Как собрать бегущую строку своими руками

13

Как создать светодиодную бегущую строку своими руками

В статье Вы узнаете что светодиодная бегущая строка своими руками — совершенно простое занятие и достаточно дешевое удовольствие. Итак, приступим. Первым мы рассмотрим способ — на микросхеме Arduino Nano.

Какие нужны материалы и инструменты

Световая строка работает на базе микроконтроллера, чаще всего на Arduino.

Остальные компоненты для устройства общедоступны и стоят недорого. При приобретении светодиодных панелей через интернет к ним в комплекте предлагаются соединительные шлейфы и кабеля. Этот вопрос нужно уточнять на стадии оформления заказа в удаленном магазине.

Контроллер должен иметь USB-разъем для подключения флэш-диска, сетевой разъем Ethernet, COM-порт или сочетание этих интерфейсов для загрузки информации.

При помощи микроконтроллера на табло строки производится вывод:

• текста;
• графической информации;
• несложных gif-анимаций.

Светодиодный модуль служит для визуального отображения необходимой информации (заранее запрограммированной).

Он представляет собой электронный компонент, состоящий из:

• платы управления;
• светодиодов;
• чипов развертки;
• конденсаторов;
• контактных клемм.

Информационный шлейф (ATA) предназначен для передачи информации от модуля к модулю.

• медных проводов, покрытых специальной морозоустойчивой эластичной оболочкой;
• 2-х коннекторов, находящихся на его концах.

Его функции может выполнять:

• автономная батарея или аккумулятор (при невозможности внешнего питания);
• устройство, питающееся от сети 220 В, преобразующее напряжение до 5 V с силой тока 40 А.

Светодиодный кабель питания (тип ПВС 2×0,5). Он предназначен для распределения напряжения от блока питания к модулям.

С его помощью можно:

• настраивать размеры табло;
• выбирать тип используемого контроллера;
• комбинировать: текстовую последовательность, картинки и анимацию.

Пример комплекта исходных запчастей и устройств для автономной световой строки:

1. Микроконтроллер Ардуино Nano — 1 шт.
2. Светодиодные модули — количество штук согласно требованию задания.
3. Держатель для аккумуляторной батареи типа «Крона» — 1 шт.
4. Батарейка «Крона» — 1 шт.
5. Переключатель — 1 шт.
6. Комплект перемычек, кабелей — количество зависит от штучности светодиодных модулей.

Риски

Вы сможете самостоятельно разобраться, как устроена светодиодная панель и сделать её своими руками. Будьте внимательны, если приобретёте не те детали, потом можете долго продавать их через интернет. Старайтесь сразу покупать нужные.

Если поручите сборку экрана не специалистам, они могут неправильно его собрать и после включения возникнет замыкание и сгорят дорогие детали. Несмотря на эти риски, шаг за шагом вы разберётесь, как устроена техника и сделаете самостоятельно. Если есть возможность, поручите сборку опытному электрику, который раньше делал подобные экраны, а если нет — приступайте самостоятельно.

Для чего нужны светодиодные модули

Они обеспечивают световую передачу информации: от микроконтроллера — визуальному восприятию потенциального потребителя рекламируемой продукции или услуги (если это рекламная бегущая строка). Количество модулей может быть любым — все зависит от цели изготавливаемого табло.

Например, в готовом комплекте модулей для самостоятельной сборки светодиодного табло «Бегущая строка» может быть:

• несколько модулей с шагом между светодиодами: 10, 12, 16 мм (они могут быть одного или нескольких цветов);
• 1 или 2 блока питания;
• управляющий контроллер;
• набор соединительных кабелей;
• программное обеспечение.

Если модули предназначены для уличного использования, то в комплект включены герметизирующие прокладки.

Описание печатной платы

Печатная плата была разведена в программе Altium и изготовлена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (советую брать 2 мм). С одной стороны припаиваются светодиоды, их ограничивающие резисторы, силовые ключи, а с другой микросхемы управления и пьезо-динамик. Маркировка светодиодов везде указывается в документациях по разному — я сначала не проверил свои светодиоды на полярность и припаял наоборот, согласно первой попавшейся документации. Пришлось их потом отпаивать феном и переворачивать.

