Светодиодная матрица нестандартного размера своими руками

Проект за пару дней: большой дисплей из светодиодных лент

Полгода назад мы дополнили наш почти традиционный офисный каток 7,6 тыс. светодиодами, чтобы транслировать изображения и видео прямо на поверхность льда. На гиктаймсе был опубликован пост, в котором рассказывалось о том, что подо льдом скрывается самый настоящий гигантский дисплей разрешением 120х63 «пикселей», на который можно выводить достаточно сложные и яркие изображения.

Часто нам задавали вопрос: можно ли своими руками сделать нечто подобное дома? Можно, почему нет? Про лед был подробный рассказ (вот история о первом катке — захватывающее чтиво в июльскую жару), а вот о способах превращения светодиодов в большой дисплей практически не упоминали. Так как наши мейкеры люди занятые и предпочитают говорить о чем-то новом, а не пережевывать прошлое, публикация этой статьи откладывалась снова и снова. В конечном счете мы решили перевести для вас понятный и наглядный туториал, после которого можно будет взять и повесить дисплей себе на стену.

Итак, выдохните, все будет просто. Бóльшая часть времени уйдет на сборку — придется немного покорпеть над соединением лент друг с другом. Они должны быть спаяны в последовательную цепь на задней стороне панели. Для рассеивания света защитное стекло будет матированным.

Главный вопрос проекта — какое ПО использовать? Здесь все зависит от ваших потребностей: мы начнем с демокода и указателей, а в одной из следующих статей рассмотрим, как выводить на дисплей уведомления и котировки акций.

Что нам понадобится

  • 10 м светодиодной ленты (продается в катушках по 5 м). Я использовал дешевый вариант — WS2812B. Если же вам хочется получить более высокое разрешение дисплея, можете приобрести ленту с плотностью 60 светодиодов/метр;
  • блок питания на 5 В и 10 А. Я использовал модель, у которой входное питание до 240 В подается на винтовые зажимы. Если вам нужно сделать дисплей более безопасным, выберите полностью закрытый блок питания; ;
  • большое количество отрезков толстого провода. Я отрезал пучок от старого компьютерного блока питания;
  • фоторамка 50х50 см;
  • матирующий спрей и белая краска.

Также вам понадобятся инструменты:

  • паяльник с припоем;
  • клеевой пистолет;
  • нож или ножницы;
  • инструмент для снятия изоляции.

Расчеты

Если вы приобрели рамку 50х50 см и такие же светодиодные ленты, как у меня, то сможете уместить в дисплей 15 отрезков по 15 светодиодов. Но ничто не мешает использовать рамку другого размера. Расстояние между светодиодами — около 30 мм, таким образом на один пиксель приходится примерно 30 мм 2 . Это наш 1DPI. Ну да, разрешение не как у Retina.

Рассчитайте, сколько отрезков ленты вам понадобится, и расчертите направляющие с обратной стороны панели. Семь раз проверьте, один раз отрежьте: у меня ленты немного различаются, потому что когда я начал их приклеивать, то обнаружил, что могу вместить только 14 отрезков по 15 светодиодов. Но это не страшно — в приложении можно легко настроить разное количество рядов пикселей и их длину. Отрежьте куски, подходящие для вашей рамки. К сожалению, я обнаружил, что у меня 15-е светодиоды в отрезках приходятся как раз на то место, где нужно припаивать соединительные провода. Поэтому пришлось их выпаивать.

Матирование стекла

Для лучшего рассеивания света я решил нанести на обе стороны стекла матирующий спрей. Делать это лучше на улице или на балконе, так как спрей вреден для здоровья. Наносить его необходимо как можно более равномерно. После высыхания матирование получается очень устойчивым, но изначально необходимо добиться равномерного покрытия без каких-либо царапин.

Читайте также:
Особенности крепления мауэрлата на газобетон без армопояса

Также задуйте белой краской панель, которая будет видна сквозь стекло. Отрежьте один из углов — здесь пройдут провода.

Крепление светодиодных лент

Для приклеивания лент к панели используйте суперклей. Я пробовал двусторонний скотч, но через несколько недель он отвалился. Клеевой пистолет еще хуже, ведь обе поверхности — панель и обратная сторона ленты — гладкие и не имеют пор. Если вы приобрели светодиодные ленты в резиновом корпусе, то не сильно переживайте относительно точности размещения — их можно свободно двигать.

Помните, что сигнал будет проходить через всю цепь, и у каждой ленты есть направление передачи сигнала. Ленты нужно размещать так: у одной стрелка (направление сигнала) указывает направо, у следующей — налево, потом опять направо и т.д. То есть сигнал по дисплею будет идти «змейкой». Проверьте еще раз правильность размещения лент, прежде чем клеить их!

Пайка

Для соединения лент требуется по три провода разной длины. Внутреннюю пару контактов соединяем самым коротким проводом (на фото — красный), для средней пары берем провод подлиннее, а к внешним контактам припаиваем самый длинный. В зависимости от того, какие ленты в данный момент соединяются, внутренние контакты будут либо питанием (+5V), либо заземлением (GND).

