48 X 8 स्क्रॉलिंग एलईडी मैट्रिक्स डिस्प्ले Arduino और Shift Registers का उपयोग करते हुए: 6 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

हैलो सभी को

यह मेरा पहला इंस्ट्रक्शनल है और यह एक Arduino Uno और 74HC595 शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग करके 48 x 8 प्रोग्रामेबल स्क्रॉलिंग एलईडी मैट्रिक्स बनाने के बारे में है। Arduino डेवलपमेंट बोर्ड के साथ यह मेरा पहला प्रोजेक्ट था। यह एक चुनौती थी जो मुझे मेरे शिक्षक ने दी थी। इस चुनौती को स्वीकार करने के समय, मुझे यह भी नहीं पता था कि एक आर्डिनो का उपयोग करके एक एलईडी को कैसे झपकाया जाता है। इसलिए, मुझे लगता है कि एक नौसिखिया भी इसे थोड़े से धैर्य और समझ के साथ कर सकता है। मैंने आर्डिनो में शिफ्ट रजिस्टर और मल्टीप्लेक्सिंग के बारे में थोड़ा शोध शुरू किया। यदि आप रजिस्टरों को शिफ्ट करने के लिए नए हैं, तो मैं मैट्रिसेस से शुरू करने से पहले मल्टीप्लेक्सिंग और डेज़ी-चेनिंग शिफ्ट रजिस्टर की मूल बातें सीखने की सलाह देता हूं। इससे आपको स्क्रॉलिंग डिस्प्ले के कोड और कार्यप्रणाली को समझने में बहुत मदद मिलेगी।

चरण 1: उपकरण और घटकों को इकट्ठा करना।

अवयव

• 1. Arduino Uno R3 - 1
• 2. 74HC595 8 बिट सीरियल टू पैरेलल शिफ्ट रजिस्टर। - 7
• 3. ईसा पूर्व 548/2N4401 ट्रांजिस्टर - 8
• 4. 470 ओम रेसिस्टर्स - कॉलमों की संख्या + 8
• 5. प्रीफ बोर्ड 6x4 इंच - 4
• 6. रंग कोडित तार - आवश्यकतानुसार
• 7. आईसी धारक - 7
• 8. 5 मिमी या 3 मिमी 8x8 आम कैथोड मोनो रंग एलईडी मैट्रिक्स - 6
• 9. पुरुष और महिला शीर्षलेख - आवश्यकतानुसार।

उपकरण की आवश्यकता

• 1. सोल्डरिंग किट
• 2. मल्टीमीटर
• 3. गोंद बंदूक
• 4. डी-सोल्डरिंग पंप
• 5. 5 वी बिजली की आपूर्ति

चरण 2: ब्रेडबोर्ड पर सर्किट का निर्माण।

प्रोटोटाइप बनाने से पहले आपको सबसे पहले अपने 8x8 मैट्रिक्स का पिन आरेख प्राप्त करना होगा और अपने सभी मैट्रिक्स में पिन की पहचान करने के लिए एक संदर्भ बिंदु को चिह्नित करना होगा। सर्किट को असेंबल करते समय यह आपकी मदद कर सकता है।

मैंने मैट्रिक्स मॉड्यूल का एक पिन आरेख संलग्न किया है जिसका मैंने यहां उपयोग किया है। मेरे मॉड्यूल में पंक्तियाँ नकारात्मक पिन थीं। यह पिन आरेख बाजार के अधिकांश मॉड्यूल के लिए समान रहता है।

सर्किट में दिखाया गया है कि 8 पंक्तियों को नियंत्रित करने के लिए एक शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग किया जाता है और कॉलम को नियंत्रित करने के लिए, हम प्रत्येक 8 कॉलम के लिए एक शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग करते हैं।

आइए ब्रेडबोर्ड पर एक साधारण 8 x 8 स्क्रॉलिंग डिस्प्ले बनाएं।

सर्किट को दो भागों में विभाजित किया गया है - पंक्ति नियंत्रण और स्तंभ नियंत्रण। आइए पहले कॉलम कंट्रोल बनाएं।

Arduino से पिन 4 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 14 (SER) से जुड़ा है। (यह शिफ्ट रजिस्टर का सीरियल डेटा इनपुट पिन है। एलईडी को चालू करने के लिए आवश्यक लॉजिक लेवल इस पिन के माध्यम से फीड किए जाते हैं।

Arduino से पिन 3 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 12 (RCLK) से जुड़ा है। (इस पिन को आउटपुट क्लॉक पिन नाम दें। शिफ्ट रजिस्टर की मेमोरी में डेटा इस घड़ी के चालू होने पर आउटपुट में धकेल दिया जाता है।)

Arduino से पिन 2 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 11 (SRCLK) से जुड़ा है। (यह इनपुट क्लॉक पिन है जो डेटा को मेमोरी में शिफ्ट करता है।)