Пошаговая инструкция по созданию бегущей строки своими руками и схема

Для освоения азов моделирования и изготовления подобного устройства лучше рассмотреть пример несложной конструкции — с 2 светодиодными модулями.

1. Желательно перед началом работы выполнить рисунок или схему изготавливаемого устройства. Это поможет выполнять все действия осознанно и контролировать их порядок.
2. Начало монтажа: при помощи термоклея 2 модуля соединяются между собой. Клей наносится на их торцевые (боковые) поверхности.
3. С обратной стороны полученной панели необходимо прикрепить держатель автономного источника питания (батарейки «Крона»). Его можно приклеить при помощи термоклея ближе к одному концу.
4. На другом — таким же образом закрепляется микроконтроллер Arduino Nano. Его необходимо установить так, чтобы был доступ к его разъемам и коннектам (для удобства подключения с целью программирования).
5. Последний пункт монтажных работ комплектующих на светодиодной панели — установка выключателя. Его место определяется исходя из удобства пользования им.
6. Далее выполняется пайка модулей между собой. Для этого используются короткие перемычки.
7. Следующее действие — пайка Arduino с модулем. Это действие выполняется согласно распиновке (см. таблицу).
8. Далее подключается блок для батарейки. К пину GND Arduino Nano присоединяется минусовой контакт (черный проводник) от держателя «Кроны».
9. Плюсовой провод (красный) необходимо подключить: с 30 пином микроконтроллера и с выключателем.

Таблица. Соответствие пинов (контактов) у соединяемых комплектующих

После окончания монтажных работ устройство необходимо запрограммировать.

1. Скачивается и устанавливается программное обеспечение к Arduino и драйвер.
2. Скачивается 2 библиотеки и скетч.

После данных действий бегущую строку можно программировать и тестировать.

Где купить запчасти?

Драйверы и светодиодные чипы приобретайте в магазине, продающем технику и комплектующие. Можно посмотреть ассортимент в интернет-магазинах, выбрать нужные детали и заказать доставку на дом. Сейчас есть масса возможностей и комплектующие на любой кошелёк.

Некоторые умельцы собирают конструкцию из деталей по минимальной стоимости. Кто-то заказывает более дорогостоящие комплектующие. Если собираетесь сделать своими руками подобный экран, не спешите, складывайте комплектующие внимательно. В магазине продавец-консультант подскажет вам, какие детали более надёжные, долговечные и лучше подойдут для экрана вашей площади.

Область применения бегущей строки

В Советском Союзе выпуск прообраза LED-строки начался в 1970-х гг. Они были массивными и с ограниченным количеством операций: показывали время, дату и простые надписи. Большой размер был обусловлен применением ламп накаливания вместо светодиодных элементов и трудностями в программировании. В России с 1992 г. налажен выпуск панелей и рекламных вывесок со светящимися диодами с импортными комплектующими. Они продаются в готовом исполнении и комплектами для самостоятельной сборки.

На данную продукцию имеется постоянный спрос, ведь бегущая строка — это хорошее рекламное средство, привлекающее визуальное внимание и позволяющее быстро донести информацию до потенциального клиента.

Возможности бегущего светодиодного устройства:

• отображает все виды времени и даты: секунды, часы, минуты, день недели и т.д.;
• показывает природные явления и погодные условия: температуру, давление, радиационный фон, облачность, направление и скорость ветра и т.п.;
• в базе хранится множество шрифтов и языков;
• позволяет выводить не только текстовую и числительную информацию, но и анимацию;
• настраивается яркость и контрастность;
• позволяет включать разные способы появления и исчезновения картинки;
• загрузка информации производится не только по USB-порту, но и по сети LAN или Wi-Fi;
• скорость движения информации по светодиодной панели настраиваема;
• несколько стилей анимационной рамки привлекут еще больше внимания к табло;
• имеет выбор множества различных функций и настроек.

Кроме рекламы светодиодные огни и панели используются:

• для информирования граждан в учреждениях, например, на вокзалах, аэропортах;
• в учебных заведениях применяется в процессе обучения (в школах, вузах и т.п.);
• в производственных, например, показываются котировки акций на биржах;
• для украшения праздничных мероприятий;
• в качестве знаков дорожного движения и в других целях.

Выводы

Таймер получился очень красивым и функциональным. Ребятам на поле он сразу стал родным. Одна кнопка настроек отлетела в первой же поездке на турнир (собирались изначально чем-то защитить кнопки).

Плата ощутимо греется под светодиодами. Собирались ставить в корпус вентилятор, но потом отказались. При выключении питания таймер некоторое время сохраняет значение времени, благодаря аккумулятору.

Есть планы присоединить к таймеру вместо маленькой пищалки громкий гудок.

3-осевой акселерометр ADXL345

Трёхосевой гравитационный акселерометр. Напряжение питания 3 . 5 В Диапазон измерения настраивае..

Блок питания 12 В 5 А ноутбучный

Входное напряжение переменного тока 165. 240 В 50/60 ГцВыходное стабилизированное напряжение 12 ВМа..

Радиомодуль NRF24L01+PA+LNA 2,4 ГГц

Модуль радио-приемника, -передатчика 2,4 ГГц для экономной безпроводной связи между любительскими ко..

Торцевые держатели линейных направляющих 8мм

Держатель цилиндрической направляющей диаметром 8 ммПодходит для любой оси 3D-принтера или CNCДиамет..

Компаратор сдвоенный LM393DR

LM393DR в корпусе SOP-8 для поверхностного монтажа.Эти микросхемы разработчики всевозможных датчиков..

Советы и рекомендации

Они универсальны для человека любого возраста и его начального уровня специальных знаний:

1. Начинающему в робототехнике и радиоделе желательно первую световую строку делать с небольшим количеством модулей: 2-4 шт. Освоив азы и получив навык, можно переходить к изготовлению более сложных устройств.
2. Приобретать комплектующие рекомендуют через интернет, но разница в стоимости не так уж велика — 5-10% от розницы (если покупать в специализированных радиоэлектронных магазинах).
3. В комплект к микроконтроллеру можно приобрести датчики температуры и часов. С их помощью рекомендуется изготовить учебное (или действующее) табло с отображением времени и температуры окружающего воздуха.

Короб светодиодного табло можно изготавливать из любого подходящего материала в зависимости от места эксплуатации устройства:

1. Внутри помещения. В данном случае условия герметизации обязательному исполнению не подлежат. Можно использовать: ДВП, МДФ, пластики и т.п. материалы. Герметик можно не применять.
2. Внешнее (на улице). Необходимо использовать антикоррозийные материалы: пластик, алюминий и т.п. Все щели и стыки необходимо обработать герметиком.

Освоение микроконтроллера Arduino, разработка и изготовление с ним всевозможных «умных» устройств — увлекательное дело. Оно не требует высокого уровня познаний в электронике и робототехнике, без труда выполняется в домашних условиях и дает широкое поле для эксперимента.

Постановка задачи

Задачей проекта является изготовление спортивного таймера для мини-футбольного турнира.

Размеры поля 20 х 40 метров — исходя из этого было принято решение, делать цифры таймера высотой не меньше 100 мм, применяя ультраяркие светодиоды.

Таймер должен отсчитывать время (например 20 мин) одного из двух таймов футбольного матча, после чего просто остановиться до нажатия кнопки рестарт. Так же нужно предусмотреть кнопку остановки отсчета времени при остановке матча посреди тайма. По окончании тайма необходимо подать звуковой сигнал, который должен услышать рядом сидящий комментатор.

Бегущая строка своими руками

• 31.08.19 Версия 1.0: первоначальная, вроде бы стабильная версия
• 28.09.19 Версия dotMatrix 1.3: исправлена скорость и количество матриц
• 29.09.19: исправлен масштаб 3D моделей решётки
• 04.10.19 Версия 1.1 GyverString и GyverStringOffline: оптимизация под широкие матрицы (до 80 пикселей)
• 12.10.19 Версия 1.2 GyverString и GyverStringOffline: улучшена стабильность
• 04.10.19 приложение версии 1.2: исправлен баг с кнопкой АВТО
• 29.10.19 Версия 1.3 GyverStringOffline: исправлен баг с красным цветом

ОПИСАНИЕ

Бегущая строка на матрицах MAX7219 или матрице адресных светодиодов с голосовым управлением! Приложение для Android: Google Play

Как собрать бегущую строку самостоятельно из готовых комплектующих

Ничего сложного в сборке нет. Это примерно как конструктор LEGO, только для взрослых. Будьте осторожны при работе с электричеством.

