Бегущая строка из светодиодной ленты своими руками. Инструкция по сборке бегущей строки или как собрать бегущую сроку самому

Сборка бегущей строки на базе светодиодной матрицы и Arduino – это несложная задача, которую можно выполнить даже в домашних условиях. Чтобы заставить буквы перемещаться на светодиодном табло не нужно быть программистом и владеть углублёнными знаниями электроники. В данной статье разберем, как собрать бегущую строку из готовых светодиодных матриц и Arduino Nano.

Что потребуется?

Для реализации идеи потребуется совсем немного деталей:

два светодиодных модуля, состоящих из четырёх матриц 8 на 8 пикселей;
держатель для батарейки типоразмера «Крона»;
батарейка на 9 вольт (CR-9V, ER-9V или их аналоги);
двухконтактный переключатель;
соединительные провода;
плата Arduino Nano;
термоклей.

Схема

На печатной плате используемого светодиодного модуля расположено 4 матрицы размером 8 на 8 пикселей. Каждое светодиодное табло управляется интегральной микросхемой (ИМС) MAX7219. Данная ИМС представляет собой контроллер управления led-дисплеями, матрицами с общим катодом и дискретными светодиодами в количестве до 64 шт.

Для более комфортного восприятия информации, выводимой на светодиодное табло, рекомендуется устанавливать несколько модулей. Для этого их объединяют в последовательно включенные группы, то есть выход первого модуля (out) подключают к входу второго модуля (in). Данная сборка состоит из двух модулей (16 матриц), длины которых вполне хватит для удобного прочтения целых предложений.

Сборка

Матричный модуль может иметь штырьковое соединение или контакты на плате в виде печатных проводников. От этого зависит способ их соединения. В первом случае для получения надежного электрического контакта задействуют жгут из проводков с коннекторами, а во втором придётся установить и запаять перемычки.

Но сначала необходимо объединить оба модуля в единое целое с помощью термоклея. Термопластичный клей не проводит электрический ток, а значит, его можно смело наносить на печатную плату. Клей наносят с торцов обеих плат, прижимают и оставляют на несколько минут. После затвердевания выходные контакты первого блока подключают к входным контактам второго блока по схеме:

VCC – VCC
GND – GND
D IN – D OUT
CS – CS
CLK – CLK

С обратной стороны печатной платы с помощью термоклея прикрепляют Arduino Nano, отсек для батарейки и выключатель. Детали располагают таким образом, чтобы можно было удобно ими пользоваться.
На следующем этапе производят подключение Arduino со светодиодным модулем, подсоединяя провода на вход первой матрицы. В зависимости от варианта исполнения модуля, операцию выполняют через разъёмное соединение или путем пайки по приведенной схеме:

VCC – 5V
GND – GND
D IN – PIN 11
CS – PIN 10
CLK – PIN 13.

На заключительной стадии сборки необходимо подключить питание от батарейки. Для этого минусовой контакт (черный провод) из отсека для кроны подключается на вывод GND Arduino. Плюсовой контакт (красный провод) соединяют с выключателем, а затем с выводом №30 Arduino, предназначенный для подачи питающего напряжения от нерегулируемого источника. В тестовом режиме сделанная своими руками бегущая строка может быть запитана через микро USB от компьютера.
Убедившись в надежности креплений и качестве электрических соединений, приступают к сборке корпуса. Его можно сделать из алюминиевого или пластикового профиля, так как элементы схемы не греются. Цвет, размеры, степень защиты и крепление корпуса зависят от будущего назначения устройства. В простейшем случае подойдёт защитный экран из строительного пластикового углового профиля с вырезом под выключатель.

Программирование бегущей строки

Бегущая строка из Arduino и светодиодных модулей под управлением MAX7219 практически готова. Настало время перейти к заключающей, программной части. На компьютере должно быть установлено программное обеспечение (ПО) для используемого Arduino и драйвер к нему. Далее необходимо скачать две библиотеки и скетч (специальную программу, которая будет загружаться и выполняться процессором Arduino). Установку библиотек производят при закрытом Arduino IDE в папку «Documents – Arduino – Libraries». Затем скачивают и запускают скетч и проверяют наличие библиотек и корректность других данных.

Настройка скетча:

«number of horizontal displays» указывают количество строк, в нашем случае 1;
«number of vertical displays» указывают количество матриц, в нашем случае 8;
«string tape» указывают надпись, выводимую на дисплей;
«int wait» задают скорость вывода в миллисекундах.

