Как сделать табло своими руками
Табло предназначено для вывода(визуализации) информации о счете игры, номера периода, оставшегося времени игры, времени одного штрафного удаления для каждой из команд.
Все устройство состоит из Табло, пульта управления и радио пульта.(изначально делалось для того, что бы им мог управлять судья с поля).
Характеристики
- Напряжение питания ~220В
- Потребляемая мощность не более 350Вт
- Дальность с которой информация читаема до 50 м
- Размеры индикаторов счета 30х15см
- Размеры индикаторов периода и времени игры 20х10см
- Размеры индикаторов штрафного времени 10х5см
- Размеры табло ВхШхГ 80х122х11 см
- Дальность действия радио пульта 20 м
- Масса не более 10 кг
УСТРОЙСТВО
См структурную схему:
Железо состоит из:
- Платы контроллера Atmega8515, к которой подключаются пульты управления
- 9и плат семи сегментных индикаторов (74нс595, uln2003)
- 2х плат индикаторов штрафного времени (строенная плата для цифры)
- 1й платы вывода дополнительной информации (точки, сирена)
- 4 семи сегментных индикатора размером 30х15см
- 5 семи сегментных индикатора размером 20х10см
- 6 семи сегментных индикатора размером 10х5см
- Индикаторы изготовлены из LED ленты 5050 IP65
- Блока питания
Принцип работы
см принципиальную схему
После подачи питания микропроцессор запускает программу, считывает показания DIPключа код которого соответствует определенному времени периода игры и устанавливает исходные данные для программы
Алгоритм программы условно разбит на две части :
- Изменения результатов игры отображаемых на табло.
- Отсчет времени игры(и Таймера(ов) обратного отсчета).
При второй работает таймер обратного счета времени игры, таймер обратного счета времени штрафного удаления(если активен),а кнопки пульта управления не активны( кроме старт/стоп)
Как это работает расписано во множестве статей, достаточно набрать 74нс595.
Данный код подаем на сборку транзисторов дарлингтона ULN2003 (усилитель сигнала), которая, в соответствии с кодом (5В) формирует напряжения питания для сегментов световых индикаторов(12В).
Вывод световой информации на табло осуществляется 15ю 7ми-сегментными индикаторами с общим анодом. Индикация статическая(обнавляется 4 раза в секунду), для меня она проще и дает большую яркость по сравнению с динамической.
Для задания нужного логического уровня 1 на входах МК и пине RESET установлены подтягивающие резисторы по 10Ком
Для борьбы с помехами в шине SPI установлена RC связка в линии SCK в моем случае этого оказалось достаточно.
Для устранения помех по питанию на входе каждой платы установлены конденсаторы электролитические и керамика(на схеме не показаны)можно оставить только керамику
Для работы табло необходимо два напряжения DC 5v и DC 12v. Использован блок питания от компьютера мощностью 350Вт.
Используемые радиоэлементы в схеме
- Микроконтроллер Atmega 8515
- DIP переключатель на 3 pin 1 шт
- Конденсатор 470 мкФ х 25В-1 в цепи питания МК
- Резисторы 10Ком – 11 шт
- Резистор 2.2Ком (для борьбы с помехами в линии передачи данных)
- Конденсатор 220пФ (для борьбы с помехами в линии передачи данных) Светодиоды 2 любых аналогичных АЛ307 (можно не использовать, так как это для того, что б убедиться что программа MK работает)
- Резисторы 510 Ом 2 шт (для ограничения тока светодиодов)
- Сдвиговые регистры 74НС595 – 15шт
- Сборка транзисторов дарлингтона ULN2003- 16 шт
- Конденсатор 10нФ (0,1-0,47мкф)– 17 шт (между + и – питания 74НС595( на схеме не показаны))
- Конденсатор 220 мкФ х 25В- 32шт (можно не ставить)
- Кнопки миниатюрные с колпачками- 11 шт
Описание ПО и прошивки
Программа написана и залита в процессор при помощи CodeVisionAVR. Все подробные пояснения даны в тексте программы. Прошивал MK через LPT порт на простой макетной плате .
Для проверки работы прошивки используется светодиод PROG RUN. При каждом старте\сбросе и после прошивки вы должны видеть троекратное мигание. Принципиальная схема и печатные платы разработаны на базе программы PROTEUS и ей же проверены.
Печатные платы изготавливал по методу фоторезист
Для травления использовал перекись водорода и лимонную кислоту. Для защиты он воздействия влаги и окисления после монтажа и проверки все платы обработаны лаком для печатных плат PLASTIC70. Если все собрано правильно, то настройка не потребуется. Возможные проблемы - брак пайки.
Печатная плата
Печатные платы (4 типа) разработаны на базе программы PROTEUS делал не стесняясь в размерах
Платы во вложениях
СТОИМОСТЬ
Итоговая стоимость деталей и материалов 11000р (цены дальневосточные)
СБОРКА
Корпус табло собран из двух Профилей направляющих ПН-6 100*40*0,5, 3м.
На обратной стороне расположена электронная часть
В табло вмонтирован обогрев внутреннего пространства т.к. судя по всему при температуре за глубокий минус возможны проблемы. Обогрев на греющем кабеле с простым термореле.
Вот такое табло получилось в конечном итоге
РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
Все устройство состоит из Табло, пульта управления и радио пульта.(изначально делалось для того что б им мог управлять судья с поля).
Для полного управления используется проводной кнопочный пульт.
В пульт встроен ДИП ключ на 3 для ввода времени игры (периода) (1,5,10,15,20,30,45,90 минут).
Кнопки СТАРТ\СТОП для запуска таймера игры,
Кнопки прибавления счета +1, корректировки(убавления)счета -1,
запуск таймера времени штрафа (2 мин )ШТРАФ для хозяев и гостей раздельно.
Кнопка изменения номера периода ПЕРИОД
и кнопка СБРОС для сброса в исходное положение всей информации.
Так же для уменьшения ошибок кнопки штрафов и коррекции счета заблокированы от непроизвольного нажатия кнопкой БЛОК.(для изменения надо нажать блок+нужную кнопку)
При работе таймера активны только кнопки СТАРТ \СТОП. Остальные работают только, когда таймер остановлен.
Для удобства встроен пульт радио управления, который позволяет запустить и остановить таймер игры(Т), Увеличить счет гостей(Г) или хозяев(Х), а так же изменить номер периода(П).
Перед включением табло необходимо подключить проводной пульт. После включения на табло отразиться первоначальная информация.
ДИП ключом в соответствии с таблицей выставляем нужное время игры.
Нажимаем одновременно кнопки БЛОК+СБРОС
На табло видим исходную информацию: Счет 0:0,Номер периода 1, время игры выставленное DIP ключом, таймеры штрафа не горят.
На любом из пультов нажимаем кнопку СТАРТ\СТОП(Т) (о том что таймер начал отсчет говорит индикатор таймера(верхняя точка между индикаторами минут и секунд.) Время игры идет на убыль.
При необходимости, таймер останавливается \ запускается снова кнопкой СТАРТ\СТОП(Т).
Когда таймер остановлен (не горит индикатор таймера (верхняя точка между индикаторами минут и секунд.))можно :
Добавить очко в пользу хозяев желтой кнопкой +1 на проводном пульте или кнопкой (Х)радиопульта. Этой командой, при наличии штрафного времени гостей, оно обнуляется.
Добавить очко в пользу гостей синей кнопкой +1 на проводном пульте или кнопкой (Г)радиопульта. Этой командой, при наличии штрафного времени хозяев, оно обнуляется.
Установить время штрафа 2:00 для хозяев одновременным нажатием кнопок БЛОК+желтой кнопки штраф. На табло появится таймер штрафа хозяев.
Установить время штрафа 2:00 для гостей одновременным нажатием кнопок БЛОК+желтой кнопки штраф. На табло появится таймер штрафа гостей.
Скорректировать(уменьшить) очки хозяев\гостей одновременным нажатием кнопок БЛОК+желтой(синей) кнопки -1.
По окончании игрового времени периода звучит звуковой сигнал(если опция вмонтирована) и индикатор номера периода начинает мигать,а табло уходит в режим СТОП самостоятельно.
