لوحة حفرة LED: 6 خطوات (بالصور)

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

هذه التعليمات مخصصة للوحة LED الرقمية التي نستخدمها في الكارتينج. إنه مفيد بشكل خاص للسباقات الليلية الداخلية والخارجية بما في ذلك سباقات 24 ساعة. اللوحة صافية في ضوء الشمس وتبرز في الليل. بسبب سلسلة الكارت التي نشارك فيها ، يمكن أن يكون رقم كارت مختلفًا في كل سباق وقد يكون لدينا 2 أو 3 كارتات تعمل في هذا السباق ، لذا يتعين علينا تغيير الرقم على السبورة بسرعة أثناء الطيران. يتم ذلك عبر لوحة مفاتيح مكونة من 16 رقمًا في الجزء الخلفي من اللوحة.

تتكون اللوحة من 14 جزءًا مع 4 مصابيح LED لقبعات القش البيضاء في كل جزء. يتم التحكم في كل شيء عبر Arduino Nano (الذي يحتوي على منفذ USB المدمج). يمكن تعتيم اللوحة إذا لزم الأمر ويمكن أن تومض أيضًا لجذب انتباه السائقين بشكل أكبر.

الجزء الأمامي والخلفي عبارة عن لوح أكريليك 3 مم مع إطار خشبي بينهما. ثم تم حفر هذا لكل مصباح LED فردي. الحجم الكلي هو نفسه ورقة A4.

ملاحظة: يُظهر هذا التوجيه بالضبط ما صنعته ، بعض المكونات التي كنت أستخدمها بالفعل ، لذا استخدمت ما لدي. هناك حلول أفضل لبعض أجزاء هذا البناء ، وقد تعلمت بعضًا على طول الطريق ، وسأناقشها في النهاية.

ماذا تحتاج:

1 × اردوينو نانو

1 × بنك طاقة USB (1 أمبير ، أكبر من 2200 مللي أوم - يفضل بدون مفتاحه الخاص)

1 × كابل يو اس بي

1 × التبديل

لوحة مفاتيح 1 × 16 رقمًا

مقاومات 3 × 7K5Ω (للوحة المفاتيح)

مقاومات 3 × 2KΩ (للوحة المفاتيح)

2 × 3 مم لوح أكريليك مقاس A4

1 × IRF9530 (P Channel MOSFET)

14 × IRL510 (N Channel MOSFET)

مقاومات 15 × 220 درجة (مقاومات MOSFET)

15 × 10 كيلو سحب المقاومات

56 x White Straw Hat LED 5mm

56 × المقاوم المناسب لمصابيح LED (220 درجة جيدة عادة)

بعض الأسلاك لتوصيل مصابيح LED / MOSFET وما إلى ذلك

بعض مجلس الشريط

بعض الخشب للإطار

شريط لاصق أسود

12 × براغي

1 × مقبض درج

الخطوة 1: بناء الإطار

لقد استخدمت هنا 18 مم × 44 مم × 2400 مم والتي تم تقطيعها إلى قطعتين عند 261 مم وقطعتين عند 210 مم بحيث عند تجميعها معًا ، يتطابق البعد الخارجي مع صفائح الأكريليك التي اشتريتها (مقاس ورق A4 في هذه الحالة). تم ربطها ببعضها البعض ببساطة باستخدام بعض البراغي الخشبية المناسبة. في هذه المرحلة ، حدد أيهما سيكون القمة وحدد النقطة المركزية على القطعة العلوية. من نقطة المركز هذه ، قم بقياس كمية متساوية على كلا الجانبين ليناسب مقبض الدرج الخاص بك ، وحفر ثقوبًا لتناسب حجم برغي المقبض. لف الجزء الخارجي من الخشب بشريط لاصق أسود لإضفاء لمسة نهائية لطيفة. أخيرًا قم بتركيب مقبض الدرج باستخدام البراغي المرفقة.

