Micro: bit - Ma trận LED: 14 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong hướng dẫn này, tôi sẽ giới thiệu cho các bạn cách xây dựng ma trận LED cho micro: bit ra khỏi dải LED. Tôi sẽ sử dụng ma trận 4x4 và ma trận 10x10 làm ví dụ. Vì tôi làm việc tại một trường học, nơi chúng tôi xây dựng rất nhiều, chúng tôi sẽ kết thúc việc trải qua rất nhiều bộ giữ pin, nguồn điện và micro: bit nếu mọi thứ phải được xây dựng vào dự án. Mặt khác, nó trông không đẹp lắm nếu bạn chỉ kết nối micro: bit với các đầu nối cá sấu, vì vậy trong hướng dẫn này, tôi cũng sẽ chỉ ra cách chúng ta xây dựng mọi thứ để bắt đầu lại.

Tôi đã thực hiện một hướng dẫn ngắn về cách lập trình neopixel, nhưng tôi sẽ tải lên một hướng dẫn khác sau này tập trung hơn một chút vào cách lập trình ma trận neopixel.

Quân nhu

Vật liệu:

Ván ép 4 mm

1 x bộ điều chỉnh điện áp TO220-3

Tụ điện 2 x 10 uF

Nguồn điện 1 x 5 volt 2 A là đủ cho ma trận 4x4, nhưng bạn muốn 4 A cho ma trận 10x10

3 x M3 25 bu lông

12 x M3 Nuts

1 x Micro: bit

Điện trở 1 x 330 ohm

1 x Đầu nối khối đầu cuối vít hai chiều

Một dải neopixel tương thích Micro: bit. 60 LED / mét ưa thích. Bạn sẽ chỉ cần hơn nửa mét cho ma trận 4 x 4 và chỉ dưới 2 mét cho ma trận 10 x 10.

Một vài mét dây. Thật tốt nếu bạn có nhiều màu sắc khác nhau

Một mảnh nhỏ của bảng hàn

Một chút băng dính điện

Keo dán gỗ

Keo nóng

Công cụ:

Công cụ hàn

Lasercutter

Kìm cắt dây

Bút chì

Bàn chải cũ

Súng bắn keo nóng

4 dây nhảy cá sấu

Bước 1: Cắt gỗ

Đầu tiên, sử dụng máy cắt laser để cắt gỗ. Tôi đã tải lên các tệp để cắt bỏ cả ma trận 4x4 và ma trận 10x10.

Bước 2: Lắp ráp lưới và chân

Dùng keo dán gỗ để ráp lưới. Tôi đã sử dụng một chiếc bàn chải cũ để bôi keo, nhưng bạn có thể sử dụng bất cứ thứ gì. Lưu ý rằng hai trong số các mảnh lưới mỏng hơn một chút so với phần còn lại. Đó là những mảnh ghép cuối cùng. Chúng ta sẽ có dây đi qua và vì vậy hãy đặt chúng ở hai đầu đối diện của lưới điện.

Phối cảnh trên ảnh hơi khó hiểu. Bạn nên dán phần phụ trợ vào phần dài thứ hai của hình tam giác chứ không phải phần dài nhất. Phần phụ trợ là hình vuông có 5 lỗ trên đó.

Bước 3: Cắt bỏ dải Neopixel của bạn

Bạn muốn cắt dải neopixel ở đường màu trắng. Nếu bạn đang tạo ma trận 4x4, thì bạn muốn cắt ra 4 dải với 4 neopixel trên đó và nếu bạn đang tạo ma trận 10x10, thì bạn muốn cắt ra 10 dải với 10 neopixel trên mỗi dải. Các nhà máy tạo ra các dải neopixel dài, nhưng hàn các dải ngắn hơn với nhau. Những chỗ hàn này sẽ là một vấn đề sau này, vì vậy hãy cố gắng cắt các dải theo cách mà bạn cắt ở nơi các nhà máy đã hàn với nhau. Nó có thể có nghĩa là bạn đang lãng phí một vài neopixel, nhưng nó sẽ giúp công việc sau của bạn dễ dàng hơn nhiều.