Цены на покупку комплекта для самостоятельного сбора строки

Первое, что нам понадобится — это стандартные светодиодные модули 32х16, в данном случае красного свечения.

Выкладываем модули на стол диодами вниз. Обратите внимание на стрелки вверх и вправо на рубашке модуля — это метки для правильной сборки. Вверх — это указание верха строки, стрелка вправо показывает как будут расходится шлейфы от контроллера управления.

К каждому блоку прикручиваем магнитные крепления

Последовательно соединяем модули кабелем для подключения к блоку питания. Если вы купили у нас — мы всегда прилагаем схему подключения. Обратите внимание на полярность, GND — это минус.

Соединяем 16-пиновыми шлейфами каждый модуль

В комплекте со строкой идёт металлический профиль, уголки и п-образный усилитель для крепления магнитных замков. Собираем из всего этого коробку. Уголки рекомендуем дополнительно зафиксировать в профиле мебельными 10мм саморезами.

• 
• 
• 

Одеваем получившуюся конструкцию, сверху, на разложенные на столе модули.

Подключаем контроллер к крайним левым шлейфам. Важно соблюдать полярность.Контроллер может быть с выводом USB, Wi-Fi или LAN. Для дополнительных проводов нужно будет просветлить в корпусе строки отверстие.

Прикручиваем металлические усилители саморезами к корпусу. Вы почувствуете как клацнут примагнитевшиеся светодиодные модули. Выводим кабель блока питания, ещё раз проверяем полярность.

Закрываем ПВХ крышкой предварительно промазав посадочный периметр герметиком. Если строка большая — рекомендуем дополнительно закрепить саморезами не больше 10 мм. Переворачиваем строку и подключаем к розетке 220в.

• 
• 
• 

Если строка засветилась — вы великолепны. Если загорелась — отключайте от напряжения и проверяйте полярность подключенных кабелей.

Мы такую сборку считаем «гаражной» и в своих строках используем более надежные монолитные конструкции залитые герметиком. И при этом, с пониманием относимся к клиентам, которым нужно «подешевле» и всегда идём на встречу.

Если хотите узнать стоимость бегущей строки нужного вам размера, звоните по бесплатному номеру: 8-800-22-22-512

Еще светодиодные панели, дорабатываем бегущую строку

Панели в этот раз были куплены у другого продавца, что отчасти немного напрягало, так как волновался насчет совместимости, но цена была заметно ниже и были заказаны три штуки.
Через относительно небольшое время получил на почте довольно большую и мягкую «конфету», причем без полиэтиленового пакета.

Небольшое отступление. У продавца бесплатная доставка при условии заказа не более двух штук. Я в итоге сделал два заказа 2 и 1 панель. В итоге продавец отправил все одной большой посылкой, трек номер был и без проблем отслеживался.
Внутри мягкого конверта лежали панели замотанные в тот же материал и комплект кабелей.

В комплекте дали:
1. Пять коротких шлейфов для подключения линии данных.
2. Два силовых кабеля, каждый с двумя разъемами. В принципе логично, три панели, одного кабеля мало, дали два.
3, 4. К кабелям претензий нет, все очень аккуратно сделано.

А вот и панельки. при первом взгляде один в один с предыдущими.

Уже когда проверял панели, то положив рядом старую и новую заметил, что они все таки разные, хотя отличия минимальны.
Новая.

Из предыдущего заказа, отличается трассировка платы и местоположение некоторых компонентов.

На панелях присутствует маркировка, приведу ее на всякий случай, вдруг это может пригодиться кому нибудь.

Еще одно отличие. У панелей дополнительно стрелками промаркирован вход/выход, а также верх. Весьма удобно и практично.

Хотя элементная база осталась полностью такой же, как и у предыдущих. Более подробные фото есть в предыдущем обзоре.

Куча драйверов и контроллеров от CHIPONE

В процессе теста случайно заметил, что одна панель либо ремонтировалась, либо имела изначальный дефект и производилась «предпродажная подготовка». На качестве работы это никак не сказалось, но небольшой осадочек остался, сфотографировал скорее для информации, что такое возможно.

Как и в прошлый раз панель имеет размеры 256х128мм, толщина также соответствует толщине спичечного коробка.

Панель предназначена для использования внутри помещений, либо с использованием закрытого корпуса, потому как светодиоды не имеют никакой защиты от воды/пыли и т.п.

