Светодиодная матрица своими руками
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 18.09.2024
Автору Instructables под ником mansurkamsur потребовались крупные светодиодные матрицы – 100х100 мм, несмотря на разрешение в 8х8 пикселей. Готовые платы с таким разрешением бывают различных размеров, максимальный из которых – 60х60 мм. Пришлось изготавливать нестандартные матрицы своими руками.
Самоделка выполнена на микросхеме MAX7219, поэтому она полностью совместима с существующими программами для Arduino и других платформ, управляющими аналогичными готовыми матрицами. По схеме она от них тоже не отличается, только светодиоды более крупные. И соедининие в цепочки, подобно сдвиговым регистрам, допускает ничуть не хуже. Но, в отличие от дисплея на сдвиговых регистрах, индикация здесь динамическая.
Схема устройства – также стандартная:
Светодиоды понадобятся крупные – диаметром в 10 мм. Если таких не найдёте, можно взять и обычные, 5-миллиметровые, также с гибкими выводами. Но тогда шаг между ними будет очень большим. Все остальные компоненты, в т.ч. микросхема драйвера – наоборот, миниатюрные и SMD. Касается это и полярного конденсатора, который взят не электролитический, а танталовый. Применять его не рекомендуется, так как такие конденсаторы при случайной переполюсовке и/или превышении напряжения загораются. В прямом смысле. Огнём. Лучше вместо него припаять к тем же площадкам обычный электролитический конденсатор с выводами. Всё равно плата большая.
Файлы формата Gerber для изготовления платы мастер выкладывает здесь под лицензией CC-BY-SA. Чтобы их скачать, необхожима простейшая регистрация. Ничего сложного в изготовлении платы нет, можно и ЛУТом. А при известной ловкости – и на perfboard’е. Но мастер решает заказать платы (ему нужно несколько модулей) прямо там же (у другого производителя тоже можно). И вот они приезжают, рассмотрим любую из них с обеих сторон:
Приезжают и компоненты:
Особенностью устройства является расположение микросхемы драйвера поверх точек впайки светодиода с обозначением D30. Поэтому он сначала впаивает этот светодиод, заранее откусив ему выводы на такую длину, чтобы микросхема поместилась:
Благодаря металлизации отверстий, этот фокус проходит, и “ноги” с обратной стороны платы не выступают. Если же плата изготовлена ЛУТом, откусывать придётся уже после впаивания, а сами светодиоды – впаивать не впритык к плате, чтобы пропаять с обеих сторон. Роль перемычек будут играть их выводы. А выводы микросхемы придётся немного подогнуть, чтобы её можно было чуть приподнять над точками впайки светодиода. А вот мастер впаивает и саму микросхему:
А за ней – и остальные светодиоды:
Этим светодиодам откусывает выводы уже после впайки:
И пассивные компоненты. Если всё же решитесь применять танталовый конденсатор – проверьте полярность десять раз. У светодиодов достаточно один раз, у тантала – все десять. И полряность подключения питания к готовой плате столько же раз проверяйте перед включением. Это – вопрос пожарной безопасности. Но лучше, конечно, обычный электролитический конденсатор вместо танталового установить. Он переполюсовки, конечно, тоже боится, но, по крайней мере, огня не будет.
Наконец, мастер впаивает в плату гребёнку со стороны входа. Теперь можно подключить к ней разъём и подать питание и сигналы управления. Для соединения же матриц в цепочку необходимо входную гребёнка следующей платы припаять к выходным площадкам предудыщей. Все платы нужно обязательно закрепить на каком-нибудь основании, так как прочности одних только паек недостаточно.
Наконец, мастер испытывает модуль:
Для этого он применяет плату Wemos D1, так как для неё есть готовое ПО, управляющее такими матрицами. Подойдёт и Arduino, и другие платформы, для некоторых из них придётся написать ПО самостоятельно. Изготовив нужное количество устройств, можно составить из них дисплей требуемых размеров и разрешения.
Если вам вдруг потребовалась небольшая светодиодная матрица нестандартного размера или формы, то вы всегда сможете собрать её собственными руками, используя для этого макетную плату, светодиоды и токоограничивающие элементы.Для примера изготовим матрицу размером 10 на 10 из ультрафиолетовых светодиодов, получив, таким образом, детектор подлинности денег. Используем для этого макетную плату ECI производства velleman, 100 светодиодов и сто резисторов. Зачем столько резисторов? Для питания мы будем использовать напряжение 5 вольт, а потому нам понадобятся резисторы в 470 Ом, чтобы задать необходимый ток в 20 миллиампер через каждый светодиод. Мы пойдём по пути наименьшего сопротивления, и просто соединим все светодиоды параллельно, но при таком соединении необходимо, чтобы каждый светодиод имел свой токоограничивающий резистор. Сначала припаяем на плату светодиоды, для удобства закрепив каждую, состоящую из них линию скотчем, что позволит перевернуть плату и быстро запаять их все сразу. После этого припаяем резисторы, так же предварительно закрепив их скотчем, и, наконец, создадим недостающие шины питания.Теперь подаём на нашу матрицу питание, и проверяем, чтобы все светодиоды при этом горят. Осталось только установить её в корпус и получить законченное устройство. Таким же образом можно изготовить светодиодные матрица различных цветов для светомузыки, белые для освещения или инфракрасные для камер ночного видения.
Читайте также: