Например TDA7294

РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >

Теги статьи: Добавить тег

Бегущая строка с интерфейсом USB

Автор: Астапов Константин
Опубликовано 15.09.2011
Создано при помощи КотоРед.

Во-первых поздравляю уважаемого Кота с днём рождения! Желая процветания сайта и всего самого лучшего! Как подарок, представляю эту конструкцию.

Бегущая строка- это эффективный способ донесения информации до окружающих, движущийся текст сразу же привлекает внимание людей, а возможность оперативной замены выводимого сообщения делает это устройство незаменимым в сфере рекламы.

Итак, основные технические характеристики: 

  • Напряжение питания.........................................7-12 В
  • Потребляемый ток............................................~800мА (в зависимости от выводимого сообщения)
  • Размер матрицы светодиодов.............................8x100 (8 строк на 100 столбцов)
  • Максимальная длина выводимого текста.............255 символов
  • Размер символа...............................................8x5 точек
  • Диаметр точки.................................................3 мм
  • Интерфейс для ввода сообщения.......................USB (виртуальный COM-порт)

Конструктивно устройство разбито на 3 блока: блок управления, первый дисплейный модуль, второй дисплейный модуль. Дислейные модули представляют из себя 2 двусторонние платы на которых установлены 10 светодиодных сборок 8x5 точек каждая. Таким образом один модуль является светодиодным таблом 8x50 точек, и два соединённых модуля образуют единое табло 8x100 светодиодов. Но к этому вернёмся позже, а сейчас схема блока управлия:

Пройдёмся по отдельным элементам:

  • IC1- управляющий микроконтроллер
  • IC2- драйвер строк табло (сборка транзисторов Дарлингтона)
  • IC3- USB-UART преобразователь
  • U1- стабилизатор напряжения (обязательна установка на радиатор)
  • D1- диодный мост (марка неважна, главное, чтобы держал требуемый ток)
  • Q1- кварц на 20 МГц
  • X1- разъём питания
  • JP1-JP2- разъёмы для подключения первого дисплейного модуля

Теперь схема этого модуля:


  • X3-X6- разъёмы для поключения блока управления
  • X7-X11- разъёмы для соединения со вторыи дисплейным модулем
  • IC4-IC10- сдвиговые регистры для управления столбцами табло
  • LED1-LED10- светодиодные сборки формата 8x5 

И, наконец, схема второго дисплейного модуля:

Как видно, тут всё схоже с первым:

  • JP3-JP7- разъёмы для соеденения с первым дисплейным модулем
  • IC11- IC16- сдвиговые регистры
  • LED11-LED20- светодиодные сборки

Настало время рассказать, каким образом соединяются между собой все 3 блока устройства:

  • разъём JP2 -> разъём X5 первого дисплейного модуля
  • контакты 1,2 разъёма JP1 -> разъём X6
  • 3 контакт JP1 -> 2 контакт разъёма X3
  • 4 контакт JP1 -> 4 контакт X3
  • 5 контакт JP1 -> 1 контакт X3
  • 6 контакт JP1 -> 3 контакт X3
  • 7 контакт JP1 -> 3 контакт X4
  • 8 контакт JP1 -> 1 контакт X4
  • 9 контакт JP1 -> 4 контакт X4
  • 10 контакт JP1 -> 2 контакт X4
  • разъём X7 -> разъём JP3 второго дисплейного модуля
  • разъём X8 -> pазъём JP4 
  • разъём X9 -> разъём JP5
  • разъём X10 -> разъём JP6
  • разъём X11 -> разъём JP7

Путаница получилась ужасная, всё потому, что первоначально для устройства задумывалось табло 8x50, но позже я решил изготовить второй модуль, для их правильного соединения и пришлось использовать столько проводов и разъёмов.

Принцип работы

В бегущей строке для отображения информации используется динамическая посегментная индикация. Я долго думал над её реализацией, и наконец нашёл оптимальное решение в аналогичном устройстве, описанном в  журнале "Радио" за 2011 год №1. И вот как она работает: в памяти микроконтроллера отведён массив из 100 байт- это образ табло. В прерывании по таймеру 0 управляющая программа загружает 0 разряд всех 100 байт образа в сдвиговые регистры, подтверждая каждый бит синхронизирующим импульсом, затем происходит "защёлкивание" данных в регистрах путём посылки импульса на их выводы RCK. После этого открывается транзистор, отвечающий за управление первой строкой табло, и соответствующие светодиоды в этой строке засветятся. При следующем прерывании вся операция повторится уже с 1 разрядами образа и 2 строкой табло, а затем с остальными разрядами и строками. Из всего этого мы получаем, что на табло будет видно прямое отображение его образа.

И, наконец, чтобы строка "побежала" нужно циклически сдвигать образ табло на один байт влево, а на освободившееся место записать информацию, которая будет взята из массива шрифта. Этот двумерный массив будет адресован кодом выводимого символа и номером столбца его изображения. Этот номер с каждой итерацией цикла будет увеличиваться, пока не будет выведен весь символ, после этого на освободившееся место в образе будет записан отступ между символами (пустой столбец). Затем счётчик столбцов обнулится и начнётся вывод следующего символа сообщения. Все эти действия программа будет повторять, пока не достигнет конца записанной в EEPROM контроллера текстовой строки. Посе этого её вывод начётся сначала.

Загрузка выводимого текста в устройство

Для записи текста в EEPROM контроллера потребуется любая терминальная программа для работы с COM-портом. Вначале её нужно настроить следующим образом: 1200 bps, 8 разрядов без контроля чётности и одним стоп-битом. Далее в поле отправки данных нужно ввести загружаемый текст и закончить его символом "". Это необходимо, чтобы управляющая программа контроллера смогла посчитать количество загружаемых символов. Пример для программы BrayTerminal, прикреплённой в конце статьи:

Затем нужно нажать кнопку отправки данных "send". Вот и всё! Бегущая строка уже переключилась на вывод нового сообщения.

Заключение

Несколько фотографий готового устройства:

Несмотря на кажущуюся простоту, в общей сложноси пришлось пропаять около 300 переходных отверстий в двухсторонних платах дисплейных модулей , но на однослойной плате развести табло невозможно. Общее время изготовления конструкции (с разработкой программы)- 2 месяца.

К следующему конкурсу планирую добавить функцию вывода времени, температуры и атмосферного давления в конце выводимого собщения. Также будет увеличен максимальный размер выводимого текста.

Одним словом- удачи в повторении!


Файлы:
программа для отправки сообщений
видео демонстрации работы устройства
архив с прошивкой, иходным кодом (Си), схемой и чертежом печатной платы


Все вопросы в Форум.




Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

29 5 2
3 1 3