Светодиодное табло способно украсить дизайн и сделать рекламу динамичной и краткой. Вывеска магазина или офиса привлечет взгляды потенциальных посетителей и даст информацию о скидках, акциях и др.
В этом видеоуроке показано, как сделать такую рекламу. Получится реальная бегущая строка, которая применяется на наружной коммерческой рекламе. Базироваться она будет на 2 матричных модулях. Также Arduino nano, держатель кроны, батарейка и переключатель. Купить все запчасти можно в этом китайском магазине.
Что нужно сделать
Соединим два светодиодных модуля термоклеем. Сзади прикрепим оставшиеся элементы. Arduino прикрепим так, чтобы можно было программировать не отрывая. Сверху приладим кнопку.
Спаяем два модуля через перемычки. А также припаяем Arduino на вход и кнопку. Изготовим крышку из уголочка своими руками.
Электронная часть
Как залить скетч на ардуино:
www.arduino.cc/en/Main/Software.
драйвер https://goo.gl/24cFBZ.
скетч https://goo.gl/hxfJnu
библиотека https://goo.gl/4GnOLq
библиотека https://goo.gl/8XaOzI
Необходимо скачать и установить две библиотеки. А можно изменить количество матриц, которые использованы. В данном случае 8 матриц, в каждой из них по 8×8 светодиодов (64 штуки). Они будут размещены, чтобы выстраивались построчно.
Полученное изделие пока не выдает строку на русском языке, но в интернете найдете советы, как настроить кириллицу.
Электронное информационное табло - дисплей. Это 85 SMD светодиодный матричный дисплей, для которого потребуется микроконтроллер Atmega88V и некоторое количество других деталей. С размерами 24 х 85 мм, питается от 3 вольтовой батарейки. Её заряда хватит очень надолго, даже когда в ней останется только 2 вольта, работа не прекратиться. После включения информационного табло, начнётся отображение бегущей строки в соответствии со сделанным выбором. В памяти возможно сохранение 4 текстов, каждый из них имеет объём в 127 символов. Следует отметить, что 128-я ячейка нужна для специального использования. Схема является подобием готовой промышленной конструкции .
Схема светодиодного табло на микроконтроллере
Назначение кнопок
- 1 - скорость отображения бегущей строки - медленнее/быстрее
- 2 - отображение текста в - негативе / позитиве
- 3 - изменение отображения размера букв - маленькие / большие
- 4 - текстовый редактор, после ввода нажмите одну из кнопок для выбора текста для редактирования. Затем, B1 - для предыдущего символа, B2 для следующего символа, B3 для перехода к следующей ячейке, после нажатия на эту кнопку предыдущий символ будет сохранен. Нет необходимости использовать все 127 символов памяти, нажмите B4 для завершения редактирования, это позволит сэкономить последний символ и вернуться в нормальный режим.
В нормальном режиме, во время отображения текста, нажатие той же кнопки приведёт к паузе, повторное нажатие будет отменой паузы. Нажатие другой кнопки, вызовет сразу плавный переход к новому тексту. Когда весь текст был отображён в полном объёме, устройство переключается на режим пониженного энергопотребления, которое составляет 1 мА. При отображении, происходит измерение напряжения батареи и программным обеспечением ведётся расчет токопотребления светодиодов, исходя их имеющегося напряжения в интервале от 2 до 3,5 вольт.
Причина в необходимости принятия данных предупредительных мер в том, что увеличение тока может привести к повреждению светодиодов. С напряжением ниже этого уровня, в 1,8 вольта, устройство может работать если используются красные 2-х вольтовые светодиоды.
На лицевой стороне печатной платы необходимо подключить 3 светодиодных строки тонким обмоточным проводом. Прошивка микроконтроллера прилагается, причём будет не лишним рассмотреть варианты её доработки с целью улучшения.
Когда ваше электронное табло заработает многие заметят, что в табличках бегущей строки, в процессе прокрутки текста появляется некоторый, еле заметный наклон букв. Суть этого эффекта в том, что видеопамять и отображение это асинхронные процессы, и если видеопамять просчитывается сверху вниз, то верхняя часть уже сдвинулась по алгоритму прокрутки куда хотелось, а снизу отображаются еще данные предыдущего такта просчета. Это нормально. Схема, п/плата, монтажная плата и т.д. - всё в архиве для скачивания .
Обсудить статью СХЕМА СВЕТОДИОДНОГО ТАБЛО
Еще одна простая конструкция для начинающих радиолюбителей - бегущая строка на таймере 555. Микросхема включена по схеме генератора прямоугольных импульсов. Частота генерируемых импульсов порядка 2-3 герц, их можно регулировать подбором электролитического конденсатора (10мкФ) и регулировкой сопротивления переменного резистора.
Рассматриваемая схема может работать в широком диапазоне питающих напряжений, генерация начинается от 5 Вольт (ниже не пробовал). Это простая и несколько раз перепроверенная схема бегущей строки может стать отличным подарком для ваших любимых. На основе трех таких схем, можно получить очень красивые зрительные эффекты. После подачи питания, микросхема (генератор) будет подавать низкочастотные импульсы на вход счетчика, тот будет считывать каждый импульс, поочередно переключая светодиоды. Можно также подключить несколько последовательно соединенных светодиодов для каждого канала. Оптимальное рабочее напряжение схемы 9-12 Вольт.
Счетчик СD4017 включен по стандартной схеме без дополнительных комплектующих компонентов. НЧ сигнал с микросхемы NE555 подается на счетчик. Счетчик имеет 10 каналов с отдельными дешифраторами. Светодиоды можно взять буквально любые, цвет и рабочее напряжение не столь важно, в моем случае были использованы полностью идентичные синие ЧИП светодиоды.
Ток потребления бегущей строки не превышает 50 мА, в редких случаях может доходить до 80. Потребление схемы в основном зависит от времени переключений светодиодов, при пониженной частоте переключений (1-3 Герц) токопотребление может быть минимальным - 20-30 мА.
Монтаж сделан на макетной плате, количество компонентов минимальное. В схеме даже не задействован вывод контроля генератора. Для ограничения напряжения светодиодов, использован резистор, но если планируется использовать последовательное соединение светодиодов (скажем 3-4шт), то резистор может быть исключен из схемы. Видео работы LED бегущей строки:
Область применения - различные автоматы световых эффектов, новогодние гирлянды, оформление витрин магазинов и рекламных стендов. Естественно в этом случае подключают более мощные светодиоды, с коммутацией их полевыми транзисторами.
Заказать готовую бегущую строку на магазин или любой другой фасад здания можно в Рекламном Агентстве «лиОни» по выгодным ценам по ссылке http://ralioni.ru/izgotovlenie-konstrukciy/beguschaya-stroka-svetodiodnaya.php , есть доставка в любой город. Рекомендую. Ака Касьян.
Обсудить статью БЕГУЩАЯ СТРОКА НА СВЕТОДИОДАХ
Собрать бегущую строку на светодиодах промышленного образца, без навыков программирования микроконтроллеров и знания протоколов обмена данными, практически нереально. Ниже представлена простая схема небольшого табло на светодиодах. Если вы не боитесь трудностей и не хотите переплачивать за готовое изделие, можно закупить базовые модули, из которых будет собрано изделие.
Но я хотел бы рассказать о нестандартном решении задачи с минимальными финансовыми вложениями – как сделать бегущую строку из светодиодов с использованием в качестве контроллера Arduino.
Принципиальная схема бегущей строки на светодиодах
Контроллер взаимодействует через специальный интерфейс с внешними устройствами ввода. Это может быть обычная клавиатура, компьютер, смартфон. На основании полученных данных формируется полная цифровая матрица изображения, которая впоследствии выводится на плату с индикаторами.
Самостоятельную сборку бегущей строки можно выполнить на модуле управления на основе Arduino и несколько светодиодных блоков на контроллере
Модуль состоит и контроллера, и блока светодиодов 8х8 элементов. Такой размер элемента минимальный для вывода символов. Дело в том, что все матричные принтеры формировали изображение на печать именно на основе такого формата.
Контроллер max7219
Контроллер max7219 представляет собой блок интерфейса обмена информацией и памяти на 64 ячейки для управления светодиодами. В памяти все данные хранится в виде двухмерного массива.
Передача информации осуществляется через SPI интерфейс. SPI — трехпроводной интерфейс для двусторонней передачи данных между устройствами. Более подробно о принципе работы этого интерфейса можно прочитать .
Для взаимодействия контроллера с платой ардуино используется лишь три канала: DIN, CS, CLK.
К стандартным разъёмам платы контроллера можно подключить до четырёх таких led модулей, создав табло 8 х 32 точки. Для увеличения количества подключаемых сегментов можно собрать простейший мультиплексор, который будет переключать управляющие сигналы на нужный модуль. Таким образом возможно выводить информацию на десятки матриц. На этом принципе построена работа всех ЖК-дисплеев.
Для облегчения передачи потока данных в ардуино есть специальная библиотека LedControlMS.
Это видео примера работы библиотеки со светодиодным дисплеем:
Более подробно об управлении матрицей при помощи микроконтроллера можно прочитать по ссылке .
Интерфейс ввода информации для последующего вывода на светодиодную матрицу
Для того что бы менять выводимый текст на своё усмотрение потребуется устройство ввода информации.
Способы передачи информации на контроллер Arduino:
- через клавиатуру с PS2 интерфейсом;
- через программную клавиатуру;
- через смартфон.
Вариантов обмена данными с платой контроллера, помимо стандартного подключения к компьютеру через ICP протокол, существует много.
В оболочку Аrduino IDE встроена библиотека для работы с PS2 клавиатурой. Можно использовать программные модули для работы со стандартной восьмикнопочной клавиатурой Аrduino. Организация ввода построена по принципу мобильных телефонов, когда на одной кнопке «подвешено» несколько символов. Подключив к плате Аrduino блютуз модуль возможно передавать тестовую информацию через смартфон.
Когда вы разберётесь с организаций бегущей строки на стандартных модулях Arduino, можно будет переходить к следующему этапу.
Ivailo Vasilev
Характеристики светодиодного матричного дисплея
- Формат матрицы 40×7 точек;
- Отображение времени, даты, внутренней и наружной температуры, текстовых сообщений;
- Автоматический переход с зимнего на летнее время и наоборот;
- Часы реального времени работают без внешнего питания более одной недели;
- Измерение температуры внутри помещения (0…+75) °С, точность ±0.5 °С;
- Измерение уличной температуры (-40…+75) °С, точность ±0.5 °С;
- Поддержка статических и динамических сообщений с различными эффектами;
- Полный набор символов кириллицы и специальных символов;
- Память для 10 сообщений, до 250 символов в каждом;
- Автоматическая регулировка яркости;
- ИК-пульт дистанционного управления для настройки сообщений;
- Напряжение питания: 12…24 В постоянного тока;
- Размер передней панели 305 × 69 мм.
Принципиальная схема
Устройство состоит из двух частей: блока управления и блока отображения. Две печатных платы соединяются друг с другом с помощью пары двухрядных разъемов и разделяются четырьмя втулками. Один из разъемов служит для передачи электрических сигналов, другой используется только как механический соединительный элемент.
Основным компонентом устройства является микроконтроллер PIC18F252 (U9). Он управляет всеми функциями и осуществляет алгоритм управления светодиодной матрицей.
Светодиоды соединены матрицей 40×7. Соединенные вместе катоды образуют столбцы матрицы, а аноды - строки. Матрица управляется динамически - строка за строкой. Светодиоды матриц переключаются специализированными микросхемами драйверов STP16CP05 (U101…U103) производства фирмы .
|
Надписи на фото |
|
|
Напряжение питания |
|
|
ИК приемник |
|
|
Датчик освещенности |
|
|
Датчики температуры |
|
|
УСТАНОВКА |
|
|
Внутренняя |
|
Каждая из этих микросхем содержит 16-битный регистр сдвига с последовательным входом и параллельным выходом, и регистр-защелку с 16 выходами. Выходы этого регистра с открытым стоком позволяют подключать нагрузку с напряжением питания до 20 В. Постоянный ток выходов варьируется от 5 до 100 мА и регулируется внешним резистором (R115…R117). Три светодиодных драйвера соединены каскадно (один за другим) и управляются микроконтроллером по интерфейсу SPI. Микроконтроллер посылает 48-разрядное слово, загружая одну строку. 40 младших разрядов представляют собой состояние светодиодов строки (1-вкл., 0-выкл.). 7 старших разрядов служат для управления анодами через 7 транзисторных ключей (VT101…VT107). 40-й бит остается неиспользованным. Микроконтроллер посылает 48-битовое слово через каждую миллисекунду.
За 7 циклов отображаются строки с первой по седьмую, затем идет 8-й дополнительный цикл, используемый для измерения температуры. Таким образом, частота обновления дисплея равна 125 Гц. Для регулировки яркости дисплея используются управляющие входы микросхем «разрешение выходов» (ОЕ). Каждый строчный цикл начинается с установки «лог. 0» на выводе OE (выходы разрешены). Длительность этого сигнала, который генерируется ШИМ модулем микроконтроллера, изменяется, в зависимости от желаемой яркости.
Необходимо отметить, что номера столбцов и строк матрицы не соотносятся с соответствующими выводами микросхем (U101…U103). Это сделано для упрощения разводки печатных плат. Биты, соответствующие определенным светодиодам, формируются на программном уровне.
Загрузить схему в формате PDF
Часы реального времени и календарь
Часы реального времени реализованы на микросхеме U10 - PCF8583 . Она содержит непосредственно часы со всеми необходимыми счетчиками и регистрами, календарь, будильник, генератор 32768 Гц и цепи интерфейса I 2 C. Ее энергопотребление является очень низким (порядка 10 мкА), а напряжение питания может находится в диапазоне 1…6 В. Такие характеристики гарантируют функционирование в течение длительного времени при использовании небольшой литиевой батарейки, или даже накопительного конденсатора. Разработанная печатная плата предусматривает оба варианта.
Типоразмер литиевой батарейки - 2032. При экспериментальной установке конденсатора емкостью 1 Ф, после отключения питания часы шли более недели. Для уменьшения прямого падения напряжения VD10, VD11 и VD12 должны быть диодами Шоттки. Подстроечный конденсатор C21 используется для установки частоты генератора 32768 Гц. Для связи по шине I 2 C используется модуль синхронного последовательного порта (MSSP) микроконтроллера PIC18F252. Модуль работает в режиме «ведущий». К той же шине может быть подключена внешняя память EEPROM (U11) для увеличения объема сохраняемых данных. В представленной версии прошивки микроконтроллера дополнительная память не требуется, поэтому устанавливать микросхему U11 не нужно.
Измерение температуры
Для измерения температуры воздуха используются датчики LM35 (U5, U6). Они откалиброваны непосредственно в градусах Цельсия. Выходной сигнал имеет коэффициент 10 мВ/°C. Напряжение питания должно быть между 4 и 30 В. Для измерений в полном диапазоне температур к выходам датчиков через резисторы R4 и R5 должно быть приложено отрицательное напряжение. Для этого нижние выводы датчиков подключаются к аналоговой земле через два диода (VD4, VD5 и VD6, VD7), которые поднимают ее потенциал примерно до 1.4 В. При таком включении датчиков напряжения источника +5 В для их питания будет недостаточно, поэтому в схему добавлен стабилизатор U1 (78L09).
Сигнал с датчика снимается между его выходом и отрицательным контактом. Напряжение между этими двумя выводами пропорционально величине температуры, а его знак (+ или -) говорит о характере температуры (выше или ниже 0 °С). Датчики подключаются к устройству трехпроводными кабелями. Программное обеспечение разработано так, чтобы измерять внутреннюю температуру с помощью U6, а внешнюю - U5.
Аналого-цифровой преобразователь
Выходы обоих датчиков LM35 подключены к микросхеме U4 - MCP3302 . Это АЦП последовательного приближения. Он обеспечивает измерения с разрешением 13 бит (12 бит плюс бит знака). MCP3302 имеет 4 аналоговых входа, которые могут быть сконфигурированы либо как 4 отдельных, либо как 2 дифференциальных. В данной схеме для преобразования биполярного напряжения от датчиков температуры LM35 используется вариант с двумя дифференциальными входами. Опорное напряжение для датчиков вырабатывает микросхема U7 - LM336 .
С помощью подстроечного резистора RP1 опорное напряжение устанавливается равным 2.55 В. Диоды VD8 и VD9 нужны для температурной компенсации. MCP3302 имеет интерфейс SPI, использующий четыре сигнальных линии. По этим линиям микроконтроллер (U9) осуществляет управление АЦП. Для повышения точности измерений аналоговая земля развязана с цифровой с помощью небольшой индуктивности (L6). Это ферритовый дроссель для поверхностного монтажа Z600 типоразмера 0805. Такие же дроссели применены для развязки питания АЦП, датчиков температуры и источника опорного напряжения (L4 и L5).
Управление яркостью
Для автоматической регулировки яркости дисплея используется интегральный датчик освещенности U8 (TSL257). Его выходное напряжение прямо пропорционально интенсивности света, попадающего на встроенный фотодиод. Это напряжение измеряется собственным АЦП микроконтроллера. От измеренного значения зависит скважность ШИМ модуля микроконтроллера, отсюда происходит изменение яркости свечения светодиодной панели. Чтобы избежать нежелательных флуктуаций яркости, программным способом вводится небольшая задержка управления ШИМ модулем.
Функции дисплея
Настройки дисплея осуществляются пользователем посредством трех кнопок S1…S3. Названия этих кнопок таковы:
- S1 - Вверх;
- S2 - Вниз;
- S3 - Установка.
Настройка часов
Для входа в режим настройки нажмите один раз кнопку «Установка». На дисплее появится надпись «Settings» . Для установки времени и даты нажмите кнопку «Вверх» или «Вниз», чтобы появилась надпись «Set time» . Опять нажмите кнопку «Установка» и дисплей покажет текущее время, где цифры часов будут мигать. Используйте кнопки «Вверх» или «Вниз» для установки текущего часа. Затем нажмите кнопку «Установка» для ввода минут. Когда текущее время в минутах установлено, дисплей переключается к настройке даты. Последовательно установите день, месяц и год и нажмите кнопку «Установка», чтобы завершить процесс настройки. Программа автоматически вычислит день недели.
Если дата выбрана неправильно (например, 29.02.10), на дисплее на некоторое время появится сообщение «ERROR », а затем программа вернется в начало настройки даты. Если дата установлена правильно, на дисплее появится установленное время с мигающим «ОК» , и программа будет ожидать подтверждения новых значений времени и даты. Если при этом нажать кнопку «Вверх», новые значения проигнорируются и программа возвратится в режим «Settings ». Если будет нажата кнопка «Вниз», устройство вернется на первый шаг процедуры «Set time ». При нажатии на кнопку «Установка», новые значения времени и даты принимаются, секунды сбрасываются и дисплей переходит в обычный режим. Программа автоматически переводит часы на летнее время (+1 час). Это происходит в последнее воскресенье марта в 3:00 утра. Возврат на зимнее время (-1 час) осуществляется в последнее воскресенье октября в 4:00 утра.
Окончание следует