الخطوة 2: حفر ثقوب الصمام وتركيب المصابيح

ضع علامة على الأكريليك (حماية الشريط لا تزال قيد التشغيل) بتصميم المقطع في هذه الحالة رقمين مع 7 أجزاء في كل رقم و 4 مصابيح LED في كل جزء.

حفر الأكريليك بعناية شديدة ، لقد استخدمت قطعة صغيرة من الخشب الخردة للحفر في الخلف وبدأت بحفر أصغر قطر (2.5 مم) وانتهت بفتحة 5 مم لقبول 5 مم LED. الأكريليك هش للغاية ويمكن أن يتشقق بسهولة عند الحفر لذا كن حذرًا.

أخيرًا (والجزء المضني) قم بتركيب كل LED في كل ثقب باستخدام كمية صغيرة من superglue. لا تستخدم الكثير في حالة احتياجك إلى تبديل مؤشر LED لاحقًا في الاختبار. إذا قمت بالغراء على طول الطريق ، فإن الطريقة الوحيدة لإزالة LED هي عن طريق حفره. لقد وجدت نقطة صغيرة على جانب واحد من LED بما يكفي لتثبيتها بأمان في مكانها وأخذ بعض الإساءات أيضًا.

على اللوحة الخلفية ، قم بقطع فتحة لوحة المفاتيح والمفتاح لضمان توافقهما مع القسم الأوسط من مصابيح LED في اللوحة المقابلة بحيث يكون لديك خلوص كافٍ. قم بتركيب لوحة المفاتيح والمفتاح وحفر ثقوب لبنك الطاقة

الخطوة 3: الدائرة

تم تقسيم الدائرة إلى 3 أقسام حيث يسهل علي وصفها.

1 - جانب القوة:

يتم توصيل الطاقة إلى Arduino و IRF9530 الفردي ولوحة المفاتيح عبر مفتاح الطاقة. مفتاح الطاقة متصل مباشرة ببنك الطاقة 5 فولت. يقع IRF9530 بين طاقة 5 فولت وكل مقطع من مقاطع LED. إنها قناة P MOSFET التي ستكون مسؤولة عن تعتيم PWM وميض مقاطع LED. إنه متصل بالدبوس الرقمي 10 عبر مقاوم حماية 220Ω.

2 - شرائح LED:

سيأخذ كل جزء LED طاقته من IRF9530. تتكون الأجزاء من 4 مصابيح LED كلها سلكية بالتوازي مع كل منها بمقاوم تحديد التيار الخاص بها والذي يجب أن يكون مناسبًا للتيار الأمامي لمصابيح LED الخاصة بك.

ثم يتم توصيل الجانب الخامس من مصابيح LED بقناة IRL510 N MOSFET (قتل أكثر قليلاً ولكن كان لدي بعض الكذب حولها). كل جزء له IRL510 الخاص به لأن هذا هو "التبديل" لكل جزء. يتم توصيل كل IRL510 مرة أخرى بدبوس Arduino المقابل له من خلال مقاوم حماية 220Ω وله مقاوم سحب لأسفل 10K لضمان تبديله بالكامل. (يمكن حذف مقاومات السحب لأسفل لأن Arduino سيظل منخفضًا عندما لا يكون قيد التشغيل).

3 - أسلاك لوحة المفاتيح:

نظرًا لعدد دبابيس Arduino المستخدمة للتحكم في المقاطع ، لا يمكننا استخدام طريقة اتصال مصفوفة 8 سنون للوحة المفاتيح ، لذلك قمت بتطوير طريقة اتصال 1 دبوس لهذا المشروع. من خلال إضافة مقاومات عبر دبابيس لوحة المفاتيح ، يمكننا إنشاء مقسم جهد مختلف لكل زر. بتوصيل هذا بـ Analog Pin على Arduino يمكننا بعد ذلك تحديد الزر الذي تم الضغط عليه وفقًا لمخطط لوحة المفاتيح.

