LED PIC24FJ64GA004 Dinamik Bir Döşeme Ekranı

Ne zaman bir bilgisayar ekranını açsak ya da hareketli bir tabelaya baksak, milyonlarca piksel ışık işimize, yazışmalarımıza ya da eğlencemize karışıyor. Bu ışık noktalarını yakalayıp, kumsaldaki kum taneleri gibi toplayabileceğinizi hayal edin. Şimdi onları bir araç olarak kullanabileceğinizi hayal edin.

Puzzlemation, genişletilebilir bir ışık ve animasyon platformudur. Karolarını yeniden düzenleyerek değiştirilebilen modüler animasyonlu işaretler kadar çeşitli şeyler yaratmak için kullanılabilir, benzersiz derecede zorlu bir animasyon bulmacasına. Her şeyden önce, hayal edebileceğiniz her türlü uygulama için her boyutta ve şekilde animasyonlu ışık gösterileri oluşturmanıza izin veren bir araçtır.

Projenin ekranı, 8 x 8 renkli LED piksel dizisine sahip yaklaşık 2 inç karelik bir dizi karodan yapılmıştır. Her karo ayrı ayrı desteklenir ve canlandırılır, böylece onları özgürce alabilir ve yeniden düzenleyebilirsiniz. Bir ekran oluşturmak için karolar özel bir tepsiye yerleştirilir. Animasyonlar Ethernet aracılığıyla tepsiye indirilir ve yerel olarak bir EEPROM’da depolanır veya bir SD kart aracılığıyla yüklenir.

Tepsi, animasyonu her bir kutucuğa yayınlar ve ardından bunları senkronize eder. Animasyon senkronize edildikten ve kutucuklar üzerinde çalıştırıldıktan sonra, onları alıp herhangi bir yere yerleştirebilirsiniz. Ekran tamamen yeniden yapılandırılabilir. Uzun, ince bir ekrana, kare bir ekrana veya uzun, ince bir ekrana mı ihtiyacınız var? Sorun değil – karoları istediğiniz gibi yeniden düzenleyin.

Parçalar tepside bırakılırsa Ethernet bağlantısı üzerinden animasyon sürekli olarak güncellenebilir. Döşemeler tepsiden çıkarılırsa, animasyonu kendi yeniden şarj edilebilir pil güçleriyle birkaç saat boyunca görüntülerler.

Döşemeleri yeniden düzenleme yeteneği de ilginç bir zorluk sunuyor: Animasyonu yüklemeden önce döşemeleri karıştırırsanız, animasyonlu bir görüntünün parçalarını yeniden düzenlemeye çalışan benzersiz bir bulmaca ortaya çıkıyor! “Şaşkınlık” adı da buradan gelmektedir. Tabii ki tepsi, parçaları tekrar sıraya koyabilmeniz için kimlik numaralarını göstermelerini isteyebilir.

Döşemeler, 2” kare 8×8 LED ekranlara dayanmaktadır. Ekrandaki her pikselin kırmızı ve yeşil bir LED’i vardır. LED’ler, matrisin sütunlarına bağlı ortak bir katodu paylaşan kırmızı ve yeşil LED’ler ve matrisin sıraları boyunca kırmızı ve yeşil için ayrı bağlantılar ile bir matris içinde düzenlenmiştir. Matrisin 24 bağlantısı vardır (8 sütun, 8 kırmızı satır ve 8 yeşil satır).

Her ekranın altında bir PIC24FJ64GA004 MCU, LED’leri çalıştırır. Bu MCU’nun 35 G/Ç pini vardır, 24’ü doğrudan ekranı sürmek için kullanılır. Bir sütundaki tüm LED’ler açıksa MCU yeterince akım çekemeyeceğinden, gerekli akım sürücüsünü sağlamak için sütun hatları bir ULN 2803 Darlington transistör dizisi aracılığıyla bağlanır.

Matris yapılandırması nedeniyle, her seferinde ekranın yalnızca bir sütunu yanar. MCU, sabit bir görüntü görünümü sağlamak için sütunları yaklaşık 1000 Hz’de tarar. LED’ler 1/8’lik bir görev döngüsüne sahip olduğundan, akım sınırlayıcı dirençlere gerek yoktur

Her döşeme için güç, gereken 3,3 V’u elde etmek için bir MAX 756 boost regülatörü ile beslenen iki adet AAA pil ile sağlanır. Şarj edilebilir NiMH AAA’lar yaklaşık 800 mAh’a sahiptir. Her döşeme, yanan LED sayısına bağlı olarak yaklaşık 100-280 mA çeker. Takviye regülatörü yaklaşık %80 verimlidir ve yaklaşık altı saatlik bir toplam pil ömrü sağlar.

Doğru zamanlama tasarımın bir gereği olduğundan, MCU için harici bir kristal osilatör sağlanmıştır. Microchip 28-Pin tanıtım kartı ile aynı 7.3728MHz tasarımını kullanır.

Her döşemenin altında, yaylı konektörler tepsideki sinyal bağlantılarıyla temas eder. Döşeme, animasyonları indirmek ve senkronize etmek için bu sinyalleri dinler.

Döşemelerdeki üretici yazılımı tamamen kesintiye dayalıdır. İki zamanlayıcı ekranı kontrol eder, ilki (yaklaşık 1000 Hz’de) ISR’sinde ekranın sütunlarını taramakla ilgilenir. İkincisi, karoya indirilen animasyon tarafından kontrol edilen bir hızda kareden kareye geçiş yapar.

UART’ın seri girişi yoluyla bir karakter alındığında başka bir ISR yürütülür. Bu, kutucuğun bir test görüntüsü veya kimlik numarası görüntülemek veya bir animasyon sekansı indirmek gibi bir dizi komutu yürütmesine izin verir. Her döşemenin benzersiz bir kimlik numarası vardır. Tepsi animasyon verilerini yayınladığında, kutucuk yayının kimlik numarasını kontrol eder. Eşleşirse kutucuk, animasyonu RAM’ine yükler, aksi halde yok sayar. Döşeme bir animasyon indirirken kırmızı bir “fırıldak” animasyonu görüntülenir, indirme tamamlandığında bu yeşile döner.