LED dióda: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Tento návod je pre Digital LED Pit Board, ktorý používame na motokáry. Je obzvlášť užitočný pre vnútorné a vonkajšie nočné preteky vrátane 24 -hodinových pretekov. Doska je na slnečnom svetle čistá a v noci vynikne. Vzhľadom na motokárovú sériu, ktorej sa zúčastňujeme, môže byť číslo motokáry v každom závode odlišné a v týchto pretekoch môže bežať 2 alebo 3 motokáry, takže musíme rýchlo zmeniť číslo na tabuli. To sa deje pomocou 16 -miestnej klávesnice na zadnej strane dosky.

Doska sa skladá zo 14 segmentov so 4 bielymi slamenými LED diódami v každom segmente. Celé sa to ovláda cez Arduino Nano (ten so vstavaným USB portom). Dosku je možné v prípade potreby stlmiť a môže tiež blikať, čím sa upúta pozornosť vodiča.

Predná a zadná strana sú z 3 mm akrylového plechu s dreveným rámom medzi nimi. To bolo potom vyvŕtané pre každú jednotlivú LED. Celková veľkosť je rovnaká ako papier formátu A4.

Poznámka: Tento návod ukazuje presne to, čo som vyrobil, niektoré súčiastky, ktoré som už ležal okolo, takže som použil to, čo som mal. V niektorých častiach tejto zostavy existujú lepšie riešenia a počas toho som sa niečo naučil, o tom budem diskutovať na konci.

Čo potrebuješ:

1 x Arduino Nano

1 x USB power banka (1A, viac ako 2 200 mOhm - najlepšie bez vlastného vypínača)

1 x kábel USB

1 x prepínač

1 x 16 -miestna klávesnica

3 x 7K5Ω odpory (pre klávesnicu)

Rezistory 3 x 2KΩ (pre klávesnicu)

2 x 3 mm akrylový list veľkosti A4

1 x IRF9530 (P kanál MOSFET)

14 x IRL510 (N kanál MOSFET)

15 x 220Ω odpory (odpory MOSFET)

15 x 10K sťahovacie odpory

56 x biely slamený klobúk LED 5 mm

56 x Vhodný odpor pre LED diódy (220 Ω je zvyčajne dobré)

Nejaký drôt na pripojenie diód LED/MOSFET atď

Nejaký Strip Board

Trochu dreva na rám

Čierna lepiaca páska

12 x skrutky

1 x držadlo zásuvky

Krok 1: Zostavte rám

Tu som použil 18 mm x 44 mm x 2400 mm, ktoré som rozrezal na 2 kusy pri 261 mm a 2 kusy pri 210 mm, aby sa vonkajší rozmer pri zostavení zhodoval s akrylovými listami, ktoré som si kúpil (v tomto prípade veľkosť papiera A4). Tieto boli jednoducho priskrutkované pomocou vhodných skrutiek do dreva. V tomto mieste rozhodnite, ktorý bude vrch, a označte stredový bod na hornom diele. Od tohto stredového bodu odmerajte rovnaké množstvo na oboch stranách, aby vyhovovalo držadlu zásuvky, vyvŕtajte otvory podľa veľkosti skrutky držadla. Vonkajšiu časť dreva omotajte čiernou lepiacou páskou, aby mala pekný povrch. Nakoniec namontujte držadlo zásuvky pomocou dodaných skrutiek.

Krok 2: Vyvŕtajte diery LED a namontujte diódy LED

Akryl (ochrana pásky je stále zapnutá) označte dizajnom segmentu, v tomto prípade 2 číslice so 7 segmentmi na každej číslici a 4 diódy LED v každom segmente.

Akryl vŕtajte veľmi opatrne, na vyvŕtanie do zadnej časti som použil malý kúsok šrotového dreva a začal som vŕtačkou s menším priemerom (2,5 mm) a skončil som s 5 mm otvorom na prijatie 5 mm diód LED. Akryl je dosť krehký a pri vŕtaní sa môže ľahko čipovať, takže buďte opatrní.

Nakoniec (a starostlivú časť) namontujte každú LED diódu do každého otvoru pomocou malého množstva lepidla. Nepoužívajte príliš veľa, ak by ste neskôr pri testovaní potrebovali vymeniť LED diódu. Ak lepidlo úplne prilepíte, LED diódu odstránite iba vyvŕtaním. Na jednej strane diódy LED som našiel malú škvrnu, ktorá ju dostatočne zaistila a tiež zneužila.

Na zadnom paneli vyrežte otvor pre klávesnicu a vypínač, aby boli v súlade so stredovou časťou diód LED na protiľahlej doske, aby ste mali dostatok priestoru. Namontujte klávesnicu a vypínač a vyvŕtajte otvory pre powerbanku

Krok 3: Okruh

Okruh bol rozdelený na 3 sekcie, pretože je pre mňa jednoduchšie opísať.

1 - stránka napájania:

Napájanie je dodávané do Arduina, jediného IRF9530 a klávesnice pomocou vypínača. Vypínač je priamo pripojený k napájacej banke 5 V. IRF9530 je medzi 5 V napájaním a každým zo segmentov LED. Je to tento MOSFET kanála P, ktorý bude zodpovedný za stmievanie PWM a blikanie segmentov LED. Je pripojený k digitálnemu pinu 10 pomocou ochranného odporu 220Ω.

2 - LED segmenty:

Každý segment LED potom bude brať svoju energiu z IRF9530. Segmenty sa skladajú zo 4 LED diód, všetky sú zapojené paralelne, každá s vlastným odporom obmedzujúcim prúd, ktorý by mal byť vhodný pre dopredný prúd vašich LED diód.

- Veková strana diód LED je potom pripojená k MOSFETU N kanálového kanála IRL510 N. Každý segment má svoj vlastný IRL510, pretože toto je „prepínač“pre každý segment. Každý IRL510 je pripojený späť k príslušnému pinu Arduino pomocou ochranného odporu 220 Ω a má 10K sťahovací odpor, ktorý zaisťuje úplné prepnutie. (pull down rezistory by mohli byť vynechané, pretože Arduino bude držať nízko, keď nie je zapnuté).

3 - Zapojenie klávesnice:

Vzhľadom na počet pinov Arduino použitých na ovládanie segmentov nemôžeme na klávesnici použiť 8 -pinovú maticovú metódu pripojenia, preto som pre tento projekt vyvinul 1 -pinovú metódu pripojenia. Pridaním odporov na piny klávesnice môžeme pre každé tlačidlo vytvoriť iný delič napätia. Pripojením k analógovému kolíku na Arduine potom môžeme podľa diagramu klávesnice určiť, ktoré tlačidlo bolo stlačené.

Krok 4: Pripojte dosku

Na vytvorenie „DPS“pre každý segment som použil stripboard. Na každom segmente plošných spojov sú x 4 x LED, 4 x LED rezistory a IRL510 MOSFET. Každý segment má potom 5v pripojenie z IRF9530 a 0v pripojenie (takmer ako kruhový rozvod). Brána z IRL510 je potom v strede spojená s Arduino ‘PCB’.

Rezistory 220Ω pre IRL510 sú na centrálnej doske Arduino spolu s IRF9530.

Pripojte klávesnicu k 5V, 0V a signálny kolík k Arduinu.

Nakoniec odstrihnite nechcený koniec kábla USB a prevlečte zadný panel tak, aby zostalo dosť na pripojenie k powerbanke. Vnútri opatrne odizolujte vonkajší obal a oddeľte vodiče. Potrebujeme iba vedenia 5V a 0V. Tu môžete použiť multimeter a zistiť, ktorý je ktorý. Pripojte 5v vodič k prepínaču a 0v k PCB a klávesnici Arduino.

Po dokončení všetkých pripojení načítajte skicu Arduino cez USB port Arduina.

Krok 5: Zapnutie a prevádzka

Pripojte napájaciu banku, ktorá môže dodávať najmenej 1A, a v ideálnom prípade by mala byť 2 200 mAh alebo viac (to by malo stačiť na spustenie dosky s plnou intenzitou so všetkými segmentmi rozsvietenými asi 1,5 hodiny) a zapnite hlavné napájanie.

