Светодиодный матричный дисплей для информационных табло своими руками

Светодиодный дисплей для цифрового табло своими руками

Светодиодный дисплей в качестве цифрового информационного табло, который можно изготовить собственноручно. В предлагаемой статье рассматривается разработанный автором модуль такого дисплея, способный работать с различными источниками информации, получая от них данные для отображения по определенному интерфейсу.

Цифровое табло может пригодится на различных мероприятиях, чтобы информировать посетителей о предстоящих мероприятиях, изменениях в расписании или динамически предоставлять текущую информацию. Использование светодиодного дисплея для этого, делает сообщения читаемыми даже издалека.

Особенностями этой работы мастера-самодельщика являются:

  • 2 линии матричных модулей, 1 индикатор RGB-кольцо
  • Веб-интерфейс http для простого резервного управления
  • REST/JSON API для расширенного удаленного управления
  • Автоматическая регулировка яркости
  • ИК пульт дистанционного управления
  • Интерфейсный разъем I²C для внешних модулей (например, DS1307 RTC)
  • Широкий диапазон потребляемой мощности: 10-20 В переменного тока / 10-30 В постоянного тока
  • Возможность автономной работы независимо от сети
  • Мастер напоминает, что процесс сборки требует некоторых специализированных инструментов и продвинутых навыков пайки. Поэтому он оценивать уровень сложности как средний и не подходящий для начинающих.

Могут понадобиться

  1. Светодиодная матрица 8х8
  2. TM1637 7-сегментный светодиодный модуль-дисплей
  3. Термофен — уникальный инструмент плавления
  4. Графический OLED-дисплей 128х64
  5. Реле Контроля Температуры

Инструменты и материалы:

  • Паяльная станция с наконечниками для пайки SMD компонентов;
  • Электрическая дрель;
  • Горячий клеевой пистолет;
  • Сабельная пила и металлические пильные полотна;
  • Плоскогубцы;
  • Отвертка;
  • Гаечные ключи;
  • Мультиметр;
  • Набор метчиков и плашек для нарезания резьбы;
  • Зенкеры;
  • Шуруповерт;
  • Ножовка по металлу;
  • Двухкомпонентный клей;
  • Наждачная бумага;
  • Напильник;
  • Двухсторонний скотч;

Список деталей необходимых для изготовления светодиодного дисплея мастер, приводит отдельным файлом. Список обширный, и дабы ничего не напутать, будет выложен так же, как у мастера.

Список деталей:

Важно при покупке таких компонентов, как электролитические конденсаторы, убедитесь, что их высота не превышает 12 мм. В противном случае они будут выше, чем матричный дисплей, и плата не будет прилегать должным образом.

  Схема усилителя Ланзар АВ класса:инструкция по настройке

Шаг первый: подготовка частей

Согласно чертежам, подготавливает детали для рамки. Чертежи можно скачать здесь.

Шаг второй: электронная часть

Что касается печатных плат, мастер настоятельно рекомендует заказать их в мастерской. Некоторые дорожки довольно тонкие, и ему потребовалось несколько попыток, чтобы получить работающий прототип. Схема светодиодного дисплея отлично работает, но плата слишком сложна для домашнего травления.

Шаг третий: матрица

Начинает мастер с матрицы. Одна полоса состоит из 8 модулей FC-16. Нужно спаять их вместе, чтобы сформировать одну линию. Можно использовать прилагаемые 90-контактные разъемы, согнув их под 180° с помощью плоскогубцев.

  • После пайки всех модулей нужно припаять один из трехполюсных ленточных кабелей к входу данных, а также два многожильных провода к входу питания.
  • Припаивает конденсатор 1000 мкФ на выходе (выходной сигнал) полоски к GND и VCC в качестве дополнительного буфера.
  • Шаг четвертый: кольцо
  • Припаивает 3-х контактный кабель к контактам светодиодного кольца.
  • Шаг пятый: DC/DC преобразователь

Подключает к преобразователю нагрузку. Подает на вход питание 12 В. Регулирует выходное напряжение на 5 В. После регулировки фиксирует винт потенциометра клеем.

Шаг шестой: материнская плата

Дальше мастер переходит к монтажу платы. Сначала мастер припаивает все компоненты SMD, включая резисторы на передней панели и светодиоды. Как правило, рекомендуется сначала спаять самые мелкие компоненты, так как это упростит пайку.

Припаивает резисторы и маленькие конденсаторы, а также фоторезистор и ИК-приемник.

Монтирует предохранитель, выпрямитель, конденсаторы большего размера. Перед монтажом преобразователя DC/DC, на верхней части платы, прокладывает под него кусочек изоленты во избежание замыкания.

  1. Монтирует кнопки и разъемы.
  2. Устанавливает светодиодные модули.
  3. Шаг седьмой: программное обеспечение
  4. Подключает порт ICSP к программатору AVR и запускает загрузчик Optiboot, включенный в аппаратную библиотеку mightyCore.

