Tutorial: Led ma trận bằng hình ảnh (completed)

[hai_abc]

Lợi nhuận là mục tiêu hàng đầu bạn ạ.

Đúng là lợi nhuận là mục tiêu hàng đầu!
Nhưng tùy vào loại Led và loại mạch để có thể thiết kế 1 lớp hoặc 2 lớp (Bác Hà sử dụng cả mạch Led 1 lớp và 2 lớp đó). Nếu cố thiết kế 1 lớp thì sẽ phải đi nhiều dây câu trên mạch -> ảnh hưởng đến độ ổn định của mạch -> bảo hành nhiều.
@nghaiha: Mình và bác hightech_uc đưa ra một số ý kiến như trên. Mong bác Hà có vài ý kiến đóng góp.

[bovita]

Kiến thức các bạn thật là rộng lớn. Xin cảm ơn các bạn.

[nghaiha]

Mình đoán là nó sử dụng để giúp atmega128 giao tiếp bộ nhớ ngoài: Ram và Rom -> không có thì không được.
Còn thực sự cụ thể như thế nào thì nhờ bác Hà giải thích thôi.

Vấn đề này khá cơ bản nên em nghĩ bác nào quan tâm đều có thể tự tìm hiểu được. Bác hai_abc đã nói đúng rồi, nó dùng để giao tiếp bộ nhớ ngoài.
Các bác mở sách 8051 phần giao tiếp bộ nhớ ngoài xem để giao tiếp thì 8051 phải có thêm các IC số nào và bao nhiêu cổng.
Còn GAL sẽ làm việc đó cho chúng ta, thực chất để ta tiết kiệm không gian mạch. Nếu các bác gặp khó khăn với nó thì có thể sử dụng các cổng logic thông thường.

[nghaiha]

Tutorial của bạn Hà rất hay. Nhưng cho mình hỏi, bạn làm toàn mạch in 2 lớp thế thì giá thành sản phẩm phải cao như thế nào. Trừ khi bạn tự sản xuất mạch in được, còn theo mình biết thì giá mạch in 2 lớp hiện nay rẻ nhất cũng phải 25.000VND/dm2. Như vậy, riêng tiền mạch in bạn làm cho bảng 25cmx250cm là khoảng 1.6tr -> liệu còn lãi cho bảng quang báo ko.
Còn 1 vấn đề nữa về bảng outdoor, bạn chỉ dùng 74HC595 mà quét bằng 74HC138 vậy dòng cấp cho led có đủ ko. Theo mình biết, nếu chỉ dùng 595 mà quét 8 thì dòng chỉ đạt được 4mA là cùng, ko đủ sáng dưới ánh mặt trời, và để đủ độ sáng thì cần thêm 1 con đệm dòng 2803, hoặc bạn thay 595 bằng con ghi dịch hút dòng tốt hơn.
PS: Bạn là thành viên vô cùng nhiệt tình, rất ủng hộ bạn.

Bên em đưa chất lượng lên hàng đầu. Thời gian bảo hành là 2 năm. Trong 2 năm đó mà chất lượng không đảm bảo, leo lên leo xuống bảo hành thì giá cao gấp đôi cũng lỗ.

Về độ sáng thì theo thiết kế của em:

- Mỗi led đều đưa vào một chân của 74595. Dòng qua led chính là dòng qua một chân của 74595. Do đó dù dòng qua led có là 30mA đi chăng nữa thì một chân của 74595 vẫn đảm bảo công suất.

- Như vậy phần hút dòng là okie, còn phần phun dòng, tại một thời điểm mỗi FET 4A cấp nguồn cho một hàng. Mà 1 hàng gồm 32 led (2 màu là 64 led). Như vậy dòng qua mỗi led dù có là 4A/64 = 62mA cũng không là vấn đề lớn.

- Mặt khác, trong thiết kế, phương pháp quét theo hàng. Tại mỗi hàng, led được thắp sáng với điện áp 5V trong thời gian rất ngắn rồi tắt đi. Nếu đúng công suất P=U*I. U định mức giả sử là 2V và I định mức giả sử là 15mA. Khi U = 5V thì I chỉ cần bằng 15/5*2 = 6mA. Quá nhỏ so với khả năng cấp dòng và hút dòng của phần công suất.

Do đó em đảm bảo cách thiết kế trên đảm bảo độ sáng cao nhất của led và em đã thấy nó sáng hơn rất nhiều so với các sản phẩm cùng loại.

[nghaiha]

@hightech_uc
Phần công suất có trên tất cả các module và được bố trí ở giữa module. Thiết kế như vậy không lo về việc cấp dòng.

Em đồng ý với bác là làm mạch in 1 mặt giá thành rẻ hơn (em cũng có một số thiết kế dùng loại mạch in 1 mặt), nói chung công lắp ráp cũng gần bằng giá mặt in 2 mặt. Bác thử tính xem đúng không? Một thợ lành nghề ráp được bao nhiêu module một ngày.

[nghaiha]

Tiếp tục mổ sẻ một thiết kế mạch in 1 mặt. Đây là một thiết kế cho sản phẩm led ma trận indoor mục đích hạ giá thành xuống thật thấp như bác hitech_uc đang đề cập

Dù thiết kế khoa học đến mấy thì công việc đấu dây, sửa lỗi và bảo hành sẽ chiếm phần lớn thời gian

[nghaiha]

Còn đây là một số hình ảnh cũng làm mạch in 1 mặt cho bảng semi-outdoor. Mục đích ban đầu cũng là giảm giá thành nhưng hiện giờ em không sản xuất nữa.

[longcongtu]

bác nghaiha cho em hỏi chút, khi mở rộng thêm hàng , giả sử có 32 hàng , thì bác quét hàng 1 và hàng 17 đồng thời à, tiếp tục đến hàng 2 va 18, 3 và 19.....??? bởi nếu quá nhiều hàng (128 chẳng hạn ) thì làm sao led đủ sáng do thời gian mỗi led sáng là quá ngắn

[hightech_uc]

Bên em đưa chất lượng lên hàng đầu. Thời gian bảo hành là 2 năm. Trong 2 năm đó mà chất lượng không đảm bảo, leo lên leo xuống bảo hành thì giá cao gấp đôi cũng lỗ.

Về độ sáng thì theo thiết kế của em:

- Mỗi led đều đưa vào một chân của 74595. Dòng qua led chính là dòng qua một chân của 74595. Do đó dù dòng qua led có là 30mA đi chăng nữa thì một chân của 74595 vẫn đảm bảo công suất.

- Như vậy phần hút dòng là okie, còn phần phun dòng, tại một thời điểm mỗi FET 4A cấp nguồn cho một hàng. Mà 1 hàng gồm 32 led (2 màu là 64 led). Như vậy dòng qua mỗi led dù có là 4A/64 = 62mA cũng không là vấn đề lớn.

- Mặt khác, trong thiết kế, phương pháp quét theo hàng. Tại mỗi hàng, led được thắp sáng với điện áp 5V trong thời gian rất ngắn rồi tắt đi. Nếu đúng công suất P=U*I. U định mức giả sử là 2V và I định mức giả sử là 15mA. Khi U = 5V thì I chỉ cần bằng 15/5*2 = 6mA. Quá nhỏ so với khả năng cấp dòng và hút dòng của phần công suất.

Do đó em đảm bảo cách thiết kế trên đảm bảo độ sáng cao nhất của led và em đã thấy nó sáng hơn rất nhiều so với các sản phẩm cùng loại.

Tôi đồng ý là khi bạn dùng cho bảng indoor hay semi-outdoor thì chỉ cần hút dòng trực tiếp bằng 595, và khi đó tôi đảm bảo rằng 1 led của bạn chỉ được cấp khoảng 4mA là cùng. Điều đó bởi vì sao, vì bạn quét 8, mà khả năng hút dòng của 595 max cũng chỉ khoảng 30-35mA, và do đó dòng tổng qua 8 con led bạn quét chỉ là 30-35mA. Như vậy dòng trung bình của mối led là khoảng 4mA (30/8, dòng cấp theo chế độ xung, 1 sáng 7 tắt). Và khi phần hút dòng chỉ được như vậy thì phần bơm dòng (FET) có lớn bao nhiêu nữa thì dòng trên mạch cũng chỉ được đến vậy thôi (có thể dùng đồng hồ đo dòng để kiểm chứng điều này).
Còn khi dùng cho bảng outdoor, đệm thêm một con ULN2803 nữa, dòng hút trên mỗi chân của nó được khoảng 300mA, mỗi led có thể được cấp 10-15mA (và phần hút dòng vẫn còn dư), led sẽ rất sáng.
Tôi có kèm theo ảnh của bảng outdoor phía dưới dây, led sáng đến chói mắt, để như vậy dưới ánh mặt trời mới được.

[zemen]

Bên em đưa chất lượng lên hàng đầu. Thời gian bảo hành là 2 năm. Trong 2 năm đó mà chất lượng không đảm bảo, leo lên leo xuống bảo hành thì giá cao gấp đôi cũng lỗ.

Về độ sáng thì theo thiết kế của em:

- Mỗi led đều đưa vào một chân của 74595. Dòng qua led chính là dòng qua một chân của 74595. Do đó dù dòng qua led có là 30mA đi chăng nữa thì một chân của 74595 vẫn đảm bảo công suất.

- Như vậy phần hút dòng là okie, còn phần phun dòng, tại một thời điểm mỗi FET 4A cấp nguồn cho một hàng. Mà 1 hàng gồm 32 led (2 màu là 64 led). Như vậy dòng qua mỗi led dù có là 4A/64 = 62mA cũng không là vấn đề lớn.

- Mặt khác, trong thiết kế, phương pháp quét theo hàng. Tại mỗi hàng, led được thắp sáng với điện áp 5V trong thời gian rất ngắn rồi tắt đi. Nếu đúng công suất P=U*I. U định mức giả sử là 2V và I định mức giả sử là 15mA. Khi U = 5V thì I chỉ cần bằng 15/5*2 = 6mA. Quá nhỏ so với khả năng cấp dòng và hút dòng của phần công suất.

Do đó em đảm bảo cách thiết kế trên đảm bảo độ sáng cao nhất của led và em đã thấy nó sáng hơn rất nhiều so với các sản phẩm cùng loại.

Hà tính như vậy là khá chính xác và đảm bảo rồi! Chỉ trừ trường hợp ic treo, đứt dây, long mạch (hiếm) thì vdk o kiểm soát đc các mạch ghi dịch, công suất thì led có thể ăn áp 5V nên để lâu có thể chết thôi.
Bảng của Hà là trên mỗi mạch led thì đều có khối dịch dữ liệu, khối công suất nên rất gọn, do chỉ quét 8 hàng (cột) nên HC595 dư sức nhận/cho dòng (HC595 của Philip có thể ăn dòng 25-30mA). Mình từng thử cho HC595 cấp dòng cho cả 2 led cùng một lúc mà led vẫn sáng loá mắt (Hồi đó chơi tiết kiệm: cấp điện chung Anốt=HC595, quét riêng Catốt=ULN2803)
Phần quét dùng FET, cũng tương đương với TIP42 đó nhỉ! Nhưng chắc lợi hơn về công suất!
Như vậy nếu ta có n led mảng 8x8 thì sẽ có n Fet mảng 8, 2n ghi dịch HC595. Nếu ta giảm số ghi dịch/số FET thì phải đệm dòng và tăng c.suất của FET phải o!? Cách nào hiệu quả nhất thì chỉ có những bạn làm nhiều và chuyên nghiệp như nghaiha hay duyphi là rõ, chúng ta sẽ còn phải loay hoai nhiều!?
Phần chống quá sáng cột đầu/cột cuối: ngoài cách dùng thêm chân OE để kiểm soát xuất dữ liệu và quét từ giữa như Hà nói thì mình chơi quét dư thêm 1 hàng (giả quét, xuất dữ liệu tắt led)

[zemen]

Tôi đồng ý là khi bạn dùng cho bảng indoor hay semi-outdoor thì chỉ cần hút dòng trực tiếp bằng 595, và khi đó tôi đảm bảo rằng 1 led của bạn chỉ được cấp khoảng 4mA là cùng. Điều đó bởi vì sao, vì bạn quét 8, mà khả năng hút dòng của 595 max cũng chỉ khoảng 30-35mA, và do đó dòng tổng qua 8 con led bạn quét chỉ là 30-35mA. Như vậy dòng trung bình của mối led là khoảng 4mA (30/8, dòng cấp theo chế độ xung, 1 sáng 7 tắt). Và khi phần hút dòng chỉ được như vậy thì phần bơm dòng (FET) có lớn bao nhiêu nữa thì dòng trên mạch cũng chỉ được đến vậy thôi (có thể dùng đồng hồ đo dòng để kiểm chứng điều này).
Còn khi dùng cho bảng outdoor, đệm thêm một con ULN2803 nữa, dòng hút trên mỗi chân của nó được khoảng 300mA, mỗi led có thể được cấp 10-15mA (và phần hút dòng vẫn còn dư), led sẽ rất sáng.
Tôi có kèm theo ảnh của bảng outdoor phía dưới dây, led sáng đến chói mắt, để như vậy dưới ánh mặt trời mới được.

Ta tính khoảng 4mA cho một led nhưng thực tế có thể hơn vì 30-35mA chỉ là dòng tĩnh (và giá trị chuẩn của nhà sx) của HC595. Led sáng kiểu đó thì o thể 4mA đc, chưa kể là o phải lúc nào tất cả các led cũng đều sáng cả, có lẽ đây là giải pháp tiết kiệm chăng Hà?. Ngoài ra nếu ta tăng số hàng quét lên (vd 16 hàng) thì đảm bảo led sáng mờ ngay lập tức.
Còn nếu dùng đệm cho ghi dịch thì công nhận là sáng thật (nhưng mình o chắc sáng kiểu đó thì led có bền không!?) hơn nữa ta có thể mở rộng quét trực tiếp nhiều hàng hơn, ít ic hơn nhưng bù lại phải dùng loại công suất (có khi dư), cồng kềnh.

[nghaiha]

Như vậy nếu ta có n led mảng 8x8 thì sẽ có n Fet mảng 8, 2n ghi dịch HC595. Nếu ta giảm số ghi dịch/số FET thì phải đệm dòng và tăng c.suất của FET phải o!? Cách nào hiệu quả nhất thì chỉ có những bạn làm nhiều và chuyên nghiệp như nghaiha hay duyphi là rõ, chúng ta sẽ còn phải loay hoai nhiều!?
Phần chống quá sáng cột đầu/cột cuối: ngoài cách dùng thêm chân OE để kiểm soát xuất dữ liệu và quét từ giữa như Hà nói thì mình chơi quét dư thêm 1 hàng (giả quét, xuất dữ liệu tắt led)

Một con fet dán có 2 cổng. Ta quét 8 hàng nên một module chỉ cần dùng 4 fet là đủ.

Một module của chúng ta sẽ gồm 16 hàng, do chỉ quét đến 8 nên 1 cổng fet sẽ cấp nguồn cho 2 hàng (ví dụ hàng 1 và 9, hàng 2 và 10,...) do đó cũng chỉ cần 4 fet là đủ. Công suất của nó dư sức mà.

Để mai em cho các bác xem datasheet của con fet em đang dùng.

[nghaiha]

Nguyên văn bởi hightech_uc Xem bài viết
Tôi đồng ý là khi bạn dùng cho bảng indoor hay semi-outdoor thì chỉ cần hút dòng trực tiếp bằng 595, và khi đó tôi đảm bảo rằng 1 led của bạn chỉ được cấp khoảng 4mA là cùng. Điều đó bởi vì sao, vì bạn quét 8, mà khả năng hút dòng của 595 max cũng chỉ khoảng 30-35mA, và do đó dòng tổng qua 8 con led bạn quét chỉ là 30-35mA. Như vậy dòng trung bình của mối led là khoảng 4mA (30/8, dòng cấp theo chế độ xung, 1 sáng 7 tắt). Và khi phần hút dòng chỉ được như vậy thì phần bơm dòng (FET) có lớn bao nhiêu nữa thì dòng trên mạch cũng chỉ được đến vậy thôi (có thể dùng đồng hồ đo dòng để kiểm chứng điều này).
Còn khi dùng cho bảng outdoor, đệm thêm một con ULN2803 nữa, dòng hút trên mỗi chân của nó được khoảng 300mA, mỗi led có thể được cấp 10-15mA (và phần hút dòng vẫn còn dư), led sẽ rất sáng.
Tôi có kèm theo ảnh của bảng outdoor phía dưới dây, led sáng đến chói mắt, để như vậy dưới ánh mặt trời mới được.

Bác hightech_uc xem lại chỗ này nhé:

[nghaiha]

Một vấn đề khác theo quan điểm của công ty em.
Bảng led như ta thiết kế chỉ có 1 led cho một điểm ảnh. Dù sáng cỡ nào thì bên em chỉ gọi nó là semi-outdoor và được thiết kế đặt dưới mái hiên. Em không khuyến khích khách hàng dùng nó ngoài trời.
Nếu là bảng outdoor em sẽ cấp cho khách hàng loại module led của TQ như hình dưới:

Module led 1 màu:


Module led 2 màu:

[hightech_uc]

Bác hightech_uc xem lại chỗ này nhé:

Bạn Hà ko hiểu ý mình rồi, mình ko nói tổng 8 chân 595 hút được dòng là 35mA, mà là 1 chân của nó cũng hút được 35mA. Tuy nhiên, theo thiết kế quét 8, một chân 595 sẽ nối với 8 con led, vậy làm sao để một chân của nó có thể cấp đủ dòng trung bình cho mỗi led là 10-15mA. Thực tế là mình đã kiểm tra dòng trung bình bằng đồng hồ đo dòng và đúng là mỗi led chỉ ăn được khoảng 4mA thôi khi mắc trực tiếp 595 ko qua ULN2803.