Сборка точно такая же как и была, та же куча мелких саморезиков и рамка из пластмассы. Разбирать не буду, так как делал это в прошлый раз.

Как только получил панели, то позвонил товарищу, для которого они заказывались. Он соответственно привез с собой бегущую строку, которую делал в прошлый раз и начали мы ее ковырять.

Для начала получили на втором экране просто дубль первого, но со сдвигом некоторых строк. Панели были включены как продолжение.

В общем полный разброд и шатания 🙂

Но оставим пока в покое изображение. Первым делом надо обязательно проверить сам панели, так как в прошлый раз у меня был битый светодиод красного цвета. Продавец за него вернул некоторую часть денег, причем без вопросов.
Кстати, бегущая строка в эксплуатации с января этого года, до сих пор все отлично, не появилось ни одного битого пикселя.
Выглядело это следующим образом:

Нажимаем на кнопку «тест» на плате управления и наблюдаем разные картинки.

Но меня больше интересовали две вещи.

1. Отличия в яркости предыдущей панели и новых. Приборов у меня подобных нет, потому пришлось оценивать на глаз, внешне все один в один. Даже если и есть разница, то она на грани заметности.
Если включить белый свет на все панели, то строку вполне можно использовать для освещения. Но как жужжит блок питания в таком режиме…

2. Битые пиксели. Включаем поочередно полную заливку одним цветом и внимательно ищем битые пиксели, я не смог найти ни одного, считаем что и этот тест пройден.

После первых тестов зашел в программу управления и настроил режим работы панели как 192х64, но все равно выводило как попало.

При помощи «метода научного тыка», а если быть более точным, то после некоторых логических выводов, я переключил дополнительные панели во второй разъем платы управления. Сначала правда вставил наоборот, устройство в итоге просто не заработало, выяснилось, что первый провод шлейфа должен быть расположен одинаково у обоих шлейфов. По умолчанию, панель подключенная к контроллеру, является последней в строке, но насколько я понял, это можно менять.

Панели подключаются полностью одинаково, новая панель является нижней, старая — верхней. Куда подключать, видно на фото.

Первая проверка. К сожалению длинный шлейф, который шел в комплекте в первым панелям, остался у товарища на работе и пришлось все соединять короткими шлейфами. В результате одна панель «уползла» из кадра, иначе было никак, все соединения «на живую нитку».

Попробуем вывести картинку с цветком из первого обзора. Тогда было видно только то, что сейчас отображается на верхней строке. Теперь картинка стала более понятной.

В примерах, которые шли к программе, нашел еще несколько изображений. Взял для примера еще один вариант.

Кстати, ПО может делать программу не более чем из 16 пунктов по четыре подпункта в каждом, но изображений можно использовать почти неограниченное количество (ограничено только объемом памяти контроллера).

А вот так он будет отображаться в реальности.

Третье изображение как-то случайно вышло разделенным на две части как раз по линии раздела панелей, на самом деле оно цельное, вверху небо, снизу пшеница.

Тесты проводились с новой версией программы. Насколько я понял, увеличили возможности вывода изображений, цветность, гамма коррекция и т.п.

В тот же день панели поехали на доработку и на следующий день уже были на рабочем месте 🙂
Товарищ полностью переделал корпус, теперь конструкция выглядит так.

Еще несколько фото для примера. Вообще фотографировать панель очень сложно, то фотоаппарат пытается что-то подстроить, то люди норовят пройти, то нога зачесалась еще что нибудь, так что как есть 🙂

Попутно было снято коротенькое видео, по задумке оно должно было лучше показать все в динамике, но из-за указанных выше причин результат вышел заметно хуже, чем планировалось и чем есть в реальности, потому видео в виде ссылки.

Но в итоге получилось так, что товарищ хочет заменить эту строку на панель из двенадцати штук Р3, чтобы получить меньше размер пикселя и лучше качество изображения. Уж воистину, аппетит приходит во время еды 🙂

На этом всё, три панели в итоге вышли $50.94 против $57.17 в прошлый раз. Нареканий к качеству работы нет, все работает отлично, потому вполне могу рекомендовать к применению. Попутно выяснилось, что подходящий блок питания у нас стоит даже дешевле чем в Китае.