Χρήση μήτρας LED ως σαρωτή: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Από την αρχική σελίδα του marciotMarcioTΑκολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά: Είμαι χομπίστας με ενδιαφέρον για λογισμικό ανοιχτού κώδικα, τρισδιάστατη εκτύπωση, επιστήμη και ηλεκτρονικά. Επισκεφτείτε το κατάστημά μου ή τη σελίδα Patreon για να βοηθήσετε στην υποστήριξη της εργασίας μου! Περισσότερα για το marciot »

Οι συνηθισμένες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές λειτουργούν χρησιμοποιώντας μια μεγάλη σειρά αισθητήρων φωτός για να καταγράψουν το φως καθώς αυτό αντανακλάται από ένα αντικείμενο. Σε αυτό το πείραμα, ήθελα να δω αν θα μπορούσα να φτιάξω μια κάμερα προς τα πίσω: αντί να έχω μια σειρά αισθητήρων φωτός, έχω μόνο έναν μόνο αισθητήρα. αλλά ελέγχω καθεμία από τις 1, 024 μεμονωμένες πηγές φωτός σε μήτρα LED 32 x 32.

Ο τρόπος λειτουργίας είναι ότι το Arduino ανάβει ένα LED κάθε φορά, ενώ χρησιμοποιεί την αναλογική είσοδο για να παρακολουθεί τις αλλαγές στον αισθητήρα φωτός. Αυτό επιτρέπει στο Arduino να ελέγξει εάν ο αισθητήρας μπορεί να "δει" ένα συγκεκριμένο LED. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται για καθένα από τα 1, 024 μεμονωμένα LED γρήγορα για να δημιουργήσει έναν χάρτη ορατών εικονοστοιχείων.

Εάν ένα αντικείμενο τοποθετηθεί μεταξύ της μήτρας LED και του αισθητήρα, το Arduino είναι σε θέση να καταγράψει τη σιλουέτα αυτού του αντικειμένου, η οποία φωτίζεται ως "σκιά" μόλις ολοκληρωθεί η λήψη.

BONUS: Με μικρές τροποποιήσεις, ο ίδιος κώδικας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή μιας "ψηφιακής γραφίδας" για ζωγραφική στη μήτρα LED.

Βήμα 1: Μέρη που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την κατασκευή

Για αυτό το έργο, χρησιμοποίησα τα ακόλουθα στοιχεία:

• Ένα Arduino Uno με Breadboard
• 32x32 RGB μήτρα LED (είτε από AdaFruit είτε από Tindie)
• Προσαρμογέας ρεύματος 5V 4A (από το AdaFruit)
• Γυναικείο τροφοδοτικό DC υποδοχή 2.1mm στο βιδωτό τερματικό μπλοκ (από το AdaFruit)
• Διαυγές φωτοτρανζίστορ 3 χιλιοστών TIL78
• Καλώδια βραχυκυκλωτήρων

Η AdaFruit πωλεί επίσης μια ασπίδα Arduino η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για καλώδια βραχυκυκλωτήρων.

Καθώς είχα κάποιες πιστώσεις Tindie, πήρα τη μήτρα μου από την Tindie, αλλά η μήτρα από το AdaFruit φαίνεται να είναι πανομοιότυπη, οπότε είτε το ένα είτε το άλλο πρέπει να λειτουργήσει.

Το φωτοτρανζίστορ προήλθε από τις παλιές μου συλλογές μερών. Ταν ένα διαυγές μέρος 3 χιλιοστών με ετικέτα ως TIL78. Από όσο μπορώ να πω, αυτό το τμήμα προορίζεται για IR και έρχεται είτε με καθαρή θήκη είτε με σκοτεινό περίβλημα που μπλοκάρει το ορατό φως. Δεδομένου ότι η μήτρα RGB LED εκπέμπει ορατό φως, πρέπει να χρησιμοποιηθεί η καθαρή έκδοση.

Αυτό το TIL78 φαίνεται να έχει διακοπεί, αλλά φαντάζομαι ότι αυτό το έργο θα μπορούσε να γίνει χρησιμοποιώντας σύγχρονα φωτοτρανζίστορ. Αν βρείτε κάτι που λειτουργεί, ενημερώστε με και θα ενημερώσω αυτό το Instructable!

Βήμα 2: Καλωδίωση και δοκιμή του φωτοτρανζίστορ

Κανονικά, θα χρειαζόσαστε μια αντίσταση σε σειρά με το φωτοτρανζίστορ σε όλη την ισχύ, αλλά ήξερα ότι το Arduino είχε τη δυνατότητα να ενεργοποιήσει μια εσωτερική αντίσταση έλξης σε οποιαδήποτε από τις ακίδες. Υποψιάστηκα ότι θα μπορούσα να το εκμεταλλευτώ για να συνδέσω το φωτοτρανζίστορ στο Arduino χωρίς πρόσθετα εξαρτήματα. Αποδείχθηκε ότι η άποψή μου ήταν σωστή!

Χρησιμοποίησα καλώδια για να συνδέσω το φωτοτρανζίστορ στις ακίδες GND και A5 στο Arduino. Στη συνέχεια δημιούργησα ένα σκίτσο που έθεσε τον πείρο A5 ως INPUT_PULLUP. Αυτό γίνεται κανονικά για διακόπτες, αλλά σε αυτή την περίπτωση παρέχει ισχύ στο φωτοτρανζίστορ!

#define SENSOR A5

void setup () {Serial.begin (9600); pinMode (ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ, INPUT_PULLUP); } void loop () {// Διαβάστε την αναλογική τιμή συνεχώς και εκτυπώστε την Serial.println (analogRead (SENSOR)); }

Αυτό το σκίτσο εκτυπώνει τιμές στη σειριακή θύρα που αντιστοιχεί στη φωτεινότητα του περιβάλλοντος. Χρησιμοποιώντας το εύχρηστο "Serial Plotter" από το μενού "Tools" του Arduino IDE, μπορώ να αποκτήσω μια κινούμενη πλοκή φωτισμού περιβάλλοντος! Καθώς καλύπτω και αποκαλύπτω το φωτοτρανζίστορ με τα χέρια μου, η πλοκή κινείται πάνω κάτω. Ομορφη!

Αυτό το σκίτσο είναι ένας καλός τρόπος για να ελέγξετε εάν το φωτοτρανζίστορ είναι συνδεδεμένο με τη σωστή πολικότητα: το φωτοτρανζίστορ θα είναι πιο ευαίσθητο όταν συνδέεται με τη μία κατεύθυνση έναντι της άλλης.

Βήμα 3: Καλωδίωση του καλωδίου κορδέλας μήτρας στο Arduino

Για να συνδέσω τη μήτρα με το Arduino, πέρασα από αυτόν τον εύχρηστο οδηγό από το Adafruit. Για ευκολία, επικολλούσα το διάγραμμα και τα pinouts σε ένα έγγραφο και εκτύπωσα μια σελίδα γρήγορης αναφοράς για χρήση, ενώ καλωδίωσα τα πάντα.

Φροντίστε να βεβαιωθείτε ότι η καρτέλα στο σύνδεσμο ταιριάζει με αυτήν του διαγράμματος.

Εναλλακτικά, για καθαρότερο κύκλωμα, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε την ασπίδα μήτρας RGB που πωλεί το AdaFruit για αυτούς τους πίνακες. Εάν χρησιμοποιείτε την ασπίδα, θα χρειαστεί να κολλήσετε σε κεφαλίδα ή σύρματα για το φωτοτρανζίστορ.

Βήμα 4: Σύνδεση της μήτρας

Κατέστρεψα τους ακροδέκτες του πιρουνιού στα καλώδια τροφοδοσίας μήτρας στον προσαρμογέα γρύλου, βεβαιώνοντας ότι η πολικότητα ήταν σωστή. Δεδομένου ότι μέρος των ακροδεκτών έμειναν εκτεθειμένα, τύλιξα το όλο πράγμα με ηλεκτρική ταινία για ασφάλεια.

Στη συνέχεια, συνδέσα το φις τροφοδοσίας και το καλώδιο κορδέλας, προσέχοντας να μην διαταράξω τα καλώδια του βραχυκυκλωτήρα κατά τη διαδικασία.

Βήμα 5: Εγκαταστήστε τη βιβλιοθήκη μήτρας AdaFruit και δοκιμάστε τη μήτρα

Θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε το "RGB matrix Panel" και το AdaFruit "Adafruit GFX Library" στο Arduino IDE σας. Εάν χρειάζεστε βοήθεια για αυτό, το σεμινάριο είναι ο καλύτερος τρόπος.

Σας προτείνω να εκτελέσετε μερικά από τα παραδείγματα για να βεβαιωθείτε ότι ο πίνακας RGB λειτουργεί πριν συνεχίσετε. Προτείνω το παράδειγμα "plasma_32x32" καθώς είναι αρκετά φοβερό!

Σημαντική σημείωση: Διαπίστωσα ότι αν τροφοδοτούσα το Arduino πριν συνδέσω την τροφοδοσία 5V στη μήτρα, η μήτρα θα φωτιζόταν αμυδρά. Φαίνεται ότι η μήτρα προσπαθεί να αντλήσει δύναμη από το Arduino και αυτό σίγουρα δεν είναι καλό για αυτό! Για να αποφύγετε την υπερφόρτωση του Arduino, ενεργοποιήστε πάντα τη μήτρα πριν ενεργοποιήσετε το Arduino!

Βήμα 6: Φορτώστε τον κώδικα σάρωσης μήτρας

Δεύτερο Βραβείο στο Διαγωνισμό Arduino 2019