Диодная строка. Как сделать бегущую строку из светодиодов? Что такое видеопамять

11.03.2022

Табло " " несложно собрать своими руками, используя , который состоит из нескольких модулей табло с шагом 10, 13, 16 мм одного или нескольких цветов, блока (блоков) питания, управляющего контроллера, набора соединительных кабелей и программного обеспечения.

Каждый модуль табло имеет с обратной стороны отверстия с резьбой для крепления к корпусу. Модули предназначены для уличной установки и полностью герметичны с наружной стороны. При установке в корпус, необходимо выполнить герметизацию модулей, для чего в комплекте имеется силиконовая прокладка. Для дополнительной герметизации, стыки между модулями желательно дополнительно загерметизировать силиконом бескислотной полимеризации. При этом, нельзя заполнять силиконом канавку, расположенную по окружности модуля, она предназначена для отвода воды. Модули устанавливаются на плоскую панель, в которой сделаны вырезы для выполнения электрических соединений и вентиляции (охлаждения). Например, панель корпуса для установки трёх модулей выглядит так:

Каждый модуль табло имеет разъем для подключения питания и два сигнальных разъема. Сигнальные разъемы одинаковые по типу, но один разъем - входной, второй - выходной. При подключении питания, используется красный провод (контакт VCC - +5 Вольт) и чёрный провод (контакт GND - Общий). Все модули подключаются параллельно к одному блоку питания. Если в табло устанавливается два и более блоков питания, то модули распределяются равномерно между блоками питания, по линии GND все модули соединяются параллельно, по линии питания VCC - каждая группа к своему блоку питания отдельно.

Сигнальные разъемы на модулях обозначены IN и OUT (например JIN, JOUT или стрелками к разъему - это вход, от разъема - это выход). Простая бегущая строка, когда модулей мало и они расположены в один ряд, имеет простое соединение - кабель от контроллера подключается к правому модулю на вход, выход правого модуля подключается к входу следующего модуля и так далее. Сигнальный кабель имеет маркировку первой линии красным цветом. При подключении разъёмов необходимо соблюдать ориентацию разъемов - они имеют пометку первого контакта. Модули в более сложных табло подключаются группами к своему выходу контроллера. Если выходов контроллера недостаточно, устанавливается плата расширения выходов - хаб. Схема включения модулей в таком случае уточняется при покупке комплекта.

Блок питания и контроллер закрепляются внутри корпуса табло в удобном месте. Блок питания может существенно нагреваться, поэтому его лучше закрепить на задней стенке, причем заднюю стенку желательно изготовить из теплопроводного материала (металла, алюмокомпозита).

Перед установкой табло, его необходимо проверить. Для этого, на компьютере необходимо установить программу управления и выполнить действия, указанные в описании программы.

Сборка бегущей строки на базе светодиодной матрицы и Arduino – это несложная задача, которую можно выполнить даже в домашних условиях. Чтобы заставить буквы перемещаться на светодиодном табло не нужно быть программистом и владеть углублёнными знаниями электроники. В данной статье разберем, как собрать бегущую строку из готовых светодиодных матриц и Arduino Nano.

Что потребуется?

Для реализации идеи потребуется совсем немного деталей:

два светодиодных модуля, состоящих из четырёх матриц 8 на 8 пикселей;
держатель для батарейки типоразмера «Крона»;
батарейка на 9 вольт (CR-9V, ER-9V или их аналоги);
двухконтактный переключатель;
соединительные провода;
плата Arduino Nano;
термоклей.

Схема

На печатной плате используемого светодиодного модуля расположено 4 матрицы размером 8 на 8 пикселей. Каждое светодиодное табло управляется интегральной микросхемой (ИМС) MAX7219. Данная ИМС представляет собой контроллер управления led-дисплеями, матрицами с общим катодом и дискретными светодиодами в количестве до 64 шт.

Для более комфортного восприятия информации, выводимой на светодиодное табло, рекомендуется устанавливать несколько модулей. Для этого их объединяют в последовательно включенные группы, то есть выход первого модуля (out) подключают к входу второго модуля (in). Данная сборка состоит из двух модулей (16 матриц), длины которых вполне хватит для удобного прочтения целых предложений.