  Зарядка литиевых аккумуляторов по беспроводной схеме

Вы можете найти все ссылки на программное обеспечение в файле
readme

При первом запуске загрузчика появится сообщение об ошибке из-за неправильной установки некоторых предохранителей. Отключите все и попробуйте снова записать загрузчик после повторного подключения. Теперь должно работать без проблем. Если вы все еще сталкиваетесь с ошибками, проверьте все соединения на материнской плате снова.

Не двигайтесь дальше, пока этот шаг не будет завершен.

Теперь подключает последовательный порт и загружает код кодна плату. Распиновка последовательного разъема разработана таким образом, что его можно напрямую подключить к USB-модулю CP2102.

Устанавливает LOAD_EEPROM на 0 при первой загрузке. В противном случае он будет загружать случайные значения из памяти и, возможно, будет препятствовать правильному запуску. Обратите внимание, что в результате этого IP-адрес будет установлен на 192.168.178.100.

Если все сделано правильно, светодиоды на задней панели должны загореться.

Открывает последовательный монитор (115200 baud) и вводит команду system: reboot . Это сохранит все значения в памяти и перезапишет любые случайные значения. После этого снова загрузите код, установив LOAD_EEPROM на 1.

Затем можно изменить IP-адрес, используя последовательный монитор. Теперь дисплей должен работать.

Подключает подходящий источник питания, и высвечивается приветствие в строке дисплея. Также можно получить доступ к веб-странице, введя IP-адрес дисплея в веб-браузере. Убедившись, что все работает правильно, мастер продолжает работу.

Шаг восьмой: сборка

Начинает сборку рамки.

На металлический уголок наклеивает двусторонний скотч. Приклеивает акрил.

  • Согласно чертежам, размечает и сверлит отверстия.
  • Приклеивает 4 пластиковых L-профиля в углах рамы (они предназначены для крепления дисплея на стене) и устанавливает 3 винта с гайками и шайбами ​​для монтажа печатной платы.
  • Приклеивает светодиодное кольцо.
  • Прикручивает плату, подключает разъемы.
  • Закрепляет нижнюю светодиодную матрицу.
  • Теперь осталось снять с акрила защитную пленку.
  • Источник: usamodelkina.ru

Источник: https://usilitelstabo.ru/svetodiodnyj-displej-dlya-informaczionnogo-czifrovogo-tablo.html

Устройство светодиодного табло на матрицах

Часто в общении с покупателем возникает непонимание — что такое светодиодная матрица, каие они бывают. Трудно объяснить «на пальцах» что матрица — это группа светодиодов, залитых компаундом и заключенных в один корпус.

Поэтому ниже приведены фотографии матриц и примеры построения табло на их основе. Матрицы бывают цифровые и текстово-цифровые. В цифровых матрицах светодиоды расположены на семи сегментах, которые могут высветить любую цифру от 0 до 9. Еще такие матрицы называют семисегментными.

В текстовых матрицах светодиоды расположены в строгом порядке и представляют собой структуру, размерность которой называетя разрешением. Бывают матрицы разрешением 5х7 пикселей, 8х8 пикселей и более. Эти матрицы применяют в табло бегущая строка или текстовый экран.

 Пикселем называется отдельно зажигаемая точка (светодиод или группа светодиодов, светящихся одновременно).

Корпус матриц — пластиковый, светодиоды защищены компаундом. Тем не менее технологически удобнее и надежней устанавливать матрицы под стекло. В изделиях матрицы напаивают на плату индикации, к которой в свою очередь подключается контроллер. Для передачи данных из устройства управления в контроллер служит плата связи.

Устройством управления может быть компьютер или пульт. Ну и последним (а точнее- первым) в этой цепочке находится источник питания, преобразовывающий 220В в постоянные 5 или 12В.

Кстати, в светодиодных табло к источнику питания предъявляются весьма высокие требования — светодиоды не любят перепадов напряжения.

Фото семисегментной матрицы установленной на индикационную плату. Высота цифры 20 мм. Такая архитектура применяется в табло курсов валют и других цифровых табло. 

Фото текстовой матрицы с высотой символа 60 мм. Данная матрица имеет широкое применение в небольших бегущих строках, табло вызова с текстовым полем, текстовых экранах.

Фото матрицы на дискретных диодах. Высота цифр — 11см. Архитектура распространена в уличных табло валют, спортивных табло, в общем, везде, где требуются довольно крупные символы (цифры).

Фото контроллера и связной платы

Фото силовой части (источники питания). Очень часто производители для уменьшения толщины изделия избавляются от металлической сетки — корпуса. Это не очень хорошо, так как корпус является еще и экраном от электромагнитных помех, наводимых источником питания. Да, анарексия табло в угоду моде — как тут не навредить?

Источник: https://i-tablo.ru/information/articles/ustroystvo-svetodiodnogo-tablo-na-matritsah/

«Бегущая строка» на матричных светодиодных индикаторах. Часть 1. Схема

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

  Кликните для увеличения
Принципиальная схема блока управления

Загрузить схему в формате PDF

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 ST Microelectronics.

Надписи на фото
Power supply Напряжение питания
IR reciever ИК приемник
Light sensor Датчик освещенности
Temp. sensors Датчики температуры
SET УСТАНОВКА
DOWN ВНИЗ
UP ВВЕРХ
Out Внешняя
In 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.

Читайте также:  Универсальный блок питания своими руками

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.

  Кликните для увеличения
Принципиальная схема светодиодного табло

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 I2C.

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 I2C 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

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=73769

РадиоКот :: Бегущая стрка — Информационное табло

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форумеРадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Бытовая техника >

Теги статьи: Добавить тег

Бегущая стрка — Информационное табло

Бегущая строка — техническое средство, предназначенное для отображения текстовой и графической информации. Они нашли широчайшее применение в рекламной отрасли, так как динамично движущийся текст сразу же привлекает внимание людей. Представляю на суд свою реализацию этого устройства:

Характеристки:

  • 8 эффектов для управления отображением информации
  • Дисплей переменной длины(настраивается с ПК), максимальный размер — 8×160 точек.
  • Два типа шрифта — обычный 5×8 и жирный 7×8.
  • Знакогенератор: 2 языка + дополнительные символы.
  • Наличие всторенных часов реального времени, датчиков температуры, атмосферного давления, влажности.
  • Возможность динамического или статического отображения информации с датчиков или часов.
  • USB интерфейс с ПК.
  • Объём встроенной EEPROM памяти для программы вывода изображения — 16 Кбит.
  • Напряжене питания: 7-12V
  • Потребляемый ток: ~2А

Видео демонстрации работы

Замечу, что в реальности подёргиваний, мерцаний и прочих подобных дефектов изображения нет. Как уже неоднократно обсуждалось, такого рода явления возникают из-за особенностей камеры, на которую снимается видео.

Схема устройства 

Итак, перейдём к схеме устройства. Вся конструкция разбита на три блока: блок управления, блок индикации, модуль USB-RS232 конвертера. Рассмотрим всё по порядку.

В сущности, схема каких либо нюансов или особенностей не имеет, так что опишу лишь назначение отдельных разъёмов и элементов индикации. Начнём с разъёмов:

  • JP1, JP2 — к разъёмам X5, X6 блока индикации 
  • JP3 — к датчику температуры DS18B20 (номера контактов соответствуют номерам выводов датчика)
  • JP4 — к датчику атмосферного давленя MPX4115AP (1 контакт разъёма к 2 выводу датчика, 2 контакт к 1 выводу, 3 контакт 3 выводу)
  • JP5 — к датчику влажности HIH-4010-004 (номера контактов соответствуют номерам выводов датчика)
  • X3 — К разъёму USB-RS232 конвертера. Вцелом связь бегущей строки с компьютером органзована следующим образом: строка связана с конвертером по RS232, а он уже подсоединён через интерфейс USB к компьютеру.

Касательно т.н.

«элементов индикации»: LED21 сигнализирует об чтении и обработке данных с внешней EEPROM 24LC16B, LED22 загорается при работе микроконтроллера с датчками или часами реального времени DS1307, LED23 — при приёме байта через последовательный порт. Лично я поставил вместо светодиода электромагнитный излучатель звука (проще говоря пищалку), так что при приёме данных строка напоминает древний dial-up модем 🙂

Схема целиком в приемлемом виде не поместлась, пришлось разбть на две части, вверху первя часть, снизу — вторая. Схема полностью приложена в архиве в конце статьи.

Как видно, принцип организации дисплея довольно прост: строки дисплейных матриц TA16-11GWA объеденины вместе, столбцы — подключены к выходам сдвиговых регистров 74HC595D, которые, в свою очередь, каскадно соеденины друг с другом.

 Подобным образом, можно наращивать длину дисплея вплоть до 160 точек (32 светодиодных матрицы 5×8). На схеме же показано подключение лишь 20 матриц (100 точек).

Несмотря на то, что в конструкции используются светододные матрицы формата 5×8 с диаметром точки в 3 мм, схему можно переработать под любые друге матрицы с общим катодом в строках.

Важное замечание: хотя на схеме резисторы в столбцах табло не показаны, их обязательно нужно устанавливать! Номинал- 200 ом. (Я собирал без них, было лень запаивать 100 SMD сопротивлений, да и как оказалось, регистры почти не греются даже в таком подключении)

Схема типовая и особенностей также не имеет. На схеме X2 — разъём питания всего устройства.

