Короткий порядок теми.
1. Загальна інформація про модулях P10.
В даний час на одноколірних світлодіодних модулях P10 (крок пікселя 10 мм - це відстань між сусідніми світлодіодами) збираються різної конфігурації інформаційні табло, в тому числі, рухомі рядки. В одному модулі перебувати 512 світлодіодів з розташуванням 32x16 (32 по горизонталі, 16 по вертикалі). Їх можна поєднувати один з одним, утворюючи табло різних розмірів, наприклад, 64x16 або 32x32 і так далі.
Схема управління модулями може бути на мікроконтролерах або без них. Електрична схема перевірки модуля P10 в цій темі може використовуватися як для знайомства з його роботою (в тому числі, з форматом передачі даних на модуль), так і для його ремонту.
На зображенні модуль P10. схема перевірки модуля, зібрана на макетке і два шлейфа від роз'ємів макетке до роз'ємів модуля, з яких роз'єм X1 підключається до вхідного роз'єму HUB1.2 модуля, а роз'єм X2 підключається до вихідного його гнізда, який знаходиться з протилежного боку модуля, на рівні роз'єму HUB1 .2.
2. Опис електричної схеми перевірки модуля P10.
Схема складається з двох генераторів - генератора з регулюванням скважности і звичайного тактового генератора, зібраних на мс К561ЛН2 (D1). Перший генератор, змінюючи величину скважности сигналу OE за допомогою змінного опору R2. дозволяє змінювати яскравість світлодіодів модуля. Другий генератор формує основні сигнали CKL і SCLK для внутрішньої електронної схеми модуля, які забезпечують послідовне введення, зрушення і висновок інформації на світлодіоди. Змінний опір R5 змінює частоту другого генератора і відповідно швидкість зсуву інформації в зсувних регістрах модуля.
За позитивного фронту сигналу CKL відбувається введення інформації через вхід R і зрушення її в усіх розрядах всіх регістрів модуля (в електронній схемі модуля використовуються мс 74HC595). За позитивного фронту сигналу SCLK зрушується інформація відображається на світлодіодах модуля через кожні половину періоду після чергового зсуву, що зручно спостерігати за станом світлодіода VD4.
D1 - К561ЛН2; R4; R7 - 10 кОм, R2 - 100 кОм; R5 - 1 мОм; R1; R3; R6 - 1 кОм; C1 - 0.01 мкФ; C2 - 4.7мкФ; VD1-VD2 - 1N4148.
При С1 = 0.01 мкФ тривалість періоду генератора близько 1 мс (частота вище 50 Гц) і тому зі зміною шпаруватості сигналу OE змінюється і яскравість світлодіода VD3 і відповідно яскравість світлодіодів модуля, якщо в конкретний момент вони повинні світитися. Якщо конденсатор C1 тимчасово замінити конденсатором ємністю 22.0 мкФ (T періоду близько 2 сек), то на низькій частоті стан світлодіода VD3 буде помітний діапазон зміни шпаруватості, але яскравість світлодіодів модуля змінюватися не буде; вони будуть або світитися з повною яскравістю або не світитися (будуть мигати).
Стан сигналів A і B на роз'ємі X1 визначають включення однієї з чотирьох рядків розгортки екрану модуля; їх стану 00, 10, 01, 11 на макетке задаються звичайними дротяними перемичками, підключеними або до сигналу GND (логічний нуль) або VCC (логічна одиниця).
До входу R (вхід даних) роз'єму X1 підключений середній висновок перемикача KRR. В одному його положенні через нього проходить вихідний сигнал даних RR з роз'єму X2. у другому - від кнопки KR на макетке.
Якщо стан входу R визначається положенням кнопки KR. то при її натисканні і утриманні в розряди регістрів модуля будуть послідовно записуватися логічні нулі, і, навпаки, при не натиснутому її стані - будуть записуватися логічні одиниці. Стану на виходах регістрів плати модуля буде визначати стану світлодіодів, відповідно при введенні логічних нулів світлодіоди будуть світитися, а при введенні одиниць - немає.
При натисканні та утриманні кнопки KR і при кожному виключенні світлодіода VD4 повинні послідовно і по одному включатися світлодіоди на 1, 5, 9, 13 рядках модуля; справа наліво, зверху вниз (на зображенні вид з боку світлодіодів екрану, роз'єм HUB1.2 праворуч).
Ввівши певну інформацію через кнопку KR і змінивши положення перемикача KRR можна побачити не екрані модуля її кільцевої зрушення. Світлодіодна шкала VD5 показує стану всіх вихідних сигналів роз'єму X2 (вони ж вихідні сигнали модуля).
