Своими руками

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм


Автору Instructables под ником mansurkamsur потребовались крупные светодиодные матрицы — 100х100 мм, несмотря на разрешение в 8х8 пикселей. Готовые платы с таким разрешением бывают различных размеров, максимальный из которых — 60х60 мм. Пришлось изготавливать нестандартные матрицы своими руками.
Самоделка выполнена на микросхеме MAX7219, поэтому она полностью совместима с существующими программами для Arduino и других платформ, управляющими аналогичными готовыми матрицами. По схеме она от них тоже не отличается, только светодиоды более крупные. И соедининие в цепочки, подобно сдвиговым регистрам, допускает ничуть не хуже. Но, в отличие от дисплея на сдвиговых регистрах, индикация здесь динамическая.
Схема устройства — также стандартная:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Светодиоды понадобятся крупные — диаметром в 10 мм. Если таких не найдёте, можно взять и обычные, 5-миллиметровые, также с гибкими выводами. Но тогда шаг между ними будет очень большим. Все остальные компоненты, в т.ч. микросхема драйвера — наоборот, миниатюрные и SMD. Касается это и полярного конденсатора, который взят не электролитический, а танталовый. Применять его не рекомендуется, так как такие конденсаторы при случайной переполюсовке и/или превышении напряжения загораются. В прямом смысле. Огнём. Лучше вместо него припаять к тем же площадкам обычный электролитический конденсатор с выводами. Всё равно плата большая.
Файлы формата Gerber для изготовления платы мастер выкладывает здесь под лицензией CC-BY-SA. Чтобы их скачать, необхожима простейшая регистрация. Ничего сложного в изготовлении платы нет, можно и ЛУТом. А при известной ловкости — и на perfboard’е. Но мастер решает заказать платы (ему нужно несколько модулей) прямо там же (у другого производителя тоже можно). И вот они приезжают, рассмотрим любую из них с обеих сторон:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 ммСамодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Приезжают и компоненты:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Особенностью устройства является расположение микросхемы драйвера поверх точек впайки светодиода с обозначением D30. Поэтому он сначала впаивает этот светодиод, заранее откусив ему выводы на такую длину, чтобы микросхема поместилась:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 ммСамодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 ммСамодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Благодаря металлизации отверстий, этот фокус проходит, и «ноги» с обратной стороны платы не выступают. Если же плата изготовлена ЛУТом, откусывать придётся уже после впаивания, а сами светодиоды — впаивать не впритык к плате, чтобы пропаять с обеих сторон. Роль перемычек будут играть их выводы. А выводы микросхемы придётся немного подогнуть, чтобы её можно было чуть приподнять над точками впайки светодиода. А вот мастер впаивает и саму микросхему:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
А за ней — и остальные светодиоды:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 ммСамодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Этим светодиодам откусывает выводы уже после впайки:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
И пассивные компоненты. Если всё же решитесь применять танталовый конденсатор — проверьте полярность десять раз. У светодиодов достаточно один раз, у тантала — все десять. И полряность подключения питания к готовой плате столько же раз проверяйте перед включением. Это — вопрос пожарной безопасности. Но лучше, конечно, обычный электролитический конденсатор вместо танталового установить. Он переполюсовки, конечно, тоже боится, но, по крайней мере, огня не будет.

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Наконец, мастер впаивает в плату гребёнку со стороны входа. Теперь можно подключить к ней разъём и подать питание и сигналы управления. Для соединения же матриц в цепочку необходимо входную гребёнка следующей платы припаять к выходным площадкам предудыщей. Все платы нужно обязательно закрепить на каком-нибудь основании, так как прочности одних только паек недостаточно.

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Наконец, мастер испытывает модуль:

Самодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 ммСамодельная светодиодная матрица 8х8 пикселей, 100х100 мм
Для этого он применяет плату Wemos D1, так как для неё есть готовое ПО, управляющее такими матрицами. Подойдёт и Arduino, и другие платформы, для некоторых из них придётся написать ПО самостоятельно. Изготовив нужное количество устройств, можно составить из них дисплей требуемых размеров и разрешения.

Следуй за нами

Не стесняйся, выходи на связь. Мы любим встречаться с интересными людьми и заводить новых друзей.