После проверки введенных данных остаётся щелкнуть мышкой на кнопку «загрузить». Затем отключиться от ПЭВМ, вставить батарейку и произвести запуск устройства.

В заключение хочется добавить, что бегущая строка своими руками собирается довольно быстро даже без навыков работы с Arduino. Поэтому бояться этой замысловатой платы не стоит. Также стоит отметить, что сделать бегущую строку можно длиннее, увеличив количество светодиодных матриц.

Читайте так же

Светодиодная бегущая строка представляет собой группу устройств для рекламы. Это круглосуточная возможность оповестить прохожих и наблюдателей о каком-то продукте, который необходимо разрекламировать. Щиты и вывески могут быть оснащены прожекторами для подсветки в темное время суток, но эти средства не привлекают много внимания, как это делает светодиодный модуль с бегущим текстом.

Как работает и где применяется

Такое табло может использоваться не только в рекламе, например, его сегодня применяют в банках, на вокзалах с целью подачи информации определенного рода (об услугах, расписании поездов и прочее). Некоторые кафе тоже задействуют эти средства. Но основное направление – реклама. Главное условие повышения эффективности подобных средств заключается в выборе места их расположения. Это должен быть людный участок, иначе результат просмотров будет невысоким.

На табло с некоторой периодичностью пробегает заданный текст. Можно определить количество символов, самостоятельно задать цикличность и скорость повторов текста. На рынке представлены модели с максимальной загрузкой – до 60 000 символов.

В таких устройствах есть даже возможность создания спецэффектов. Внешне блок с бегущей строкой выглядит весьма скромно: прямоугольное табло любых габаритов, являющееся площадкой для организации цветопередачи текста, высота которого может разниться (60, 120, 352, 704 мм).

Изменения производятся посредством USB-кабеля или через интернет, работать при этом можно на компьютере, подключенном к модулю с бегущей строкой физически посредством кабеля связи или удаленно через Wi-Fi. Основа конструкции – светодиодные источники света. В комплектацию входит непосредственно само табло, кабель связи, программное обеспечение, а также преобразователь интерфейсов.

Основные приемущества продукции

Основные преимущества: быстрая загрузка и обновление разных объемов текста, яркое свечение, позволяющее рассмотреть символы на расстоянии до 200 м от модуля, компактные габариты, высокая эффективность. Реклама или информационный текст в таком исполнении намного быстрее привлечет внимание, чем простой щит или вывеска.

Разновидности табло

Классификация осуществляется в первую очередь по целевому назначению:

исполнения для эксплуатации на улице;
для установки в помещении;
вариант, созданный для подключения в автотранспорте.

Модели внутреннего монтажа характеризуются отсутствием средств защиты от перепадов температур, влаги и загрязнений. Корпус может быть выполнен из пластика или алюминия. Первый вариант встречается намного реже.

Строка для слабовидящих

Такие устройства отличаются менее высокой яркостью свечения текста ввиду отличных условий эксплуатации (посетители торгового центра, банка или кафе должны воспринимать символы без дискомфорта). Но уровень яркости должен позволять увидеть модуль табло издалека. Исполнение внутреннего монтажа имеет меньший вес, а, кроме того, не столь сильно нагревается.

Монохронные или одноцветные

Для улиц изготавливаются тяжелые короба. Основной материал корпуса – алюминий. Степень защиты подобных устройств намного выше, так как эксплуатация предполагается в довольно сложных условиях (пыль, осадки, ветер). Важен также фактор присутствия антивандальной защиты, что позволит продлить срок службы устройства.

Можно встретить исполнения, оснащенные пластиковой оболочкой и даже козырьком. Диапазон рабочих температур подобных устройств: от -40 до +55 градусов. Во избежание перегрева табло оснащается вентиляцией.

По цветовому исполнению также различают несколько видов подобных модулей: одноцветные, многоцветные. Последние из названных табло подразделяются на два типа: двуцветные стандарта RGи полицветные (RGB). Монохромные модули предлагаются по более доступной стоимости, чем другие виды устройств. Цвет символов в данном исполнении – красный. Невысокая цена объясняется еще и тем, что эти табло характеризуются ограниченными возможностями (отсутствуют спецэффекты).