Прежде чем припаивать провода, залудите их и сами контакты на лентах. На это уйдет больше всего времени, но это крайне важный момент. Не торопитесь, дважды проверьте правильность соединяемых контактов!

Фиксация лент

После возни с подключением проводов вы можете обнаружить, что первая лента сдвинулась. Эту проблему я решил следующим образом: просверлил два маленьких отверстия и зафиксировал ленту стяжкой. Если у вас не было под рукой достаточно сильного клея, то таким образом можно дополнительно зафиксировать все ленты с обоих концов.

Проверка подключения

Шестой пин Arduino используется для передачи управляющего сигнала; напряжение питания должно подаваться напрямую от блока питания. Подключите заземление между лентами, Arduino и блоком питания. Не пытайтесь запитать ленты от Arduino, а также не подключайте блок питания к Arduino при подключенном USB (когда будет загружаться код для тестирования).

Скачайте и добавьте в соответствующую папку библиотеку AdafruitNeoPixel, затем запустите Arduino. Протестируйте подключение с помощью следующего кода, указав в первом параметре количество светодиодов (в нашем примере — 60):

Adafruit_NeoPixel strip =Adafruit_NeoPixel(60, PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Если анимация остановится на каком-то ряду, сразу отключите всю конструкцию и проверьте подключение. Возможные причины сбоя:

  • неправильное направление ленты;
  • вы спутали контакты при соединении лент;
  • вы припаяли +5V к GND.

Помещаем в рамку

Поскольку рамка не была рассчитана на такую глубину размещения панели, мне пришлось сначала зафиксировать стекло клеевым пистолетом, а затем по периметру вставить резиновый уплотнитель, работающий буфером между стеклом и панелью со светодиодами. После завершающего тестирования помещаем панель в рамку и фиксируем ее клеевым пистолетом. В углу можно проделать небольшое отверстие для вывода проводов. Все, техническая сторона проекта завершена.

Читайте также:
Разновидности термостойкого провода

Можете еще подумать над тем, возможно ли спрятать в рамке еще и блок питания с Arduino. А пока переходим к настройке ПО.

Glediator

Программа Glediator компании SolderLab.de очень хорошо подходит для анимирования светодиодных матриц на вечеринках или в ночных клубах. Она способна управлять матрицей, состоящей из 512 светодиодов WS2812/NeoPixels, формируя до 24 кадров/сек — этого вполне достаточно для нашего дисплея, можно даже выводить на него простенькие анимационные гифы. Микшер позволит делать плавные переходы между анимациями.

Для работы с Glediator установите на Arduino UNO прошивку, и проверьте, чтобы сигнальный кабель был подключен к пину 6. Не забудьте прописать в переменной количество используемых вами светодиодов.

Запустите Glediator, откройте свойства и измените размер матрицы и режим вывода. Настройте порядок пикселей, если у вас используется другая схема, но по этому шагу мало документации, поэтому придется действовать методом проб и ошибок. Если изображение на дисплее отличается от задуманного, попробуйте поиграть с настройками. У меня работал порядок пикселей HS_BL — подозреваю, что это означает «horizontalsnake, startingbottomleft» (горизонтальная змейка, начало слева внизу).

Glediator — профессиональное приложение, не будем пока изучать его интерфейс и возможности. Загрузите в левое и правое окна разные анимации, затем двигайте микшер между ними. Или используйте готовый плейлист, который показан в видеоролике.

Библиотеки Adafruit NeoMatrix и Adafruit GFX

Компания Adafruit создала очень полезную библиотеку для работы со светодиодными матрицами. Сначала она называлась Adafruit GFX, и изначально предназначалась для TFT- и LCD-дисплеев. Затем появилась модификация NeoMatrix, позволяющая полноценно работать с матрицами NeoPixel. Она имеет огромное количество простых в использовании функций по выводу текста или растровой спрайтовой графики.

Если вы в точности повторили мой проект, то можете воспользоваться этим кодом. Самая важная часть:

С первыми строками все понятно. В последних трех описывается схема матрицы: в данном случае первый пиксель находится слева внизу (bottomleft), пиксели расположены рядами (rows), соединенными зигзагообразно (zigzag). Если вы сделали иначе, то обратитесь к документации библиотеки.

Я задал в коде несколько спрайтов — смайлы. Вы можете создать собственные с помощью Java-приложения Img2Code, лежащего в папке библиотеки GFX.

В будущем мы рассмотрим использование библиотеки для вывода полезной информации вроде котировок акций или ленты Twitter, а пока предлагаю вам самостоятельно поиграть с кодом и загрузить собственные изображения.

На этом все. Вы создали большой дисплей из светодиодных лент. Теперь нужно придумать, как его использовать. Из оставшихся светодиодов можете создать лампу в виде облачка.