Заявлена виробниками споживана потужність модуля близько 18 Вт (дивіться опис конкретного модуля), при цьому, світлодіоди модуля будуть світитися з максимальною яскравістю. Для цього буде потрібно блок живлення 5 вольт і не менше 4 ампер. Проводити експерименти на максимальній і середній яскравості модуля неприпустимо для зору (особливо дітей) і тому в першу чергу рекомендується зібрати генератор змінює шпаруватість сигналу OE. за допомогою якого можна змінювати яскравість світлодіодів модуля. При низькій яскравості модуля (допустимої для постійної роботи) струм споживання модуля може становити менше 0.5 ампера.
3. Варіант кінцевого складання схеми на макетке.
- запис 0 до повного заповнення (включаються послідовно всі світлодіоди 1/4 частини модуля);
- запис 1 до повного заповнення (вимикаються послідовно всі світлодіоди 1/4 частини модуля);
- кілька інших варіантів зсуву інформації по регістрах модуля.
Згідно зі схемою перевірки зрушення за розрядами регістрів модуля стає видимим після кожного чергового повного такту сигналу CKL; зсув інформації відбувається по його позитивному перепаду, а на виходи регістрів інформація потрапляє по негативному перепаду сигналу CKL. У реальних табло з одним модулем P10 перенесення зсувається інформації відбувається через кожні 128 тактів сигналу CKL.
9. Електрична схема модуля P10.
Електрична схема "змальовувати" з двох модулів P10. P10 (1R) -V701C (світлодіоди червоного кольору) і P10 (1R) -V901A (зеленого кольору).
У схемі 16 регістрів 74HC595 (мс D1-D16), буферний елемент 74HC245 (мс D17), дешифратор 74HC138 (мс D18), інвертор 74HC04 (мс D19) і чотири збірки P-канальних транзисторів IRF7314 (або 4953, VT1-VT4). Також в схемі є резисторні збірки R1 -1 кОм, R2 - 4,7 кОм; R3; R4 - 100 Ом, два електроліту C1; C2 - 470,0 і дев'ятнадцять конденсаторів C3-C21 - 0,1 мкФ, встановлених на висновках харчування всіх мікросхем.
Вхідні сигнали з зовнішнього пристрою надходять на роз'єм HUB1.2. а до гнізда X2-OUT можна підключити шлейф на наступний модуль P10. Всі основні сигнали з роз'єму HUB1.2 проходять через буферну мс D17. при цьому, кожен з сигналів CKL і SCLK проходить через дві лінії; одні йдуть на висновки 11. 12 регістрів (мс D1-D16) даного модуля, другі - на вихідний роз'єм для роботи з наступними модулями. Вхідний сигнал даних R. пройшовши через буферний елемент мс D17. надходить на вхід даних першого регістра (висновок 14 мс D1). З виведення 9 мс D1 дані надходять на вхід наступного регістра. На зображенні схеми відсутні чотирнадцять регістрів мс D2-D15. але в схемі вони все включено послідовно і кожен працює зі своєю групою з 32-х світлодіодів. Вихідний сигнал даних R-OUT з виведення 9 останнього регістра (мс D16) підводитися до входу R вихідного роз'єму X2-OUT.
10. ATtiny2313A і управління модулем типу P10.
Якщо "під рукою" немає модуля P10 або є плани розробки інформаційного табло ( "рухомого рядка" і так далі), а основі їх схем застосовуються регістри типу 74HC595 і дешифратор з режимами сканування рядків 1/4; 1/8; 1/10. то починати писати програми пропонується за наступною схемою, зібравши її на макетке.
D1 - Attiny2313A-PU; D2 - 74HC595; D3 - К155ІД10; R1 - 10 кОм; R2 - 510 Ом - 1 кОм; C1 - 0,1 мкФ.
Тут для виведення інформації на матрицю 8x8 до мікроконтролеру ATtiny2313. подібно схемою модуля P10. підключаються регістр 74HC595 і дешифратор. Але тут використовується дешифратор К155ІД10. виходи якого мають відкритий колектор, а максимальний струм при логічному нулі на його виході до 80 мА.
Режим сканування рядків в даній схемі 1/8. але її просто переробити під режим сканування 1/10 (наприклад, при використанні двох матриць 8x5. в сумі 8x10 або 5x16). Програму, написану під дану схему не складно адаптувати і під модуль P10 з режимом сканування рядків 1/4.
Для знайомства з роботою регістра 74HC595 і протоколу SPI мікроконтролера рекомендується опрацювати тему.
"Передача і прийом по трьом проводам на регістрі 74HC595".