VCC +5V इसके पिन 16 के माध्यम से शिफ्ट रजिस्टर को दिया जाता है और वही पिन 10 से जुड़ा होता है। (क्यों? पिन 10 SRCLR पिन है, जो ट्रिगर होने पर शिफ्ट रजिस्टर में डेटा को साफ करता है। यह एक सक्रिय कम पिन है।, इसलिए शिफ्ट रजिस्टर की मेमोरी में डेटा को बनाए रखने के लिए, इस पिन को हर समय +5V के साथ आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है।)

ग्राउंड जीएनडी पिन (शिफ्ट रजिस्टर का पिन 8) और ओई पिन (शिफ्ट रजिस्टर का पिन 13) दोनों से जुड़ा है। (क्यों? क्लॉक सिग्नल के अनुसार आउटपुट देने के लिए आउटपुट इनेबल पिन को चालू करने की आवश्यकता है। यह SRCLR पिन की तरह ही एक सक्रिय लो पिन है, इसलिए इसे सक्षम करने के लिए इसे हर समय जमीनी स्थिति में बनाए रखने की आवश्यकता होती है आउटपुट।)

मैट्रिक्स के कॉलम पिन को शिफ्ट रजिस्टर से जोड़ा जाता है जैसा कि सर्किट आरेख में मैट्रिक्स और शिफ्ट रजिस्टर के बीच में 470 ओम रेसिस्टर के साथ दिखाया गया है।

अब, पंक्ति नियंत्रण सर्किट के लिए।

Arduino से पिन 7 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 14 (SER) से जुड़ा है।

Arduino से पिन 5 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 11 (SRCLK) से जुड़ा है।

Arduino से पिन 6 शिफ्ट रजिस्टर के पिन 12 (RCLK) से जुड़ा है।

जैसा कि ऊपर बताया गया है, पिन 16 और पिन 10 को VCC +5V दिया गया है।

ग्राउंड पिन 8 और पिन 13 से जुड़ा है।

जैसा कि मैंने ऊपर उल्लेख किया है, मेरे मामले में पंक्तियाँ नकारात्मक पिन थीं। अपने प्रदर्शन की पंक्तियों के रूप में अपने मैट्रिक्स के नकारात्मक पिनों पर विचार करना बेहतर है। ग्राउंड कनेक्शन को BC548/2N4401 ट्रांजिस्टर का उपयोग करके इन नकारात्मक पिनों पर स्विच करने की आवश्यकता है जो शिफ्ट रजिस्टर के आउटपुट लॉजिक स्तरों द्वारा नियंत्रित होते हैं। तो जितने अधिक नकारात्मक पिन, उतने ही अधिक ट्रांजिस्टर हमें चाहिए।

सर्किट आरेख में दिखाए अनुसार पंक्ति कनेक्शन दें।

यदि आप 8 x 8 मैट्रिक्स डिस्प्ले प्रोटोटाइप बनाने में सफल रहे हैं, तो आप कॉलम नियंत्रण के लिए सर्किट के हिस्से को आसानी से दोहरा सकते हैं और मैट्रिक्स को किसी भी कॉलम तक बढ़ा सकते हैं। आपको बस हर 8 कॉलम (एक 8 x 8 मॉड्यूल) के लिए एक 74HC595 जोड़ना होगा और इसे पिछले वाले के साथ डेज़ी चेन करना होगा।

डेज़ी अधिक कॉलम जोड़ने के लिए शिफ्ट रजिस्टरों का पीछा करती है।

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में डेज़ी चेन एक वायरिंग योजना है जिसमें कई उपकरणों को एक क्रम में एक साथ तार दिया जाता है।

तंत्र सरल है: एसआरसीएलके (इनपुट घड़ी। पिन 11) और आरसीएलके (आउटपुट घड़ी। पिन 12) पिन सभी डेज़ी-जंजीर शिफ्ट रजिस्टरों के बीच साझा किए जाते हैं जबकि पिछली शिफ्ट रजिस्टर के प्रत्येक क्यूएच पिन (पिन 9) में श्रृंखला का उपयोग एसईआर पिन (पिन 14) के माध्यम से निम्नलिखित शिफ्ट रजिस्टर के लिए सीरियल इनपुट के रूप में किया जाता है।

सरल शब्दों में, शिफ्ट रजिस्टरों को डेज़ी द्वारा जंजीर करके, उन्हें बड़ी मेमोरी के साथ सिंगल शिफ्ट रजिस्टर के रूप में नियंत्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यदि आप दो 8 बिट शिफ्ट रजिस्टरों को डेज़ी करते हैं, तो वे एकल 16 बिट शिफ्ट रजिस्टर की तरह काम करेंगे।

कोड

जब हम पंक्तियों के साथ स्कैन करते हैं तो कोड में हम इनपुट के अनुसार संबंधित तर्क स्तरों के साथ कॉलम को फीड करते हैं। कोड में A से Z तक के वर्णों को बाइट सरणी में तर्क स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है। प्रत्येक वर्ण 5 पिक्सेल चौड़ा और 7 पिक्सेल ऊँचा है। मैंने कोड में टिप्पणियों के रूप में कोड की कार्यप्रणाली के बारे में अधिक विस्तृत विवरण दिया है।

Arduino कोड यहाँ संलग्न है।

चरण 3: सोल्डरिंग।

टांका लगाने वाले सर्किट को समझने में आसान बनाने के लिए, मैंने इसे जितना संभव हो उतना बड़ा बनाया है और पंक्ति और स्तंभ नियंत्रकों के लिए अलग-अलग बोर्ड दिए हैं और हेडर और तारों का उपयोग करके उन्हें एक साथ जोड़ा है। आप घटकों को एक दूसरे के करीब सोल्डर करके इसे बहुत छोटा बना सकते हैं या यदि आप पीसीबी डिजाइनिंग में अच्छे हैं, तो आप एक छोटा कस्टम पीसीबी भी बना सकते हैं।

मैट्रिक्स की ओर जाने वाले प्रत्येक पिन पर 470 ओम रेसिस्टर लगाना सुनिश्चित करें। LED मैट्रिसेस को बोर्ड से जोड़ने के लिए हमेशा हेडर का उपयोग करें। बेहतर है कि उन्हें सीधे बोर्ड में न मिलाएं क्योंकि लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहने से उन्हें स्थायी रूप से नुकसान हो सकता है।

जैसा कि मैंने पंक्ति और स्तंभ नियंत्रण के लिए अलग-अलग बोर्ड बनाए हैं, मैंने स्तंभों को जोड़ने के लिए तारों को एक बोर्ड से दूसरे तक बढ़ाया है। यहां ऊपर का बोर्ड पंक्तियों को नियंत्रित करने के लिए है और नीचे का बोर्ड स्तंभों को नियंत्रित करने के लिए है।

सभी 8 पंक्तियों को चलाने के लिए इसे केवल एक 74HC595 की आवश्यकता है। लेकिन स्तंभों की संख्या के आधार पर, अधिक शिफ्ट रजिस्टर जोड़े जाने चाहिए, इस मैट्रिक्स में आपके द्वारा जोड़े जा सकने वाले स्तंभों की संख्या के लिए कोई सैद्धांतिक सीमा नहीं है। आप इसे कितना बड़ा कर सकते हैं? जब आप वहां पहुंचें तो मुझे बताएं!;)

चरण 4: सर्किट के पहले भाग का परीक्षण करना।

ढीले कनेक्शन, गलत पिन कनेक्शन आदि जैसी संभावित त्रुटियों को खोजने के लिए हमेशा इसका आधा परीक्षण करें: बहुत से लोग जिन्होंने मुझसे अपने मैट्रिक्स में त्रुटि खोजने में मदद मांगी थी, उन्होंने मैट्रिक्स मॉड्यूल के पंक्ति-कॉलम पिन-आउट के साथ अपनी गलती की थी। टांका लगाने से पहले इसे दो बार जांचें और पिनों को आसानी से अलग करने के लिए रंग कोडित तारों का उपयोग करें।

चरण 5: दूसरी छमाही का निर्माण।

एक ही स्तंभ नियंत्रण सर्किट बढ़ाएँ। पंक्तियों को श्रृंखला में पिछले एक से जोड़ा जाता है।

SRCLK और RCLK पिन समानांतर में लिए जाते हैं और तैयार सर्किट के अंतिम शिफ्ट रजिस्टर के QH (सीरियल डेटा आउट। पिन 9) को अगली शिफ्ट रजिस्टर के SER (सीरियल डेटा इन। पिन 14) से जोड़ा जाता है। VCC और GND शक्ति को भी सभी IC के बीच साझा किया जाता है।

चरण 6: परिणाम

सोल्डरिंग के साथ समाप्त करने के बाद, अगला कदम आपके डिस्प्ले के लिए एक केस बनाना है। फ़्यूज़न 360 या किसी अन्य 3D डिज़ाइन टूल का उपयोग करके कस्टम केस डिज़ाइन करना और केस को 3D प्रिंट करना हमेशा बेहतर होता है। चूँकि उस समय मेरे पास ३डी प्रिंटिंग की सुविधा नहीं थी, इसलिए मैंने एक दोस्त की मदद से लकड़ी का एक केस बनाया, जो वुडवर्किंग में अच्छा है।

आशा है कि आपको यह निर्देश पढ़कर अच्छा लगा होगा। इस परियोजना के अपने संस्करण की तस्वीरें नीचे टिप्पणी अनुभाग में पोस्ट करें और यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो बेझिझक इसे यहां पूछें या [email protected] पर एक मेल भेजें। मुझे आपकी मदद करने में खुशी होगी।