Сборка

Матричный модуль может иметь штырьковое соединение или контакты на плате в виде печатных проводников. От этого зависит способ их соединения. В первом случае для получения надежного электрического контакта задействуют жгут из проводков с коннекторами, а во втором придётся установить и запаять перемычки.

Но сначала необходимо объединить оба модуля в единое целое с помощью термоклея. Термопластичный клей не проводит электрический ток, а значит, его можно смело наносить на печатную плату. Клей наносят с торцов обеих плат, прижимают и оставляют на несколько минут. После затвердевания выходные контакты первого блока подключают к входным контактам второго блока по схеме:

VCC – VCC
GND – GND
D IN – D OUT
CS – CS
CLK – CLK

С обратной стороны печатной платы с помощью термоклея прикрепляют Arduino Nano, отсек для батарейки и выключатель. Детали располагают таким образом, чтобы можно было удобно ими пользоваться.
На следующем этапе производят подключение Arduino со светодиодным модулем, подсоединяя провода на вход первой матрицы. В зависимости от варианта исполнения модуля, операцию выполняют через разъёмное соединение или путем пайки по приведенной схеме:

VCC – 5V
GND – GND
D IN – PIN 11
CS – PIN 10
CLK – PIN 13.

На заключительной стадии сборки необходимо подключить питание от батарейки. Для этого минусовой контакт (черный провод) из отсека для кроны подключается на вывод GND Arduino. Плюсовой контакт (красный провод) соединяют с выключателем, а затем с выводом №30 Arduino, предназначенный для подачи питающего напряжения от нерегулируемого источника. В тестовом режиме сделанная своими руками бегущая строка может быть запитана через микро USB от компьютера.
Убедившись в надежности креплений и качестве электрических соединений, приступают к сборке корпуса. Его можно сделать из алюминиевого или пластикового профиля, так как элементы схемы не греются. Цвет, размеры, степень защиты и крепление корпуса зависят от будущего назначения устройства. В простейшем случае подойдёт защитный экран из строительного пластикового углового профиля с вырезом под выключатель.

Программирование бегущей строки

Бегущая строка из Arduino и светодиодных модулей под управлением MAX7219 практически готова. Настало время перейти к заключающей, программной части. На компьютере должно быть установлено программное обеспечение (ПО) для используемого Arduino и драйвер к нему. Далее необходимо скачать две библиотеки и скетч (специальную программу, которая будет загружаться и выполняться процессором Arduino). Установку библиотек производят при закрытом Arduino IDE в папку «Documents – Arduino – Libraries». Затем скачивают и запускают скетч и проверяют наличие библиотек и корректность других данных.

Настройка скетча:

«number of horizontal displays» указывают количество строк, в нашем случае 1;
«number of vertical displays» указывают количество матриц, в нашем случае 8;
«string tape» указывают надпись, выводимую на дисплей;
«int wait» задают скорость вывода в миллисекундах.

После проверки введенных данных остаётся щелкнуть мышкой на кнопку «загрузить». Затем отключиться от ПЭВМ, вставить батарейку и произвести запуск устройства.

В заключение хочется добавить, что бегущая строка своими руками собирается довольно быстро даже без навыков работы с Arduino. Поэтому бояться этой замысловатой платы не стоит. Также стоит отметить, что сделать бегущую строку можно длиннее, увеличив количество светодиодных матриц.

Читайте так же

В этой статье мы расскажем о сборке светодиодных бегущих строк своими руками, используя специальные комплектующие и подручные инструменты.

Итак, для того чтобы собрать бегущую строку вам потребуется:

(одноцветные или RGB);
- он управляет порядком свечения светодиодов на всем табло;
- 1-2 штуки, в зависимости от количества модулей бегущей строки;
-требуются при различной сборке бегущих строк (фронтального вынимания при замене вышедшего из строя led модуля);
и ;

Дополнительный инструмент:

торцевая пила с диском по алюминию и металлу или пила по металлу;
шуруповерт или отвертка;
прозрачный силиконовый герметик;
саморезы;

Светодиодные модули бывают разного размера и цвета. Их к тому же различают по шагам среди пикселей P10, P6. Блоки питания выполняют важную роль - они преображают напряжение с 220 Ватт в 5 Вольт. Провода необходимы для соединения блока питания с модулем. Шлейфы соединяют контроллер и модуль. Сборка бегущей строки возможна только с помощью магнитов. Профили с уголками из алюминия выполняют роль корпуса светодиодного табло.