Poznámka: Power Banky uvádzajú hodnotenie mAh, ale toto hodnotenie platí pre internú batériu (zvyčajne li-ionová batéria 18650), ktorá je nominálne 3,7 V. Napájacia banka má vnútorný zosilňovací obvod, ktorý dc-dc prevádza napätie na 5V. Táto konverzia znamená, že sa stratí niekoľko mAh. napr. Power banka 2 200 mAh bude (2200*3,7)/5 = 1628 mAh pri 5 V. Bohužiaľ to nie je koniec poschodia, pretože väčšina jednosmerných meničov nie je 100% účinná (obvod, ktorý prevádza prevod, potrebuje aj určitý výkon), takže môžete očakávať, že vo vnútri krycej skrinky stratíte ďalších 10% - 15%. Takže 1628 mAh teraz stratí prinajlepšom ďalších 162,8 mAh, čo znamená, že sa konečne dostanete okolo 1465,2 mAh.

Akonáhle sa Arduino spustí, správna číslica zobrazí nulu. V tomto okamihu je možné zadať jedno alebo dvojciferné číslo a toto číslo sa zobrazí na tabuli. Ak bolo zadané jednociferné číslo, doska zobrazí na ľavej číslici nulu.

Ďalšie funkcie sú:

Kláves „*“zapína alebo vypína blikajúci displej

Kláves ‘A’ zobrazí na tabuli FL (dá sa použiť na to, aby vodičovi oznámil, že zajazdil najrýchlejšie kolo, alebo ho používame na pripomenutie vodičovi, aby si na nasledujúcej zastávke zobral palivo).

Kláves „B“pridá písmeno P na ľavú číslicu a potom môžete na pravú číslicu pridať ľubovoľné číslo, aby sa zobrazila závodná pozícia, napríklad P4.

„C“Zvýšte jas

„D“Zníži jas.

Krok 6: Lekcie / vylepšenia

Krok 6 - Vylepšenie / Lepšie riešenia

Ako som uviedol na začiatku, táto doska bola postavená pomocou dostupných komponentov, a nie kupovania nových, čo však kompromitovalo dizajn a viedlo k určitým komplikáciám. Aj keď konečný dizajn funguje dobre a vyzerá dobre, tu je niekoľko vylepšení alebo iných nápadov na dosiahnutie rovnakého konečného výsledku.

1 Použite 5v LED pásy (biele LED na čiernom páse 60/m) na vytvorenie každého segmentu namiesto budovania od začiatku. Sú lacné a dostupné na ebay a dajú sa pripevniť skôr na prednú stranu dosky, ako vŕtať každú diódu LED. Pásky sú už vopred zapojené a zvyčajne obsahujú aj prúdový odpor. Vďaka tomu môže byť dizajn ľahší a tenší, pretože nevyžaduje toľko vnútorného priestoru.

2 Podobne ako vyššie, ale používajte pásové LED diódy, ktoré sú jednotlivo zapisovateľné ako RGB LED diódy WS2812B typu, a pre Arduino sa sťahuje aj knižnica. Budete musieť vziať do úvahy dostupný výkon z powerbanky, pretože biela farba môže vyžadovať viac ako 3 ampéry. Samostatné zobrazovanie červenej, modrej alebo zelenej farby by však spotrebovalo podobnú energiu ako môj dizajn. Výhodou individuálne adresovateľných diód LED je, že môžete odstrániť IRL510 MOFETS a veľkým prínosom je, že na ovládanie všetkých diód LED budete potrebovať iba 1 pin Arduino. Pretože táto metóda uvoľňuje piny Arduino, robí zapojenie oveľa jednoduchším a môžete použiť knižnicu Matrix Keypad, takže nepotrebujete ani odpory na klávesnici. Užitočná môže byť aj schopnosť používať rôzne farby.

3 Základnejšiu verziu dosky je možné vytvoriť odstránením klávesnice a Arduina a použitím malých posuvných prepínačov vedľa každého segmentu a manuálnym prepnutím dosky. To je v poriadku, ak prevádzkujete iba jednu motokáru a nepotrebujete rýchlo zmeniť číslo. Prišli by ste aj o funkciu stmievania a blikania, ale bolo by to oveľa jednoduchšie. Pôvodne som postavil jeden taký, ale zistil som, že v niektorých prípadoch nemáme dostatok času na výmenu čísel medzi motokárami.

4 Uvažoval som o použití starej obrazovky prenosného počítača namiesto diód LED, aby bolo možné zobraziť akýkoľvek text, ale obrazovka nie je dostatočne jasná, najmä pri jasnom slnečnom svetle, ale dokonca aj v daždivom večeri bola spoza mokrého štítu tmavá. Vodič má tiež len čas na letmý pohľad, takže čítanie je náročné, preto sa tomu vyhnite.