DIY 4xN एलईडी ड्राइवर: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

एलईडी डिस्प्ले का व्यापक रूप से डिजिटल घड़ियों, काउंटरों, टाइमर, इलेक्ट्रॉनिक मीटर, बुनियादी कैलकुलेटर, और संख्यात्मक जानकारी प्रदर्शित करने में सक्षम अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से लेकर सिस्टम में उपयोग किया जाता है। चित्र 1 एक 7-खंड एलईडी डिस्प्ले का एक उदाहरण दर्शाता है जो दशमलव संख्या और वर्ण दिखा सकता है। चूंकि एलईडी डिस्प्ले पर प्रत्येक खंड को व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, इस नियंत्रण के लिए बहुत सारे संकेतों की आवश्यकता हो सकती है, विशेष रूप से कई अंकों के लिए। यह निर्देशयोग्य एक MCU से 2-वायर I2C इंटरफ़ेस के साथ कई अंकों को चलाने के लिए GreenPAK™ आधारित कार्यान्वयन का वर्णन करता है।

नीचे हमने आवश्यक चरणों का वर्णन किया है यह समझने के लिए कि 4xN एलईडी ड्राइवर बनाने के लिए ग्रीनपैक चिप को कैसे प्रोग्राम किया गया है। हालाँकि, यदि आप केवल प्रोग्रामिंग का परिणाम प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले से पूर्ण की गई ग्रीनपैक डिज़ाइन फ़ाइल को देखने के लिए ग्रीनपैक सॉफ़्टवेयर डाउनलोड करें। ग्रीनपैक डेवलपमेंट किट को अपने कंप्यूटर में प्लग करें और 4xN LED ड्राइवर के लिए कस्टम IC बनाने के लिए प्रोग्राम को हिट करें।

चरण 1: पृष्ठभूमि

एलईडी डिस्प्ले को दो श्रेणियों में बांटा गया है: कॉमन एनोड और कॉमन कैथोड। एक सामान्य एनोड कॉन्फ़िगरेशन में, एनोड टर्मिनलों को आंतरिक रूप से एक साथ छोटा किया जाता है जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। एलईडी चालू करने के लिए, सामान्य एनोड टर्मिनल सिस्टम आपूर्ति वोल्टेज वीडीडी से जुड़ा है और कैथोड टर्मिनलों को वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के माध्यम से जमीन से जोड़ा जाता है।

एक सामान्य कैथोड कॉन्फ़िगरेशन एक सामान्य एनोड कॉन्फ़िगरेशन के समान होता है, सिवाय कैथोड टर्मिनलों को एक साथ छोटा करने के जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। सामान्य कैथोड एलईडी डिस्प्ले को चालू करने के लिए, सामान्य कैथोड टर्मिनल जमीन से जुड़े होते हैं और एनोड टर्मिनल सिस्टम से जुड़े होते हैं। वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के माध्यम से आपूर्ति वोल्टेज वीडीडी।

एक एन-डिजिट मल्टीप्लेक्स एलईडी डिस्प्ले एन व्यक्तिगत 7-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले को जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है। चित्रा 4 एक सामान्य एनोड कॉन्फ़िगरेशन में 4 अलग-अलग 7 सेगमेंट डिस्प्ले के संयोजन से प्राप्त 4x7 एलईडी डिस्प्ले का एक उदाहरण चित्रित करता है।

जैसा कि चित्र 4 में देखा गया है, प्रत्येक अंक में एक सामान्य एनोड पिन / बैकप्लेन होता है जिसका उपयोग प्रत्येक अंक को व्यक्तिगत रूप से सक्षम करने के लिए किया जा सकता है। प्रत्येक खंड (ए, बी, …जी, डीपी) के लिए कैथोड पिन को बाहरी रूप से एक साथ छोटा किया जाना चाहिए। इस 4x7 एलईडी डिस्प्ले को कॉन्फ़िगर करने के लिए, मल्टीप्लेक्स वाले 4x7 डिस्प्ले के सभी 32 सेगमेंट को नियंत्रित करने के लिए उपयोगकर्ता को केवल 12 पिन (प्रत्येक अंक के लिए 4-सामान्य पिन और 8-सेगमेंट पिन) की आवश्यकता होती है।

ग्रीनपाक डिज़ाइन, जिसका विवरण नीचे दिया गया है, दिखाता है कि इस एलईडी डिस्प्ले के लिए नियंत्रण संकेत कैसे उत्पन्न करें। इस डिज़ाइन को 4 अंक और 16 सेगमेंट तक नियंत्रित करने के लिए बढ़ाया जा सकता है। कृपया डायलॉग की वेबसाइट पर उपलब्ध ग्रीनपाक डिज़ाइन फ़ाइलों के लिंक के लिए संदर्भ अनुभाग देखें।

चरण 2: ग्रीनपैक डिजाइन

चित्र 5 में प्रदर्शित ग्रीनपैक डिज़ाइन में एक डिज़ाइन में खंड और अंक सिग्नल पीढ़ी दोनों शामिल हैं। खंड संकेत ASM से उत्पन्न होते हैं और अंक चयन संकेत DFF श्रृंखला से बनाए जाते हैं। खंड संकेत वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के माध्यम से खंड पिन से जुड़े होते हैं, लेकिन अंक चयन संकेत प्रदर्शन के सामान्य पिन से जुड़े होते हैं।

चरण 3: डिजिट सिग्नल जनरेशन

जैसा कि धारा 4 में वर्णित है, मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले पर प्रत्येक अंक में एक व्यक्तिगत बैकप्लेन होता है। ग्रीनपाक में, प्रत्येक अंक के लिए संकेत आंतरिक दोलक-चालित डीएफएफ श्रृंखला से उत्पन्न होते हैं।

ये सिग्नल डिस्प्ले के कॉमन पिन को ड्राइव करते हैं। चित्र 6 अंक चयन संकेतों को प्रदर्शित करता है।

चैनल 1 (पीला) - पिन 6 (अंक 1)

चैनल 2 (हरा) - पिन 3 (अंक 2)

चैनल 3 (नीला) - पिन 4 (अंक 3)

चैनल 4 (मैजेंटा) - पिन 5 (अंक 4)

चरण 4: सेगमेंट सिग्नल जनरेशन

ग्रीनपाक एएसएम सेगमेंट सिग्नल को चलाने के लिए अलग-अलग पैटर्न तैयार करता है। ASM राज्यों के माध्यम से एक 7.5ms काउंटर साइकिल। चूंकि एएसएम स्तर संवेदनशील है, यह डिज़ाइन एक नियंत्रण प्रणाली का उपयोग करता है जो 7.5ms घड़ी की उच्च अवधि के दौरान कई राज्यों के माध्यम से तेजी से स्विच करने की संभावना से बचाता है। यह विशिष्ट कार्यान्वयन उल्टे घड़ी ध्रुवीयता द्वारा नियंत्रित लगातार एएसएम राज्यों पर निर्भर करता है। खंड और अंक दोनों संकेत समान 25kHz आंतरिक थरथरानवाला द्वारा उत्पन्न होते हैं।

चरण 5: एएसएम कॉन्फ़िगरेशन

चित्र 7 ASM के राज्य आरेख का वर्णन करता है। राज्य 0 स्वचालित रूप से राज्य 1 में स्विच हो जाता है। एक समान स्विच राज्य 2 से राज्य 3, राज्य 4 से राज्य 5, और राज्य 6 से राज्य 7 में होता है। राज्य 0, राज्य 2, राज्य 4 और राज्य 6 के डेटा का उपयोग करके तुरंत लैच किया जाता है। DFF 1, DFF 2, और DFF 7 जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, ASM के अगले राज्य में संक्रमण से पहले। ये डीएफएफ एएसएम के सम राज्यों से डेटा को लॉक करते हैं, जो उपयोगकर्ता को ग्रीनपैक के एएसएम का उपयोग करके विस्तारित 4x11/4xN (16 सेगमेंट तक एन) डिस्प्ले को नियंत्रित करने में सक्षम बनाता है।

4xN डिस्प्ले पर प्रत्येक अंक ASM के दो राज्यों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। राज्य 0/1, राज्य 2/3, राज्य 4/5, और राज्य 6/7 क्रमशः अंक 1, अंक 2, अंक 3 और अंक 4 को नियंत्रित करते हैं। तालिका 1 प्रत्येक को नियंत्रित करने के लिए उनके संबंधित रैम पते के साथ एएसएम राज्यों का वर्णन करती है। अंक।

ASM RAM का प्रत्येक राज्य एक बाइट डेटा संग्रहीत करता है। इसलिए, 4x7 डिस्प्ले को कॉन्फ़िगर करने के लिए, अंक 1 के तीन खंड एएसएम के राज्य 0 द्वारा नियंत्रित होते हैं और अंक 1 के पांच खंड एएसएम के राज्य 1 द्वारा नियंत्रित होते हैं। नतीजतन, एलईडी डिस्प्ले पर प्रत्येक अंक के सभी खंडों को उनके संबंधित दो राज्यों से खंडों को जोड़कर प्राप्त किया जाता है। तालिका 2 एएसएम रैम में अंक 1 के प्रत्येक खंड के स्थान का वर्णन करती है। इसी तरह, एएसएम के राज्य 2 से राज्य 7 तक क्रमशः अंक 2 से अंक 4 के खंड स्थान शामिल हैं।