1.На ровную горизонтальную поверхность выкладываем светодиодные модули экраном вниз в направлении слева направо как указанно на стрелках на самих модулях, стандартный модуль размером 160 мм * 320 мм где 160 это высота 320 это длина модуля. Для того чтобы получить светодиодную строку шириной 320 мм необходимо выложить модули в 2 ряда. Если вам нужно получить светодиодную строку шириной более 320 мм, то просто положите светодиодные модули в несколько рядов.

2. Затем зафиксировать модули направляющими. Для этого необходимо напилить профиль на отрезки такой же шириной как светодиодная строка. Положить направляющие на модули в соответствии с отверстиями, предназначенными для винтов и закрутить саморезы. Не забудьте оставить место под блок питания.

3.После того как выложили необходимое количество и собрали мозаику, соединяем шлейфами и проводами питания между собой, для этого в модуле есть необходимые штырьки под шлейфы (красной полоской вверх обязательно) и крепления под провода питания.

4.Далее нужно соединить блок питания с контролером проводами 2-1,5 мм. В нем также есть отверстие для крепления шлейфа и проводов. Одного блока питания мощностью в 40 ампер хватает на 7-8 модулей, но для того, чтобы избежать перегрева и поломок, лучше всего брать один блок на 6 модулей. Если блоков питания несколько, их нужно связать между собой последовательно. К каждым следующим шести модулям подводим питание от блока.

5.При помощи шлейфа соединить контроллер с модулем. Важно!!! Питание модуля 5V, Контроллер 5V. Плюс на модуле VCC, минус GND. На контроллере плюс 5V Минус - GND. Подключаем модули один за другим. Для запуска модули достаточно подключить только плюс и шлейф 16pin.

6.Теперь необходимо все тщательно загерметизировать. Для этого, при помощи герметика, нужно смазать все стыки модулей. Делать это надо достаточно тщательно. В итоге должна получиться герметичная мозаика из светодиодных модулей, связанных между собой проводами, блоками питания и направляющими.

7.Собираем каркас бегущей строки из алюминиевого профиля. Измеряем длину и ширину строки, с помощью торцевой пилы или пилы по металлу нарезаем соответствующие отрезки. Вставляем уголки в профиль и фиксируем саморезами. Рекомендуется промазать герметиком стык профиля и уголка.

8.В одной из сторон корпуса нужно просверлить отверстие для вывода провода питания и USB-выхода.

9. В качестве задней стенки используется алюкобонд - строительный отделочный материал, пластик покрытый алюминиевой фольгой. Или же другой прочный материал. Герметизируем заднюю часть бегущей строки. Режем, накладываем выбранный задник и крепим его на саморезы. Табло бегущая строка готова.

В ассортименте нашего магазины Вы найдете все необходимые комплектующие для изготовления светодиодных бегущих строк. Мы предоставляем лучшие цены и гарантию на всю продукцию. Технический специалист может сделать бесплатный светотехнический расчет и подбор оборудования.

Когда мы идем по улицам города, нас окружают многочисленные яркие подвижные рекламные конструкции. Устанавливают их как на постройках, рекламных носителях, оконных проемах офисов и кафешек, так и просто крепят на окна машин. Размерами они тоже сильно могут отличаться друг от друга. Однако есть то, что все их объединяет – их основой является бегущая светодиодная строка.

Благодаря такой конструкции, как табло с бегущей строкой, до потребителей можно донести много информации. Впервые ответ на вопрос, как ее собрать, смогли дать жители Поднебесной. А сегодня сделать светодиодную бегущую строку своими руками может каждый. Важное правило: заранее подготовить все, что потребуется для работы.

Табло можно собрать своими силами из модулей и разнообразных приспособлений, перечисленных ниже. Но при сборке будьте внимательны, следите за инструкцией.

Что вам понадобится?

Сборка бегущей строки возможна только в том случае, если у вас под рукой есть:

материнская плата – ее также называют контроллером;
несколько светодиодных модулей;
пара блоков питания;
магнитики;
профиль и уголки из алюминия;
2-миллиметровые провода;
винты с саморезами и герметиком;
пила, дрель, шуруповерт.

