Một đèn LED duy nhất có thể hữu ích trong việc thử nghiệm các dự án . Nhưng khi bạn thêm một ma trận LED, bạn có thể thực sự sáng tạo, đánh vần các chữ cái, số và ký hiệu.
Đây cũng là một cách hữu ích để tìm hiểu cách thức hoạt động của các màn hình phức tạp hơn – giống như màn hình mà bạn đang đọc này – hoạt động. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách thiết lập ma trận LED 8×8 cơ bản.
Ma trận LED hoạt động như thế nào
Một ma trận LED cơ bản như ma trận chúng ta sẽ sử dụng có lưới đèn LED 8×8 có thể được sử dụng để vẽ các ký tự, hình ảnh cơ bản, v.v. Trong các hướng dẫn trước, chúng tôi đã chỉ ra cách Arduino có thể điều khiển một đèn LED. Thành phần này mở rộng khái niệm đó qua một dãy 64 đèn LED có thể được điều khiển bằng một Arduino duy nhất.
Trong một ma trận LED, một dòng điện chạy qua các hàng đèn LED. Để hoàn thành mạch điện và kích hoạt một đèn riêng lẻ, một cột được nối đất. Khi đường dây nguồn và đường đất giao nhau, đèn LED được kích hoạt. Bạn có thể nghĩ về nó hơi giống trò chơi cờ Battleship.
Ví dụ, nếu cấp điện cho các hàng A, B, C mà chỉ có cột 1 nối đất thì các đèn ở A1, B1, C1 sẽ sáng. Phần còn lại sẽ ở trong bóng tối.
Đây là một cách thuận tiện để bật nhiều đèn LED cùng một lúc, nhưng nó sẽ gây ra sự cố nếu bạn chỉ muốn bật một số đèn LED nhất định trong một cột. Thay vào đó, giả sử bạn muốn các đèn A1, B2 và C3 sáng lên để tạo thành một đường chéo.
Kích hoạt cả ba hàng và cột sẽ bật toàn bộ lưới, đây không phải là điều chúng tôi muốn.
Để giải quyết vấn đề này, một Arduino có thể chạy qua một vòng lặp, chỉ kích hoạt một hàng đèn LED tại một thời điểm. Bằng cách này, bạn có thể kích hoạt bao nhiêu cột tùy thích mà không ảnh hưởng đến hàng tiếp theo.
Nếu không có chức năng delay() kéo dài , các hàng sẽ được kích hoạt liên tiếp nhanh đến mức mắt người không thể phân biệt được. Nhưng chúng tôi sẽ chỉ cho bạn cách thêm độ trễ để bạn có thể thấy nó hoạt động như thế nào.
Những gì bạn cần
Chúng tôi đang sử dụng một phương pháp phức tạp hơn để điều khiển ma trận LED cho mục đích giáo dục – các thành phần khác có thể giảm số lượng chân cắm cần thiết – và do đó, điều này sẽ cần nhiều chân cắm và dây điện hơn hầu hết các hướng dẫn khác của chúng tôi.
Vì lý do đó, chúng tôi sẽ sử dụng Arduino Mega 2560, thay vì Arduino Uno thông thường, để điều khiển ma trận này. Bạn cũng sẽ cần những điều sau đây:
ArduinoMega2560
Ma trận LED 8×8
8 x điện trở 220ohm
Hầu hết các đèn LED sẽ bị cháy nếu bạn kết nối chúng trực tiếp với đầu ra 5V của Arduino. Đặt một điện trở từ bộ của bạn giữa chân đầu ra và đèn LED.
Một cặp bánh mì
IDE Arduino
Bạn cũng sẽ cần một cáp USB và khá nhiều dây – ít nhất là 32!
Có một số cách để tổ chức đấu dây cho dự án này, nhưng vì nó có thể trở nên phức tạp, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng một cặp bảng mạch khung được chốt với nhau, một bảng để xử lý ma trận LED và một bảng khác để đấu dây trong các điện trở. Có thể thực hiện điều tương tự bằng cách sử dụng dây có đầu cái chạy đến ma trận LED, mặc dù nó sẽ nằm lệch sang một bên thay vì cố định, điều này có thể cồng kềnh hơn một chút.
code
Mã cho dự án này sẽ sử dụng các vòng lặp và mảng để ghi từng đèn LED riêng lẻ. Kết quả sẽ là một mảng ở đầu tập lệnh mà bạn có thể sửa đổi dễ dàng để thay đổi hình ảnh mà ma trận LED của bạn hiển thị. Đầu tiên, dán mã đầy đủ vào Arduino IDE và tải nó lên Arduino Mega của bạn.
Tiếp theo, hãy xem qua cách thức hoạt động của từng phần này.
Trước một trong các vòng lặp chính trong bản phác thảo, mảng đa chiều này sẽ xác định đèn LED nào sẽ sáng và đèn LED nào sẽ tối. Có tám hàng, mỗi hàng tám giá trị, tương ứng với tám hàng đèn LED trên ma trận. Bằng cách đặt chúng thành một lưới trong bản phác thảo, bạn sẽ dễ dàng hình dung được hình dạng của các đèn LED sẽ tạo nên.
