Papan Pit LED: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instruksi ini untuk Papan Pit LED Digital yang kami gunakan untuk Karting. Ini sangat berguna untuk balapan malam di dalam dan luar ruangan termasuk balapan 24 jam. Papan jelas di bawah sinar matahari dan menonjol di malam hari. Karena seri kart yang kami ikuti, nomor Kart bisa berbeda di setiap balapan dan kami mungkin memiliki 2 atau 3 Kart yang berlari dalam balapan itu sehingga kami harus segera mengganti nomor di papan dengan cepat. Ini dilakukan melalui keypad 16 digit di bagian belakang papan.

Papan terdiri dari 14 segmen dengan 4 LED topi jerami putih di setiap segmen. Semuanya dikendalikan melalui Arduino Nano (yang memiliki port USB inbuilt). Papan dapat diredupkan jika diperlukan dan juga dapat berkedip untuk lebih menarik perhatian pengemudi.

Bagian depan dan belakang adalah lembaran akrilik 3mm dengan bingkai kayu di antaranya. Ini kemudian dibor untuk setiap LED individu. Ukuran keseluruhan sama dengan selembar kertas A4.

Catatan: Instruksi ini menunjukkan dengan tepat apa yang saya buat, beberapa komponen yang sudah saya miliki jadi saya menggunakan apa yang saya miliki. Ada solusi yang lebih baik untuk beberapa bagian dari build ini, dan saya telah mempelajarinya selama ini, saya akan membahasnya di akhir.

Apa yang kau butuhkan:

1 x Arduino Nano

1 x USB Power Bank (1A, lebih besar dari 2200mOhm – sebaiknya tanpa sakelarnya sendiri)

1 x Kabel USB

1 x Saklar

1x16 Digit Keypad

3 x 7K5Ω Resistor (Untuk Keypad)

Resistor 3 x 2KΩ (Untuk Papan Tombol)

2 x 3mm Lembaran Akrilik berukuran A4

1 x IRF9530 (P Saluran MOSFET)

14 x IRL510 (MOSFET Saluran N)

Resistor 15 x 220Ω (Resistor MOSFET)

15 x 10K Pull Down Resistor

56 x LED Topi Jerami Putih 5mm

56 x Resistor yang cocok untuk LED (220Ω biasanya bagus)

Beberapa kabel untuk menghubungkan LED/MOSFET dll

Beberapa Papan Strip

Beberapa kayu untuk bingkai

Lakban Hitam

12 x sekrup

1 x Pegangan Laci

Langkah 1: Bangun Bingkai

Disini saya menggunakan ukuran 18mm x 44mm x 2400mm yang dipotong menjadi 2 bagian dengan ukuran 261mm dan 2 bagian pada ukuran 210mm sehingga jika dirangkai bersama ukuran luarnya akan sesuai dengan lembaran akrilik yang saya beli (ukuran kertas A4 dalam hal ini). Ini hanya disekrup bersama menggunakan beberapa sekrup kayu yang sesuai. Pada titik ini putuskan mana yang akan menjadi bagian atas dan tandai titik tengah pada bagian atas. Dari titik tengah ini, ukur jumlah yang sama di kedua sisi agar sesuai dengan pegangan laci Anda, bor lubang agar sesuai dengan ukuran sekrup pegangan. Bungkus bagian luar kayu dengan selotip hitam untuk memberikan hasil akhir yang bagus. Terakhir, pasang pegangan laci menggunakan sekrup yang disediakan.

Langkah 2: Bor Lubang Led dan Pasang LED

Tandai akrilik (pelindung pita masih menyala) dengan desain segmen dalam hal ini 2 digit dengan 7 segmen di setiap digit dan 4 LED di setiap segmen.

Bor Akrilik dengan sangat hati-hati, saya menggunakan sepotong kecil kayu bekas untuk mengebor di bagian belakang dan mulai dengan bor berdiameter lebih kecil (2,5mm) dan selesai dengan lubang 5mm untuk menerima LED 5mm. Akrilik cukup rapuh dan mudah pecah saat dibor jadi hati-hati.

Terakhir (dan bagian yang melelahkan) pasang setiap LED di setiap lubang menggunakan sedikit lem super. Jangan gunakan terlalu banyak jika Anda perlu menukar LED nanti dalam pengujian. Jika Anda merekatkan sepanjang jalan, satu-satunya cara untuk melepas LED adalah dengan mengebornya. Saya menemukan gumpalan kecil di satu sisi LED yang cukup untuk menahannya dengan aman dan juga menyalahgunakannya.

Di panel belakang, buat lubang untuk papan tombol dan sakelar untuk memastikannya sejajar dengan bagian tengah LED di papan yang berlawanan sehingga Anda memiliki jarak yang cukup. Pasang keypad dan sakelar dan bor lubang untuk bank daya

Langkah 3: Sirkuit

Sirkuit telah dibagi menjadi 3 bagian karena lebih mudah bagi saya untuk menggambarkannya.

1 - Sisi kekuatan:

Daya dikirim ke Arduino, IRF9530 tunggal dan Keypad melalui sakelar daya. Saklar daya terhubung langsung ke bank daya 5v. IRF9530 berada di antara daya 5v dan masing-masing segmen LED. MOSFET saluran P inilah yang akan bertanggung jawab untuk peredupan PWM dan mem-flash segmen LED. Ini terhubung ke pin digital 10 melalui resistor perlindungan 220Ω.

2 - Segmen LED:

Setiap segmen LED kemudian akan mengambil kekuatannya dari IRF9530. Segmen terdiri dari 4 LED yang semuanya terhubung secara paralel dengan resistor pembatas arusnya sendiri yang harus sesuai untuk arus maju LED Anda.

Sisi –ve dari LED kemudian dihubungkan ke MOSFET saluran IRL510 N (sedikit berlebihan tetapi saya memiliki beberapa yang tergeletak di sekitar). Setiap segmen memiliki IRL510 sendiri karena ini adalah 'saklar' untuk setiap segmen. Setiap IRL510 terhubung kembali ke pin Arduino yang sesuai melalui resistor perlindungan 220Ω dan memiliki resistor pull-down 10K untuk memastikannya beralih sepenuhnya. (resistor pull down dapat dihilangkan karena Arduino akan tetap rendah saat tidak menyala).

3 - Kabel Keypad:

Karena jumlah pin Arduino yang digunakan untuk mengontrol segmen, kami tidak dapat menggunakan metode koneksi matriks 8 pin untuk keypad, jadi saya mengembangkan metode koneksi 1 pin untuk proyek ini. Dengan menambahkan resistor di pin keypad, kita dapat membuat pembagi tegangan yang berbeda untuk setiap tombol. Menghubungkan ini ke Pin Analog di Arduino kita kemudian dapat menentukan tombol mana yang telah ditekan sesuai diagram Keypad.

Langkah 4: Kawat Papan

Saya menggunakan stripboard untuk membuat 'PCB' untuk setiap segmen. Pada setiap segmen PCB terdapat LED x 4, resistor LED x 4 dan MOSFET IRL510. Setiap segmen kemudian memiliki koneksi 5v dari IRF9530 dan koneksi 0v (hampir seperti ring utama). Gerbang dari IRL510 kemudian terhubung ke Arduino 'PCB' di tengah.

Resistor 220Ω untuk IRL510 ada di PCB Arduino pusat bersama dengan IRF9530.

Hubungkan keypad ke 5V, 0V dan pin sinyal ke Arduino.

Terakhir, potong ujung kabel USB yang tidak diinginkan dan utas melalui panel belakang, sisakan cukup banyak untuk dihubungkan ke bank daya. Di dalam dengan hati-hati lepaskan casing luar dan pisahkan kabelnya. Kami membutuhkan jalur 5v dan 0v saja. Anda bisa menggunakan multimeter di sini untuk menemukan yang mana. Hubungkan kabel 5v ke sakelar dan 0v ke PCB dan keypad Arduino.

Setelah semua koneksi dibuat, muat Sketsa Arduino melalui port USB Arduino.

Langkah 5: Power Up dan Operasi

Hubungkan Power Bank yang dapat memberikan setidaknya 1A dan idealnya ini harus 2200mAh atau lebih besar (ini harus cukup untuk menjalankan papan dengan intensitas penuh dengan semua segmen menyala selama sekitar 1,5 jam) dan nyalakan daya utama.

Catatan: Power Bank menyatakan peringkat mAh tetapi peringkat itu untuk paket baterai internal (biasanya baterai li-ion 18650) yang nominalnya 3,7v. Bank daya memiliki rangkaian penguat internal yang dc-dc mengubah tegangan menjadi 5v. Konversi ini berarti beberapa mAh hilang. misalnya bank daya 2200mAh akan benar-benar (2200*3.7)/5=1628mAh pada 5v. Sayangnya, ini bukan akhir dari cerita karena sebagian besar konverter dc-dc tidak 100% efisien (sirkuit yang melakukan konversi juga membutuhkan daya) sehingga Anda dapat berharap kehilangan 10% - 15% lagi di dalam coverter. Jadi 1628mAh sekarang kehilangan 162,8mAh lainnya yang berarti Anda akhirnya mendapatkan sekitar 1465,2mAh.

Setelah Arduino dimulai, digit yang tepat akan menampilkan angka nol. Pada titik ini nomor satu atau dua digit dapat dimasukkan dan nomor itu akan ditampilkan di papan tulis. Jika satu digit nomor dimasukkan, papan akan menampilkan angka nol di digit kiri.

Fungsi lainnya adalah:

Tombol '*' akan mengaktifkan atau menonaktifkan tampilan berkedip

Tombol 'A' akan menampilkan FL di papan (dapat digunakan untuk memberi tahu pengemudi bahwa mereka telah mengatur putaran tercepat, atau kami menggunakannya untuk mengingatkan pengemudi untuk mendapatkan Bahan Bakar di perhentian berikutnya).

Tombol 'B' akan menambahkan huruf P ke digit kiri dan Anda kemudian dapat menambahkan nomor apa pun ke digit kanan untuk menampilkan posisi balapan, misalnya P4.

'C' Meningkatkan kecerahan

'D' Kurangi kecerahan.

Langkah 6: Pelajaran / Peningkatan

Langkah 6 – Peningkatan / Solusi yang lebih baik

Seperti yang saya nyatakan di awal, papan ini dibuat menggunakan komponen yang tersedia daripada membeli yang baru, namun hal ini mengganggu desain dan menyebabkan beberapa komplikasi. Meskipun desain akhir bekerja dengan baik dan terlihat bagus, inilah beberapa perbaikan atau ide lain untuk menciptakan hasil akhir yang sama.

1 Gunakan strip LED 5v (LED putih pada strip hitam 60/m) untuk membuat setiap segmen alih-alih membangun dari awal. Ini murah dan tersedia di ebay dan dapat direkatkan ke bagian depan papan daripada mengebor setiap LED. Strip sudah pra kabel dan biasanya termasuk resistor saat ini juga. Hal ini dapat membuat desain lebih ringan dan lebih tipis karena tidak membutuhkan banyak ruang internal.

2 Mirip dengan di atas tetapi gunakan LED strip yang dapat ditulis secara individual seperti LED RGB tipe WS2812B dan ada juga unduhan perpustakaan untuk Arduino. Anda harus mempertimbangkan daya yang tersedia dari bank daya karena menampilkan warna putih membutuhkan lebih dari 3Amp. Tetapi menampilkan merah, biru, atau hijau satu per satu akan menghabiskan daya yang serupa dengan desain saya. Keuntungan dengan LED yang dapat dialamatkan secara individual adalah Anda dapat menghapus MOFETS IRL510 dan keuntungan besar adalah Anda hanya memerlukan 1 Pin Arduino untuk mengontrol semua LED. Karena metode ini membebaskan pin Arduino, pengkabelan menjadi lebih sederhana dan Anda dapat menggunakan library Matrix Keypad sehingga Anda juga tidak memerlukan resistor pada keypad. Kemampuan untuk memanfaatkan warna yang berbeda juga bisa berguna.

3 Versi papan yang lebih mendasar dapat dibuat dengan melepas papan tombol dan Arduino dan menggunakan sakelar geser kecil di sebelah setiap segmen dan mengganti papan secara manual. Tidak apa-apa jika hanya menjalankan satu kart dan Anda tidak perlu mengubah nomornya dengan cepat. Anda juga akan kehilangan fungsi peredupan dan flashing, tetapi ini akan menjadi build yang jauh lebih sederhana. Saya awalnya membangun yang seperti ini tetapi menemukan bahwa kami tidak punya cukup waktu untuk menukar nomor antar kart dalam beberapa kasus.

4 Saya memang mempertimbangkan untuk menggunakan layar laptop lama alih-alih LED sehingga teks apa pun dapat ditampilkan, tetapi layarnya tidak cukup terang terutama di bawah sinar matahari yang cerah, tetapi bahkan pada malam hujan redup dari balik pelindung yang basah. Juga pengemudi hanya memiliki waktu untuk melihat sekilas sehingga sulit untuk membaca jadi hindari ini.