Предназначение светодиодных модулей

Светодиодное табло считается носителем информации. Различают несколько их разновидностей в зависимости от цветовой палитры:

белые;
красные;
синие;
зеленые;
из нескольких цветов.

Их к тому же различают по шагам среди пикселей. Блоки питания выполняют важную роль – они преображают напряжение с 220 В в 5 вольт. Провода необходимы для объединения блока питания с модулем. Сборка бегущей строки возможна только с помощью магнитов. Профили с уголками из алюминия после их сборки – это корпус светодиодного табло.

Принимая во внимание тот факт, для чего нужна светодиодная панель, важное значение имеет и ее размер. В зависимости от габаритов корпуса они делятся на следующие категории:

Узкие – отличное решение для рекламы на автомобилях.
Средние – используются для сборки табло своими руками размерами до 6 м.
Широкие – получили широкое применение для корпуса более 6 м, их размеры могут быть любыми.

Виды LED-панелей

Процесс сборки строки

Рассмотрим подробный процесс сборки бегущей строки:

На стол кладем модули в направлении слева направо. Их соединяем друг с другом проводами вместе со шлейфами питания. У модулей имеются соответствующие гнезда для проводов.
Потом соединяем модуль с помощью направляющих. Накладываем направляющие на модули и закручиваем болты.
Соединяем блок питания с контролером 1,5-миллиметровым проводом. В нем к тому же имеется отверстие для того, чтобы прикрепить шлейф и провода.
Материнская плата соединяется с модулем шлейфом.
Одного блока питания, мощность которого 40 ампер, будет достаточно для 8 модулей.
Затем нужно все загерметизировать. Герметиком смазываем стыки между модулей. Подобные работы необходимо выполнять очень тщательно. В результате у вас должна выйти герметичная работающая бегущая строка на светодиодах из цифровых модулей.

LED-панель на машине

На данном этапе смотрим инструкцию по сборке корпуса бегущей строки:

С помощью различных размеров профиля вы можете получить корпус какой угодно формы, в него вы впоследствии поместите светодиодную LED-панель с бегущей строкой.
Профиль из алюминия нарезаем согласно определенным габаритам, однако сокращаем длину на несколько миллиметров. С помощью уголков собираем корпус нашего устройства.
Вкладываем подготовленную бегущую строку, сделанную своими руками, в алюминиевый корпус. В корпусе делаем отверстие, чтобы вывести провода питания и USB-выход.
Из любого металлического листа вырезаем необходимую заднюю панель. Саморезами и шуруповертом крепим к основанию корпус. Герметиком замазываем все стыки.
В конце нужно произвести программирование светодиодной бегущей LED-строки. Программа для них бывает разной сложности. Эти манипуляции возможно выполнить на любом программном обеспечении.

Если вы учитывали все советы и строго следовали инструкции по установке светодиодной бегущей строки, то у вас все должно получиться.

Где применяется бегущая строка?

Светодиодная бегущая строка, благодаря своим конструктивным особенностям, позволяет монтировать ее как в помещении, так и снаружи его. Изделие способно работать в автономном состоянии, при котором даже не нужно его подключать к ПК. Сборка светодиодной бегущей строки своими силами сегодня очень актуальна.

Она незаменима для рекламы разной продукции и услуг. Как всем известно, движущийся объект привлекает намного больше внимания, чем неподвижный, а при применении электронного табло у вас будет одновременно статическая и динамическая рекламная конструкция. Схему бегущей строки вы можете подобрать индивидуально, стиль дизайна текста тоже можно подобрать исходя из собственных предпочтений.

Данное устройство воспроизводит текст на светодиодной матрице 8x 80 светодиодов, имеет память текста 128 символов, которые загружаются с компьютерной клавиатуры PS/2, подключенной прямо к бегущей строке.

Я пробовал несколько клавиатур, с каждой из трех устройство работало без проблем.
Устройство имеет все русские буквы заглавные и маленькие, а также цифры и прочие знаки, английских букв нет.

Микроконтроллер работает на частоте 20 МГц и управляет сдвиговыми регистрами 74HC595D, которые логическим уровнем 1 зажигает светодиодные матрицы строк, а дешифратор К555ИД7 или его полный аналог 74LS138 управляет через усилительные транзисторы 8-мю столбцами всех матриц.