Для точных показаний датчиков давления и влажности, блок питания должен обеспечивать достаточный ток, чтобы недопустить просадок напряжения на внутренней шине питания (5V).

 Соединение строки и конвертера производится так: 8,9 контакты разъёма X4 — 8,9 контакты X3, а 2 и 3 контакты разъёмов соединяются перекрёстно.

Софт

Программа управления устройством нарисована написана в среде LabVIEW 2011, для работы откомпилированного там прложения необходимы дополнительные системные компоненты: RunTime Engine и NI VISA. Они доступны для свободной загрузки с сайта производителя. Вот главное (и единственное) окно программы с настройками бегущей строки как для видео к статье:

Читайте также:  Инфракрасный паяльник из автомобильного прикуривателя своими руками

Как видно, большинство места занято однотипными блоками, состоящими из следующих элементов: форма ввода текста(6), ручки выбора действия(7) и регулятора скорости выполнения эффекта(8). Каждый такой блок описывает определённую команду, записываемую в EEPROM память устройства. Выполняясь последовательно,они состовляют единую циклическую программу вывода изображения для бегущей строки.

Рассмотрим прочие элементы управления:

  1. Окно выбора COM-порта
  2. Кнопка «Записать» При её нажатии программа вывода изображения запишется в бегущую строку и та начнёт её выполнение.
  3. Кнопка для полной перезагрузки контроллера строки с переинициализацией внешней и внутренней переферии.
  4. Элементы для установки длины дисплея строки. В поле необходмо вводить лишь половину общей длины дисплея.
  5. Группа элементов для установки текущего времени в устройстве.

Остановимся поподробнее на элементе управленя(7) — именно он определяет команду, задающую действие для бегущей строки. Вот список этих команд:

  • 0 — Выполнение программы сначала. Текстовый параметр(6) — отсутствует.
  • 1 — Эффект «бегущей строки». Текстовый параметр — текст для вывода.
  • 2 — Посимвольный вывод текста(мгновенное отображение символов) в пределах дисплея. Текстовый параметр — позиция начала вывода в знакоместах(задаётся двузначным числом), текст для вывода.
  • 3 — Посимвольный вывод текста(последовательная вертикальная прорисовка символов) в пределах дисплея. Текстовый параметр — позиция начала вывода в знакоместах(двузначное число), текст для вывода.
  • 4 — Эффект вертикальной прокрутки всего изображения на дисплее. Текстовый параметр — количество раз выполнения эффекта(задаётся числом символов).
  • 5 — Пауза, выполнение программы преостанавливается. Текстовый параметр — длительность в секундах(двузначное число).
  • 6 — Эффект отображения информации с датчиков или часов в динамике. Текстовые параметы — время отображения, источник информации(буква), позиция(в знакоместах).
  • 7 — Очистка экрана(горзонтальное свёртывание изображения). Текстовый параметр — область очистки(в знакоместах).
  • 8 — Очистка экрана(вертикальное свёртывание изображения). Текстовый параметр — любой символ в форме ввода.
  • 9 — Установка шрифта. Текстовый параметр — тип шрифта(0-обычный, 1-жирный).

Специальные параметры(вместо параметра при отбражении будет выведена соответствующая ему информация):

  • t — текущее время(ЧЧ:ММ) 
  • d — дата(ДД.ММ.ГГГГ)
  • m — месяц
  • w — день недели
  • c — температура
  • h — влажность
  • p — атмосферное давлене

Вроде с описанием софта всё, но осталась неосвещённой последняя связанная с ним часть: протокол обмена ПК и строки.

Он весьма примитивен, вот его основные принципы:

  • Обмен ведётся на скорости 1200bps, один стоп-бит, без конттроля чётности.
  • Вся передаваемая посылка состоит из блоков, каждый из них описывает одну команду, передаются блоки в порядке следования команд.
  • Каждый блок состоит из байта кода команды(элемент управления 7), байта скорости выполнения команды(элемент управления 8), текстовых данных(форма ввода 6).
  • Каждый блок завершается смволами «-«.
  • Вся посылка завершается символами «rp», где r — код символа возврата каретки.
  • Вся принимаемая строкой информация немедленно передаётся обратно.

Помимо основных, также существуют сервисные команды, начинаются они с символа перевода каретки. Вот их коды:

  • p — переход на начало программы отображения.
  • r — полная перезагрузка контроллера строки с переинициализацией внешней и внутренней переферии.
  • s — установка длины дисплея, следующий передаваемый байт — размер половины дисплея.
  • t — установка времени. Дальше передаются данные в таком формате(квадратные скобки обозначают один байт): [часы]:[минуты]:[секунды],[дата],[месяц],[год(2 последних разряда)],[номер дня недели]

Наконец-то все программно-аппаратные аспекты конструкции описаны. Движемся к последней части статьи — о внешнем виде устройства.

Корпус

Собственно корпус бегущей строки сделан из оргстекла, отдельные элементы склеены дихлоретаном. Переднюю часть получившейся коробки образуют печатные платы со светодиодными матрицами. Никакого светофильтра поверх них не установлено, в общем — смотрите:

И, напоследок, ещё фотки:

  1. Удачи в повторении! 
  2. Файлы: Исходный код, прошивкаЧертежи печатных платПрограмма управления
  3. Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? Заработало ли это устройство у вас?

Источник: https://www.radiokot.ru/circuit/digital/home/147/

Как сделать самодельный светодиодный экран?

Светодиодные экраны или, как их еще часто называют, ЛЕД-дисплеи, стали доступны для массового применения сравнительно недавно. Более правильным будет вместо русской аббревиатуры именовать это электронное устройство LED-дисплеем (light emitting diode). Наряду с этими названиями часто используется термин «светодиодный экран».

Первые видеоэкраны появились более 20 лет назад, но их яркость (отдельные пиксели были на газоразрядных лампах) была недостаточной для воспроизведения качественного изображения, особенно в солнечные дни. Кроме этого техническое обслуживание этих устройств было очень сложным и дорогим.

Стремительный прогресс в технологии производства ярких, качественных и в то же время недорогих светодиодов основных цветов (красного, зеленого и голубого) позволил совершить стремительный шаг вперед индустрии производства светодиодных экранов.

Огромный спектр возможностей по созданию видеоизображений, управлению цветовыми, яркостными и динамическими изображениями произвел настоящую революцию на рынке наружной и интерьерной рекламы (экраны небольшого размера – от 1,0 х 1,0 м, где требуется демонстрация изображений большого масштаба).

В крупных российских городах, захламленных повсеместно за последние 20 лет безликими билбордами 3 х 6 м, началось постепенное внедрение этой современной технологии. Модульные принципы сборки и аппаратно-программное обеспечение Arduino позволяют собрать LED-экран своими руками.

Модули для сборки

Экран нужных габаритов собирается из готовых электронных блоков (модулей) стандартных размеров, укомплектованных пикселями из светодиодов или сборок RGB, соединенными на общей плате и имеющими необходимые разъемы и шлейфы для объединения с соседними блоками. Модули, как правило, китайского производства, имеющие более низкую цену, приобретаются в специализированных фирмах и магазинах. Набором типичных параметров обладают модули Р10:

  • размер, мм – 320 х 160 х 20;
  • вес модуля, г – 600–700;
  • шаг пикселя, мм – 10;
  • разрешение (количество пикселей на 1 м2) – не менее 256 х 192;
  • яркость светодиодного экрана, кд/м2 – 6 000–7 000;
  • угол половинной яркости, градус – 120;
  • срок службы, час – до 50 000;
  • максимальная потребляемая мощность (для уличных экранов), Вт/м2 – 500;
  • расстояние комфортной видимости изображений, м – от 7;
  • все световые и электронные компоненты защищены от воздействия влаги, пыли, механических воздействий.

Модули Р10 разных цветов

При отсутствии модулей можно собрать светодиодный экран на базе светодиодной ленты. Но этот вариант более трудоемок в сборке и не обладает необходимой надежностью при наборе жестких условий уличной эксплуатации: большой диапазон температур, влажность, УФ-воздействие, пыль, грязь и т. п.

Как собирается LED-дисплей

На первом этапе изготовления самодельного видео экрана необходимо изготовить надежную несущую металлоконструкцию для размещения на ней большого количества электронных блоков (модулей, контроллеров, источников питания – драйверов, преобразующих сетевое переменное напряжение 220 В в постоянное – 12 В). Конструкция представляет собой каркас из квадратной профильной трубы. Типичный вариант каркаса представлен ниже на фото.

Каркас LED-экрана с модулями Р10

На втором этапе собирают модули Р10, крепят к каркасу вплотную друг к другу и соединяют с помощью шлейфов, имеющих качественные разъемы «папа-мама». Крепеж модулей зачастую осуществляется с помощью надежных магнитов, что очень упрощает стадию сборки и особенно разборки при производстве ремонтных работ.

Далее с обратной стороны каркаса размещаются блоки питания и контроллеры, отвечающие за обработку видеоинформации и распределение ее на конкретные модули и малые пиксели. Задняя стенка видеоэкрана изготавливается из металлического листа или алюминиевой композитной панели. Как сделать монтаж LED-экрана, показано ниже.

Схема светодиодного экрана

Как управлять работой LED-дисплея

Понятно, что сегодня собрать светодиодный экран своими руками может практически любой человек, владеющий элементарными знаниями электротехники и навыками обращения с инструментами типа отверток и шуруповерта. Однако для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в собранное железо, надо понимать, каким образом видеофайлы поступают на светодиоды и как создается программа для работы видеоэкрана.

Управление и замена файлов с видеороликами производится через USB-порт (через flash-карту) или с помощью Wi-Fi-роутера через интернет-соединение.

Видеоролик, созданный предварительно с помощью специализированного программного обеспечения, переводится в формат *.avi или *.mpeg.

Затем он преобразуется микроконтроллером или компьютером в цифровой поток, поступающий на микросхемы драйверов постоянного тока, подающих напряжение в соответствии с алгоритмом, заложенным в программу, на светодиоды дисплея.

Качество сделанного экрана определяется возможностями системы управления LED-экрана, которая может быть синхронной или асинхронной. На рисунке ниже представлена схема управления LED-экраном.

Схема управления светодиодным LED-экраном

Синхронная система управления подразумевает, что на экране отображается та же информация, что и на компьютере, то есть идет прямой эфир.

Например, можно транслировать изображение с телекамеры, установленной на стадионе или концерте. Такая система состоит из карты-передатчика и нескольких карт-приемников.

В компьютере, который управляет экраном, находится карта-передатчик, а на экране – карты-приемники, соединенные UTP-кабелем (витая пара).

Асинхронный способ вывода информации на экран подразумевает предварительную загрузку в память микроконтроллера. Для этого используют flash-карту или кабель.

Асинхронная система требует присутствия нескольких микроконтроллеров, количество которых зависит от геометрических размеров LED-дисплея.

Эта система позволяет осуществлять работу самостоятельно по заданной программе без внешнего компьютера.

Аппаратная платформа Arduino

Для создания программы управления светодиодными видеоустройствами (экраны, бегущие строки) на рынке существует большой выбор различных продуктов. Одним из самых популярных является аппаратно-вычислительная платформа Arduino (Ардуино), в состав которой входят плата ввода-вывода и средства разработки.

Arduino используется как для разработки автономных интерактивных объектов, так и для подключения к программным продуктам, выполняемым на компьютере. Платы имеют аналоговые и цифровые порты, к которым могут подключаться разные устройства автоматики: датчики (температуры, влажности, давления и т. п.), кнопки, моторы, двигатели, видеоэкраны, бегущие строки.

Можно сказать, что Arduino – это инструмент проектирования различных электронных устройств. Программная платформа сделана с открытым программным кодом на базе языка программирования С/С++. Проекты, реализованные с помощью Arduino, могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с компьютерным программным обеспечением (MaxMSP, Flash, Processing).

Плата программируемого контроллера Arduino

Источник: https://LampaGid.ru/vidy/svetodiody/led-ekran

Сборка светодиодного экрана своими руками — стоит ли браться?

Столкнувшись с потребностью обзавестись светодиодным экраном, многим может прийти в голову собрать его самому. Весомыми аргументами для этого решения могут стать низкое качество предлагаемого оборудования, частые поломки и неполадки в работе.

В результате мы надеемся получить высококачественный экран в совокупности с низкой себестоимостью. К тому же появляется возможность создать собственный дизайн изделия, подходящий для конкретных целей.

Читайте также:  Usb торшер из светодиодной ленты своими руками

Воодушевившись предполагаемыми выгодами от проделанной работы, мы начинаем вдаваться в детали, собирать комплектующие. На определенном этапе могут возникнуть трудности, связанные с отсутствием знаний в этой области.

Стоит ли самому браться за сборку экрана?

  • Может понадобиться приглашать помощников, ведь одному работать неудобно и долго. Из-за низкого уровня квалификации работников часть комплектующих могут быть повреждены, разбиты и т. д.
  • Работая без проекта, всегда остается риск приобрести комплектующие детали, которые могут не подойти. Продать их может оказаться проблемой.
  • Электрическую часть оборудование лучше доверить опытному специалисту, т. к. при неправильной сборке можно получить замыкание и весь труд пройдет даром.
  • Для работы понадобиться специально оборудованное помещение должного размера, чтобы можно было разместить все комплектующие.
  • Необходимо подумать об инструментах, которые понадобятся для сборки (шуруповерт, крепежные элементы и др.).

Внимательно проанализировав все пункты, сделайте правильный выбор. Только при полном удовлетворении данным требованиям можно сделать светодиодный экран своими руками.

Важные моменты

  • Перед сборкой определитесь с мощностью конструкции, ведь при недостаточном питании, экран может работать некорректно.
  • Определитесь с внешним видом готового изделия.
  • Убедитесь, что используемое оборудование безопасно и исправно.
  • Понадобится схема подключения ламп, блока питания и управляющей платы.
  • При монтаже старайтесь крепить блоки питания таким образом, чтобы их можно легко поменять на новые, в случае поломки (используйте жидкий клей).
  • Продумайте, каким способом будет подаваться информация на монитор. Есть два варианта – с использованием микроконтроллера или компьютера. В любом случае нужны хотя бы минимальные знания программирования.
  • Помимо самого экрана, нужно подготовить каркас или крепления. Нужно рассчитать так, чтобы конструкция была устойчивой.