По окончании штрафного времени индикатор времени штрафа гаснет.
Установить номер периода можно одновременным нажатием кнопок БЛОК+ПЕРИОД .
Для сброса табло в исходное состояние производиться одновременным нажатием кнопок БЛОК+СБРОС .
После (на основе ) этого табло не сложно собрать любое цифровое табло (курсы валют, стоимость топлива, табло для других видов спорта). Это просто вопрос желания.
Всем спасибо!
P.S. Для тех кому может быть интересно(полезно) опишу весь путь, так как он С НУЛЯ. Кому нет- пропустите все что написано дальше.
Однажды, гуляя мимо хоккейной коробки в соседнем дворе, где играла детвора, подумал, что на хоккейной коробке должно быть табло, что бы случайно проходящий мимо, мог быстро войти в понимание того, сколько уже он пропустил, какой счет в настоящий момент и кому нужны болельщики. Тем более что ГОРОДСКОЙ турнир! Но кто ж им его (табло)даст?!
Я решил что табло, которое я сделаю, будет бюджетным(социальным)).
Начал как всегда с конца. Купил, как мне казалось, подходящие запчасти такие как счетчики, дешифраторы двоичного кода, транзисторы. Табло должно показывать СЧЕТ ИГРЫ, НОМЕР ПЕРИОДА , ТАЙМЕР ОБРАТНОГО СЧЕТА ВРЕМЕНИ ИГРЫ. Хотел сделать из простых элементов (генераторов ВИ, счетчиков и дешифраторов) собрать схему подсчета очков. На какой-нибудь часовой микросхеме собрать таймеры. И дальше сделать цифры как 7 сегментном индикаторе . Понял, что не схема, а гора получается(да и не получается вовсе).
Пришла идея реализовать их(таймеры и управление табло) на микроконтроллере (МК) (в наличии была atmega8515) .
Сразу оговорюсь, что понятия не имел о том, что такое микроконтроллеры и с чем их едят.
Посмотрел кучу видео, но твердого понимания, как мне с 40(-2) ног контроллера снять столько данных одновременно не получил. (разбить порты, выводить импульсами на счетчики и другая шляпа, только вводила в ступор и я спросил у форумчан помощи и совета). Опыт, как и половое бессилие, говорят, приходит с годами. На мое счастье, почти сразу, получил мудрый совет, как построить электронную часть табло, а так же что не стоит покупать детали у ПЕРЕПРОДАВЦОВ.
Оба совета были в точку.
Табло можно построить на МК, а вывод информации проводить через SPI на сдвиговые регистры, с которых уже через ULN2003 на индикаторы.
Электронная часть теперь проста и понятна. Но встал вопрос о том, а как же мне программу писать. Писать то для контроллеров я и не пытался никогда. Стал читать. Чем больше читал и пробовал что-то написать, тем меньше верил в то, что это по силам. Бейсик из детства, почему-то, не помог).
И снова я закинул вопрос в бездну форумов, и снова ДОБРЫЕ люди (Paul74) согласились вытащить меня на путь верный. Для меня написали программу скелет. Где уже был таймер , счет и опрос кнопок.
Я добавил таймеры штрафного времени, добавил коррекцию счета, построил нужный мне порядок вывода информации и когда в Протеусе оно заработало я просто был в восторге!
В восторге, но не долго.
Процессор я залил с бука через LPT порт.
Следующий шаг железо. Это было проще для ума, но долго по времени. Нарисовал единую плату, на что мне сказали, что лучше не делать все в одном, а делать для каждой цифры отдельно. Я согласился и переделал. Работал методом фоторезиста. Всего у меня получилось плата контроллера, плата пульта, 15 плат для цифр. Итого 17. Начал травить и паять. Все шло медленно из-за лимита свободного времени.
После сборки пульта, платы MK и двух регистров решил попробовать, что ж получилось. А получилось НИЧЕГО!