الخطوة 4: قم بربط اللوحة

لقد استخدمت Stripboard لإنشاء "PCB" لكل جزء. يوجد في كل جزء ثنائي الفينيل متعدد الكلور مؤشر LED × 4 ومقاومات LED × 4 و IRL510 MOSFET. يحتوي كل مقطع بعد ذلك على اتصال 5 فولت من IRF9530 ووصلة 0 فولت (تقريبًا مثل حلقة رئيسية). يتم توصيل البوابة من IRL510 بعد ذلك بـ Arduino "PCB" في المركز.

توجد مقاومات 220Ω الخاصة بـ IRL510 على لوحة Arduino PCB المركزية جنبًا إلى جنب مع IRF9530.

قم بتوصيل لوحة المفاتيح بـ 5V و 0V ودبوس الإشارة بـ Arduino.

أخيرًا ، قم بقص الطرف غير المرغوب فيه من كبل USB وخيطه عبر اللوحة الخلفية تاركًا كافيًا للاتصال ببنك الطاقة. من الداخل ، قم بفصل العلبة الخارجية بعناية وفصل الأسلاك. نحن بحاجة إلى خطوط 5v و 0 v فقط. يمكنك استخدام مقياس متعدد هنا لمعرفة أيهما. قم بتوصيل سلك 5 فولت بالمفتاح و 0 فولت بـ Arduino PCB ولوحة المفاتيح.

بمجرد الانتهاء من جميع التوصيلات ، قم بتحميل Arduino Sketch عبر منفذ USB الخاص بـ Arduino.

الخطوة 5: التشغيل والتشغيل

قم بتوصيل باور بانك يمكنه توصيل 1 أمبير على الأقل ومن الناحية المثالية يجب أن يكون 2200 مللي أمبير أو أكثر (يجب أن يكون هذا كافيًا لتشغيل اللوحة بكثافة كاملة مع إضاءة جميع الأجزاء لمدة 1.5 ساعة تقريبًا) وتشغيل الطاقة الرئيسية.

ملاحظة: تشير Power Banks إلى تصنيف mAh ولكن هذا التصنيف مخصص لحزمة البطارية الداخلية (عادةً بطارية ليثيوم أيون 18650) والتي تبلغ 3.7 فولت اسميًا. يحتوي بنك الطاقة على دائرة دفع داخلية تقوم بتحويل التيار المستمر إلى 5 فولت. هذا التحويل يعني فقد بعض مللي أمبير. على سبيل المثال ، سيكون بنك الطاقة بقوة 2200 مللي أمبير في الساعة (2200 * 3.7) / 5 = 1628 مللي أمبير في الساعة 5 فولت. لسوء الحظ ، هذه ليست نهاية الطابق لأن معظم محولات التيار المستمر للتيار المستمر ليست فعالة بنسبة 100٪ (تحتاج الدائرة التي تقوم بالتحويل أيضًا إلى بعض الطاقة) لذلك يمكنك توقع خسارة 10٪ - 15٪ أخرى داخل الغطاء. لذا فإن 1628mAh تفقد الآن 162.8mAh أخرى في أحسن الأحوال مما يعني أنك تحصل أخيرًا على 1465.2mAh.

بمجرد بدء Arduino ، سيعرض الرقم الصحيح صفرًا. في هذه المرحلة ، يمكن إدخال أي رقم فردي أو مزدوج وسيتم عرض هذا الرقم على اللوحة. إذا تم إدخال رقم مكون من رقم واحد ، فستعرض اللوحة صفرًا على الرقم الأيسر.

الوظائف الأخرى هي:

مفتاح "*" للتبديل بين عرض وامض أو إيقاف تشغيله

سيعرض المفتاح "A" FL على اللوحة (يمكن استخدامه لإخبار السائق بأنه قد وضع أسرع لفة ، أو نستخدمه لتذكير السائق بالحصول على الوقود في المحطة التالية).