Если вы неуверены в своих силах,  начните с простой конструкции, например, смонтируйте бегущую строку.

При положительном результате, можно начать делать светодиодный экран своими руками.

Бизнес на светодиодных экранах в случае составления подробного плана будет выгодным вложением денег.

Внутренние светодиодные экраны бывают нескольких типов. Подробно о каждом из них мы рассказали здесь.

Фотографии самых красивых медиафасадов мира собраны в нашей статье.

Плюсы и минусы самостоятельной сборки

  • Опыт, полученный во время работы с электронным оборудованием.
  • Возможность создать устройство по индивидуальной конструкции.
  • Возможность получить готовое оборудование с наименьшими затратами.

А теперь рассмотрим минусы:

  • Самостоятельное изготовление сужает круг применения такого экрана, самодельный светодиодный экран скорее не подойдет для уличного использования.
  • Отсутствует гарантийное обслуживание.
  • Не имея определенных знаний, трудно добиться нужных параметров изображения.
  • Сборка может затянуться на неопределенное время из-за отсутствия каких-либо деталей, что влечет за собой потерю прибыли.
  • Нет гарантии, что он прослужит долго.
  • Трудно собрать крупногабаритное устройство.

Сделать светодиодный экран своими руками возможно, если вы относитесь к специалисту в этой области и у вас подготовлен подробный проект по изготовлению изделия с описанием метода монтажа, количества светодиодов, размера и т.д.

Имея такие данные можно рассчитать, сколько понадобиться материалов и примерные затраты на них.

Многие считают, что наиболее оптимальным вариантом изготовления будут светодиодные полоски и микроконтроллер.

Приступите ли вы к изготовлению самостоятельно или воспользуетесь услугами опытных специалистов, в любом случае ваше решение иметь светодиодный экран будет оправдана его многочисленными преимуществами:

  • Привлечение внимания большого количества людей;
  • Эффектное и яркое оформление различных мероприятий;
  • Возможность передавать информацию различного рода;
  • Минимальные затраты на обслуживание;
  • Возможность выделиться среди конкурентов.

Источник: http://svetodiodnyiekran.ru/poleznaya-informatsiya/led-ekran-svoimi-rukami.html

Как самостоятельно изготовить светодиодный экран?

Светодиодные или LED-экраны широко применяются в бытовой и не только сфере на протяжении последних двадцати лет.

Современный светодиодный экран – это и дисплей ноутбука или телевизора, и рекламная установка на улице, и большой экран на концертной площадке.

Если первый вариант крайне сложен для самостоятельного конструирования, то крупный экран из светодиодов для рекламы или трансляций можно собрать самому.

Из чего делают экран?

Модульная сборка светодиодного экрана представляет собой создание крупного полотна из множества отдельных модулей.

Это блоки стандартного размера, которые состоят из нескольких десятков светодиодов, выполняющих роль пикселей, и электронной схемы управления.

Управляющая плата контролирует совместное свечение модуля, а также имеет шлейфы и разъёмы для соединения с другими модулями. Такое подобие пазла потенциально даёт возможность для сборки экрана любого размера.

Купить модули для сборки сегодня можно в магазинах электроники, в специализированных отделах на рынке или заказать на международных интернет-площадках вроде AliExpress.

Во всех трёх случаях блок, скорее всего, будет сделан в Китае, но это не говорит о низком качестве по умолчанию. Из страны драконов приходит хорошая продукция.

Чтобы её выбрать, следует посоветоваться со специалистами, ознакомиться с отзывами о тех или иных марках.

Базовые функциональные характеристики модулей P10:

  • размер: длина – 320 мм, ширина – 160 мм, толщина – 20 мм;
  • масса – от 600 до 700 г;
  • шаг пикселя – 10 мм;
  • число пикселей на м2 (разрешение) – от 256 ˟ 192;
  • яркость экрана – от 6000 до 7000 кд/м2;
  • рабочий ресурс – до 50 000 часов;
  • угол половинной яркости – 120˚;
  • дистанция комфортного просмотра – 7 метров и больше;
  • предельная мощность потребления при уличной эксплуатации – 500 Вт/м2.

В базовом исполнении светодиодные блоки для сборки экранов имеют защиту от пыли, влаги, механического повреждения.

Альтернативой электронным LED-блокам служит светодиодная лента. Её также можно уложить в виде экрана для трансляции изображений. Однако у этого материала есть характерные недостатки.

Во-первых, монтаж большого количества лент в виде экрана более сложен, поскольку они изначально не разрабатываются для этих целей.

Во-вторых, LED-лента не обладают достаточной устойчивостью к разрушительным факторам внешней среды: температурным перепадам, контакту с грязью, влагой и пылью, ультрафиолетовому излучению.

Монтаж светодиодного экрана из блоков

Процесс изготовления начинается со сборки металлического каркаса для размещения светодиодных блоков рядом друг с другом. Несущая металлоконструкция представляет собой нечто вроде стенки с ячейками.

Как правило, её изготавливаются из квадратной профильной трубы или перфорированного металлического профиля. Учитывая особенности среды использования, материал должен иметь антикоррозионное покрытие.

Пример традиционной конструкции для размещения модулей, источников питания, контроллеров, драйверов и других компонентов схемы представлен на следующем фото.

Далее, чтобы собрать светодиодный экран, электронные модули P10 размещаются в своих ячейках и соединяются между собой посредством стандартного соединения шлейф-разъём типа «папа-мама».

Чаще всего, крепление самих блоков к металлическому основанию осуществляется магнитами, поэтому не вызывает проблем.

Благодаря этому процесс монтажа, демонтажа и ремонта мобильных светодиодных экранов заметно упрощается.

На обратной стороне конструкции располагаются блоки питания и электронные элементы, принимающие информацию о транслируемом изображении, и распределяющие её частями: общая схема – по модулям, а модули – по пикселям.

Чаще всегда задняя стенка собирается из композитной алюминиевой панели или листа металла. Общая схема сборки и размещения функциональных элементов экрана показана в следующем изображении.

Сборка экрана из ленты

Для светодиодной ленты, в отличие от модулей P10, доступна возможность сгибания и складывания, что обуславливает одно из преимуществ – с её помощью можно создавать гибкие и складываемые экраны. Для их создания необходимы диодные ленты, держатели для них с прижимной головкой, алюминиевые панели для размещения светодиодов, крепёжные элементы, блоки питания и микроконтроллер.

Как собрать светодиодный экраниз LED-ленты:

  1. Оклеить рабочую поверхность цветной плёнкой с помощью жидкого клея (цвет должен быть чёрным, потому что при его отображении светодиоды не светятся). Поверхность должна быть идеально ровной.
  2. Обрезать излишки плёнки по краям.
  3. Закрепить ленты рядами. Располагать их нужно так, чтобы расстояние между светодиодами было одинаково, как вдоль, так и поперёк. Светодиоды должны идти ровными рядами и вдоль, и поперёк основы, чтобы изображение не было перекошенным. Для крепления используются скобы. Расстояние между ними определяется так, чтобы не было провисаний и смещений.
  4. Соединить светодиодные ленты между собой спайкой или через стандартные разъёмы. Ко входу первой ленты в цепи подключается DMX-контроллер. Если одного устройства недостаточно для работы, устанавливаются субконтроллеры. Между собой они соединяются сетевым кабелем.
  5. Подключить блоки питания. Здесь есть несколько важных нюансов: питание подаётся с обоих концов, максимальное потребление ленты с 72 светодиодами равно 20W, модульные блоки питания практически всегда подключаются попарно, а не параллелятся на выходе.

Схемы питания LED-лент для тех, кто собирает светодиодный экран своими руками:

Последним шагом сборки экрана является герметизация блоков питания, контроллеров и соединений для защиты от влаги. Хорошим вариантом является алюминиевый кабель-канал, в который заводятся и заливаются герметиком концы лент, а также прячутся блоки питания.

Как выводится картинка?

Выбор видеоряда и его замена для трансляции на светодиодный экран осуществляется через Wi-Fi или USB.

В первом случае информация принимается через сетевую карту контроллера, а во втором – через кабель от подключённого к системе компьютера.

Преобразование видеоролика в цифровой поток и распределение напряжения по отдельным светодиодам выполняет контроллер. Качество и порядок отображения зависит от типа системы управления:

  • синхронное управление подразумевает одновременное отображение одной картинки на экране и устройстве-источнике, то есть прямой эфир. Оно часто используется во время спортивных трансляций и концертов. Для работы на устройстве-источнике работает карта-передатчик, а на экране – одна или несколько карт-приёмников, соединённых между собой;
  • асинхронный вывод информации на экран связан с предварительной загрузкой информации в памяти микроконтроллера. Загрузка осуществляется с компьютера через кабель или с flash-накопителя. Асинхронная система работает независимо от управляющего компьютера и оснащается несколькими микроконтроллерами (в зависимости от размеров дисплея).

Популярным средством программирования и управления светодиодными экранами является аппаратно-вычислительная платформа Arduino. Она имеет разъёмы и порты, по которым можно подключать самые разные приборы для создания простых и сложных автоматизированных систем, в том числе – экранов из светодиодов. Arduino программируется на языках C/C++.



Источник: https://simplelight.info/dlya-nezhilogo/svetodiodnyy-ekran-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector