Динамический дисплей с использованием светодиодной ленты

Светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) становятся популярными из-за низкого потребления энергии и высокой яркости. Эти светодиоды легко доступны на рынке во многих цветах, как одиночные светодиоды, так и светодиодные ленты. Здесь мы описываем динамическую систему на основе микроконтроллеров, использующую светодиодную полосу, которая может использоваться для отображения рекламных сообщений. Дисплей работает мигающими символами последовательно, а затем весь текст вместе. Возможны различные световые эффекты, такие как мигание в зигзагообразном, увеличивающемся, уменьшающемся и случайном порядке.

рис 1: Схема динамического дисплея на основе микроконтроллера с использованием светодиодной полосы

Схема динамического дисплея на основе микроконтроллера состоит из микроконтроллера AT89C51 (IC1), восьмеричной периферийной матрицы драйверов ULN2803 (IC2, IC3, IC4 и IC5), регулятора IC 7805 (IC6) и нескольких дискретных компонентов. Микроконтроллер AT89C51 находится в центре цепи. Это 8-разрядный микроконтроллер с 4 Кбайт программируемой и стираемой постоянной памяти (PER-OM), 128 байт ОЗУ, 32 линии ввода / вывода (I / O), два 16-разрядных таймера / Счетчики, пятивекторная архитектура двухуровневого прерывания, полнодуплексный последовательный порт, встроенный генератор и схема синхронизации.

рис 2: Цепь электропитания

рис. 3: дисплей EFY с использованием светодиодной полосы

Порты 1, 2 и 3 микроконтроллера представляют собой 8-битные двунаправленные порты ввода-вывода с внутренними подтягиваниями, но порт 0 представляет собой 8-битный двунаправленный порт ввода-вывода с открытым стоком. Поэтому порт 0 вытягивается резисторной сетью RNW1. Контактные штырьки P0.0 - P0.7 микроконтроллера подключены к входным контактам 1-8 микросхемы IC2, соответственно. Аналогично, штырьки портов 1, 2 и 3 соединены с входными выводами IC3 через IC5, соответственно, без нагрузочных резисторов. ULN2803 - это монолитная, высоковольтная и сильнотоковая транзисторная схема Дарлингтона. Он состоит из восьми пар пар Дарлингтона npn, которые имеют высоковольтные выходы с общим катодом-зажимным диодом для переключения индуктивных нагрузок. Ток коллектора тока одной пары Дарлингтона составляет 500 мА. ULN2803 имеет базовый резистор 2,7 кОм для каждой пары Дарлингтона для непосредственного соединения с транзисторной транзисторной логикой (TTL) или дополнительными металлооксидными полупроводниковыми (CMOS) устройствами. Светодиодные полосы подключены к выходным выводам с 11 по 18 микросхем ULN2803. Микроконтроллер управляет светодиодами через ULN2803 в соответствии с исходной программой. Сброс при включении питания для микроконтроллера обеспечивается комбинацией резистора R1 и конденсатора C1. Переключатель S1 используется для ручного сброса. Кристалл с частотой 12 МГц и два конденсатора емкостью 33 пФ, подключенные между выводами 18 и 19, обеспечивают базовую тактовую частоту для микроконтроллера AT89C51. На рис 2 показана схема электропитания. Сеть 230 В переменного тока понижается трансформатором X1 для обеспечения вторичного выхода 12 В, 5 А. Выход трансформатора выпрямляется с помощью полноволнового мостового выпрямителя BR1, фильтруется конденсатором C4 и регулируется IC 7805. Конденсатор C5 сглаживает броски, если таковые имеются, в регулируемом источнике питания. LED1 действует как индикатор питания, а R2 ограничивает ток через LED1. Регулируемый источник питания 5 В постоянного тока используется для секции микроконтроллера. Нерегулируемое питание (12 В) используется для светодиодных лент и ИС ULN2803.

рис. 4: печатная плата фактического размера с одной стороны для динамического дисплея на основе микроконтроллера с использованием светодиодной ленты

рис. 5: Компоновка для печатной платы

Соберите схему на печатной плате, поскольку она минимизирует время и сборочные ошибки. Тщательно соберите компоненты и проверьте их на отсутствие ошибок. Постройте «EFY» - трехсимвольное слово для использования светодиодных полосок SMD, как показано на рис. 3. Обычно светодиодная полоса длиной 1 метр состоит из приблизительно 60 SMD светодиодов с 20 сегментами или секциями. В каждой секции имеется по три светодиода, и каждая секция имеет две точки, обозначенные как «+» и «-» для подключения питания или управляющего сигнала. Вырежьте каждый раздел в соответствии с словом «EFY». Например, для буквы «E» отрезать некоторые участки от 1-метровой светодиодной полосы, присоединить их и подключить между контактом 11 IC3 и 12V нерегулируемой подачей. Аналогичным образом вырезайте буквы «F» и «Y» из полосы и соедините их с выводами 12 и 13 IC3, соответственно.

Когда схема включена, текст «EFY» светится в разных шаблонах.

Вырежьте полосу светодиода на различные сегменты и сформируйте текст согласно вашему требованию. Подключите каждый сегмент к выходу ULN2803 и нерегулируемой питающей шины 12 В, как показано на принципиальной схеме. Обратите внимание, что представленная здесь схема печатной платы имеет нерегулируемый источник питания, подключенный только к CON3, который подключен к порту P1 IC1. Если вы хотите использовать порты P0, P2 и P3 IC1, отключите нерегулируемый источник питания, показанный в пунктирной линии на рис. 2 должен быть предоставлен снаружи каждому из CON2, CON4 и CON5, соответственно. Выходной вывод ULN2803 может управлять одной полной полосой светодиода. Таким образом, восемь светодиодных полосок можно подключить к восьми выходам микросхемы ULN2803, чтобы сформировать большой символ для дисплея. Исходная программа (strip.c) для динамического дисплея на основе микроконтроллера с использованием светодиодной полосы записывается на языке «C». Он компилируется с использованием компилятора Keil μVision4 для генерации шестнадцатеричного кода. Сгенерированный шестнадцатеричный код прожигается в микроконтроллер с помощью подходящего программатора. Функция rand () используется для генерации случайных световых эффектов.

Скачать исходный код: нажмите здесь

Профессор Сутиксн Кумар