Ошибка была в использовании ПИНов портов под SPI, а точнее одного. Аппаратный модуль SPI работает только со своим SS (portB.4) и если он определен как вход, то модуль SPI завешивает весь МК. Хотя протеус работает без проблем. После небольшой переделки все заработало(сам бы никогда б не нашел). Я увидел первых две цифры)! Но вместе с этим я понял, что очень много проводов. Если при двух платах их порядком, то что будет на 15. Так как макет уже был я решил потерять пару дней и штрафные таймеры сделать не по сегментам, а единой платой на таймер. Как показало время, это себя оправдало.
После того как я получил таймер я захотел увидеть и проверить все табло целиком, до того как повезу начинку к корпусу.
Собрал и тут появилась новая проблема ПОМЕХИ. Цифры моргали и глючили. Почитал, понял что я такой не первый. Проблема решилась достаточно быстро. Резистор и конденсатор вылечили. Так же был глюк с радио пультом, но тоже вылечилось керамикой.
Зная что табло должно работать при большом перепаде температур окружающего воздуха встал вопрос о защите от влаги(конденсате) и как следствие коррозии. Пытался освоить нанесение паяльной маски , но безуспешно. Не получалось добиться качественного смыва с точек пайки. Хотя убил много времени. От этой затеи я отказался. Проблема решилась лаком PLASTIC70. Быстро, просто, надежно.
С изготовлением корпуса проблем не было, кроме цен. Цены конечно на материалы запредельные.
После этого табло не сложно собрать любое цифровое табло (курсы валют, стоимость топлива, табло для других видов спорта). Это просто вопрос желания.
А вот еще пример светового табло, только совмещенного со светодиодным табло валют (см фото). Подсветка выполнена светодиодами.
Некоторые важные комментарии. Важно – чтобы себестоимость изделия получилась не очень высокой, необходимо четко знать какие материалы и для каких целей больше подходят. В общем нужен технолог. Делать типовые серийные изделия в небольшой мастерской — не выгодно, слишкои низкие цены. Зато при ручной работе есть огромный простор для персонального дизайна, лучший внешний вид изделий чем массовых и возможность быстро изменять размеры. Скорость сборки гораздо ниже, чем изделий в готовых корпусах и требуется довольно точное оборудование для резки профиля. Применение светодиодной подсветки снижает в разы энергопотребление и позволяет делать изделие не обслуживаемым, замена ламп не потребуется лет восемь-десять.
Попросили разработать и сделать электронное табло. Небольшой отчёт по тому, что у меня получилось в данном видео.
Электронное табло имеет два уровня яркости: максимальная и приглушённая. Максимальная яркость нужна в светлое время суток, с наступлением темноты электронное табло уменьшает яркость свечения, для того, чтобы не слепить людей, не тратить понапрасну электроэнергию, да и ресурс светодиодов увеличится. Переключается электронное табло по датчику освещенности, уровень переключения можно задать с пульта управления. Уровень освещённости запоминается и при включении электронное табло устанавливает ранее сохранённый уровень.
Все настройки электронного табло производятся с пульта ДУ на инфракрасных лучах.
Светодиодный дисплей для цифрового табло своими руками
Светодиодный дисплей в качестве цифрового информационного табло, который можно изготовить собственноручно. В предлагаемой статье рассматривается разработанный автором модуль такого дисплея, способный работать с различными источниками информации, получая от них данные для отображения по определенному интерфейсу.
Особенностями этой работы мастера-самодельщика являются:
Могут понадобиться
- Светодиодная матрица 8х8
- TM1637 7-сегментный светодиодный модуль-дисплей
- Термофен — уникальный инструмент плавления
- Графический OLED-дисплей 128х64
- Реле Контроля Температуры
Инструменты и материалы:
- Паяльная станция с наконечниками для пайки SMD компонентов;
- Электрическая дрель;
- Горячий клеевой пистолет;
- Сабельная пила и металлические пильные полотна;
- Плоскогубцы;
- Отвертка;
- Гаечные ключи;
- Мультиметр;
- Набор метчиков и плашек для нарезания резьбы;
- Зенкеры;
- Шуруповерт;
- Ножовка по металлу;
- Двухкомпонентный клей;
- Наждачная бумага;
- Напильник;
- Двухсторонний скотч;
Список деталей необходимых для изготовления светодиодного дисплея мастер, приводит отдельным файлом. Список обширный, и дабы ничего не напутать, будет выложен так же, как у мастера.
