LED duobės lenta: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Ši instrukcija skirta skaitmeninei LED duobių lentai, kurią naudojame kartingui. Tai ypač naudinga naktinėms lenktynėms patalpose ir lauke, įskaitant 24 val. Lentelė yra skaidri saulės šviesoje ir išsiskiria naktį. Dėl kartingo serijos, kurioje dalyvaujame, kartingo skaičius kiekvienose lenktynėse gali būti skirtingas ir tose lenktynėse gali važiuoti 2 ar 3 kartingai, todėl skubiai turime greitai pakeisti lentos numerį. Tai atliekama naudojant 16 skaitmenų klaviatūrą, esančią plokštės gale.

Lentą sudaro 14 segmentų, kiekviename segmente yra 4 baltos šviesos šiaudinės skrybėlės. Visa tai valdoma naudojant „Arduino Nano“(tą, kuriame yra įmontuotas USB prievadas). Jei reikia, lenta gali būti pritemdyta ir taip pat gali mirksėti, kad dar labiau patrauktų vairuotojo dėmesį.

Priekyje ir gale yra 3 mm akrilo lakštas su mediniu rėmu. Tada tai buvo išgręžta kiekvienam atskiram šviesos diodui. Bendras dydis yra toks pat kaip A4 formato popieriaus.

Pastaba: ši instrukcija tiksliai parodo, ką aš padariau, kai kuriuos komponentus, kuriuos jau turėjau, todėl naudoju tai, ką turėjau. Yra geresnių sprendimų kai kurioms šios konstrukcijos dalims, ir aš turėjau šiek tiek pasimokyti, tai aptarsiu pabaigoje.

Ko tau reikia:

1 x „Arduino Nano“

1 x USB maitinimo blokas (1A, didesnis nei 2200mOhm - pageidautina be savo jungiklio)

1 x USB kabelis

1 x jungiklis

1 x 16 skaitmenų klaviatūra

3 x 7K5Ω rezistoriai (klaviatūrai)

3 x 2KΩ rezistoriai (klaviatūrai)

2 x 3 mm A4 formato akrilo lakštas

1 x IRF9530 (P kanalo MOSFET)

14 x IRL510 (N kanalo MOSFET)

15 x 220Ω rezistoriai (MOSFET rezistoriai)

15 x 10K nuleidžiami rezistoriai

56 x 5 mm baltos šiaudinės skrybėlės šviesos diodas

56 x tinkamas rezistorius šviesos diodams (220Ω paprastai yra geras)

Kai kurie laidai, skirti prijungti šviesos diodus/MOSFET ir kt

Kažkokia juostelių lenta

Šiek tiek medžio rėmui

Juodoji ortakio juosta

12 x varžtai

1 x stalčių rankena

1 žingsnis: sukurkite rėmą

Čia aš naudoju 18 mm x 44 mm x 2400 mm, kuris buvo supjaustytas į 2 dalis 261 mm ir 2 gabalus 210 mm, kad surinkus išorinį matmenį atitiktų mano nusipirkti akrilo lakštai (šiuo atveju A4 formato popierius). Jie buvo tiesiog prisukami naudojant tam tikrus tinkamus medinius varžtus. Šiuo metu nuspręskite, kas bus viršuje, ir pažymėkite viršutinį gabalą. Iš šio centro taško išmatuokite vienodą kiekį iš abiejų pusių, kad jis atitiktų jūsų stalčiaus rankeną, gręžkite skylutes pagal rankenos varžto dydį. Apvyniokite medžio išorę juoda lipnia juosta, kad gautumėte gražią apdailą. Galiausiai pritvirtinkite stalčiaus rankeną naudodami pridedamus varžtus.

2 žingsnis: gręžkite šviesos diodų skyles ir pritvirtinkite šviesos diodus

Pažymėkite akrilą (apsauga nuo juostos) su segmento dizainu, šiuo atveju 2 skaitmenys su 7 segmentais kiekviename skaitmenyje ir 4 šviesos diodai kiekviename segmente.

Labai atsargiai gręžkite akrilą, aš panaudojau nedidelį medžio laužo gabalėlį, kurį pradėjau gręžti ant nugaros, ir pradėjau nuo mažesnio skersmens grąžto (2,5 mm), o baigiau 5 mm skyle, kad galėčiau priimti 5 mm šviesos diodus. Akrilas yra gana trapus ir gręžiant gali lengvai suskilti, todėl būkite atsargūs.

Galiausiai (ir kruopščią dalį) sumontuokite kiekvieną šviesos diodą kiekvienoje skylėje, naudodami nedidelį kiekį superklijų. Tačiau nenaudokite per daug, jei vėliau bandymo metu turėsite pakeisti LED. Jei klijuojate iki galo, vienintelis būdas pašalinti šviesos diodą yra jo gręžimas. Radau mažą dėmelę vienoje šviesos diodo pusėje, kad ją būtų galima saugiai laikyti ir taip pat piktnaudžiauti.

Galiniame skydelyje iškirpkite skylę klaviatūrai ir jungikliui, kad jie būtų suderinti su priešingos plokštės šviesos diodų vidurine dalimi, kad turėtumėte pakankamai laisvos vietos. Sumontuokite klaviatūrą ir jungiklį bei gręžkite skyles maitinimo bankui

3 žingsnis: grandinė

Grandinė buvo padalinta į 3 skyrius, nes man lengviau apibūdinti.

1 - Maitinimo pusė:

Maitinimas tiekiamas į „Arduino“, vieną IRF9530 ir klaviatūrą per maitinimo jungiklį. Maitinimo jungiklis yra tiesiogiai prijungtas prie 5 V maitinimo bloko. IRF9530 yra tarp 5 V galios ir kiekvieno LED segmento. Būtent šis P kanalo MOSFET bus atsakingas už PWM pritemdymą ir LED segmentų mirksėjimą. Jis prijungtas prie skaitmeninio kaiščio 10 per 220Ω apsauginį rezistorių.

2 - LED segmentai:

Tada kiekvienas šviesos diodų segmentas galios iš IRF9530. Segmentus sudaro 4 lygiagrečiai prijungti šviesos diodai, kurių kiekvienas turi savo srovės ribojimo rezistorių, kuris turėtų būti tinkamas jūsų šviesos diodų priekinei srovei.

Šviesos diodų pusė yra prijungta prie IRL510 N kanalo MOSFET (šiek tiek per daug nužudyta, bet aš gulėjau). Kiekvienas segmentas turi savo IRL510, nes tai yra kiekvieno segmento „jungiklis“. Kiekvienas IRL510 yra prijungtas prie atitinkamo „Arduino“kaiščio per 220Ω apsauginį rezistorių ir turi 10K ištraukiamąjį rezistorių, kad jis visiškai persijungtų. (ištraukiamieji rezistoriai gali būti praleisti, nes „Arduino“laikysis žemas, kai nebus įjungtas).

3 - Klaviatūros laidai:

Dėl segmentų valdymui naudojamų „Arduino“kaiščių skaičiaus mes negalime klaviatūrai naudoti 8 kontaktų matricos prijungimo metodo, todėl šiam projektui sukūriau 1 kontaktų ryšio metodą. Pridėję rezistorius prie klaviatūros kaiščių, kiekvienam mygtukui galime sukurti skirtingą įtampos daliklį. Prijungę jį prie „Arduino“analoginio kaiščio, galime nustatyti, kuris mygtukas buvo paspaustas pagal klaviatūros schemą.

4 žingsnis: laido prijungimas

Kiekvienam segmentui „PCB“sukūriau juostelę. Kiekviename segmento PCB yra šviesos diodas x 4, LED rezistoriai x 4 ir IRL510 MOSFET. Tada kiekvienas segmentas turi 5 V jungtį iš IRF9530 ir 0 V jungtį (beveik kaip pagrindinį žiedą). Tada vartai iš IRL510 yra prijungti prie „Arduino“PCB centre.

220Ω rezistoriai, skirti IRL510, yra centrinėje „Arduino“PCB kartu su IRF9530.

Prijunkite klaviatūrą prie 5V, 0V, o signalo kaištį - prie „Arduino“.

Galiausiai nukirpkite nepageidaujamą USB kabelio galą ir perverkite galinį skydelį, palikdami pakankamai, kad galėtumėte prisijungti prie maitinimo šaltinio. Viduje atsargiai nuimkite išorinį dėklą ir atskirkite laidus. Mums reikia tik 5v ir 0v linijų. Čia galite naudoti multimetrą, kad sužinotumėte, kuris yra kuris. Prijunkite 5 V laidą prie jungiklio, o 0 V - prie „Arduino“PCB ir klaviatūros.

Kai visi ryšiai bus sukurti, įkelkite „Arduino“eskizą per „Arduino“USB prievadą.

5 žingsnis: Įjunkite ir valdykite

Prijunkite „Power Bank“, galintį tiekti bent 1 A, o idealiu atveju tai turėtų būti 2200 mAh ar daugiau (to turėtų pakakti, kad lenta veiktų visu intensyvumu, kai visi segmentai būtų apšviesti apie 1,5 valandos) ir įjunkite pagrindinį maitinimą.

Pastaba: „Power Banks“nurodo mAh, tačiau šis įvertinimas skirtas vidinei akumuliatoriaus pakuotei (paprastai ličio jonų 18650 baterijai), kuri nominaliai yra 3,7 V. Maitinimo banke yra vidinė stiprinimo grandinė, kuri nuolatinė srovė konvertuoja įtampą į 5 V. Ši konversija reiškia, kad prarandama dalis mAh. pvz., 2200mAh galios bankas tikrai bus (2200*3,7)/5 = 1628mAh esant 5v. Deja, tai nėra aukšto pabaiga, nes dauguma nuolatinės srovės keitiklių nėra 100% efektyvūs (grandinei, atliekančiai konversiją, taip pat reikia šiek tiek energijos), todėl galite tikėtis prarasti dar 10–15% keitiklio viduje. Taigi 1628 mAh dabar geriausiu atveju praranda dar 162,8 mAh, o tai reiškia, kad pagaliau gausite apie 1465,2 mAh.

Kai „Arduino“paleidžiamas, dešinysis skaitmuo parodys nulį. Šiuo metu galima įvesti bet kurį vieno ar dviženklį skaičių, kuris bus rodomas lentoje. Jei buvo įvestas vieno skaitmens skaičius, kairiajame skaitmenyje lenta rodys nulį.

Kitos funkcijos yra:

„*“Klavišas įjungs arba išjungs mirksintį ekraną

„A“klavišas lentoje rodys FL (gali būti naudojamas vairuotojui pasakyti, kad jis nustatė greičiausią ratą, arba mes jį naudojame norėdami priminti vairuotojui, kad degalų reikia gauti kitoje stotelėje).

„B“klavišas pridės raidę P prie kairiojo skaitmens, o tada prie dešiniojo skaičiaus galite pridėti bet kurį skaičių, kad būtų rodoma lenktynių padėtis e’g P4.

„C“Padidinkite ryškumą

„D“Sumažinkite ryškumą.

6 žingsnis: pamokos / patobulinimai

6 žingsnis - tobulinimas / geresni sprendimai

Kaip sakiau pradžioje, ši plokštė buvo sukurta naudojant turimus komponentus, o ne perkant naujus, tačiau tai sukompromitavo kai kuriuos dizainus ir sukėlė keletą komplikacijų. Nors galutinis dizainas veikia gerai ir atrodo gerai, čia yra keletas patobulinimų ar kitų idėjų, kaip sukurti tą patį galutinį rezultatą.

1 Kiekvienam segmentui sukurti, o ne kurti nuo nulio, naudokite 5 V šviesos diodų juosteles (baltos šviesos diodai ant juodos juostelės 60/m). Jie yra pigūs ir prieinami „ebay“ir gali būti pritvirtinti prie plokštės priekio, o ne gręžti kiekvieną šviesos diodą. Juostelės jau yra prijungtos ir paprastai apima ir dabartinį rezistorių. Dėl to dizainas gali būti lengvesnis ir plonesnis, nes nereikia tiek daug vidinės erdvės.

2 Panašus į aukščiau pateiktą, bet naudokite juostinius šviesos diodus, kuriuos galima rašyti atskirai, pavyzdžiui, WS2812B tipo RGB šviesos diodus, taip pat galima atsisiųsti biblioteką „Arduino“. Turėsite atsižvelgti į galimą maitinimo banko galią, nes norint rodyti baltą spalvą gali prireikti daugiau nei 3 amperų. Tačiau raudonos, mėlynos arba žalios spalvos rodymas atskirai sunaudotų panašią galią kaip ir mano dizainas. Individualiai adresuojamų šviesos diodų pranašumas yra tas, kad galite pašalinti IRL510 MOFETS, o didelis pranašumas yra tas, kad jums reikės tik 1 „Arduino“kaiščio, kad galėtumėte valdyti visus šviesos diodus. Kadangi šis metodas atlaisvina „Arduino“kaiščius, tai žymiai supaprastina laidų prijungimą ir galite naudoti „Matrix Keypad“biblioteką, todėl jums nereikia ir rezistorių klaviatūroje. Galimybė naudoti skirtingas spalvas taip pat gali būti naudinga.

3 Paprastesnę plokštės versiją galima sukurti nuėmus klaviatūrą ir „Arduino“ir naudojant mažus slankiojančius jungiklius šalia kiekvieno segmento ir rankiniu būdu perjungiant plokštę. Tai gerai, jei važiuojate tik vienu kartingu ir jums nereikia greitai keisti numerio. Taip pat prarastumėte pritemdymo ir mirksėjimo funkciją, tačiau tai būtų daug paprastesnė konstrukcija. Iš pradžių sukūriau tokį, bet pastebėjau, kad kai kuriais atvejais neturėjome pakankamai laiko apsikeisti skaičiais tarp kartingų.

4 Aš apsvarstiau galimybę naudoti seną nešiojamojo kompiuterio ekraną, o ne šviesos diodus, kad būtų galima rodyti bet kokį tekstą, tačiau ekranas nėra pakankamai ryškus, ypač esant ryškiai saulei, tačiau net lietingą vakarą jis buvo silpnas iš už šlapio skydelio. Be to, vairuotojas turi laiko tik trumpam žvilgsniui, todėl sunku skaityti, todėl venkite to.