Οθόνη πίνακα ελέγχου μήτρας 8x8 ελεγχόμενη μέσω Bluetooth χρησιμοποιώντας το arduino

Είτε πρόκειται για τους εκτεταμένους αυτοκινητόδρομους είτε για την πόρτα των γιατρών σας, έχουμε τοποθετημένες πινακίδες παντού για να μας παρέχετε πληροφορίες. Αλλά αυτές οι πινακίδες είναι συχνά βαρετές και δεν μπορούν να διαμορφωθούν σύμφωνα με το ενδιαφέρον μας από καιρό σε καιρό. Έτσι, σε αυτό το έργο πρόκειται να κατασκευάσουμε μια πινακίδα ελεγχόμενη από Bluetooth χρησιμοποιώντας μια οθόνη 8 * 8 Matrix. Ένα μοναδικό χαρακτηριστικό αυτού του έργου είναι η εφαρμογή του Android που επιτρέπει στον χρήστη να ελέγχει όλα τα 64 LED ξεχωριστά από το κινητό τηλέφωνο. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να δημιουργήσει προσαρμοσμένα σχέδια με ευκολία και να το εμφανίσει στην οθόνη LED, ακούγεται ενδιαφέρον, έτσι; Ας ξεκινήσουμε λοιπόν…

Απαιτούμενα υλικά:

Arduino Pro μίνι
MAX7219
Ενότητα Bluetooth HC-05
Οθόνη Matrix 8 * 8 LED
20k Αντίσταση
DC βαρέλι Jack

Διάγραμμα κυκλώματος:

Το διάγραμμα κυκλώματος αυτής της πλακέτας LED ελεγχόμενου Bluetooth που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας την εφαρμογή EasyEDA. Θα χρησιμοποιήσουμε τα ίδια σχήματα για να αναπτύξουμε ένα PCB από αυτό και να το κατασκευάσουμε χρησιμοποιώντας το EasyEDA.

Το κύκλωμα είναι αρκετά ευθεία προς τα εμπρός. Ολόκληρο το έργο τροφοδοτείται από έναν προσαρμογέα 12V, ο οποίος δίνεται απευθείας στον ακροδέκτη Raw του Arduino Board. Αυτή η ακατέργαστη τάση ρυθμίζεται έπειτα σε + 5V που παρέχεται στη μονάδα Bluetooth και το MAX7219 IC. Οι ακροδέκτες Tx και Rx της μονάδας Bluetooth συνδέονται με τα D11 και D10 του Arduino για ενεργοποίηση της σειριακής σύνδεσης.

Οι ψηφιακές καρφίτσες D5 έως D7 συνδέονται στο MAX7219 IC για αποστολή και λήψη δεδομένων μέσω επικοινωνίας SPI. Ο πείρος ISET του MAX7219 τραβιέται ψηλά μέσω μιας αντίστασης 20k.

Για αυτό το έργο έχω κατασκευάσει ένα PCB, μπορείτε να πάρετε το αρχείο σχεδίασης του PCB και να το χρησιμοποιήσετε ή να δημιουργήσετε το κύκλωμα σε ένα breadboard. Ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητάς του, συνιστάται είτε να αγοράσετε μια μονάδα οθόνης 8x8 είτε να χρησιμοποιήσετε το PCB

Το matrix 8x8 είναι πολύ χρήσιμο στοιχείο οθόνης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά δροσερά έργα:

Έλεγχος 8x8 LED Matrix με Raspberry Pi
Κύλιση της εμφάνισης κειμένου σε 8x8 LED Matrix χρησιμοποιώντας το Arduino
8x8 LED Matrix χρησιμοποιώντας το Arduino
8x8 LED Matrix Interface με AVR Microcontroller

Δημιουργία εφαρμογής Android χρησιμοποιώντας Επεξεργασία:

Προτού αρχίσουμε να προγραμματίζουμε το Arduino, πρέπει να γνωρίζουμε τι είδους δεδομένα θα λάβουμε από το κινητό τηλέφωνο για να απαντήσουμε σε αυτό. Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς δημιουργείται η εφαρμογή Android και πώς μπορείτε να τη χρησιμοποιήσετε στο smartphone σας για να ελέγξετε τη μήτρα LED 8x8.