سيضيف المفتاح "B" الحرف P إلى الرقم الأيسر ويمكنك بعد ذلك إضافة أي رقم إلى الرقم الأيمن لعرض موضع السباق مثل P4.

"C" زيادة السطوع

"D" تقليل السطوع.

الخطوة 6: الدروس / التحسينات

الخطوة 6 - تحسين / حلول أفضل

كما ذكرت في البداية ، تم إنشاء هذه اللوحة باستخدام المكونات المتاحة بدلاً من شراء مكونات جديدة ، ولكن هذا أضر بالتصميم وأدى إلى بعض التعقيدات الزائدة. على الرغم من أن التصميم النهائي يعمل بشكل جيد ويبدو جيدًا ، فإليك بعض التحسينات أو الأفكار الأخرى لإنشاء نفس النتيجة النهائية.

1 استخدم شرائط LED 5 فولت (مصابيح LED بيضاء على الشريط الأسود 60 / م) لإنشاء كل جزء بدلاً من البناء من نقطة الصفر. هذه رخيصة ومتوفرة على موقع ئي باي ويمكن ربطها بمقدمة اللوحة بدلاً من حفر كل LED. الشرائط مسبقة التوصيل بالفعل وتتضمن عادةً المقاوم الحالي أيضًا. هذا يمكن أن يجعل التصميم أخف وزنًا وأنحف نظرًا لعدم الحاجة إلى مساحة داخلية كبيرة.

2 مشابه لما ورد أعلاه ولكن استخدم شريط LED يمكن كتابته بشكل فردي مثل WS2812B type RGB LED وهناك تنزيلات مكتبة لـ Arduino أيضًا. ستحتاج إلى مراعاة الطاقة المتاحة من بنك الطاقة حيث أن عرض اللون الأبيض قد يتطلب ما يزيد عن 3 أمبير. لكن عرض اللون الأحمر أو الأزرق أو الأخضر بشكل فردي سيستهلك قوة مماثلة لتصميمي. الميزة مع مصابيح LED القابلة للتوجيه بشكل فردي هي أنه يمكنك إزالة IRL510 MOFETS والمكاسب الكبيرة هي أنك ستحتاج فقط إلى Arduino Pin واحد للتحكم في جميع مصابيح LED. نظرًا لأن هذه الطريقة تحرر دبابيس Arduino ، فإنها تجعل الأسلاك أكثر بساطة ويمكنك استخدام مكتبة Matrix Keypad بحيث لا تحتاج إلى المقاومات الموجودة على لوحة المفاتيح أيضًا. قد تكون القدرة على استخدام ألوان مختلفة مفيدة أيضًا.

3 يمكن عمل نسخة أساسية أكثر من اللوحة عن طريق إزالة لوحة المفاتيح و Arduino واستخدام مفاتيح منزلقة صغيرة بجوار كل جزء وتبديل اللوحة يدويًا. هذا جيد إذا ركضت كارت واحد فقط ولست بحاجة إلى تغيير الرقم بسرعة. ستفقد أيضًا وظيفة التعتيم والوميض ولكنها ستكون أبسط بكثير. لقد بنيت في الأصل واحدًا كهذا ، لكنني وجدت أنه لم يكن لدينا وقت كافٍ لمبادلة الأرقام بين عربات الكارت في بعض الحالات.

4 لقد فكرت في استخدام شاشة كمبيوتر محمول قديمة بدلاً من شاشات LED بحيث يمكن عرض أي نص ، لكن الشاشة ليست ساطعة بدرجة كافية خاصة في ضوء الشمس الساطع ، ولكن حتى في أمسية ممطرة ، كانت قاتمة من خلف حاجب مبتل. كما أن السائق لديه الوقت فقط لإلقاء نظرة عابرة ، لذا فإن القراءة صعبة لذا تجنب ذلك.