Viernes, 4 de noviembre de 2011
Las matrices led son juguetes divertidos. ¿A quién no le gustarían los destellos? La electrónica es difícil. La electrónica es mucho más difícil que la programación. Me costó mucho entender cómo funcionan las matrices led. ¿Cuál es la mejor manera de aprender algo? Construye uno tú mismo.
Estructura de matriz de led
En formato de matriz, los LED están dispuestos en filas y columnas. También puedes pensar en ellas como coordenadas y y x. Supongamos que tenemos matriz 4×4.Las filas se marcarían de A a D y las columnas de 1 a 4. Ahora podemos dirigir cada LED por fila y columna. El led superior izquierdo sería (A, 1). El led de abajo sería (D, 4).
Las matrices led vienen en dos sabores. Ánodo de fila común (izquierda) y ánodo de fila común (derecha).
La figura anterior muestra las diferentes configuraciones. La diferencia entre estas dos configuraciones es cómo encendiste un led. Con las fuentes de corriente de ánodos de fila común (voltaje positivo) se unen a las filas A..D y sumideros de corriente (tensión negativa, tierra) a las columnas 1..4. Los sumideros de corriente de cátodo de hilera común están unidos a las filas A..D y recursos actuales de las columnas 1..4.
Por ejemplo. Para encender el led de abajo hacia abajo (D, 4) de la matriz de cátodo común, alimentaría el voltaje positivo a la columna 4 y conectaría la fila D a tierra. Renuncio a la claridad Usaré cátodo de fila común en ejemplos para el resto de este artículo.
Construcción de una matriz LED
Para construir una matriz de cátodos de hilera común de 4×4, necesitará 16 LED, cuatro resistencias, algunos cabezales y placa de creación de prototipos. Empecé pegando los leds al tablero de prototipos con pegamento epoxi. De esta manera es más fácil tener líneas perfectamente alineadas. Al pegar los led, asegúrese de que las patas largas y cortas estén alineadas de la misma manera.
Cuando el pegamento está seco, es hora de doblar y soldar. En primer lugar, doble todos los cátodos a la izquierda lo más cerca posible de la placa de creación de prototipos. Suelde todos los cátodos en cada fila juntos. Cuando los cátodos estén listos, dobla todos los ánodos. Los ánodos no deben tocar cátodos. Utilicé un trozo de tubo de plástico para ayudar a doblar los ánodos para formar un puente sobre los cátodos.
Ahora suelde todos los ánodos en cada fila. Suelde los encabezados y conecte las filas de cátodos directamente al encabezado.
Las filas de ánodos están conectadas a la cabecera con resistencias limitadoras de corriente.El valor de la resistencia depende del LED utilizado. Compruebe la línea de datos LED para el voltaje y la corriente hacia adelante. LEDcalculator le ayudará a encontrar la resistencia correcta. Matrix está listo para ser probado.
El direccionamiento de un solo LED
La conexión a tierra a la fila A y el voltaje positivo a la columna 1 iluminarán el LED superior derecho (A,1).
La conexión a tierra a la fila D y el voltaje positivo a la columna 4 iluminarán el LED inferior hacia abajo (D,4).
La intuición diría que encender los dos (A,1) y (D,4) al mismo tiempo es solo conectar los cuatro cables. Este no es el caso. Hay cuatro led que están encendidos. Esto se debe a que la corriente también fluye a través de(A,4) y (D,1).
Multiplexación y persistencia de la visión
La multiplexación se puede utilizar para mostrar patrones arbitrarios con matrices de led. La multiplexación a veces también se llama escaneo. Escanea filas (generalmente de arriba a abajo) y enciende los led necesarios solo en una fila a la vez. Algo como seguir:
- Empieza por tener todo desconectado.
- Conecte el voltaje positivo todas las columnas necesarias.
- Conecte la fila a tierra. Esto enciende los led necesarios en la fila.
- Desconecte la fila y todas las columnas.
- Haga los mismos pasos uno por uno en todas las filas y luego comience desde el principio.
Haga esto lentamente y verá filas de LED parpadeantes. Hazlo muy rápido y el ojo humano puede ver todo el patrón. El fenómeno se llama persistencia de la visión.
Dibujar un Patrón
Permite escribir un código simple para dibujar un patrón en la matriz. Nota!A pesar de que estoy usando la placa Arduino, no uso las bibliotecas de Arduino norIDE para el desarrollo. Sin embargo, me gusta el esquema de numeración de pines Arduino.Las funciones pin_mode() y digital_write() funcionan exactamente de la misma manera que sus equivalentes Arduino.
Comenzamos configurando los pines y el estado predeterminado para ellos.
uint8_t column_pins = { 2, 3, 4, 5 };uint8_t row_pins = { 11, 10, 9, 8 };static void init(void) { /* Turn all columns off by setting then low. */ for (uint8_t x=0; x<4; x++) { pin_mode(column_pins, OUTPUT); digital_write(column_pins, LOW); } /* Turn all rows off by setting then high. */ for (uint8_t y=0; y<4; y++) { pin_mode(row_pins, OUTPUT); digital_write(row_pins, HIGH); }}Para mostrar un patrón en la matriz utilizamos draw() función.Mapa de bits se pasa como matriz bidimensional. El retardo se usa solo para demostrar la persistencia de la visión.
uint8_t pattern = {{1,0,0,1}, {0,1,0,0}, {0,0,1,0}, {1,0,0,1}};void draw(uint8_t buffer, uint8_t delay) { for (uint8_t row=0; row<4; ++row) { /* Connect or disconnect columns as needed. */ for (uint8_t column=0; column<4; ++column) { digital_write(column_pins, buffer); } /* Turn on whole row. */ digital_write(row_pins, LOW); _delay_ms(delay); /* Turn off whole row. */ digital_write(row_pins, HIGH); }}Para examinar la persistencia del efecto de la visión, dibujamos el patrón con diferentes retrasos.
uint8_t main(void) { init(); /* With 100ms delay eye can see updating row by row. */ for (uint8_t i=0; i<10; i++) { draw(pattern, 100); } /* With 10ms delay pattern appears but flickers. */ for (uint16_t i=0; i<100; i++) { draw(pattern, 10); } /* Withoud delay solid pattern appears. */ while (1) { draw(pattern, 1); } return 0;}el código Completo se puede encontrar fromGitHub.Compruebe la salida del vídeo a continuación.
Más Lectura
Habilidades de circuito: Matriz LED de Make Magazine. Conducir un LED con o sin resistencia de Alexander Weber. Introducción a la Conducción de Matrices LED (PDF) nota técnica de Avago Technologies. Diodos Emisores de Luz (LED) del Club de Electrónica.
Publicado en
AVR Electronics