Более функциональны – двуцветные устройства. В них используются три цвета (красный, зеленый, желтый), в результате смешения первых двух можно получить желтый. В многоцветных исполнениях дополнительно присутствуют синие, белые, оранжевые источники света. Такие приборы позволяют выводить картинки, флеш-анимацию.

Обзор параметров для выбора

Модули для табло с бегущей строкой в среднем используются 5 лет. Но, несмотря на довольно длительный срок службы, необходимо изначально правильно подходить к вопросу выбора. Основные критерии:

габариты устройства, что позволит расположить его на предварительно выделенном участке;
цвет светодиодов;
дополнительные возможности (датчики освещенности, уровня влажности и температуры);
способ, который используется для установки текста.

Модули для табло с бегущей строкой подбираются, исходя из габаритов, не только по причине их соответствия выделенному участку. Вариативность размеров позволяет использовать текст разной высоты.

Если необходимо получить крупногабаритное устройство, то в его конструкции предполагается использование нескольких модулей. Стандартный размер одного элементы: 32х16 см (соответственно, длина и ширина).

Экран выполнен в черном цвете, а цвет текста определяется типом используемых светодиодов. В отличие от упрощенных одноцветных исполнений полноцветные устройства представляют собой рекламный объект, характеризующийся более широкими возможностями. Например, табло многоцветного типа позволяет управлять оттенком символов: можно выделять отдельные слова другим цветом, а это, в свою очередь, повышает эффективность рекламы.

Разнообразные датчики дают возможность выводить на табло температуру воздуха, уровень влажности и прочее. В результате проходящие мимо люди чаще обращают внимание на модули с бегущей строкой. Кроме USB управлять текстом предлагается посредством LAN-кабеля, технологии Wi-Fi, то есть при помощи интернета, что иногда значительно удобнее, например, если нет возможности подключиться напрямую.

Правило размещения

Модули с рекламой предпочтительно устанавливать в непосредственной близости к магазинам, чтобы потенциальные посетители смогли быстро найти рекламируемое место. Монтаж на улице потребует согласования с местными органами власти.

Проще расположить табло с бегущей строкой внутри магазина – в витрине. Нецелесообразно устанавливать такие устройства заметно выше уровня глаз, так как это сделает рекламу незаметной для проходящих мимо людей.

Правильное размещение

Иногда возникают спорные вопросы, касаемо законных оснований монтажа таких табло. Однако если в нем отсутствует рекламная информация, то проблем с установкой не возникнет. В этом случае допускается использовать только собственный логотип, контактные данные. За несанкционированную установку «бегущей» рекламы вполне могут наложить штраф.

Подключение и настройка

Модули в составе табло с бегущей строкой имеют свои особенности при подключении. Важно, чтобы блоки питания располагались в верхней части устройств. Последовательное подключение элементов не рекомендуется выполнять из-за риска перегрева ввиду повышенного значения силы тока. К одному блоку питания допустимо подсоединять не более 6 модулей.

Все элементы промаркированы стрелками, что позволяет безошибочно выполнять подключение. Важным нюансом является установка шлейфов: при этом следует производить проверку полярности. К сети 220 В подключение выполняется при помощи трехконтактного кабеля с заземлением.

Настройка табло выполняется с разной степенью сложности. Все определяется типом программного обеспечения. Для работы используется программа с настройками, с помощью которой информация заносится в память табло. Перед началом работы на компьютер устанавливается программное обеспечение, которое входит в комплектацию. После этого можно будет увидеть в окне все основные параметры, от которых зависит внешний вид «бегущего текста».

Все изменения в настройках программного обеспечения можно производить удаленно. Таким образом, уличная реклама сегодня вполне может быть динамичной. Для этого используются особого вида табло на базе светодиодов. В зависимости от модели стоимость будет разной.

На цену влияют следующие факторы: габариты устройства, разрешение экрана, цветопередача, высота текста, количество отображаемых одновременно символов, а также вместительность памяти, что позволяет внести определенный объем текста. На все эти параметры следует обращать внимание. Кроме того, нужно учесть и способ введения данных в память устройства. Это может быть USB или LAN-кабель.

Светодиодное табло способно украсить дизайн и сделать рекламу динамичной и краткой. Вывеска магазина или офиса привлечет взгляды потенциальных посетителей и даст информацию о скидках, акциях и др.

В этом видеоуроке показано, как сделать такую рекламу. Получится реальная бегущая строка, которая применяется на наружной коммерческой рекламе. Базироваться она будет на 2 матричных модулях. Также Arduino nano, держатель кроны, батарейка и переключатель. Купить все запчасти можно в этом китайском магазине.

Что нужно сделать

Соединим два светодиодных модуля термоклеем. Сзади прикрепим оставшиеся элементы. Arduino прикрепим так, чтобы можно было программировать не отрывая. Сверху приладим кнопку.

Спаяем два модуля через перемычки. А также припаяем Arduino на вход и кнопку. Изготовим крышку из уголочка своими руками.

Электронная часть

Как залить скетч на ардуино:
www.arduino.cc/en/Main/Software.
драйвер https://goo.gl/24cFBZ.
скетч https://goo.gl/hxfJnu
библиотека https://goo.gl/4GnOLq
библиотека https://goo.gl/8XaOzI

Необходимо скачать и установить две библиотеки. А можно изменить количество матриц, которые использованы. В данном случае 8 матриц, в каждой из них по 8×8 светодиодов (64 штуки). Они будут размещены, чтобы выстраивались построчно.

Полученное изделие пока не выдает строку на русском языке, но в интернете найдете советы, как настроить кириллицу.

Собрать бегущую строку на светодиодах промышленного образца, без навыков программирования микроконтроллеров и знания протоколов обмена данными, практически нереально. Ниже представлена простая схема небольшого табло на светодиодах. Если вы не боитесь трудностей и не хотите переплачивать за готовое изделие, можно закупить базовые модули, из которых будет собрано изделие.

Но я хотел бы рассказать о нестандартном решении задачи с минимальными финансовыми вложениями – как сделать бегущую строку из светодиодов с использованием в качестве контроллера Arduino.

Принципиальная схема бегущей строки на светодиодах

Контроллер взаимодействует через специальный интерфейс с внешними устройствами ввода. Это может быть обычная клавиатура, компьютер, смартфон. На основании полученных данных формируется полная цифровая матрица изображения, которая впоследствии выводится на плату с индикаторами.

Самостоятельную сборку бегущей строки можно выполнить на модуле управления на основе Arduino и несколько светодиодных блоков на контроллере

Модуль состоит и контроллера, и блока светодиодов 8х8 элементов. Такой размер элемента минимальный для вывода символов. Дело в том, что все матричные принтеры формировали изображение на печать именно на основе такого формата.

Контроллер max7219

Контроллер max7219 представляет собой блок интерфейса обмена информацией и памяти на 64 ячейки для управления светодиодами. В памяти все данные хранится в виде двухмерного массива.

Передача информации осуществляется через SPI интерфейс. SPI — трехпроводной интерфейс для двусторонней передачи данных между устройствами. Более подробно о принципе работы этого интерфейса можно прочитать .

Для взаимодействия контроллера с платой ардуино используется лишь три канала: DIN, CS, CLK.

К стандартным разъёмам платы контроллера можно подключить до четырёх таких led модулей, создав табло 8 х 32 точки. Для увеличения количества подключаемых сегментов можно собрать простейший мультиплексор, который будет переключать управляющие сигналы на нужный модуль. Таким образом возможно выводить информацию на десятки матриц. На этом принципе построена работа всех ЖК-дисплеев.

Для облегчения передачи потока данных в ардуино есть специальная библиотека LedControlMS.

Это видео примера работы библиотеки со светодиодным дисплеем:

Более подробно об управлении матрицей при помощи микроконтроллера можно прочитать по ссылке .

Интерфейс ввода информации для последующего вывода на светодиодную матрицу

Для того что бы менять выводимый текст на своё усмотрение потребуется устройство ввода информации.

Способы передачи информации на контроллер Arduino:

через клавиатуру с PS2 интерфейсом;
через программную клавиатуру;
через смартфон.

Вариантов обмена данными с платой контроллера, помимо стандартного подключения к компьютеру через ICP протокол, существует много.

В оболочку Аrduino IDE встроена библиотека для работы с PS2 клавиатурой. Можно использовать программные модули для работы со стандартной восьмикнопочной клавиатурой Аrduino. Организация ввода построена по принципу мобильных телефонов, когда на одной кнопке «подвешено» несколько символов. Подключив к плате Аrduino блютуз модуль возможно передавать тестовую информацию через смартфон.

Когда вы разберётесь с организаций бегущей строки на стандартных модулях Arduino, можно будет переходить к следующему этапу.