara lehimləyin.

İstilik büzücü boru parçalarını səkkiz qırmızı telə sürüşdürün, 8 pinli başlığa lehimləyin və borunu istiliklə kiçildin. Bağlantıları məntiqli bir şəkildə etdiyinizə əmin olun. Ən kiçik daxili üzüyü 1 -ci sıra hesab edirəm, buna görə başlığın 1 -ci pininə və MIC2981 -in müvafiq pininə yapışdırılır. Səhv etsəniz, telləri yenidən sata və ya kodu düzəldə bilərsiniz. Səhv etməyin. [Anod tellərini bir araya gətirdim və məntiqi sıranı düzmək üçün çox tənbəl idim. Kodda nəzarət etmək qədər asan olduğu ortaya çıxdı. Proqramlaşdırma bölməsindəki qeydlərə baxın.] Eyni şəkildə katot zəncirləri üçün başlıqlar düzəldin. Ancaq bu dəfə Arduino üzərindəki pin yerləri iki başlıq yaratmağınızı diktə edir. Eyni zamanda tək bir rezistoru da lehimləməlisiniz. Rezistor LED və gərginlikdən asılıdır-uyğun bir dəyər üçün onlayn bir LED rezistor kalkulyatoruna müraciət edin. Hər başlığın beş (5) sancağı olmalıdır. Bağlantıları məntiqli bir şəkildə etdiyinizə əmin olun. Bağlamaları isti yapışdırın, çünki onlar əyilmə və gərginliyə məruz qalacaq. Aşağıdakı şəkil maketdir.

Addım 10: Proqramların dəyişdirilməsi üçün düyməli keçid

Düymə düymələri proqramlar arasında keçid üçün istifadə olunur. Proqram nömrəsini irəli aparan Arduino -da bir fasilə yaradır. Arduino Diecimilia (və digərləri; versiyanızı yoxlayın) attachInterrupt (kəsmə, funksiya, rejim) funksiyasından istifadə edərək rəqəmsal sancaqlar 2 və 3 -də aktivləşdirilə bilən iki xarici fasilə malikdir. Düymə açarı üçün rəqəmsal pin 3 ayırın. Bu, 0, 1 və 2 və 4, 5, 6, 7, 8 rəqəmsal pinləri anod pinləri üçün blok olaraq buraxır.

Pin 3 aşağı düşdükdə fasilə tetiklenecek. Bu səbəbdən, düymə basılanadək, pin aşağı enənə qədər yüksəkdə saxlanılmalıdır. Pimi yüksək tutmaq üçün 10K çəkmə rezistoru lazımdır. Çörək taxtası görüntüsünə baxın və yuxarı və aşağı çəkilən rezistorlar haqqında oxuyun.

Addım 11: Breadboard

Bu layihə kiçik bir çörək taxtası ilə Adafruit Industries -dən Protoshield -dən istifadə edir (çətirə uyğun olan hər hansı bir qurğu işləməlidir). Kiçik çörək taxtasında on yeddi (17) sıra var və bu layihə hamısını istifadə edir! Qeyd edək ki, göstərilən çörək taxtasında MIC2981 yoxdur. Məndə yoxdur Yenə də. Çətir onsuz da kifayət qədər yaxşı işləyir, buna görə də onu almadan əvvəl bu təlimatı yazmağa qərar verdim.

Bir çox fərqli konfiqurasiya mümkündür, buna görə bələdçi olaraq istifadə edin. Bununla birlikdə, düymə açarının yerini qeyd edin. Arduino üzərindəki iki sancaq (asanlıqla) fasilə olaraq konfiqurasiya edilə bilər və düymə açarı onlardan birinə qoşulmalıdır. Aşağıdakı şəkil MIC2981 çipi olmadan. Parçanı əldə edəndə bir şəkil yükləyəcəyəm və çörək taxtasını buna uyğun olaraq dəyişdirəcəyəm.

Addım 12: LED matrisinin sınanması

Yəqin ki, test etməyi düşünmək üçün oyunda gecdir, amma çox gec olduğundan daha yaxşıdır. LED matrisini çətirə quraşdırmadan əvvəl (növbəti addım), matrisi Arduinoya bağlayın və aşağıda göstərilən test kodunu işlədin. Kod yalnız hər bir LED -dən keçir və sınayır. Hər hansı bir əlaqə pisdirsə və ya LED -lər qırılıbsa, hər şey əlçatan olarkən düzəldin.

Hansı pinin hansı satıra və ya sütuna uyğun olduğunu təyin etmək vaxtıdır. Pim başlıqları hazırlayarkən diqqətli olsaydınız, artıq bilirsiniz. Əks təqdirdə, animasiyanı yavaşlataraq və hansı pinin hansı sətir və ya sütunu idarə etdiyini təyin edərək bunu anlamalı olacaqsınız. Pin nömrələrini düzgün qaydada ehtiva edən kodda bir sıra qurdunuz.

Addım 13: Çətirdə LED -lərin yığılması

LED matrisi tamamlandıqda və pin başlıqları və rezistorlar yerindədirsə, montajı başa çatdırmağın vaxtıdır. LED matrisi şemsiye parçası ilə qabırğa arasına yerləşdirilməlidir. Bir çətir toxuması qabırğa üzərində uzanır və adətən hər bir qabırğa üçün bir yerdə tikilir. Bütün LED matrisi qabırğa və parça arasında sürüşmədən əvvəl bu kəsilməlidir. LED matrisini yerləşdirdikdən sonra kəsdiklərinizi yenidən tikin. Bu, matrisi çətirə bağlayacaq. LEDləri çıxarmaq istədiyinizi düşünürsünüzsə yenidən tikməyin. Niyə olduğunu təsəvvür edə bilmirəm.

Bu çox vaxt aparan bir prosesdir. LED açarlarını hələ isti yapışdırmadınızsa, indi edin. Əks təqdirdə, quraşdırma zamanı bir neçə LED -i qıracaqsınız. İki stulun arasına asılmış bir süpürgə çubuğundan asılan çətirlə işlədim (şəkil yoxdur:-). Çətir cazibə qüvvəsi ilə açıq tutuldu və parça möhkəm uzanmadı. Ətrafda hərəkət edə bilərdim. Kaburqalardan birinin altına tam bir sütunu sürüşdürərək başlayın. Növbəti sütunu irəliləyin. Təkrarlamaq. Yorucu bir prosesdir. Nəhayət LEDləri yerləşdirdiyiniz zaman, qabırğaların istilik büzücü borular üzərində dayandığından əmin olun. Bu, aşınma ehtimalını minimuma endirəcəkdir. Çətir gözəl bağlanmayacaq. Düşünürəm ki, bunu əvvəlcədən qeyd etməliydim. Hələ bunu etməsəm də, LED -lərin ətrafında bir neçə döngə tikəcəyəm və onları yerində saxlamaq üçün parçanın tikişinə tikəcəyəm. Panellərin dikişlərinə diqqətlə baxın və tikə biləcəyiniz bir az material görəcəksiniz.