FastBond2阶段1-适用于十二指神探的4X4 RGB点阵屏拓展
RGB点阵屏通过控制每个LED发光的色彩和亮度来显示图形、文字或动画等内容。它不仅可以显示静态图形和文字,还可以实现动态效果和炫彩的视觉效果。常用的控制方式包括脉冲宽度调制(PWM)和多路扫描技术。
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PCB设计
RGB点阵屏
PYL4869
更新2023-07-28
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一、前言

起因是在Instructables网站上注意到一个有趣、炫酷和神秘感十足的Matrix Computer Side Panel项目,使用黑客帝国中著名的“下雨代码”动画作为了电脑机箱作为侧板。其炫酷效果真的是太帅了,正好可以乘FastBond二季之风去尝试完成这个小制作。Instructables是一个面向DIY(do-it-yourself)爱好者的社区平台,提供了大量的用户自制教程和各种创意灵感

Matrix Computer Side Panel项目使用的是ESP8266和WS2812 RGB LED灯带(NeoPixel),因为手上没有ESP8266和用于切割板材制作电脑机箱侧板的激光切割机,并且为了FastBond第二季活动不翻车并且所以本次FastBond打算制作一个简单的4X4 RGB点阵屏配合十二指神探去实现效果,后期计划使用PCB钢网作为电脑机箱侧板实现黑客帝国炫酷的“下雨代码”动画效果。

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二、设计框图及原理介绍

项目介绍:4X4 RGB点阵屏,由于RGB的高亮度及其颜色一致性,可用于各种装饰应用,简单的图案显示,色数显示,并且由于点阵屏本身的级联性质,它们可用于构建更大的屏幕和显示器。

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功能介绍:

  1. 彩色显示:每个LED都可以显示不同的颜色,通过调节红、绿、蓝三种颜色的亮度,可以呈现出丰富多彩的图像和动画。

  2. 文字和图像显示:通过控制每个LED的亮度和颜色,可以在屏幕上显示文本、数字或简单的图像。

  3. 动态效果:RGB点阵屏可以通过控制每个LED的亮度变化实现动态效果,例如流水灯、闪烁、呼吸灯等,增加了显示的吸引力和趣味性。

  4. 独立控制:每个LED都可以独立地控制,可以实现像素级别的精确控制,从而实现更丰富的图像和动画效果。

使用:Scheme-it工具设计原理图和流程图:https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/8167ccb50fce4d5ea9c654f1de7d6e84

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三、原理图及芯片介绍

MCP1826介绍:

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MCP1826是一款稳压器芯片,由Microchip Technology(美国微芯科技)公司生产和销售。该芯片可以用于电源管理应用,提供可靠的稳定电压输出。

MCP1826采用了高效的线性稳压器设计,具有较低的输出纹波和低功耗特性。它可以在输入电压范围广泛的条件下提供稳定的输出电压,同时具备过载和过热保护功能,以确保系统的安全运行。

MCP1826常见的应用包括移动设备、工业自动化、通信设备、医疗仪器等领域。它适用于提供稳定的电源给各种电路和组件,如微处理器、存储器、传感器等。

此外,MCP1826还具有一些额外的特性,例如较低的静态电流、快速瞬态响应、可调节输出电压等,以满足不同应用的需求。该芯片遵循工业标准封装和引脚排,方便在现有设计中进行替换和集成。

MCP1826是一款高性能的稳压器芯片,具有稳定可靠的电源输出和多种保护特性。它在电源管理领域具有广泛的应用,并为各种电子系统提供稳定的电压支持。

芯片特性:

•1000毫安输出电流能力

•输入工作电压范围:2.3V ~ 6.0V

•可调输出电压范围:0.8V至5.0V

•标准固定输出电压: - 0.8v、1.2v、1.8v、2.5v、3.0v、3.3v、5.0v

•固定延迟电源良好输出

•短路电流限制和超温保护

WS2812介绍:

WS2812是一款数字可控RGB LED芯片,具有内置控制电路,可以通过单个引脚进行通讯和控制。WS2812芯片是由三种颜色的LED(红、绿、蓝)和一个控制IC组成,通过串行通信的方式控制LED的颜色和亮度,可以实现丰富的彩色效果和动画效果。WS2812芯片具有以下特点:

  1. 高集成度:WS2812芯片芯片包含了RGB LED和控制电路,可以通过单个引脚进行控制,大大简化了电路设计和布线。

  2. 简单控制:WS2812芯片的控制信号采用串行通信方式传输,控制器只需发送适当的数据就可以实现控制效果,控制方法简单。

  3. 可编程性:WS2812芯片可以在控制器的控制下实现不同的颜色和亮度,可以灵活的调整LED的显示效果。

  4. 大功率LED驱动能力:WS2812芯片集成了恰当的功率电路,可以直接驱动高功率的LED。

  5. 可量产性:WS2812芯片体积小、功耗低、控制简单,因此非常适合量产。

WS2812芯片是在LED灯条、LED屏幕和其他LED照明领域中广泛应用,适用于各种装饰和广告照明等场合。由于WS2812的特点和优势,越来越多的工程师选择WS2812来实现LED的控制和驱动。

原理图设计:

稳压电路设计:通过MCP1826对供电进行稳压,以免破坏WS2812。在电源引脚附近放置10 μ f的旁路电容,放置尽可能靠近设备,以减少噪声或高电压引起的耦合误差阻抗电源。

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MCP1826需要注意设置其输出电压需要通过设置R19 R18 R17的阻值来确定。具体可以参考MCP1826的数据手册

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 WS2812电路设计:16个WS2812采用串联方式进行级联,1个IO口就控制,减少资源占用。

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四、参考资料

4X4 RGB CLICK

五:心得体会

希望可以多出此类活动

 

物料清单
附件下载
Project_5.rar
Kicad工程
WS2812技术手册.pdf
WS2812数据手册
KCUK.pdf
使用Scheme-it绘制的原理图
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