استخدام مصفوفة LED كماسح ضوئي: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

بواسطة marciotMarcioT الصفحة الرئيسية

حول: أنا هاوي مهتم بالبرامج مفتوحة المصدر والطباعة ثلاثية الأبعاد والعلوم والإلكترونيات. يرجى زيارة متجري أو صفحة Patreon للمساعدة في دعم عملي! المزيد عن ماركيو »

تعمل الكاميرات الرقمية العادية باستخدام مجموعة كبيرة من مستشعرات الضوء لالتقاط الضوء أثناء انعكاسه عن كائن ما. في هذه التجربة ، أردت أن أرى ما إذا كان بإمكاني بناء كاميرا خلفية: فبدلاً من امتلاك مجموعة من مستشعرات الضوء ، لديّ مستشعر واحد فقط. لكني أتحكم في كل من 1،024 من مصادر الإضاءة الفردية في مصفوفة 32 × 32 LED.

الطريقة التي تعمل بها هي أن Arduino يضيء مؤشر LED واحدًا في كل مرة ، أثناء استخدام الإدخال التناظري لمراقبة التغييرات في مستشعر الضوء. يسمح هذا لـ Arduino باختبار ما إذا كان المستشعر يمكنه "رؤية" مؤشر LED معين. تتكرر هذه العملية لكل من 1،024 من مصابيح LED الفردية بسرعة لإنشاء خريطة للبيكسلات المرئية.

إذا تم وضع كائن بين مصفوفة LED والمستشعر ، فإن Arduino قادر على التقاط الصورة الظلية لهذا الكائن ، والتي تضاء كـ "ظل" بمجرد اكتمال الالتقاط.

المكافأة: مع التعديلات الطفيفة ، يمكن استخدام نفس الكود لتنفيذ "قلم رقمي" للرسم على مصفوفة LED.

الخطوة 1: الأجزاء المستخدمة في هذا الهيكل

بالنسبة لهذا المشروع ، استخدمت المكونات التالية:

• اردوينو أونو مع اللوح
• مصفوفة 32x32 RGB LED (إما من AdaFruit أو Tindie)
• محول طاقة 5 فولت 4 أمبير (من AdaFruit)
• أنثى محول طاقة تيار مستمر 2.1 مم جاك إلى كتلة المسمار الطرفية (من AdaFruit)
• ترانزستور ضوئي TIL78 واضح ، 3 مم
• أسلاك العبور

تبيع AdaFruit أيضًا درع Arduino يمكن استخدامه بدلاً من أسلاك التوصيل.

نظرًا لأن لدي بعض أرصدة Tindie ، فقد حصلت على المصفوفة الخاصة بي من Tindie ، لكن المصفوفة من AdaFruit تبدو متطابقة ، لذا يجب أن يعمل أي منهما.

جاء الترانزستور الضوئي من مجموعاتي من الأجزاء التي تعود إلى عقود. لقد كان جزءًا واضحًا 3 مم مُسمى TIL78. بقدر ما أستطيع أن أقول ، فإن هذا الجزء مخصص للأشعة تحت الحمراء ويأتي إما في حالة واضحة أو غلاف مظلم يحجب الضوء المرئي. نظرًا لأن مصفوفة RGB LED تطفئ الضوء المرئي ، يجب استخدام الإصدار الواضح.

يبدو أن TIL78 قد توقف ، لكني أتخيل أن هذا المشروع يمكن صنعه باستخدام الترانزستورات الضوئية المعاصرة. إذا وجدت شيئًا يعمل ، فأخبرني وسأحدّث هذا Instructable!

الخطوة 2: توصيل الأسلاك واختبار الترانزستور الضوئي

عادة ، ستحتاج إلى المقاوم في سلسلة مع الترانزستور الضوئي عبر الطاقة ، لكنني علمت أن Arduino لديه القدرة على تمكين مقاومة سحب داخلية على أي من المسامير. كنت أظن أنه يمكنني الاستفادة من ذلك لتوصيل الترانزستور الضوئي بـ Arduino دون أي مكونات إضافية. اتضح أن حدسي كان صحيحًا!

لقد استخدمت الأسلاك لتوصيل الترانزستور الضوئي بدبابيس GND و A5 على Arduino. ثم قمت بإنشاء رسم تخطيطي يقوم بتعيين دبوس A5 على أنه INPUT_PULLUP. يتم ذلك عادةً للمفاتيح ، ولكن في هذه الحالة يوفر الطاقة للترانزستور الضوئي!

#define SENSOR A5

إعداد باطل () {Serial.begin (9600) ؛ pinMode (SENSOR ، INPUT_PULLUP) ؛ } حلقة فارغة () {// اقرأ القيمة التناظرية باستمرار واطبعها Serial.println (analogRead (SENSOR)) ؛ }

يطبع هذا المخطط القيم إلى المنفذ التسلسلي المقابل للسطوع المحيط. باستخدام "Serial Plotter" سهل الاستخدام من قائمة "Tools" في Arduino IDE ، يمكنني الحصول على مخطط متحرك للضوء المحيط! عندما أغطي وأكشف عن الترانزستور الضوئي بيدي ، تتحرك المؤامرة لأعلى ولأسفل. لطيف - جيد!

يعد هذا الرسم طريقة رائعة للتحقق مما إذا كان الترانزستور الضوئي موصلاً بالقطبية الصحيحة: سيكون الترانزستور الضوئي أكثر حساسية عند توصيله باتجاه واحد مقابل الآخر.

الخطوة 3: توصيل كابل الشريط المصفوفة إلى Arduino

لتوصيل المصفوفة إلى Arduino ، قمت بالاطلاع على هذا الدليل المفيد من Adafruit. للراحة ، قمت بلصق الرسم التخطيطي والدبابيس في مستند وطباعة صفحة مرجعية سريعة لاستخدامها أثناء توصيل كل شيء بالأسلاك.

احرص على التأكد من تطابق علامة التبويب الموجودة على الموصل مع علامة التبويب الموجودة في الرسم التخطيطي.

بدلاً من ذلك ، للحصول على دائرة أنظف ، يمكنك استخدام درع مصفوفة RGB الذي تبيعه AdaFruit لهذه اللوحات. إذا كنت تستخدم الدرع ، فستحتاج إلى لحام رأس أو أسلاك للترانزستور الضوئي.

الخطوة 4: توصيل المصفوفة

لقد قمت بربط أطراف الشوكة الموجودة على طاقة المصفوفة المؤدية إلى محول المقبس ، مع التأكد من صحة القطبية. نظرًا لترك جزء من المحطات مكشوفًا ، قمت بلف كل شيء بشريط كهربائي من أجل السلامة.

بعد ذلك ، قمت بتوصيل موصل الطاقة وكابل الشريط ، مع الحرص على عدم إزعاج أسلاك العبور في هذه العملية.

الخطوة 5: قم بتثبيت مكتبة AdaFruit Matrix واختبر المصفوفة

ستحتاج إلى تثبيت "RGB matrix Panel" و AdaFruit "Adafruit GFX Library" في Arduino IDE الخاص بك. إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في القيام بذلك ، فإن البرنامج التعليمي هو أفضل طريقة للذهاب.

أقترح عليك تشغيل بعض الأمثلة للتأكد من أن لوحة RGB تعمل قبل المتابعة. أوصي باستخدام مثال "plasma_32x32" لأنه رائع جدًا!

ملاحظة مهمة: لقد وجدت أنه إذا قمت بتشغيل Arduino قبل توصيل مصدر 5V بالمصفوفة ، فإن المصفوفة ستضيء بشكل خافت. يبدو أن المصفوفة تحاول استخلاص الطاقة من Arduino وهذا بالتأكيد ليس جيدًا لها! لذلك لتجنب التحميل الزائد على Arduino ، قم دائمًا بتشغيل المصفوفة قبل تشغيل Arduino!

الخطوة 6: قم بتحميل كود المسح ماتريكس

الجائزة الثانية في مسابقة Arduino 2019