जैसा कि तालिका 2 से देखा गया है, राज्य 0 के OUT 3 से OUT 7 खंड और राज्य 1 के OUT 0 से OUT 2 खंड अप्रयुक्त हैं। चित्रा 5 में ग्रीनपैक डिज़ाइन एएसएम के सभी विषम राज्यों के आउट 0 से आउट 2 सेगमेंट को कॉन्फ़िगर करके 4x11 डिस्प्ले को नियंत्रित कर सकता है। अधिक डीएफएफ लॉजिक सेल और जीपीआईओ का उपयोग करके विस्तारित 4xN (16 सेगमेंट तक एन) डिस्प्ले को नियंत्रित करने के लिए इस डिज़ाइन को और विस्तारित किया जा सकता है।

चरण 6: परीक्षण

चित्रा 8 4x7-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले पर दशमलव संख्या प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले परीक्षण योजनाबद्ध को दिखाता है। ग्रीनपैक के एएसएम रैम रजिस्टरों के साथ संचार करने वाले I2C के लिए एक Arduino Uno का उपयोग किया जाता है। I2C संचार के बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया [6] देखें। डिस्प्ले के सामान्य एनोड पिन अंक चयन GPIO से जुड़े होते हैं। खंड पिन वर्तमान सीमित प्रतिरोधों के माध्यम से ASM से जुड़े होते हैं। वर्तमान-सीमित रोकनेवाला आकार एलईडी डिस्प्ले की चमक के विपरीत आनुपातिक है। उपयोगकर्ता ग्रीनपाक जीपीआईओ के अधिकतम औसत करंट और एलईडी डिस्प्ले के अधिकतम डीसी करंट के आधार पर करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स की ताकत का चयन कर सकता है।

तालिका 3 बाइनरी और हेक्साडेसिमल दोनों प्रारूपों में दशमलव संख्या 0 से 9 का वर्णन करती है जिसे 4x7 डिस्प्ले पर प्रदर्शित किया जाना है। 0 इंगित करता है कि एक खंड चालू है और 1 इंगित करता है कि खंड बंद है। जैसा कि तालिका 3 में दिखाया गया है, डिस्प्ले पर एक नंबर प्रदर्शित करने के लिए दो बाइट्स की आवश्यकता होती है। तालिका 1, तालिका 2 और तालिका 3 को सहसंबंधित करके, उपयोगकर्ता स्क्रीन पर विभिन्न संख्याओं को प्रदर्शित करने के लिए ASM के RAM रजिस्टरों को संशोधित कर सकता है।

तालिका 4 4x7 एलईडी डिस्प्ले पर अंक 1 के लिए I2C कमांड संरचना का वर्णन करती है। I2C कमांड को स्टार्ट बिट, कंट्रोल बाइट, वर्ड एड्रेस, डेटा बाइट और स्टॉप बिट की आवश्यकता होती है। इसी तरह के I2C कमांड अंक 2, अंक 3 और अंक 4 के लिए लिखे जा सकते हैं।

उदाहरण के लिए, 4x7 एलईडी डिस्प्ले पर 1234 लिखने के लिए निम्नलिखित I2C कमांड लिखे जाते हैं।

[0x50 0xD0 0xF9 0xFF]

[0x50 0xD2 0xFC 0xA7]

[0x50 0xD4 0xF8 0xB7]

[0x50 0xD6 0xF9 0x9F]

ASM के सभी आठ बाइट्स को बार-बार लिखकर, उपयोगकर्ता प्रदर्शित पैटर्न को संशोधित कर सकता है। उदाहरण के तौर पर, डायलॉग की वेबसाइट पर एप्लिकेशन नोट की ज़िप फ़ाइल में एक काउंटर कोड शामिल है।

निष्कर्ष

इस निर्देश में वर्णित ग्रीनपैक समाधान उपयोगकर्ता को लागत, घटक गणना, बोर्ड स्थान और बिजली की खपत को कम करने में सक्षम बनाता है।

अधिकांश समय MCU में सीमित संख्या में GPIO होते हैं, इसलिए LED ड्राइविंग GPIO को एक छोटे और सस्ते GreenPAK IC में उतारने से उपयोगकर्ता अतिरिक्त कार्यात्मकताओं के लिए IO को बचाने में सक्षम होता है।

इसके अलावा, ग्रीनपैक आईसी का परीक्षण करना आसान है। ग्रीनपाक डिज़ाइनर सॉफ़्टवेयर में कुछ बटनों के एक क्लिक के साथ एएसएम रैम को संशोधित किया जा सकता है, जो लचीले डिज़ाइन संशोधनों को इंगित करता है। इस निर्देश में वर्णित एएसएम को कॉन्फ़िगर करके, उपयोगकर्ता चार एन-सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले को 16 सेगमेंट तक नियंत्रित कर सकता है।