Светодиодная матрица 24×6

После того, как я изготовил матрицу 8х10, ко мне обратилось множество людей с просьбой создать матрицу большего размера, а также обеспечить запись данных в матрицу с помощью ПК. Поэтому в один прекрасный день я собрал светодиоды, которые остались после изготовления светодиодного куба, и решил все-таки сделать матрицу большего размера с учетом требований, о которых меня просили коллеги.

Ну, и чего же вы ждете? Берите светодиоды и паяльник, потому, что мы сейчас вместе будет делать светодиодную матрицу 24х6!

Шаг 1: Сбор всего необходимого

Для данного проекта вам потребуется базовый набор инструментов: паяльник, припой, щипцы, немного проволоки, кусачки, инструмент для снятия изоляции провода, а также приспособления для демонтажа, если они вам необходимы.

Читайте также:
Размеры стеклоблоков для окон

Для изготовления матрицы необходимо:
1. 144 светодиода
2. 24 резистора (номинал определяется по типу светодиодов, в моем случае 91 Ом)
3. Десятичный счетчик 4017
4. 6 резисторов номиналом 1 кОм
5. 6 транзисторов 2N3904
6. Длинная макетная плата
7. Arduino
8. 3 x 74HC595 регистра сдвига
10. Несколько штыревых разъемов

Шаг 2: Как это работает?

Идея работы светодиодной матрицы заключается в следующем: обычно информация разбивается на небольшие части, которые затем передаются одна за другой. Таким способом вы может сэкономить множество выводов на Arduino и сделать вашу программу достаточно простой.

Теперь пришло время задействовать 3 сдвиговых регистра, которые умножают несколько выходов и позволяют сэкономить множество выводов arduino.

Каждый сдвиговый регистр имеет 8 выходов и вам нужно только 3 вывода arduino для контроля почти неограниченного числа сдвиговых регистров.

Мы также будем использовать десятичный счетчик 4017 для сканирования рядов. С помощью него можно сканировать до 10 рядов, поскольку у вас есть только 10 выходов, однако для контроля их необходимо всего лишь 2 вывода.

4017 – это очень полезная микросхема. Ознакомиться с ее работой можно по сноске

Как я сказал ранее, сканирование выполняется с помощью десятичного счетчика 4017, посредством подсоединения одного ряда к земле за один раз и пересылки данных через сдвиговые резисторы в колонки.

Шаг 3: Схемное решение

Единственными элементами, которые я не указал на схеме, являются резисторы ограничения тока, поскольку их номинал зависит от типа используемых светодиодов. Поэтому их величину вам необходимо вычислить самостоятельно.

Для расчета величин 24 резисторов перейдите по следующей ссылке: LED-калькулятор.

Сначала необходимо посмотреть спецификацию светодиодов, чтобы узнать прямое напряжение и прямой ток. Эту информацию можно узнать у продавца. Схема работает от напряжения 5В. Следовательно, вам необходим источник питания напряжением 5В.

Загрузите оригинальный файл, чтобы более подробно изучить схему (нажмите на схему для увеличения изображения).

Я также добавил макет печатной платы управления. Данный макет изготовлен благодаря инструментальному средству Willard 2.0.

Шаг 4: Пайка светодиодов

Пайка 144 светодиодов для создания матрицы может оказать трудной задачей, если вы не знаете наверняка, как это сделать.

Последний раз я паял матрицу, используя много проволочных джамперов, которые очень тяжело припаивались. Поэтому в этот раз я более творчески подошел к данной проблеме.

Вам необходимо согнуть вниз положительный вывод светодиода по направлению к другим выводам и сделать ряд, затем отрезать неиспользуемую часть вывода, и попытаться сделать эти соединения низкими, насколько это возможно. Далее аналогично выполнить эту процедуру для всех положительных выводов.

Теперь отрицательные выводы соединены в колонку и их пайка затруднена из-за положительного ряда на их пути. Поэтому вам необходимо согнуть отрицательный вывод на 90 градусов, затем сделать мостик над положительным рядом к следующему отрицательному выводу и так далее для остальных светодиодов.

Я не стану объяснять, как припаивать сдвиговые регистры и остальные компоненты, поскольку у каждого есть свой стиль и методы работы.

Шаг 5: Программирование матрицы

Вот мы и подошли к последнему этапу нашего проекта – программированию матрицы.

До этого я уже написал две программы, которые имеют много общего.

Я добавил программу, которая получает слово или предложение от последовательного монитора IDE arduino и отображает его на матрице. Код программы достаточно простой и не претендует на лучший в мире, но он действительно работает. Вы можете написать свой код или изменить мой на свое усмотрение.

Читайте также:
Самоделки из болгарки своими руками

Я приложил файл в формате excel, чтобы вы смогли создать свои собственные знаки и символы.

Вот как это работает:

Создайте требуемый символ пиксель за пикселем (не беспокойтесь, это очень легко) и скопируйте выходную строку следующим образом – #define

В дальнейшем я планирую добавить код для анимации, когда у меня появится больше времени.

