Стройка, монтаж, ремонт - Информационный портал

Стройка, монтаж, ремонт - Информационный портал

» » Инструкция по сборке светодиодных бегущих строк своими руками. Делаем светодиодную бегущую строку на Arduino своими руками Как изготовить светодиодную бегущую строку

Инструкция по сборке светодиодных бегущих строк своими руками. Делаем светодиодную бегущую строку на Arduino своими руками Как изготовить светодиодную бегущую строку

Предисловие: Завод EQSRF благодарит Вас за посещение данной страницы.

Всем привет!

В интернете мы заметили увеличение спроса по поводу самостоятельной сборки, "одним словом" хотим собирать бегущие строки и зарабатывать, либо экономить.В данной статье рассмотрим как можно изготовить табло бегущая строка собственными руками .

Для этого процесса нам потребуются комплектующие для бегущих строк:

В ПО возможно устанавливать более 30 видов различных эффектов задержку и скорость воспроизведения текста, анимации, времени и температуры и многое другое. Это достаточно увлекательный процесс который доставит Вам много приятных эмоций и позитивных впечатлений.)

Для того чтоб на табло бегущая строка отображалась температура Вам потребуется приобрести , который припаивается к контроллеру (материнской плате) бегущей строки .

Если Вам данный способ показался достаточно непонятным и трудным наш Завод готов изготовить для Вас по отличной цене готовую бегущую строку различных цветов. В общем наш завод занимаемся не только продажей комплектующих для бегущих строк, но и производством полного цикла бегущих строк, светодиодных экранов, аптечных крестов любых размеров цветов и автомобильных бегущих строк. Вот и все о чем хотели написать вам в данной статье.

Уверены данная информация оказалась для Вас полезной.

У Вас есть замечательная возможность пройти курс подготовки дилеров и оптовых клиентов. Ссылка

Всем Спасибо и да прибудут с Вами деньги!

Вы можете отправить запрос на просчет бесплатно - написав размер и цвет Вашей светодиодной строки на почту

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.

Еще пару лет назад светодиодные конструкции казались чудом техники, и мало кто понимал, как они вообще устроены. Однако за прошедшее время появились новые технологии изготовления таких экранов: изменились матрицы, виды контроллеров и схем, корпуса. Сегодня производство led экранов доступно всем желающим, хотя бы как вид развлечения. Но как сделать бегущую строку?

Начнем с того, что для работы вам в любом случае понадобятся материалы, которые лучше всего покупать на стартовом производстве или у официальных поставщиков. Так вы получите гарантию на все комплектующие и не потратите свои деньги и время даром. Более того, работая с официальными поставщиками, вы можете наладить собственный бизнес или открыть производство по франшизе. Тогда вам будут доступны специальные цены и условия работы. Но прежде чем закупать детали, необходимо понять принцип того, как сделать самому бегущую строку.

Вы когда-нибудь собирали пазлы? Если да, то вы справитесь и с этим.

Как сделать бегущую строку из светодиодов?

Бегущая led строка – устройство, которое состоит из отдельных, самостоятельных конструкционных блоков. Каждый блок это несколько диодов, соединенных между собой и управляемых контроллером. Совместная работа нескольких блоков достигается благодаря их соединению с помощью шлейфов в единую систему и питания от блока. Целостность конструкции поддерживает замкнутый профиль: внешний блок защиты. Все это нужно знать, что бы представлять, как сделать бегущую строку из светодиодов.

Кроме перечисленных деталей вам также понадобятся:

  • Провода;
  • Магнит;
  • Уголки;
  • Герметик;
  • Шурупы и саморезы;
  • Специальные приспособления: перфоратор, отвертка или шуруповерт.

Большой значение для производства имеет результат, который вы хотите получить. Поэтому первым этапом станет решение, какой именно экран вы хотите сделать. Нужно знать его размеры, цветность, шаг и яркость пикселей, где он будет использоваться. Светодиодные экраны для улицы обычно делают ярче, а разрешение в них используют меньшее, чем в аналогах для помещений. Важно помнить и о необходимость дополнительно укрепить и защитить корпус.

Как сделать светодиодную бегущую строку?

Выберите необходимые вам диоды, обращая внимание на их цвет, размер, мощность. Разложите их на горизонтальной поверхности, согласно нумерации или указателям. При этом важно вести счет слева направо. Через специальные штыри подсоедините каждый модуль к общей системе проводов и шлейфов. Как сделать светодиодную бегущую строку рабочей? Подсоедините все контакты к блоку и герметизируйте швы. На этом работы с платой модулей можно считать оконченными, но устройство еще не готово. Теперь пришло время заключить его в корпус.

Сборка бегущей строки на базе светодиодной матрицы и Arduino – это несложная задача, которую можно выполнить даже в домашних условиях. Чтобы заставить буквы перемещаться на светодиодном табло не нужно быть программистом и владеть углублёнными знаниями электроники. В данной статье разберем, как собрать бегущую строку из готовых светодиодных матриц и Arduino Nano.

Что потребуется?

Для реализации идеи потребуется совсем немного деталей:

  • два светодиодных модуля, состоящих из четырёх матриц 8 на 8 пикселей;
  • держатель для батарейки типоразмера «Крона»;
  • батарейка на 9 вольт (CR-9V, ER-9V или их аналоги);
  • двухконтактный переключатель;
  • соединительные провода;
  • плата Arduino Nano;
  • термоклей.

Схема

На печатной плате используемого светодиодного модуля расположено 4 матрицы размером 8 на 8 пикселей. Каждое светодиодное табло управляется интегральной микросхемой (ИМС) MAX7219. Данная ИМС представляет собой контроллер управления led-дисплеями, матрицами с общим катодом и дискретными светодиодами в количестве до 64 шт.

Для более комфортного восприятия информации, выводимой на светодиодное табло, рекомендуется устанавливать несколько модулей. Для этого их объединяют в последовательно включенные группы, то есть выход первого модуля (out) подключают к входу второго модуля (in). Данная сборка состоит из двух модулей (16 матриц), длины которых вполне хватит для удобного прочтения целых предложений.

Сборка

Матричный модуль может иметь штырьковое соединение или контакты на плате в виде печатных проводников. От этого зависит способ их соединения. В первом случае для получения надежного электрического контакта задействуют жгут из проводков с коннекторами, а во втором придётся установить и запаять перемычки.

Но сначала необходимо объединить оба модуля в единое целое с помощью термоклея. Термопластичный клей не проводит электрический ток, а значит, его можно смело наносить на печатную плату. Клей наносят с торцов обеих плат, прижимают и оставляют на несколько минут. После затвердевания выходные контакты первого блока подключают к входным контактам второго блока по схеме:

  • VCC – VCC
  • GND – GND
  • D IN – D OUT
  • CS – CS
  • CLK – CLK

С обратной стороны печатной платы с помощью термоклея прикрепляют Arduino Nano, отсек для батарейки и выключатель. Детали располагают таким образом, чтобы можно было удобно ими пользоваться.
На следующем этапе производят подключение Arduino со светодиодным модулем, подсоединяя провода на вход первой матрицы. В зависимости от варианта исполнения модуля, операцию выполняют через разъёмное соединение или путем пайки по приведенной схеме:

  • VCC – 5V
  • GND – GND
  • D IN – PIN 11
  • CS – PIN 10
  • CLK – PIN 13.

На заключительной стадии сборки необходимо подключить питание от батарейки. Для этого минусовой контакт (черный провод) из отсека для кроны подключается на вывод GND Arduino. Плюсовой контакт (красный провод) соединяют с выключателем, а затем с выводом №30 Arduino, предназначенный для подачи питающего напряжения от нерегулируемого источника. В тестовом режиме сделанная своими руками бегущая строка может быть запитана через микро USB от компьютера.
Убедившись в надежности креплений и качестве электрических соединений, приступают к сборке корпуса. Его можно сделать из алюминиевого или пластикового профиля, так как элементы схемы не греются. Цвет, размеры, степень защиты и крепление корпуса зависят от будущего назначения устройства. В простейшем случае подойдёт защитный экран из строительного пластикового углового профиля с вырезом под выключатель.

Программирование бегущей строки

Бегущая строка из Arduino и светодиодных модулей под управлением MAX7219 практически готова. Настало время перейти к заключающей, программной части. На компьютере должно быть установлено программное обеспечение (ПО) для используемого Arduino и драйвер к нему. Далее необходимо скачать две библиотеки и скетч (специальную программу, которая будет загружаться и выполняться процессором Arduino). Установку библиотек производят при закрытом Arduino IDE в папку «Documents – Arduino – Libraries». Затем скачивают и запускают скетч и проверяют наличие библиотек и корректность других данных.

Настройка скетча:

  • «number of horizontal displays» указывают количество строк, в нашем случае 1;
  • «number of vertical displays» указывают количество матриц, в нашем случае 8;
  • «string tape» указывают надпись, выводимую на дисплей;
  • «int wait» задают скорость вывода в миллисекундах.

После проверки введенных данных остаётся щелкнуть мышкой на кнопку «загрузить». Затем отключиться от ПЭВМ, вставить батарейку и произвести запуск устройства.

В заключение хочется добавить, что бегущая строка своими руками собирается довольно быстро даже без навыков работы с Arduino. Поэтому бояться этой замысловатой платы не стоит. Также стоит отметить, что сделать бегущую строку можно длиннее, увеличив количество светодиодных матриц.

Читайте так же

Данное устройство воспроизводит текст на светодиодной матрице 8x 80 светодиодов, имеет память текста 128 символов, которые загружаются с компьютерной клавиатуры PS/2, подключенной прямо к бегущей строке.

Я пробовал несколько клавиатур, с каждой из трех устройство работало без проблем.
Устройство имеет все русские буквы заглавные и маленькие, а также цифры и прочие знаки, английских букв нет.

Микроконтроллер работает на частоте 20 МГц и управляет сдвиговыми регистрами 74HC595D, которые логическим уровнем 1 зажигает светодиодные матрицы строк, а дешифратор К555ИД7 или его полный аналог 74LS138 управляет через усилительные транзисторы 8-мю столбцами всех матриц.

Матрицы подключаются к сдвиговым регистрам 74HC595D через резисторы, которые защищают от перегорания светодиодов, ограничивая ток.

Микросхемы 74HC595D имеют 8 триггеров фиксации данных на выходах, соединенных с матрицей светодиодов и 8 сдвиговых триггеров, в которые через 14 вход загружают данные и с 9 выхода продолжают сдвиг дальше на следующие регистры цепочки из 10 штук.

Для этого сдвига необходим такт, идущий от процессора на все входы 11- 74HC595D после каждого 80-того такта цепочка регистров продвигается до 80 триггера всех 74HC595D, после этого как загружена вся строка из 80 триггеров, подается еще один тип такта, уже на входы 12 всех 74HC595D, после чего загружаются за один такт 8 дополнительных триггеров фиксации данных на выходах, соединенных с матрицей светодиодов от сдвиговых триггеров, на всех 74HC595D за один такт, матрица при этом засвечивает одну полосу из 80 светодиодов и засветка эта происходит без изменений логических уровней даже тогда, когда загружаются сдвиговые регистры.

Так перебираются по очереди 8 строк из 80 светодиодов с помощью дешифратора К555ИД7 с большой скоростью, что совершенно не видно глазу.

Такой метод очень удобный и не снижает яркости бегущей строки по причине ухода программы процессора на выполнение других операций, не связанных с отображением.

При включении с пустой памятью букв, отображает внизу полосу говорящую, что память не заполнена, после ввода хотя бы одной буквы, строка начинает свою работу перебирая строки матриц. Советую сильно не нагружать током матрицы низким сопротивлением, так как при включении с пустой памятью букв, матрицы непрерывно светится нижняя строка.

Управление и ввод данных

Когда нужно ввести заглавную букву, нужно нажать и отпустить левый Shift на клавиатуре, потом нажать нужную букву и на дисплее появится эта заглавная буква, с добавлением очередных букв табло будет передвигаться на один знак.
После набора текста, нужно нажать клавишу левый Ctrl на клавиатуре, это будет говорить о законченном тексте, после которого строка пойдет на следующий круг.

Если во время набора текста вы сделали ошибку, ввели не нужную букву, то нужно нажать клавишу BackSpace столько раз, сколько ввели не нужных букв, после этого нужно ввести правильные буквы, при этом на дисплее старые буквы не пропадают, они пропадут когда вы запустите строку и на следующем круге отображения их уже не будет.
Для запуска работы устройства отображения бегущих букв нажать Enter.
После команды Enter- запуска строки текст уже не изменяется для ввода новой информации, устройство нужно выключить и снова включить, тогда можно вести текст за места старого.

Для ввода знаков (!@#$%:?) нужно нажать левый Shift и отпустить потом клавиши с цифрами 1234567 над буквами там они нарисованы – это чтобы вам не искать.

Знак тире (-) просто нажав клавишу рядом с нулем.

Для ввода точки или запятой нажимать клавишу рядом с буквой Ю, если запятая, то вначале Shift.

Бегущая строка с компьютерной клавиатурой и памятью на 8192 буквы

В дальнейшем, был разработан еще один вариант бегущей строки с памятью на 8192 буквы. В данном проекте буквы также загружаются с компьютерной клавиатуры PS/2, в флэш память 24С62. Очень удобно иметь несколько микросхем и менять их если нужен другой текст.

Принципиальная схема бегущей строки с памятью:

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
U1 МК PIC 8-бит

PIC16F628A

1 В блокнот
U2-U11 Сдвиговый регистр

CD74HC595

10 В блокнот
U12 Кодер, декодер

SN74LS138

1 Аналог 555ИД7 В блокнот
U13 Флэш память 24С64 1 Применяется при варианте сборки с памятью на 8192 буквы. В блокнот
Q1-Q8 Биполярный транзистор

2N2905

8 В блокнот
С1, С2 Конденсатор 15 пФ 2 В блокнот
С3 Конденсатор 3300 пФ 1 В блокнот
Конденсатор 0.1 мкФ 13 Соединяется с питанием каждой микросхемы В блокнот
R1-R8, R49, R50 Резистор

4.7 кОм

10 В блокнот
R9-R48, R51-R90 Резистор

470 Ом

80