Trong phần setup() , chúng ta sẽ khởi tạo các chân mà chúng ta cần cho ma trận. Vì có mười sáu chân khác nhau nên chúng ta có thể thực hiện việc này hiệu quả hơn từng chân một. Các chân chạy xuống đất sẽ được cắm vào các chân từ 2 đến 9. Các chân gửi điện đến ma trận sẽ chạy đến các chân từ 46 đến 53. Phần này sẽ sử dụng một vòng lặp để khởi tạo cả hai bộ chân.
Trong phần vòng lặp chính () của bản phác thảo, có một vòng lặp nhiều bước. Câu lệnh if đầu tiên sẽ đặt lại hàng được sử dụng cuối cùng thành THẤP, điều này sẽ ngăn nguồn điện chạy vào hàng đó.
Vòng lặp for lồng nhau tiếp theo sẽ kiểm tra dữ liệu trong mảng. Nếu một ô được liệt kê là 1, nó sẽ đặt dây nối đất cho cột đó ở mức THẤP, cho phép dòng điện chạy ra ngoài. Nếu không, nó sẽ đặt chân thành CAO, điều này sẽ ngăn không cho hoàn thành một mạch dọc theo cột đó. Nó sẽ làm điều này cho tất cả tám ô trong một hàng nhất định.
Cuối cùng, câu lệnh digitalWrite() cuối cùng sẽ bật toàn bộ hàng. Bất kỳ cột nào được đặt ở mức THẤP sẽ sáng lên. Phần còn lại sẽ ở trong bóng tối. Khi bản phác thảo lặp lại, nó sẽ ngay lập tức bắt đầu bằng cách tắt hàng đó.
Lệnh cuối cùng là câu lệnh delay() đặt độ trễ giữa mỗi hàng. Nó được đặt thành 1 mili giây trong ví dụ của chúng tôi vì khi không có câu lệnh đó, đèn LED sẽ hơi mờ. Tuy nhiên, bạn có thể tăng độ trễ để xem phác thảo đang làm gì chậm hơn. Bạn sẽ thấy từng hàng sáng lên một lần, trước khi tắt khi hàng tiếp theo bật lên.
hệ thống dây điện
Đối với dự án này, hệ thống dây điện tương đối đơn giản, chỉ có rất nhiều thứ. Vì có nhiều chân, chúng tôi sẽ mô tả những gì bạn muốn làm cho từng mạch hoàn chỉnh, thay vì liệt kê từng dây riêng lẻ như chúng tôi thường làm.
Các chân từ 2 đến 9 phải là các chân nguồn của bạn và các chân từ 46 đến 53 phải là các chân nối đất của bạn. Chạy một dây từ chân nguồn đến ma trận LED (kiểm tra thêm chi tiết về chân nào bên dưới – điều này rất quan trọng), từ ma trận LED vào điện trở 220 ohm, sau đó chạy dây trở lại chân trên Arduino. Chân 2 cuối cùng sẽ dẫn đến chân 46, chân 3 sẽ dẫn đến chân 47, v.v.
Sự phức tạp chính ở đây là với chính ma trận LED. Ngược lại, các chân ở hai bên của ma trận hoàn toàn không theo thứ tự nhất quán. Ví dụ: chúng tôi muốn chân 2 cấp nguồn cho cái mà chúng tôi sẽ gọi là Hàng A. Tuy nhiên, chân cho điều này là chân thứ tư từ bên trái trên đỉnh của ma trận LED. Đầu kia của mạch này – sẽ dẫn đến Cột 1 – là chốt đầu tiên bên phải ở dưới cùng của ma trận.
Vì thứ tự này khá phức tạp, chúng tôi sẽ đánh vần các chân trên ma trận mà mỗi chân Arduino nên được nối trực tiếp.
Dọc theo phía trên cùng của ma trận (mặt có số được in trên đó) có tám chốt. Từ trái sang phải, chúng phải được nối với các chân sau trên Arduino:
- Chốt 7
- Ghim 4
- Chốt 49
- Ghim 2
- Chốt 51
- Chốt 52
- Chốt 3
- Chốt 5
Tiếp theo, hàng dưới cùng của tám chân trên ma trận (mặt không có số) phải được nối với các chân sau (từ trái sang phải, với các số vẫn hướng lên trên):
- Chốt 9
- Chốt 50
- Chốt 48
- Chốt 6
- Chốt 53
- Ghim 8
- Chốt 47
- Chốt 46
Khi tất cả các dây được kết nối, bạn có thể bật dự án của mình và bạn sẽ thấy ma trận LED của mình sáng lên. Hãy thử thay đổi cách sắp xếp các số 1 trong mảng ban đầu và tải lên lại tập lệnh để tạo các hình dạng khác nhau. Bạn cũng có thể điều chỉnh độ dài của lệnh delay() để xem mỗi hàng sáng lên một lần.
Nếu bạn đang cần làm bảng hiệu quảng cáo giá rẻ tại An Phát giá rẻ thì bạn có thể liên hệ đến chúng tôi thông qua Facebook Nguyễn Long này nhé!
Cảm ơn bạn đã đọc