Шаг 6: Устройство готово!

Поздравляю! Вы самостоятельно сделали матрицу a 24×6 и теперь можете оперативно выводить на нее все, что вам нужно.

Теперь вы можете протестировать матрицу, придумать новые программы или улучшить интерфейс.

Светодиодная матрица 24×6

После того, как я изготовил матрицу 8х10, ко мне обратилось множество людей с просьбой создать матрицу большего размера, а также обеспечить запись данных в матрицу с помощью ПК. Поэтому в один прекрасный день я собрал светодиоды, которые остались после изготовления светодиодного куба, и решил все-таки сделать матрицу большего размера с учетом требований, о которых меня просили коллеги.

Ну, и чего же вы ждете? Берите светодиоды и паяльник, потому, что мы сейчас вместе будет делать светодиодную матрицу 24х6!

Проверка и разработка схемы подключения LED матрицы

При подключении матрицы, установленной на массивный радиатор, к сети 220 В, она засветилась, ток потребления составил около 45 мА, что соответствовало заявленной мощности продавцом. Но пульсации света с частотой 100 Гц были большими. Ведь в матрице не было электролитического конденсатора.

Для уличного освещения такой прожектор подойдет, но я планировал использовать его для освещения предметов при фотографировании, где нужен минимальный коэффициент пульсации светового потока.

Как известно, светодиоды работают от постоянного напряжения, и при подключении к переменному напряжению в электрической схеме любого драйвера на входе устанавливается выпрямительный мост.

Исходя из этого, решил попробовать запитать светодиодную матрицу постоянным напряжением. Для этого был использован драйвер на токоограничивающем конденсаторе (он был выпаян, а контактные площадки замкнуты) светодиодной лампы и конденсатор емкостью 150 мкФ на напряжение 400 В.

Испытания подтвердили правильность идеи. Матрица засветила ярким ровным светом. Проверка светового потока на мерцание показала полное его отсутствие. Осталось только все детали разместить в корпус прожектора.

В качестве мозга используем микроконтроллер Wemos mini, на борту которого есть WiFi. С его помощью мы будем управлять LED-экраном (матрицей). Их необходимо соединить.

Соединяются элементы так:

Нам понадобятся провода, они есть в комплекте со светодиодами и power bank’ом. И, конечно, паяльник.

Соединяем мозги и светодиоды.

Тоже самое делаем и с проводом, который ведет к power bank’у. Не забываем о том, что нужно уменьшить напряжение, для этого устанавливаем диод на плату. При работе с лентой в схему рекомендуется добавить резистор. Полная схема на картинке ниже.

Все, теперь осталось только подключить и оформить нашу панель.

Подключаем плату к компьютеру при помощи обычного USB-провода, скачиваем прошивку с сайта проекта, на котором размещены пошаговые инструкции для установки (ссылка в описании). Контроллер для управления матрицей светодиодов готов.

Читайте также:
Печи Ермак для бани: принцип работы, достоинства и недостатки агрегата

Устанавливаем мобильное приложение на андроид. (Скачиваем с сайта проекта, ссылка в описании)

Подключаем матрицу, подключаем питание, подключаемся к WiFi для связи с приложением. Проверяем работоспособность (на фото ниже ниже матрица светодиодов накрыта листом бумаги для лучшего восприятия света камерой).

Теперь берем адресную светодиодную ленту (такая лента может управлять каждым светодиодом в отдельности). Для маленького рюкзака идеально подойдет уже готовая матрица 16х16.

Забегая вперед, отметим, что прежде, чем закрыть матрицу тканью, лучше позаботиться о слое, который будет рассеивать свет. Идеально подойдет материал для упаковки техники.

Со светодиодами для большого рюкзака придется немножко повозиться.

В первую очередь для матрицы нужен каркас. В данном примере в качестве подложки выбрана аллюминиевая основа для потолков, её можно заменить любым подходящим материалом. Отверстия здесь не играют никакой роли. Разве что пришивать удобно.

Размер матрицы 27х27 см. Вырезаем, пришиваем в нескольких местах.

Отрезаем 16 кусочков ленты по 16 светодиодов в каждом. Вертикальные края защищаем изолентой. Наклеивать ленту будем по схеме (выбираем схему согласно прошивке и обращаем внимание на цифры в конце рядов).

Схема 1

Клеим ленту с шагом 16,6 см.

Соединяем матрицу по схеме при помощи проводов. Смотри видео-инструкцию, подбираем провода и аккуратно паяем.

В приницпе, все готово. Можно было бы остановиться на варианте с упаковочным материалом, но можно сделать квадратные пиксели как в оригинале.

Для этого делаем панель из любого подходящего материала. Отлично подойдет пенокартон. Печатаем сетку в реальном размере с сайта проекта, клеим на панель и вырезаем квадраты со стороной 12 мм.

Приклеиваем решетку с помощью клеевого пистолета. Берем лист белого пластика, чтобы рассеять свет и скрыть светодиоды. (Говорят, его можно найти у рекламщиков). Альтернатива — папка для документов.

Пришиваем ткань. ГОТОВО! Подключаем power bank.

С качеством и составом верхней ткани можно поиграть для лучшего эффекта.

Ссылка на видео-инструкцию: youtube.com

Всегда найдутся те, кто отметит, что такой рюкзак за 4000 рублей можно и в интернете поискать, цены падают. Но продают ли Вам рюкзак вместе с технологией?

Можно ли применить её к другим видам аксессуаров или, например, использовать в одежде для праздников?

:: КАК СДЕЛАТЬ МАТРИЦУ ИЗ СВЕТОДИОДОВ ::

Светодиодные дисплеи-матрицы 8х8 бывают различных размеров и с ними интересно работать. Большие промышленные сборки имеют размер около 60 х 60 мм. Однако, если вы ищете намного большие LED матрицы, их найти трудно.

В этом проекте мы будем строить реально большую светодиодную матрицу LED дисплея, который составлен из нескольких крупных 8х8 светодиодных модулей, последовательно соединенных друг с другом. Каждый из этих модулей по размеру около 144 х 144 мм.

Особенность этого дисплея заключается в том, что при необходимости можно смотреть на фон позади него. Это дает свободу в творческом использовании этих дисплеев, например размещение их спереди от стеклянных панелей, чтоб была возможность увидеть происходящее позади дисплея.

Для этого проекта мы будем использовать 10 мм светодиоды. Вы можете использовать и другие размеры. Обычно доступны размеры 3 мм, 5 мм, 8 мм, и 10 мм.

Хотя дисплей не предназначен для работы с любым микроконтроллером, мы будем использовать популярные платы Arduino и подключать его через SPI используя только 3 сигнальных провода.

Читайте также:
Радиозвонок для квартиры и частного дома: выбор проводных и беспроводных звонков

Чтобы построить этот проект, требуются базовые знания электроники и пайки компонентов, а также некоторые знания по использованию Arduino. Прошивка есть тут.

Здесь нужно спаять светодиоды вместе, используя длинные ножки светодиодов. Вы можете использовать любой размер и цвет LED, но длина ноги (более 23 мм) должна быть достаточной, чтобы согнуть и спаять их между собой. Светодиоды расположены в виде матрицы 8х8, где катоды спаяны между собой для строк, а для столбцов – аноды.

Драйвер MAX7219 управляет динамической индикацией светодиодной матрицы. При проектировании, каждая светодиодная матрица 8х8 будет опираться на схему, используя следующие компоненты:

  • 1 х MAX7219
  • 1 х 10 мкф 16В электролитический конденсатор
  • 1 х 0.1 UF керамический конденсатор
  • 1 х 12 кОм резистор (0,25 ВТ)
  • 1 х 24-контактное гнездо DIP IC

Обратите внимание, что вам может понадобиться выбрать другое значение резистора для работы с LED, что будете использовать. Этот резистор ограничивает максимальный ток на MAX7219, который на выходе будет подаваться на светодиоды.

А это видео показывает наглядно, как происходит монтаж светодиодной матрицы, электронной платы управления и простой тест, чтобы запустить её с помощью популярной платы Ардуино UNO/Nano.

Поделитесь полезными схемами

Делаем небольшой ФМ передатчик для прослушки – радиожук. Сегодня представлю вашему вниманию конструкцию очень простого радиожука для повторения. Жучок не содержит дефицитные детали и может быть повторен даже начинающим радиолюбителем. Он имеет маленький размер и питается от литиевой таблетки с напряжением 3 вольт.

Принципиальная схема микроконтроллерного дозиметра с LCD, на базе счётчика Гейгера СБМ-20 и PIC16F684.

Принципиальная схема и фотографии самодельных часов с будильником, выполненных на микроконтроллере PIC16F628.

Отличные знания спортивных игр и событий могут значительно улучшить финансовое положение. Для этого существуют букмекерские конторы, где можно воспользоваться опытом прогнозирования в спорте и заработать.

Очередной шилд. Светодиодная матрица 8х8. (Сага в 3-х частях). Часть 1 (Теоретическая)

Небольшое вступление.
Давно было желание изготовить светодиодную матрицу, а еще больше поиграться с написанием скетчей для ее оживления. И вот наконец-то дошли руки. (Самое удивительное, что плату сделал достаточно быстро, а вот написание программы и оформление статьи — самое времязатратное дело).

Итак, попробуем сделать светодиодную матрицу, размером 8х8. Причем, для удешевления конструкции, возьмем не готовую платформу, а 64 светодиода. (Не поверите, по деньгам выходит почти в три раза дешевле. Конечно, с запайкой придется повозиться, но эти трудности меня не остановили).
Возможно, я немного перестарался в написании, но очень хотелось рассказать все досконально. Как часто пишут в инете: “феерическая расстановка точек над. ” По традиции, разобью статью на три части: «Теория», «HARD» и «SOFT» :)

Итак, часть первая, «Теоретическая».
Кому все давно известно и понятно, смело можем пропускать :)
Что такое светодиодная матрица?

Логично предположить, что светодиодная матрица состоит из светодиодов.
Светодиод (LED англ. Light Emmiting Diode) это Свето Излучающий Диод. И ни как не лампочка. А так как это диод, то он, (кроме того, что может излучать свет) является полупроводниковым прибором.
Светодиоды могут быть различных цветов, размеров, форм, мощностей и т.д. (Погуглите на эту тему самостоятельно).

Самыми ходовыми (у Ардуинщиков) являются круглые, 3-х (реже 5-ти) миллиметровые, с диффузионной (рассеивающей) линзой, стандартные.

Читайте также:
Плитка под бетон в интерьере

Важной характеристикой светодиода является зависимость падения напряжения от тока при прямом и обратном включениях. По графику (смотри ниже) можно определить, что каждому значению тока соответствует свое падение напряжения на светодиоде. Чем выше значение тока, тем выше падение напряжения (и тем выше яркость).

Полярность: светодиод в одну сторону не проводит ток, а в другую проводит и при этом светится. Поэтому, если перепутать полярность — светодиод не будет светится, но при этом не перегорит.
Напряжение пробоя: Если при неправильно включенном светодиоде увеличить обратное напряжение больше допустимого светодиод сгорит. Обычно около — 5 вольт.
Рабочий ток: Светодиод, когда светится, имеет максимально допустимый прямой ток (If), если этот ток больше допустимого — светодиод сгорит. Максимальный ток светодиода зависит от его модели.

! ВАЖНО!
Светодиод нельзя напрямую подключать к источнику напряжения.

Ниже способы подключения и пример расчета токоограничивающего резистора:

Немного поясню. В расчетах мы используем закон Ома :) I=U/R.
Кому лень считать и лазить по справочникам, советую воспользоваться ON-Line калькулятором .
Там, кстати, вы найдете и более точные параметры для разных светодиодов.

Общее между светодиодом и лампочкой только то, что они излучают свет, больше сходств нет:)

Очень хорошо описано все, что касается светодиодов тут . Рекомендую ознакомиться, ну а кому лень читать, скажу по простому:

* У светодиода два вывода: Анод (длинная ножка) и Катод (короткая ножка).
* Если через светодиод пропустить ток в прямом направлении (+ к Аноду, а минус — к Катоду) — то он будет светиться.
* Для нормальной работы светодиода, протекающий через него ток должен быть, как правило, от 3 до 20 мА.

Теперь будем плавно переходить к вопросу объединения светодиодов в нечто БОЛЬШЕЕ и, самое главное, управлению этим «объединением».

Дальше по тексту, для простоты понимания, пока забудем про токи, резисторы и т.п. Будем считать, что все это у нас уже обеспечено.

Ага, значит два провода на один светодиод…
Хм, а если у нас 4 светодиода — понадобиться 8 проводов, для 16 — 32. Не, так не годится. Попробуем немного сэкономить на выводах. В первом приближении, мы запросто можем все катоды объединить и посадить на землю

Подаем на вывод №1 положительный потенциал — загорается первый светодиод ну и т.д.

Тот же принцип, но несколько строк :)

Вроде все хорошо. Мы в такой схеме можем независимо управлять каждым светодиодом и зажигать их в нужной нам комбинации. Это, так называемый, режим статической индикации. Но есть тут и ложка дегтя… В такой схеме соединения, мы имеем для 9 светодиодов — 9 управляющих линий. А для 64 светодиодов — соответственно 64 вывода. Короче, сколько светодиодов, столько и управляющих сигналов. Довольно расточительно…

Ужимаемся еще.
И тут на сцене появляется динамическая индикация.
Динамическая индикация – это метод отображения целостной картины через быстрое последовательное отображение отдельных элементов этой картины. Причем, «целостность» восприятия получается благодаря инерционности человеческого зрения. (На этом принципе, как вы догадываетесь, построено кино и телевидение :)).

В светодиодной матрице светодиоды соединены между собой следующим образом:

Получается по схеме, что светодиоды собраны в строки и столбцы. Если подать «1» в столбец (т.е., подать нужное напряжение), а одну (или несколько) строк соединить с землей, то загорятся светодиоды на пересечении этих строк и столбца.
Пару примеров, поясняющих данный принцип:

Читайте также:
Ремонт и улучшение балкона

Я выбрал для реализации самый удобный вариант матрицы — 8х8 (не буду объяснять почему… Но дам подсказку: 1 байт=8 бит).

А как выводить нужное изображение на такую матрицу?
Ответ: построчно. (Ну или по столбцам)

Напомню, что в один момент времени будут гореть нужные светодиоды только одной строки. И получается, что при высоких частотах, человеческий глаз не способен разглядеть эти переключения, и кажется что картинка горит постоянно. (кстати, в интернете рекомендуется не использовать частоты кратные 50Гц).

Рассмотрим, вывод на матрицу изображения буквы «А»

Условимся, что за активность («притянутость к земле») строки у нас отвечает регистр “ROW REGISTER“, а за нужные (для текущей строки) колонки “COLUMN REGISTER“.
Весь вывод картинки будет состоять из восьми шагов. На каждом шаге к земле будет подключена только одна строка.

Думаю, что последняя картинка очень хорошо объясняет весь процесс. Как мне показалось, добавить словами тут и нечего. Пора переходить к вопросу воплащения задуманного в жизнь.

Светодиодная матрица со светодиодами 5мм 8 на 8 красного цвета с общим анодом. Делаем цифровые часы со своими знаменательными датами. Много текста фотографий. ОСТОРОЖНО ТРАФИК!

Продолжая тему самодельных цифровых часов на светодиодных матрицах, хочу предложить обзор на светодиодные матрицы с диаметром пятна 5мм, размером 60 на 60мм, красного цвета. В обзоре ссылки на проект самих часов. Что из этого получилось. Видео после года эксплуатации.
Кому интересно — добро пожаловать под кат.

Я уже делал обзоры на мои попытки сделать себе светодиодные часы или вот ещё
Копая эту тему, я наткнулся на интересный для себя проект Часы Super Clock
Этот проект с 2014 года, получил своё дальнейшее развитие, но, об этом ниже, а пока об обозреваемом товаре
Итак, сейчас этого товара уже нет, похожий товар недорого можно купить например тут, и цена в 72 рубля за штуку — практически даром, а мне год назад повезло получить матрицу за 43 рубля с доставкой, причём все матрицы рабочие, претензий к товару, продавцу, упаковке, доставки — нет.

Заказ был сделан 11.10.2016, а 17.10.2016 был отправлен. Продавец предоставил трек номер, который отслеживался всё время поставки, 09.11.2016 посылку я получил у себя в ПО, в результате, всё стандартно, — около месяца, что для нашей местности нормально.

Товар пришёл в аккуратной, небольшой коробке, размером 80 на 90 на 130мм

Внутри в пять рядов, попарно, с прокладками из вспененного полиэтилена — лежали 10 матриц

С обратной стороны контактная группа, для целостности которой и применяется вспененный полиэтилен, он-же при пересылке, использовался как мягкая прокладка меж матрицами и удерживающий он смещения фактор

Поверх матрицы наклеена защитная плёнка

На боковой стороне панели надпись 2088BS

Даташита на эту матрицу я не нашёл
Есть на 23881 или например вот:

Из маркировки
23 — 2,3″ — размер в дюймах
88 — количество в рядах и столбцах
1 — цвет поля (чёрный), цвет подложки светодиода (белый)
B — с общим анодом
S — яркий красный, напряжение питания 1,8V номинал 2,2V максимум, яркость 15-20mcd

Читайте также:
Оборудование для монтажа мембранной кровли

Вообще, на картинке продавца матрица без центрирующих выступов по бокам и с чёрным цветом этих самых боков. А пришли матрицы иные. Об этом указывалось на странице продавца в отзывах покупателей, уже купивших этот товар. По этому для меня это не стало открытием (неожиданностью), но цена покрыла все недовольства по этому поводу
А бока я просто закрасил маркером в два слоя и не парился лишним
В остальном, упаковка отличная, товар годный, доставка — норм, цена низкая (была).

Итак, для чего (под что) эти матрицы брались
Я уже выше давал ссылку на этот проект, дам ссылку на его форум
Чем именно мне понравился именно этот проект?
Ну во первых — прикольная анимация отражения информации
Изначально это был проект на 16меге на 3 сдвиговых регистрах 74HC595, часами DS1307, с возможностью загрузки бегущей строки через Bluetooth модуль HC-05, или через преобразователь USB-USART FT232RL. А так-же управление жестами (переключение меж режимами). Будильники и прочая с выложенными исходниками, в полном объёме, с комментариями в исходниках на русском языке, а так-же полностью разжёванными комментариями автора в форуме.
Во вторых, в часы занесены памятные даты, которые можно при желании редактировать и добавлять свои.
Позже проект перевели на 32 мегу и тут понеслось…
Обратный отсчёт на Новый год
Почасовая кукушка
Перешли на часы DS3231
Добавили:
Датчик давления с построением графика давления за сутки (удобно для кратковременного прогноза погоды)
Датчик влажности
Несколько беспроводных выносных датчиков температуры со связью по Bluetooth
Была написана программа для смартфонов на андроиде и для компьютера для связи с часами по Bluetooth, с возможностью отправлять настройки, коррекции, отправлять бегущую строку, настройки будильников, выгрузка из часов графиков температур, влажности, давления за сутки
Возможность изменять шрифт (три варианта шрифтов в прошивке), символов и прочая
И всё это в исходниках разжёвано автором комментариями на русском языке, для всех желающих, кто очень хочет, — СВОИ! часы, но кто, при этом, ни разу не программист (от слова совсем!)
Вот чем привлёк к себе этот проект в отличии от других
А ещё, что хотелось-бы сказать про автора этого проекта — так это про поддержку в форуме.
Человек не обламывается и реально помогает при возникновении проблем и вопросах. По этому его проект, на мой взгляд, по истине можно признать «народным». (ИМХО)

Итак, вообще матрицы оказались не те, которые мне были нужны для этих часов
Для этих часов необходимы матрицы с ОБЩИМ КАТОДОМ
Т.е. с буквой A в маркировке (маркировка должна была выглядеть как 2088AS)
Вообще, понятие с ОБЩИМ КАТОДОМ (ОК) или с ОБЩИМ АНОДОМ (ОА) — весьма условно
И в той и в другой матрице. везде, и аноды и катоды соединены в строках и столбцах — одинаково
Единственно в чём разница, это на какие выводы идут аноды и катоды
Принято считать, что как матрица соединена в строках — так она и называется — общий катод в строке, значит ОК, если общий анод в строке — значит ОА
Так вроде интуитивно правильно получается
А вот как их классифицируют китайцы — одному богу известно и бывает очень по разному
Пользователь dt_andrew например, на радиокоте, предлагает так:

Понятие ОА, ОК для матриц — НЕ ПРИМЕНИМО, это вызывает массу не понимания и путаницу
для себя я решил так

Матрица
на выводах (16, 15, 11, 6, 10, 4, 3, 13) которой АНОДЫ светодиодов
и на выводах (5, 2, 7, 1, 12, 8, 14, 9) КАТОДЫ светодиодов = СЧИТАЕМ MARTIX_TYPE_0

Читайте также:
Разновидности термостойкого провода

Матрица
на выводах (16, 15, 11, 6, 10, 4, 3, 13) которой КАТОДЫ светодиодов
и на выводах (5, 2, 7, 1, 12, 8, 14, 9) АНОДЫ светодиодов = СЧИТАЕМ MARTIX_TYPE_1

Так вот, для этого проекта удобнее матрицы с подключением выводов (16, 15, 11, 6, 10, 4, 3, 13) к анодам светодиодов матрицы, а выводы (5, 2, 7, 1, 12, 8, 14, 9) к катодам. или MARTIX_TYPE_0 по классификации dt_andrew
В этом случае контакты матриц, будут располагаться вдоль платы — что удобнее в монтаже платы
И разные версии плат, под такие матрицы, изобилуют на форуме в выше озвученной теме.
А вот плат под матрицы с ОА или MARTIX_TYPE_1, то бишь с маркировкой как на моих 2088BS — таких плат не было
Пришлось рисовать свою (впрочем, для меня это не проблема)
Хотя вот например SergeyK предложил просто сделать плату-переходник
То-же выход
Но для меня, ещё одна плата в бутерброд часов — не лучший выход (ИМХО)
Уж пусть будет чуть больше переходов, но, на одной плате
Получилась вот такая плата

Я нарисовал корпус матрицы, разместил, согласно даташита, контакты, добавил переходные контакты, чтоб легче было потом распаивать сами матрицы с противоположной стороны, промаркировал контакты, чтоб легче было потом рисовать, скопировал и размножил до трёх штук, совместил и выставил их, относительно друг друга — это и определило размер платы
Дальше — дело техники
Файл в Sprint-Layout.6, кому интересно, можно скачать тут
Включить заполнение металлизацией свободных участков платы — она выполняет функцию проводника массы (земли)
Схема тут
Получился приблизительно вот такой вариант:

Матрицы своими контактами припаяны к плате, за счёт чего и держатся
На плате распаяны все компоненты
В качестве корпуса используются два куска оргстекла
Сама плата через 4 стойки с внутренней резьбой М4, взятые от крепежа ручек межкомнатных дверей, крепится к задней пластине «корпуса»
И через ещё 4 таких-же стоек, длиной больше на размер толщины матриц, задняя пластина крепится к передней пластине так-же винтами впотай
Кнопки выполнены старыми, убитыми, светодиодами яркого свечения диаметром 5 мм (вполне достойное применение) — приклеены секундным клеем до рабочего органа кнопки
В качестве Б/П используется Б/П от телефонной зарядки со штатным разъёмом mini USB, купленный в Связном за 100 рублей
На этом про матрицы всё.
На фото отсутствуют: датчик давления, датчик влажности, модуль Bluetooth
О них позже
Расскажу как я загнал в список знаменательных дат — свои даты
И более подробно об этих часах, думаю будет интересно
Видео работы часов сейчас:

Не стал мучить Катю, совмещая её с часами
Просто нашёл её прошлогоднее фото, выложу его тут

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строительный
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: