Led - mátrix vezérlés
Készítette: X. Y. 12.F Konzulens tanár: W. Z.
LED – mátrix vezérlő
Led mátrix vezérlő felépítése: Mátrix kijelzőpanel Mikrovezérlő panel Működési elv: 1) Vezérlőpanel A vezérlőpanelen található a MEGA8 típusú AVR mikrovezérlő. Ennek segítségével villantjuk föl a megfelelő Ledeket a mátrixban. A panelen található még egy programozó csatlakozó, ezzel tudjuk a mikrovezérlőbe égetni a programot, a számítógépről. Helyet kapott még egy tápszűrő kondenzátor, egy ellenállás, ami a mikrovezérlő RESET lábát tartja magas logikai szinten, és két csatlakozó. Egy kétpólusú ami a tápellátásért felel, és egy 16 pólusú, amin a vezérlőjelek mennek a mátrix panelre. 2) Mátrix panel Ezen a panelen található a 64 db mátrix rendszerbe kötött Led. Ez azt jelenti hogy a ledek anódjai oszloponkét vannak összekötve a katódok pedig soronként, így egy sor és egy oszlop kiválasztásával, minden led egyesével vezérelhető. A 16 db tranzisztor, amiből 8 NPN, 8 pedig PNP típusú, azért kell mert a kijelző áramfelvétele meglehetősen nagy, ezt nem bírná az AVR. A PNP tranzisztorok és a és a Ledek közé kerültek az áramkorlátozó ellenállások, és minden tranzisztor bázisára is került egy-egy áramkorlát ellenállás.
Kivitelezés: 1) Nyomtatott áramköri lap tervezése Mindkét NYÁK lapról elmondható hogy kétoldalas technikát használ. Az alkatrész oldali fólia használatára azért van szükség, mert az alkatrészek lábai között nincs elég hely, az egyoldalas vezetősávoknak. A legkritikusabb pont ebben a 3mm-es Ledek egymás mellé rakása, és mátrix rendszerbe kötése. A vezérlőpanelen a programozó és a párhuzamos kábel miatt kell kétoldalas nyákot használni. Az áramkörök Sprint Layout 5.0-val készültek. 2) Vasalás / maratás Az elkészült terveket először lézernyomtatóval műnyomó papirra nyomtatása, majd a nyomatot a megtisztított nyáklemezre vasalás, mindkét oldalon. A vasalás 5 percet vesz igénybe. Ezután a víz alatt a papír eltávolítása, így a festék a maratáskor megvédi az alatta lévő vezetőfóliát. -2-
LED – mátrix vezérlő
3) Fúrás A kimaratott panelt megtisztítása, majd 0,9mm átmérőjű fúróval, kifúrás. Ezután a vezetőfólia folyasztószeres kezelése, a jobb forraszthatóság, és az oxid réteg elkerülése érdekében. 4) Beültetés Az alkatrészeket megfelelő helyre forrasztás a beültetési rajz alapján. 5) Kábelek elkészítése A kábelek méretre vágása majd a programozó és vezérlőkábelek beforrasztása vagy foglalatba illesztése.
Kapcsolási rajzok 1) Vezérlő áramkör
-3-
LED – mátrix vezérlő
2) Mátrix kijelző
-4-
LED – mátrix vezérlő
NYÁK tervek
1) Vezérlő áramkör Fóliaoldal
Alkatrészoldal
-5-
LED – mátrix vezérlő
Beültetési rajz
2) Mátrix áramkör
Fóliaoldal
-6-
LED – mátrix vezérlő
Alkatrészoldal
Beültetési rajz
-7-
LED – mátrix vezérlő
Alkatrészlista 1) Vezérlő áramkör Név
Érték
C1 IC1 R1 J1 J2 J3
100nF MEGA8-P 4.7 kΩ
Tokozás/Lábkiosztás DIL DIL DIL DIL DIL DIL
28 2 10 16
Darab 1 1 1 1 1 1
2) Mátrix áramkör
Név J1 Q1 Q9 R1 R9 J2 D1
– – – –
Érték Q8 Q16 R8 R24
– D64
BC108C BC214 150 Ω 1 kΩ 3mm
Tokozás/Lábkiosztás DIL 2x8 láb TO18 TO92 DIL DIL DIL 2 DIL
-8-
Darab 1 8 16 8 16 1 64
LED – mátrix vezérlő
Mérés / élesztés
1) Vezérlő áramkör A panel összeállítása után a mikrovezérlőbe egy egyszerű ellenőrző program került, ami arra való, hogy az összes kimeneti portot magas logikai szintre emeli, így egy feszültségmérővel vagy logikai teszterrel ellenőrizhető az AVR működése, illetve a felprogramozáskor kiderül, hogy az égető bekötése helyes-e.
2) Mátrix áramkör A kijelző áramkör és a vezérlő panel csatlakoztatása. A mikrovezérlőbe égetett előző tesztprogram hatása – miután a mátrix is feszültség alá került – hogy az összes Led egyszerre világítani fog. Ez elsőre nem így történt, de kiderült, hogy az adatkábel szakadása okozza a hibát, ami könnyen javítható. A hibára egy szakadásvizsgálós teszt során derült fény.
Mérés: Az eszköz áramfelvétele 760 mA maximum. A maximális áramfelvételt akkor éri el ha az egész kijelző világít. Egy Ledre jutó áramerősség így: ( 760 / 64 ) 11,8 mA. A kijelző 5V-os tápfeszültségről üzemel.
-9-