Η εφαρμογή Android για αυτό το έργο δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό επεξεργασίας. Είναι μια εφαρμογή ανάπτυξης ανοιχτού κώδικα και μπορεί εύκολα να μεταφορτωθεί και να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη ενδιαφέρων έργων χρησιμοποιώντας το Arduino ή άλλους μικροελεγκτές, καθώς μπορεί να αναπτύξει εφαρμογές Android και εφαρμογές συστήματος. Έχουμε ήδη κάνει λίγα έργα χρησιμοποιώντας την Επεξεργασία και μπορείτε να τα ελέγξετε κάνοντας κλικ στους παρακάτω συνδέσμους.

DIY FM Radio χρησιμοποιώντας επεξεργασία
Έλεγχος εικονικής πραγματικότητας / χειρονομίας χρησιμοποιώντας το Arduino
Ιδιωτική αίθουσα συνομιλίας χρησιμοποιώντας το Arduino.
Σύστημα ραντάρ Arduino χρησιμοποιώντας Επεξεργασία APP και αισθητήρα υπερήχων
Ανίχνευση και παρακολούθηση προσώπου σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας το Arduino
Ταχύμετρο DIY χρησιμοποιώντας Arduino και Processing
Παιχνίδι Ping Pong χρησιμοποιώντας το Επιταχυνσιόμετρο Arduino
Biped Robot χρησιμοποιώντας το Arduino
DIY Arduino Camera Thermal Imaging

Επιστρέφοντας στο θέμα, είναι αδύνατο για μένα να εξηγήσω τον πλήρη κώδικα της εφαρμογής Android, οπότε θα πρέπει να μάθετε την επεξεργασία μόνοι σας και στη συνέχεια να κοιτάξετε τον κώδικα για να καταλάβετε πώς λειτουργεί. Ως εκ τούτου, για άτομα που είναι πρόθυμα να παραλείψουν τη διαδικασία μάθησης Η επεξεργασία μπορεί να κατεβάσει την εφαρμογή Android από τον παρακάτω σύνδεσμο

Λήψη εφαρμογής Android

Ακολουθεί η διεπαφή της εφαρμογής μας Android:

Το αρχείο APK μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας σε οποιαδήποτε εφαρμογή Android και να ξεκινήσει όπως οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή. Αλλά βεβαιωθείτε ότι η συσκευή Bluetooth HC-05 ονομάζεται "HC-05", γιατί μόνο τότε θα λειτουργήσει.

Κατανόηση του κώδικα επεξεργασίας:

Τα άτομα που ενδιαφέρονται να μάθουν τι συμβαίνει πίσω από την οθόνη μπορούν να διαβάσουν περαιτέρω, άλλοι μπορούν να μεταβούν στην επόμενη επικεφαλίδα. Βασικά η εφαρμογή Android συνδέεται με μια συσκευή Bluetooth που ονομάζεται "HC-05" κατά την εκκίνηση και εμφανίζει ένα σύνολο 64 LED σε μορφή κύκλων. Στη συνέχεια, όταν ο χρήστης πιέσει τον κύκλο, ο κύκλος γίνεται κόκκινος και ο αριθμός κύκλου αποστέλλεται στο Arduino μέσω Bluetooth, όταν λαμβάνει τον αριθμό του κύκλου, το Arduino ανάβει το LED. Ας δούμε τις σημαντικές γραμμές του προγράμματος Επεξεργασίας για να κατανοήσουμε καλύτερα. Μπορείτε να κατεβάσετε τον πλήρη κώδικα της εφαρμογής Android από τον παρακάτω σύνδεσμο.

Επεξεργασία κώδικα για εφαρμογή Android

Χρησιμοποιούμε μαθήματα και αντικείμενα για να εμφανίσουμε 64 LED έτσι ώστε να μπορούμε να αντιμετωπίζουμε κάθε ένα εύκολα. Όπως μπορείτε να δείτε στο παρακάτω κώδικα, χρησιμοποιούμε ένα για βρόχο να επαναλάβει από 1 έως 64 χρησιμοποιώντας μία συστοιχία. Αυτό ήταν κάθε LED θα έχει τη δική του τιμή X, θέση Y και χρώμα και μπορούμε να τα αλλάξουμε εύκολα.

