1. Общая информация о модулях P10.
2. Описание электрической схемы проверки модуля.
3. Вариант сборки схемы на макетке и видео.
4. Изготовление переходников для разъёмов X1; X2 и двух шлейфов.
5. Схема проверки модуля P10 с кнопками - "оживление" модуля.
6. Монтаж схемы генератора с изменением скважности на мс К561ЛН2. Управление яркостью модуля.
7. Монтаж схемы второго генератора. Управление скоростью сдвига в регистрах модуля.
8. Сборка схемы проверки выходных сигналов модуля.
9. Электрическая схема модуля P10.
10. ATtiny2313A и управление модулем типа P10.
=======================
1. Общая информация о модулях P10.
В настоящее время на одноцветных светодиодных модулях P10 (шаг пикселя 10 мм - это расстояние между соседними светодиодами) собираются различной конфигурации информационные табло, в том числе, бегущие строки. В одном модуле находиться 512 светодиодов с расположением 32x16 (32 по горизонтали, 16 по вертикали). Их можно соединять друг с другом, образуя табло разных размеров, например, 64x16 или 32x32 и так далее :
Схема управления модулями может быть на микроконтроллерах или без них. Электрическая схема проверки модуля P10 в этой теме может использоваться как для знакомства с его работой (в том числе, с форматом передачи данных на модуль), так и для его ремонта.
На изображении модуль P10, схема проверки модуля, собранная на макетке и два шлейфа от разъёмов макетки к разъёмам модуля, из которых разъём X1 подключается к входному разъёму HUB1.2 модуля, а разъём X2 подключается к выходному его разъёму, который находится с противоположной стороны модуля, на уровне разъёма HUB1.2.
2. Описание электрической схемы проверки модуля P10.
Схема состоит из двух генераторов – генератора с регулировкой скважности и обычного тактового генератора, собранных на мс К561ЛН2 (D1). Первый генератор, изменяя величину скважности сигнала OE с помощью переменного сопротивления R2, позволяет изменять яркость светодиодов модуля. Второй генератор формирует основные сигналы CKL и SCLK для внутренней электронной схемы модуля, которые обеспечивают последовательный ввод, сдвиг и вывод информации на светодиоды. Переменное сопротивление R5 изменяет частоту второго генератора и соответственно скорость сдвига информации в сдвиговых регистрах модуля.
По положительному фронту сигнала CKL происходит ввод информации через вход R и сдвиг её по всем разрядам всех регистров модуля (в электронной схеме модуля используются мс 74HC595). По положительному фронту сигнала SCLK сдвигающаяся информация отображается на светодиодах модуля через каждые половину периода после очередного сдвига, что удобно наблюдать по состоянию светодиода 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 длительность периода генератора около 1 мс (частота выше 50 Гц) и поэтому с изменением скважности сигнала OE меняется и яркость светодиода VD3 и соответственно яркость светодиодов модуля, если в конкретный момент они должны светиться. Если конденсатор C1 временно заменить конденсатором ёмкостью 22.0 мкФ (T периода около 2 сек), то на низкой частоте состояние светодиода VD3 будет заметен диапазон изменения скважности, но яркость светодиодов модуля изменяться не будет; они будут или светиться с полной яркостью или не светиться (будут мигать).
Состояние сигналов A и B на разъёме X1 определяют включение одной из четырёх строк развёртки экрана модуля; их состояния 00, 10, 01, 11 на макетке задаются обычными проводными перемычками, подключёнными или к сигналу GND (логический ноль) или VCC (логическая единица).
К входу R (вход данных) разъёма X1 подключён средний вывод переключателя KRR. В одном его положении через него проходит выходной сигнал данных RR с разъёма X2, во втором – от кнопки KR на макетке.
Если состояние входа R определяется положением кнопки KR, то при её нажатии и удержании в разряды регистров модуля будут последовательно записываться логические нули, и, наоборот, при не нажатом её состоянии – будут записываться логические единицы. Состояния на выходах регистров платы модуля будет определять состояния светодиодов, соответственно при вводе логических нулей светодиоды будут светиться, а при вводе единиц – нет.
При нажатии и удержании кнопки KR и при каждом выключении светодиода VD4 должны последовательно и по одному включаться светодиоды на 1, 5, 9, 13 строках модуля; справа налево, сверху вниз (на изображении вид со стороны светодиодов экрана, разъём HUB1.2 справа) :
Введя определённую информацию через кнопку KR и изменив положение переключателя KRR можно увидеть не экране модуля её кольцевой сдвиг. Светодиодная шкала VD5 показывает состояния всех выходных сигналов разъёма X2 (они же выходные сигналы модуля).
Заявленная производителями потребляемая мощность модуля около 18 Вт (смотрите описание конкретного модуля), при этом, светодиоды модуля будут светиться с максимальной яркостью. Для этого потребуется блок питания 5 вольт и не менее 4 ампер. Проводить эксперименты на максимальной и средней яркости модуля недопустимо для зрения (особенно детей) и поэтому первым делом рекомендуется собрать генератор изменяющий скважность сигнала OE, с помощью которого можно изменять яркость светодиодов модуля. При низкой яркости модуля (допустимой для постоянной работы) ток потребления модуля может составлять менее 0.5 ампера.
3. Вариант конечной сборки схемы на макетке :
Напряжение питания модуля и схемы на макетке 5 вольт. Питающие провода от блока питания подсоединяются к клеммам питания модуля (GND и VCC), с клемм отводится питание на макетку. На видео показана запись и путь сдвига информации по всем разрядам шестнадцати регистров 74HC595 модуля (внимание ! модуль на видео по ошибке перевёрнут; его низ на видео - это его верх в рабочем положении, а левая сторона - соответственно должна быть справа):
Видео состоит из нескольких частей (при состоянии входов A,B=0,0):
- запись 0 до полного заполнения (включаются последовательно все светодиоды 1/4 части модуля);
- запись 1 до полного заполнения (выключаются последовательно все светодиоды 1/4 части модуля);
- несколько других вариантов сдвига информации по регистрам модуля.
Согласно схемы проверки сдвиг по разрядам регистров модуля становится видимым после каждого очередного полного такта сигнала CKL; сдвиг информации происходит по его положительному перепаду, а на выходы регистров информация попадает по отрицательному перепаду сигнала CKL. В реальных табло с одним модулем P10 перенос сдвигаемой информации происходит через каждые 128 тактов сигнала CKL.