Bước 4: Lắp ráp các Neopixels

Lấy hình vuông lớn nhất đã được cắt ra. Sử dụng lưới bạn đã lắp ráp để đánh dấu vị trí các neopixel sẽ ở trên đó bằng bút. Hầu hết các dải neopixels đều có băng dính trên chúng, vì vậy rất dễ dàng chỉ cần dán chúng tại chỗ. Nếu của bạn không, thì bạn cần phải sử dụng keo.

Lưu ý rằng neopixel là định hướng, vì dữ liệu chỉ có thể đi theo một chiều. Điều quan trọng là tất cả các dải neopixel đều đi theo cùng một cách, bạn có Din ở một bên và Do ở bên kia.

Bước 5: Kết nối Neopixels

Khi kết nối các neopixel hãy nhớ rằng nguồn điện, mặt đất và dữ liệu sẽ chạy từ dải đầu tiên đến dải tiếp theo và sau đó là dải tiếp theo, v.v.

Dải -> Dải tiếp theo

5v + -> 5v +

gnd -> gnd

Do -> Din

Nguồn và mặt đất có thể chạy theo cả hai cách trong một neopixel, vì vậy cách bạn kết nối từng dải ở đó không quan trọng, có nghĩa là bạn có thể đi một chặng đường ngắn, nhưng dữ liệu chỉ có thể đi theo một chiều, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn kết nối Do với Din.

Bước 6: Kiểm tra ma trận

Trước khi chúng tôi dán lưới lên trên các neopixel, chúng tôi muốn đảm bảo rằng mọi thứ đang hoạt động. Chạy nhiều neopixel từ micro: bit của bạn có thể làm ngắn mạch nó, nhưng thực tế bạn có thể chạy 16 neopixel từ micro: bit mà không cần nguồn điện bên ngoài, miễn là chỉ bật một neopixel duy nhất tại một thời điểm. Tải chương trình thử nghiệm lên micro: bit, kết nối nó với ma trận LED bằng dây cá sấu.

Về lý thuyết, điều đó cũng có thể được thực hiện với 100 pixel, nhưng điều đó hơi mạo hiểm, thay vào đó hãy sử dụng dây cá sấu để kết nối nguồn điện với ma trận neopixel rồi tải chương trình thử nghiệm lên micro: bit và kết nối nó với mặt đất và dữ liệu sử dụng dây cá sấu.

Đối với ma trận 4x4

Micro: bit -> Neopixels

GND -> GND

3 v -> 5v +

Pin 0 -> Din

Đối với ma trận 10x10

vi: bit

Micro: bit -> Neopixels

GND -> GND

Pin 0 -> Din

Powersupply -> Neopixels

GND -> GND

Nguồn -> 5v +

Bật nguồn micro: bit và nhấn nút A vài lần để kiểm tra xem tất cả các dải đều hoạt động.

Tôi sử dụng chương trình này để kiểm tra ma trận 10x10.

Tôi sử dụng chương trình này để kiểm tra ma trận 4x4.

Bước 7: Dán lưới vào Neopixels

Giả sử rằng mọi thứ đã hoạt động, bây giờ bạn cần phải dán lưới vào nepixels. Hãy nhớ rằng chúng tôi muốn hai miếng mỏng hơn mà bạn đặt ở mỗi đầu để che hai mặt mà bạn đã hàn, nếu không bạn sẽ không thể làm cho lưới cân bằng đúng cách. Nếu bạn có bất kỳ vật hàn nào của nhà máy không được đặt ở cuối, bạn sẽ thấy không thể làm cho lưới bằng phẳng, vì vậy hãy mài một lỗ nhỏ trên lưới mà vật hàn của nhà máy có thể lắp vào.

Sau khi bạn đã dán lưới vào tấm neopixel, hãy đặt một thứ gì đó nặng lên trên và để khô trong khi chuẩn bị.

Hãy nhớ rằng keo dán gỗ dẫn điện cho đến khi nó khô, vì vậy không được kết nối lưới ma trận với nguồn điện trước khi bạn chắc chắn rằng keo đã khô.

Bước 8: Hàn bo mạch điều chỉnh điện áp

Bây giờ chúng ta sẽ hàn bo mạch điều chỉnh điện áp. Bạn có thể xem sơ đồ của tôi cho mạch cuối cùng trong hình trên, nhưng hãy lưu ý rằng một số kết nối sẽ được thực hiện bằng vít chứ không phải hàn.

Các chân trong To220-3 được đặt hơi kỳ lạ. Bạn có gnd ở bên trái, nguồn ở bên phải và 3,3 V ra ở giữa. Chúng tôi muốn hàn một tụ điện để betwen gnd và 3,3 V để ổn định nguồn cho micro: bit và betwen gnd và 5 volt để ổn định nguồn cho neopixel.

Sau đó, bạn muốn hàn ma trận neopixel với Vin và GND.

Neopixel -> To220-3

5 v + -> Vin

gnd -> gnd

Sau đó, bạn muốn hàn một dây vào chân giữa. Dây đó sẽ dành cho micro: bit.

Sau đó, bạn muốn hàn thêm một dây cho Vin trên chân phải. Dây đó sau này sẽ đi đến nguồn điện.

Cuối cùng, bạn muốn hàn thêm hai dây để gnd. Một dây sẽ đi đến nguồn điện và dây còn lại sẽ đến micro; bit.

Bước 9: Điện trở trên dây dữ liệu

Theo hướng dẫn neopixel của adafruits, bạn nên luôn đặt một điện trở 300+ ohm trên dây dữ liệu đến neopixel đầu tiên. Vì vậy, chúng tôi hàn điện trở 330 ohm vào dây dữ liệu và hàn một dây mới vào đầu kia của điện trở.

Sau đó, để ngăn ngừa ngắn mạch, chúng tôi bọc vật hàn và điện trở trong băng điện.

Bước 10: Thêm vít

Bây giờ lấy một trong các vít M3, quấn dây gnd bạn muốn kết nối với micro: bit xung quanh nó và giữ nó ở vị trí bằng một trong các đai ốc. Làm tương tự cho dây dữ liệu và dây 3,3 V.

Sau đó đặt các vít qua các lỗ. Đi qua lỗ nhất bên trái, 3,3 V qua lỗ thứ hai ở bên trái và dữ liệu đi qua lỗ nhiều nhất bên phải. Sử dụng hai hạt trên mỗi chiếc để giữ chúng ở đúng vị trí. Chúng tôi sử dụng hai thay vì một, bởi vì chúng tôi cũng cần phải tăng khoảng cách khi chúng tôi kết nối micro: bit.

Bước 11: Keo nóng Tất cả cùng nhau

Bây giờ chúng tôi dán nóng đầu nối thiết bị đầu cuối vào một bên, sau đó chúng tôi dán nóng bảng điều chỉnh điện áp vào vị trí cuối cùng chúng tôi dán nóng chân và bảng neopixel với nhau.

Hãy lưu ý rằng có hai cách khác nhau để bạn có thể kết nối các neopixel. bạn có thể kết nối chúng để các dải đi từ bên này sang bên kia hoặc lên và xuống. Nếu các neopixel đi lên và đi xuống thì sẽ dễ dàng hơn để tạo các hoạt ảnh lên xuống và nếu các neopixel đi từ bên này sang bên kia, thì việc tạo các hoạt ảnh từ bên này sang bên kia sẽ dễ dàng hơn. Ở đây ma trận 4x4 sẽ đi lên và đi xuống, trong khi ma trận 10x10 đi từ bên này sang bên kia.

Bước 12: Chuẩn bị nguồn điện và kết nối nó

Cắt phần cuối của cáp cấp nguồn và để lộ các dây. Sau đó vặn nó vào thiết bị đầu cuối vít. Nhớ kết nối nguồn với nguồn và nối đất với đất.

Bước 13: Thêm Micro: bit

Lập trình micro: bit của bạn và sau đó vặn nó vào.

Bước 14: Kiểm tra nó

Bây giờ kết nối ma trận neopixel với nguồn và kiểm tra ma trận. Sau đó, bạn có thể thêm vật liệu khử bọt của riêng mình lên trên.