Важно при покупке таких компонентов, как электролитические конденсаторы, убедитесь, что их высота не превышает 12 мм. В противном случае они будут выше, чем матричный дисплей, и плата не будет прилегать должным образом.
Шаг первый: подготовка частей
Согласно чертежам, подготавливает детали для рамки. Чертежи можно скачать здесь.
Шаг второй: электронная часть
Что касается печатных плат, мастер настоятельно рекомендует заказать их в мастерской. Некоторые дорожки довольно тонкие, и ему потребовалось несколько попыток, чтобы получить работающий прототип. Схема светодиодного дисплея отлично работает, но плата слишком сложна для домашнего травления.
Шаг третий: матрица
Начинает мастер с матрицы. Одна полоса состоит из 8 модулей FC-16. Нужно спаять их вместе, чтобы сформировать одну линию. Можно использовать прилагаемые 90-контактные разъемы, согнув их под 180° с помощью плоскогубцев.
После пайки всех модулей нужно припаять один из трехполюсных ленточных кабелей к входу данных, а также два многожильных провода к входу питания.
Припаивает конденсатор 1000 мкФ на выходе (выходной сигнал) полоски к GND и VCC в качестве дополнительного буфера.
Шаг четвертый: кольцо
Припаивает 3-х контактный кабель к контактам светодиодного кольца.
Шаг пятый: DC/DC преобразователь
Подключает к преобразователю нагрузку. Подает на вход питание 12 В. Регулирует выходное напряжение на 5 В. После регулировки фиксирует винт потенциометра клеем.
Шаг шестой: материнская плата
Дальше мастер переходит к монтажу платы. Сначала мастер припаивает все компоненты SMD, включая резисторы на передней панели и светодиоды. Как правило, рекомендуется сначала спаять самые мелкие компоненты, так как это упростит пайку.
Припаивает резисторы и маленькие конденсаторы, а также фоторезистор и ИК-приемник.
Монтирует предохранитель, выпрямитель, конденсаторы большего размера. Перед монтажом преобразователя DC/DC, на верхней части платы, прокладывает под него кусочек изоленты во избежание замыкания.
Монтирует кнопки и разъемы.
Устанавливает светодиодные модули.
Шаг седьмой: программное обеспечение
Подключает порт ICSP к программатору AVR и запускает загрузчик Optiboot, включенный в аппаратную библиотеку mightyCore.
Вы можете найти все ссылки на программное обеспечение в файле
readme
Не двигайтесь дальше, пока этот шаг не будет завершен.
Теперь подключает последовательный порт и загружает код кодна плату. Распиновка последовательного разъема разработана таким образом, что его можно напрямую подключить к USB-модулю CP2102.
Устанавливает LOAD_EEPROM на 0 при первой загрузке. В противном случае он будет загружать случайные значения из памяти и, возможно, будет препятствовать правильному запуску. Обратите внимание, что в результате этого IP-адрес будет установлен на 192.168.178.100.
Если все сделано правильно, светодиоды на задней панели должны загореться.
Открывает последовательный монитор (115200 baud) и вводит команду system: reboot . Это сохранит все значения в памяти и перезапишет любые случайные значения. После этого снова загрузите код, установив LOAD_EEPROM на 1.
Затем можно изменить IP-адрес, используя последовательный монитор. Теперь дисплей должен работать.
Подключает подходящий источник питания, и высвечивается приветствие в строке дисплея. Также можно получить доступ к веб-странице, введя IP-адрес дисплея в веб-браузере. Убедившись, что все работает правильно, мастер продолжает работу.
Шаг восьмой: сборка
Начинает сборку рамки.
На металлический уголок наклеивает двусторонний скотч. Приклеивает акрил.
Согласно чертежам, размечает и сверлит отверстия.
Приклеивает 4 пластиковых L-профиля в углах рамы (они предназначены для крепления дисплея на стене) и устанавливает 3 винта с гайками и шайбами для монтажа печатной платы.
Читайте также: