48 X 8 Scrolling LED Matrix Display Menggunakan Arduino dan Shift Registers.: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Halo semua

Ini adalah Instruksi pertama saya dan ini semua tentang membuat Matriks LED Scrolling 48 x 8 yang Dapat Diprogram menggunakan register geser Arduino Uno dan 74HC595. Ini adalah proyek pertama saya dengan papan pengembangan Arduino. Itu adalah tantangan yang diberikan kepada saya oleh guru saya. Saat menerima tantangan ini, saya bahkan tidak tahu cara mengedipkan LED menggunakan arduino. Jadi, saya pikir bahkan seorang pemula dapat melakukan ini dengan sedikit kesabaran dan pengertian. Saya memulai dengan sedikit riset tentang register geser dan multiplexing di arduino. Jika Anda baru mengenal register geser, saya sarankan mempelajari dasar-dasar register geser multiplexing dan daisy-chaining sebelum memulai dengan matriks. Itu akan banyak membantu Anda untuk memahami kode dan cara kerja tampilan gulir.

Langkah 1: Mengumpulkan Alat & Komponen

Komponen

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 bit Serial ke Register Pergeseran Paralel. - 7
• 3. Transistor BC 548/2N4401 - 8
• 4. Resistor 470 Ohm - jumlah kolom + 8
• 5. Papan Pilihan 6x4 inci - 4
• 6. Kabel berkode warna - Sesuai kebutuhan
• 7. Pemegang IC - 7
• 8. 5 mm atau 3 mm 8x8 katoda umum mono warna LED Matrix - 6
• 9. Header Pria dan Wanita - Sesuai kebutuhan.

Alat yang Diperlukan

• 1. Solder kit
• 2. Multimeter
• 3. Pistol lem
• 4. Pompa de-solder
• 5. Catu Daya 5V

Langkah 2: Membangun Sirkuit di Breadboard

Hal pertama yang harus Anda lakukan sebelum membangun prototipe adalah mendapatkan diagram pin dari matriks 8x8 Anda dan menandai titik referensi untuk mengidentifikasi pin di semua matriks Anda. Ini mungkin membantu Anda saat merakit sirkuit.

Saya telah melampirkan diagram pin dari modul matriks yang saya gunakan di sini. Dalam modul saya, baris adalah pin negatif. Diagram pin ini tetap sama untuk sebagian besar modul di pasar.

Ini ditunjukkan dalam rangkaian bahwa register geser tunggal digunakan untuk mengontrol 8 baris dan untuk mengontrol kolom, kami menggunakan satu register geser untuk setiap 8 kolom.

Mari kita buat tampilan gulir 8 x 8 sederhana di papan tempat memotong roti.

Sirkuit ini dibagi menjadi dua bagian - kontrol baris dan kontrol kolom. Mari kita buat kontrol kolom terlebih dahulu.

Pin 4 dari arduino terhubung ke Pin 14 (SER) dari register geser. (Ini adalah pin input data serial dari register geser. Level logika yang diperlukan untuk menyalakan LED diumpankan melalui pin ini

Pin 3 dari arduino terhubung ke Pin 12 (RCLK) dari register geser. (Mari kita beri nama pin ini sebagai pin jam keluaran. Data dalam memori register geser didorong ke keluaran saat jam ini dipicu.)

Pin 2 dari arduino terhubung ke Pin 11 (SRCLK) dari register geser. (Ini adalah pin jam input yang memindahkan data ke memori.)

VCC +5V diberikan ke register geser melalui Pin 16 dan yang sama terhubung ke Pin 10. (Mengapa? Pin 10 adalah Pin SRCLR, yang menghapus data di register geser saat dipicu. Ini adalah pin aktif rendah, jadi untuk menjaga data dalam memori register geser, pin ini perlu disuplai dengan +5V setiap saat.)

Ground terhubung ke kedua Pin GND (Pin 8 dari register geser) dan Pin OE (Pin 13 dari register geser). (Mengapa? Pin pengaktifan keluaran perlu dipicu untuk memberikan keluaran sesuai dengan sinyal clock. Ini adalah pin rendah aktif seperti Pin SRCLR, sehingga perlu dipertahankan dalam keadaan dasar sepanjang waktu untuk mengaktifkan keluaran.)

Pin kolom dari matriks dihubungkan ke register geser seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian dengan resistor 470 ohm di antara matriks dan register geser

Sekarang, untuk rangkaian kontrol baris.

Pin 7 dari arduino terhubung ke Pin 14 (SER) dari register geser

Pin 5 dari arduino terhubung ke Pin 11 (SRCLK) dari register geser

Pin 6 dari arduino terhubung ke Pin 12 (RCLK) dari register geser

VCC +5V diberikan ke Pin 16 dan Pin 10 seperti dijelaskan di atas

Ground terhubung ke Pin 8 dan Pin 13

Seperti yang saya sebutkan di atas, baris adalah pin negatif dalam kasus saya. Lebih baik untuk mempertimbangkan pin negatif dari matriks Anda sebagai baris tampilan Anda. Sambungan ground perlu dialihkan ke pin negatif ini menggunakan transistor BC548/2N4401 yang dikendalikan oleh level logika keluaran register geser. Jadi semakin banyak pin negatif, semakin banyak transistor yang kita butuhkan

Berikan koneksi baris seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit

Jika Anda telah berhasil membuat prototipe tampilan matriks 8 x 8, Anda cukup mereplikasi bagian rangkaian untuk kontrol kolom dan memperluas matriks ke sejumlah kolom. Anda hanya perlu menambahkan satu 74HC595 untuk setiap 8 kolom (satu modul 8 x 8) dan rantai daisy dengan yang sebelumnya.

Daisy merantai register geser untuk menambahkan lebih banyak kolom

Rantai Daisy dalam teknik listrik adalah skema pengkabelan di mana beberapa perangkat dihubungkan bersama secara berurutan.

Mekanismenya sederhana: pin SRCLK (jam input. Pin 11) dan RCLK (jam output. Pin 12) digunakan bersama di antara semua register geser daisy-chain sementara setiap PIN QH (Pin 9) dari register geser sebelumnya di chain digunakan sebagai input serial untuk register geser berikut melalui PIN SER (Pin 14).

Dengan kata sederhana, dengan daisy chaining register geser, mereka dapat dikontrol sebagai register geser tunggal dengan memori yang lebih besar. Misalnya, jika Anda menghubungkan dua register geser 8 bit, mereka akan beroperasi seperti register geser 16 bit tunggal.

Kode

Dalam kode kami memberi makan kolom dengan level logika masing-masing sesuai dengan input saat kami memindai sepanjang baris. Karakter dari A sampai Z didefinisikan dalam kode sebagai level logika dalam array byte. Setiap karakter memiliki lebar 5 piksel dan tinggi 7 piksel. Saya telah memberikan penjelasan yang lebih rinci tentang cara kerja kode sebagai komentar dalam kode itu sendiri.

Kode Arduino terlampir di sini.

Langkah 3: Solder

Untuk membuat sirkuit yang disolder lebih mudah dipahami, saya membuatnya sebesar mungkin dan memberikan papan terpisah untuk pengontrol baris dan kolom dan menghubungkannya bersama menggunakan header dan kabel. Anda dapat membuatnya jauh lebih kecil dengan menyolder komponen lebih dekat satu sama lain atau jika Anda pandai mendesain PCB, Anda juga dapat membuat PCB khusus yang lebih kecil.

Pastikan untuk menempatkan resistor 470 ohm ke setiap pin yang mengarah ke matriks. Selalu gunakan header untuk menghubungkan Matriks LED ke papan. Lebih baik tidak menyoldernya langsung ke papan karena paparan panas yang lama dapat merusaknya secara permanen.

Karena saya telah membuat papan terpisah untuk kontrol baris dan kolom, saya memperpanjang kabel dari satu papan ke papan lainnya untuk menghubungkan kolom. Di sini, papan di atas untuk mengontrol baris dan papan di bawah untuk mengontrol kolom.

hanya membutuhkan satu 74HC595 untuk menggerakkan semua 8 baris. Tetapi berdasarkan jumlah kolom, lebih banyak register geser harus ditambahkan, tidak ada batasan teoritis untuk jumlah kolom yang dapat Anda tambahkan ke matriks ini. Seberapa besar Anda bisa membuatnya? Beritahu saya ketika Anda sampai di sana!;)

Langkah 4: Menguji Babak Pertama yang Selesai dari Sirkuit

Selalu uji setengah jalan untuk menemukan kemungkinan kesalahan seperti koneksi yang longgar, sambungan pin yang salah, dll: Banyak orang yang meminta bantuan saya untuk menemukan kesalahan dalam matriks mereka telah membuat kesalahan dengan pin-out baris-kolom dari modul matriks. Periksa dua kali sebelum menyolder dan gunakan kabel berkode warna untuk membedakan pin dengan mudah.

Langkah 5: Membangun Babak Kedua

Perluas sirkuit kontrol kolom yang sama. Baris terhubung secara seri ke yang sebelumnya.

Pin SRCLK dan RCLK diambil secara paralel dan QH (Data serial keluar. Pin 9) dari register geser terakhir dari rangkaian yang telah selesai dihubungkan ke SER (Data Seri masuk. Pin 14) dari register geser berikutnya. Kekuatan VCC dan GND juga dibagi di antara semua IC.

Langkah 6: Hasilnya

Setelah Anda selesai menyolder, langkah selanjutnya adalah membuat casing untuk display Anda. Itu selalu lebih baik untuk merancang kasing khusus menggunakan Fusion 360 atau alat desain 3D lainnya dan kasing cetak 3D. Karena saya tidak memiliki akses ke pencetakan 3D pada waktu itu, saya membuat kotak kayu dengan bantuan seorang teman yang pandai pertukangan.

Semoga Anda menikmati membaca instruksi ini. Posting gambar versi Anda dari proyek ini di bagian komentar di bawah dan Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk menanyakannya di sini atau kirim email ke [email protected]. Saya akan dengan senang hati membantu Anda.