Матрицы подключаются к сдвиговым регистрам 74HC595D через резисторы, которые защищают от перегорания светодиодов, ограничивая ток.

Микросхемы 74HC595D имеют 8 триггеров фиксации данных на выходах, соединенных с матрицей светодиодов и 8 сдвиговых триггеров, в которые через 14 вход загружают данные и с 9 выхода продолжают сдвиг дальше на следующие регистры цепочки из 10 штук.

Для этого сдвига необходим такт, идущий от процессора на все входы 11- 74HC595D после каждого 80-того такта цепочка регистров продвигается до 80 триггера всех 74HC595D, после этого как загружена вся строка из 80 триггеров, подается еще один тип такта, уже на входы 12 всех 74HC595D, после чего загружаются за один такт 8 дополнительных триггеров фиксации данных на выходах, соединенных с матрицей светодиодов от сдвиговых триггеров, на всех 74HC595D за один такт, матрица при этом засвечивает одну полосу из 80 светодиодов и засветка эта происходит без изменений логических уровней даже тогда, когда загружаются сдвиговые регистры.

Так перебираются по очереди 8 строк из 80 светодиодов с помощью дешифратора К555ИД7 с большой скоростью, что совершенно не видно глазу.

Такой метод очень удобный и не снижает яркости бегущей строки по причине ухода программы процессора на выполнение других операций, не связанных с отображением.

При включении с пустой памятью букв, отображает внизу полосу говорящую, что память не заполнена, после ввода хотя бы одной буквы, строка начинает свою работу перебирая строки матриц. Советую сильно не нагружать током матрицы низким сопротивлением, так как при включении с пустой памятью букв, матрицы непрерывно светится нижняя строка.

Управление и ввод данных

Когда нужно ввести заглавную букву, нужно нажать и отпустить левый Shift на клавиатуре, потом нажать нужную букву и на дисплее появится эта заглавная буква, с добавлением очередных букв табло будет передвигаться на один знак.
После набора текста, нужно нажать клавишу левый Ctrl на клавиатуре, это будет говорить о законченном тексте, после которого строка пойдет на следующий круг.

Если во время набора текста вы сделали ошибку, ввели не нужную букву, то нужно нажать клавишу BackSpace столько раз, сколько ввели не нужных букв, после этого нужно ввести правильные буквы, при этом на дисплее старые буквы не пропадают, они пропадут когда вы запустите строку и на следующем круге отображения их уже не будет.
Для запуска работы устройства отображения бегущих букв нажать Enter.
После команды Enter- запуска строки текст уже не изменяется для ввода новой информации, устройство нужно выключить и снова включить, тогда можно вести текст за места старого.

Для ввода знаков (!@#$%:?) нужно нажать левый Shift и отпустить потом клавиши с цифрами 1234567 над буквами там они нарисованы – это чтобы вам не искать.

Знак тире (-) просто нажав клавишу рядом с нулем.

Для ввода точки или запятой нажимать клавишу рядом с буквой Ю, если запятая, то вначале Shift.

Бегущая строка с компьютерной клавиатурой и памятью на 8192 буквы

В дальнейшем, был разработан еще один вариант бегущей строки с памятью на 8192 буквы. В данном проекте буквы также загружаются с компьютерной клавиатуры PS/2, в флэш память 24С62. Очень удобно иметь несколько микросхем и менять их если нужен другой текст.

Принципиальная схема бегущей строки с памятью:

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
U1	МК PIC 8-бит	PIC16F628A	1		В блокнот
U2-U11	Сдвиговый регистр	CD74HC595	10		В блокнот
U12	Кодер, декодер	SN74LS138	1	Аналог 555ИД7	В блокнот
U13	Флэш память	24С64	1	Применяется при варианте сборки с памятью на 8192 буквы.	В блокнот
Q1-Q8	Биполярный транзистор	2N2905	8		В блокнот
С1, С2	Конденсатор	15 пФ	2		В блокнот
С3	Конденсатор	3300 пФ	1		В блокнот
	Конденсатор	0.1 мкФ	13	Соединяется с питанием каждой микросхемы	В блокнот
R1-R8, R49, R50	Резистор	4.7 кОм	10		В блокнот
R9-R48, R51-R90	Резистор	470 Ом	80