// dipslay όλα τα led για (int i = 1; i <= 64; i ++) led_array.display (); // Όλα τα leds εμφανίστηκαν στην κατηγορία Led { float X_Pos; επιπλέουν Y_Pos; χρώμα χρώματος // CONSTRUTOR Led (float tempx, float tempy, color tempc) { X_Pos = tempx; Y_Pos = tempy; χρώμα = tempc; } κενή οθόνη () { fill (χρώμα) έλλειψη (X_Pos, Y_Pos, led_dia, led_dia); } }

Τα LED είναι τοποθετημένα στην οθόνη με την ίδια σειρά με αυτήν της οθόνης. Κάθε LED διαχωρίζεται από απόσταση ίση με τη διάμετρο του LED, με αυτόν τον τρόπο μπορούμε εύκολα να διακρίνουμε ποια LED επιλέγεται αυτή τη στιγμή από τον χρήστη. Όπως φαίνεται στο παρακάτω πρόγραμμα, δημιουργούμε έναν πίνακα στον οποίο κάθε στοιχείο περιέχει τις πληροφορίες της θέσης X, Y και του χρώματος των LED.

void load_leds () { led_array = νέο Led; int a = 1; για (int j = 0; j <= 7; j ++) { float y = ύψος / 6 + j * (led_dia * 1.5); για (int i = 0; i <= 7; i ++) { float x = (πλάτος / 6) + i * (led_dia * 1.5); // γέμισμα (255); // έλλειψη (x, y, led_dia, led_dia); led_array = νέο Led (x, y, χρώμα (255.255.255)); ένα ++; } } }

Το κύριο βήμα στο πρόγραμμα είναι να ελέγξετε αν ο χρήστης έχει πατήσει οποιαδήποτε LED και αν ναι πρέπει να αλλάξουμε το χρώμα της LED και να στείλουμε τον αριθμό LED μέσω Bluetooth. Από τώρα μπορούμε να απευθυνθούμε εύκολα στη θέση και το χρώμα κάθε LED. Εάν οι τιμές συγχωνευθούν μεταξύ τους, τότε αλλάζουμε την κατάσταση του LED και επίσης στέλνουμε τον αριθμό μέσω Bluetooth, όπως φαίνεται παρακάτω.

// ελέγξτε αν το ποντίκι πάνω από το led // Εάν ναι στείλετε τον αριθμό led για (int i = 1; i <= 64; i ++) { if ((mouseX <(led_array.X_Pos + led_dia / 2)) && (mouseX> (led_array.X_Pos - led_dia / 2)) && (mouseY <(led_array.Y_Pos + led_dia / 2)) && (mouseY> (led_array.Y_Pos - led_dia / 2))) {led_array = νέο Led (led_array.X_Pos, led_array. Y_Pos, led_color); δεδομένα byte = {byte (i)}; bt.broadcast (δεδομένα); } }

Εκτός από αυτό, το πρόγραμμα μπορεί επίσης να επαναφέρει το πλήρες LED απενεργοποιώντας τα όλα και επίσης μπορείτε είτε να κάνετε ένα LED να γίνει κόκκινο (ON) είτε λευκό (OFF), ώστε να έχουμε επίσης ένα κουμπί εναλλαγής για αυτό. Εμφανίζεται το κουμπί εναλλαγής και περιμένει την είσοδο. Εάν πατηθεί η αντίστοιχη ενέργεια θα ληφθεί. Ο κώδικας για να κάνετε το ίδιο φαίνεται παρακάτω ως συνάρτηση που καλείται μέσα στο βρόχο κλήρωσης.

void load_buttons () { rectMode (ΚΕΝΤΡΟ); textAlign (ΚΕΝΤΡΟ, ΚΕΝΤΡΟ); noStroke (); πλήρωση (# 1BF2D4); ορθογώνιο (πλάτος / 2-πλάτος / 4, ύψος / 1,3, πλάτος / 4, ύψος / 12) · συμπληρώστε (0); κείμενο ("Επαναφορά", πλάτος / 2-πλάτος / 4, ύψος / 1,3). // κουμπί 1 εάν (κόκκινο == true) {fill (# 080F89); ορθογώνιο (πλάτος / 2 + πλάτος / 4, ύψος / 1,3, πλάτος / 4, ύψος / 12) · γέμισμα (255,0,0) · κείμενο ("ΚΟΚΚΙΝΟ", πλάτος / 2 + πλάτος / 4, ύψος / 1,3);} // κουμπί 2 εάν (κόκκινο == λάθος) {γέμισμα (# 080F89); ορθογώνιο (πλάτος / 2 + πλάτος / 4, ύψος / 1,3, πλάτος / 4, ύψος / 12) · γέμισμα (255); κείμενο ("ΛΕΥΚΟ", πλάτος / 2 + πλάτος / 4, ύψος / 1,3);} // κουμπί 2 } άκυρα κουμπιά ανάγνωσης () { if (mousePressed && click_flag == true) { color_val = get (mouseX, mouseY); click_flag = false; if (color_val == - 14945580) { byte δεδομένα = {0}; bt.broadcast (δεδομένα); println ("RESET"); load_leds (); // φορτίστε όλα τα led σε θέση και χρώμα } if (color_val == - 16248951) { byte data = {100}; bt.broadcast (δεδομένα); αν (κόκκινο == αληθινό) κόκκινο = ψευδές; αλλιώς εάν (red == false) κόκκινο = true; println ("ΕΠΑΓΓΕΛΜΑ"); } color_val = 0; } }

Προγραμματισμός του Arduino:

Το πλήρες πρόγραμμα Arduino για αυτό το έργο ελεγχόμενης ασύρματης πλακέτας Bluetooth παρέχεται στο κάτω μέρος αυτής της οθόνης. μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε απευθείας και να το ανεβάσετε στον πίνακα. Οι σημαντικές γραμμές του προγράμματος εξηγούνται παρακάτω.

Η μονάδα Bluetooth είναι συνδεδεμένη στους ακροδέκτες 10 και 11, επομένως πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το σειριακό λογισμικό για να ενεργοποιήσουμε τη σειριακή επικοινωνία σε αυτές τις καρφίτσες και στη συνέχεια μπορούμε να ακούσουμε δεδομένα από αυτές τις ακίδες. Λαμβάνουμε τα δεδομένα που λαμβάνονται από τη μονάδα Bluetooth και τα αποθηκεύουμε σε μια μεταβλητή που ονομάζεται εισερχόμενη . Εάν η τιμή των εισερχόμενων είναι "0" θα σβήσουμε όλες τις λυχνίες LED χρησιμοποιώντας τον παρακάτω κώδικα

if (BT.available ()) { incoming = BT.read (); Serial.println (εισερχόμενα); εάν (εισερχόμενη == 0) m.clear (); // Διαγράφει την οθόνη

Χρησιμοποιώντας τις τιμές των εισερχόμενων , πρέπει να καθορίσουμε ποια λυχνία LED έχει πιέσει ο χρήστης στο κινητό τηλέφωνο και τον καιρό για να ανάψει ή να απενεργοποιηθεί αυτή η λυχνία. Ελέγουμε λοιπόν αν η τιμή είναι ίση με 100. Εάν η τιμή είναι 10, τότε σημαίνει ότι ο χρήστης έχει ζητήσει να αλλάξει το χρώμα της λυχνίας LED. Επομένως, αλλάζουμε τη μεταβλητή με κόκκινο χρώμα για να γνωρίζουμε εάν το LED πρέπει να είναι ενεργοποιημένο ή σβηστό.

αλλιώς εάν (εισερχόμενη == 100) // Ελέγξτε εάν πρέπει να ανάβουμε ή να σβήσουμε το LED { if (red == true) κόκκινο = false; αλλιώς εάν (red == false) κόκκινο = true; Serial.print ("ΚΟΚΚΙΝΟ:"); Serial.println (κόκκινο); }

Τέλος, εάν η τιμή είναι μεγαλύτερη από 65 σημαίνει ότι ο χρήστης έχει πατήσει ένα LED. Με βάση τον αριθμό από 1 έως 64 πρέπει να καθορίσουμε ποια LED έχει πιέσει ο χρήστης. Για εναλλαγή αυτού του LED θα χρειαζόμαστε την τιμή της σειράς και της στήλης αυτού του LED που υπολογίζεται και αποθηκεύεται στη μεταβλητή X και Y αντίστοιχα και εμφανίζεται στον παρακάτω κώδικα. Τέλος, με βάση την τιμή του μεταβλητού κόκκινου είτε ανάβουμε είτε σβήνουμε το LED σύμφωνα με το αίτημα του χρήστη

else if (εισερχόμενα <= 64) {// Υπολογισμός πού να ON ro OFF, η λυχνία LED εναλλαγής = true? Y = εισερχόμενα / 8; X = εισερχόμενα - (Y * 8); εάν (εισερχόμενα% 8 == 0) {X = 8; Y - = 1;} Serial.println (X - 1); Serial.println (Y); εάν (κόκκινο == true) m.setDot ((X - 1), (Y), true); // LED ON άλλο αν (κόκκινο == false) m.setDot ((X - 1), (Y), false); // ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ LED }

Σχεδιασμός κυκλώματος και PCB χρησιμοποιώντας το EasyEDA:

Για να σχεδιάσουμε αυτήν την οθόνη Bluetooth Controlled Matrix, έχουμε επιλέξει το ηλεκτρονικό εργαλείο EDA που ονομάζεται EasyEDA. Έχω χρησιμοποιήσει στο παρελθόν το EasyEDA πολλές φορές και το βρήκα πολύ βολικό στη χρήση, δεδομένου ότι διαθέτει μια καλή συλλογή αποτυπωμάτων και είναι ανοιχτού κώδικα. Αφού σχεδιάσουμε το PCB, μπορούμε να παραγγείλουμε τα δείγματα PCB από τις υπηρεσίες κατασκευής PCB χαμηλού κόστους. Προσφέρουν επίσης υπηρεσία προμήθειας συστατικών όπου διαθέτουν μεγάλο απόθεμα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και οι χρήστες μπορούν να παραγγείλουν τα απαιτούμενα συστατικά τους μαζί με την παραγγελία PCB.

Ενώ σχεδιάζετε τα κυκλώματα και τα PCB σας, μπορείτε επίσης να κάνετε τα σχέδια κυκλωμάτων και PCB σας δημόσια, ώστε άλλοι χρήστες να μπορούν να τα αντιγράψουν ή να τα επεξεργαστούν και να επωφεληθούν από την εργασία σας, έχουμε επίσης δημοσιοποιήσει ολόκληρες τις διατάξεις κυκλωμάτων και PCB για αυτό το κύκλωμα, ελέγξτε ο παρακάτω σύνδεσμος:

easyeda.com/circuitdigest/8x8-led-matrix-display-control-with-bluetooth

Μπορείτε να δείτε οποιοδήποτε στρώμα (Top, Bottom, Topsilk, bottomsilk κ.λπ.) του PCB επιλέγοντας το επίπεδο από το παράθυρο «Layers».

Μπορείτε επίσης να δείτε το PCB, πώς θα φροντίζει η κατασκευή χρησιμοποιώντας το κουμπί Προβολή φωτογραφιών στο EasyEDA:

Υπολογισμός και παραγγελία δειγμάτων στο διαδίκτυο:

Αφού ολοκληρώσετε τη σχεδίαση αυτού του Bluetooth Controlled Matrix PCB, μπορείτε να παραγγείλετε το PCB μέσω του JLCPCB.com. Για να παραγγείλετε το PCB από το JLCPCB, χρειάζεστε το Gerber File. Για να κατεβάσετε αρχεία Gerber του PCB σας απλώς κάντε κλικ στο κουμπί Εξαγωγή παραγωγής στη σελίδα επεξεργασίας EasyEDA και, στη συνέχεια, πραγματοποιήστε λήψη από τη σελίδα παραγγελίας EasyEDA PCB

Τώρα μεταβείτε στο JLCPCB.com και κάντε κλικ στο Quote Now ή στο κουμπί, τότε μπορείτε να επιλέξετε τον αριθμό των PCB που θέλετε να παραγγείλετε, πόσα στρώματα χαλκού χρειάζεστε, το πάχος του PCB, το βάρος του χαλκού και ακόμη και το χρώμα PCB, όπως το στιγμιότυπο Φαίνεται παρακάτω:

Αφού ορίσετε όλες τις επιλογές, κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι" και στη συνέχεια θα μεταφερθείτε στη σελίδα όπου μπορείτε να ανεβάσετε το αρχείο Gerber που έχουμε κατεβάσει από το EasyEDA. Ανεβάστε το αρχείο Gerber και κάντε κλικ στο "Αποθήκευση στο καλάθι". Και τέλος κάντε κλικ στο Checkout Securely για να ολοκληρώσετε την παραγγελία σας, τότε θα λάβετε τα PCB σας λίγες μέρες αργότερα. Κατασκευάζουν το PCB με πολύ χαμηλό ρυθμό που είναι 2 $. Ο χρόνος κατασκευής τους είναι επίσης πολύ μικρότερος, δηλαδή 48 ώρες με παράδοση DHL 3-5 ημερών, βασικά θα λάβετε τα PCB σας εντός μιας εβδομάδας από την παραγγελία.

Μετά από μερικές ημέρες παραγγελίας PCB, πήρα τα δείγματα PCB σε ωραία συσκευασία, όπως φαίνεται στις παρακάτω εικόνες.

Και αφού πήρα αυτά τα κομμάτια έχω κολλήσει όλα τα απαιτούμενα στοιχεία πάνω από το PCB.

Στο PCB μου, έκανα ένα αμβλύ λάθος επιλέγοντας το λάθος αποτύπωμα για τη μονάδα οθόνης 8 * 8, επομένως έπρεπε να χρησιμοποιήσω μια πλακέτα Perf για να τοποθετήσω την οθόνη όπως φαίνεται στην εικόνα. Αλλά τώρα το αποτύπωμα είναι ενημερώσεις στο PCB και μπορείτε να παραγγείλετε το διορθωμένο PCB και να τοποθετήσετε τη μονάδα οθόνης με ευκολία.

Λειτουργία της οθόνης Πινακίδας Bluetooth:

Μόλις είστε έτοιμοι με το υλικό είτε μέσω του PCB είτε μέσω της σύνδεσης στο breadboard, χρησιμοποιήστε το πρόγραμμα Arduino που παρέχεται στο τέλος της σελίδας και ανεβάστε το στο Arduino Board. Το αρχείο APK εφαρμογής Android παρέχεται επίσης παραπάνω, χρησιμοποιήστε το και εγκαταστήστε την εφαρμογή στην προτιμώμενη συσκευή σας Android.

Ενεργοποιήστε το υλικό και αναζητήστε το όνομα της συσκευής HC-05 στο τηλέφωνό σας για να το συνδυάσετε. Το κλειδί πρόσβασης θα είναι 1234 από προεπιλογή. Μετά από αυτό, ανοίξτε την εφαρμογή που μόλις εγκαταστήσαμε. Η εφαρμογή θα πρέπει να εμφανίζει " συνδεδεμένο στο HC-05 " στο πάνω μέρος της οθόνης και, στη συνέχεια, θα μπορείτε να αγγίξετε το LED στην οθόνη και να παρατηρήσετε ότι το ίδιο LED ανάβει επίσης στην πλακέτα.

Μπορείτε επίσης να απενεργοποιήσετε όλα τα LED πατώντας το κουμπί Reset και να αποφασίσετε να ενεργοποιήσετε ή να απενεργοποιήσετε μια συγκεκριμένη LED πατώντας το κουμπί Toggle. Από προεπιλογή, ποια LED ανά πάσα στιγμή θα πατήσετε θα είναι ενεργοποιημένη. Η πλήρης εργασία του έργου βρίσκεται στο παρακάτω βίντεο. Αν έχετε κάποιο πρόβλημα να το χρησιμοποιήσετε, χρησιμοποιήστε το παρακάτω πλαίσιο σχολίων ή γράψτε στα φόρουμ μας για περισσότερη τεχνική βοήθεια. Ελπίζω να καταλάβατε το σεμινάριο και απολαύσατε να το φτιάξετε.