LED matice (Pinguino) Konstrukce + SW: Robert Kučera - OK2UWQ 2013 Parametry: - výkonný 32-bit CPU řady PIC32, takt 40MHz - napájení z USB nebo externí max. 6V - kompatibilní s projektem pinguino - možnost programování přes USB (Pinguino IDE) 1
Obsah Popis zapojení 3 Popis oživení 3 Postup programování 3 Rozpiska součástek 5 Schéma a deska pl. spojů 6 Literatura a odkazy 9 Pro stavbu v kroužcích elektroniky Obtížnost popisované konstrukce: mírně pokročilí - pokročilí Doporučená praxe (navštěvování kroužku): 2 roky Doba osazování: typ. 8 hodin Doba oživování a nastavení: typ. 0,5-1h (oživování lektorem), podle pečlivosti stavby Potřebné vybavení: - regulovatelný zdroj do 30V s nastavitelnou pojistkou - počítač s nainstalovaným Pinguino IDE - programátor PIC32 pokud není naprogramován bootloader v PIC32 - multimetr - pro případ hledání chyby osciloskop 2
Popis zapojení Stabilizátor LE33CZ 3,3V Mikrokontrolér PIC32MX250F128B Serio/paralelní převodník budič řádků Serio/paralelní převodník budič sloupců Matice LED 8x8 Na obrázku je blokové zapojení matice. Zapojení mikrokontroléru je kompatibilní s projektem Pinguino z důvodu možného využití i pro jiné výukové účely. Vlastní matice používá pouze 3 piny mikrokontroléru k ovládání LED. Tyto piny mají funkci hodinového signálu, sériových dat a signál pro přepis hodnoty na výstup sériově-paralelního převodníku 74HC595. Schéma řídící části je kompatibilní se zapojením desky s PIC32MX220F032B. Navíc je zde externí I2C EEPROM pro ukládání dat pro zobrazení. Popis oživení Před osazením integrovaných obvodů do patic zkontrolujeme zda není někde zkrat a to připojením externího zdroje 5V s nastavenou pojistkou na 200mA. Pokud je vše v pořádku, naměříme na pinu 28 mikrokontroléru U2 napětí 3.3V. Vypneme externí zdroj a osadíme zbývající obvody do patic. Následující postup platí pro uživatele Windows, obdobně lze však postupovat i v případě Linuxu. Pokud máme naprogramovaný bootloader v U2, pak můžeme připojit USB kabel k PC a chvíli počkáme, než dojde k instalaci HID. Poté stiskneme TL2 a při stálém držení TL2 krátce stiskneme TL1. Nakonec pustíme TL2 a měla by se rozsvítit a následně rozblikat D27 u tlačítka TL2. Blikání signalizuje vstup do režimu bootloaderu. Dioda D27 se nerozbliká, pokud je deska napájená jen ze zdroje, protože nedojde ke komunikaci s nadřazeným PC. Postup programování Stáhneme z webu Pinguino IDE, nejlépe poslední verzi. V mém případě to byla verze X4 rev. 857 dostupná zde http://code.google.com/p/pinguino32/downloads/detail?name=pinguino- X4-EasyPack-Win32-Rev857-v01-2013-05.7z&can=2&q= Stažený balíček stačí rozbalit, je sbalen programem 7zip, takže pokud nemáme v PC podporu tohoto programu, musíme nejdříve stáhnout a nainstalovat například odsud http://www.7- zip.org/download.html Po spuštění Pinguino IDE nadefinujeme nejprve desku. V našem případě je to GENERIC32MX250F128 (nebo GENERICMX220F032 pokud jsme použili nejmenší možnou verzi tohoto CPU). 3
Na stránkách http://www.ok2uwq.com je k dispozici v sekci ke stažení testovací projekt pro LED matici. Stáhneme jej a v Pinguino IDE otevřeme soubor ledmatrixtest.pde. Poté stiskneme klávesu F5 (compile) a po zobrazení informace o správné kompilaci Zkontrolujeme, že nám bliká D27 na desce jako indikace režimu bootloaderu a stiskem F6 nebo příslušné ikony pro upload nahrajeme program do desky. Po naprogramování je ihned spuštěn nahraný program, takže by mělo být vidět zobrazovaný pohyblivý text. Nyní můžeme začít zkoušet i vlastní texty a případně jiné funkce. Aktuální max. velikost zobrazeného textu je 32 znaků. Je však možné rozšíření. V případě, že nemáme naprogramován bootloader, potřebujeme k tomu použít běžný programátor PIC, nejlépe ten, který podporuje ISP a umí programovat řadu PIC32MX. Link na hex soubor bootloaderu je níže pro PIC32MX250F128B. 4
Rozpiska součástek Počet Reference Part Pouzdro 1 CN1 USB-004B USB B 1 CN2 Ioport 12 pin RM2.5 1 C1 10n keramika RM5 2 C2,C9 1uF/63V ELRA 6.3 6 C3,C5,C6,C12,C13,C14 100n keramika RM5 1 C4 10uF/25V ELRA 6.3 2 C7,C8 22p keramika RM5 2 C10,C11 10p keramika RM5 1 C15 100uF/16V ELRA 6.3 2 D1,D18 1N5819 DO41 65 D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9, LED LED 5mm D10,D11,D12,D13,D14,D15, D16,D17,D19,D20,D21,D22, D23,D24,D25,D26,D27,D28, D29,D30,D31,D32,D33,D34, D35,D36,D37,D38,D39,D40, D41,D42,D43,D44,D45,D46, D47,D48,D49,D50,D51,D52, D53,D54,D55,D56,D57,D58, D59,D60,D61,D62,D63,D64, D65,D66,D67 1 J1 ProgPIC 2 R1,R2 10k R0207 2 R3,R6 10R R0207 2 R4,R5 1k R0207 1 R7 330R R0207 8 R8,R9,R11,R13,R14,R16, 1R R0207 R18,R20 8 R10,R12,R15,R17,R19,R21, 3k3 R0207 R22,R23 1 TL1 Reset TM050 1 TL2 Boot TM050 8 T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8 BS170 TO92 8 T9,T10,T11,T12,T13,T14, BC337 TO92 T15,T16 1 U1 LE33CZ TO92 1 U2 PIC32MX250F128B-I/SP DIL28U 1 U3 24C256 DIL8 2 U4,U5 74HC595 DIL16 1 XT1 8MHz HC49U 1 U2 PAT28 DIL UZ-PR Patice 28pin úzká 1 U3 PAT08 DIL PR Patice 8 pin 2 U4,U5 PAT16 DIL PR Patice 16 pin 1 X1 Pwr CPP35 2V 5
Schéma a deska pl. spojů Následují - kompletní schéma část řídící a vlastní matice LED - předloha desky TOP a BOT - osazovací plán ASSY Rozměry desky 100x150mm Schéma řídící části pinguino kompatibilní 6
schéma části matice LED se sériově/paralelními převodníky 74HC595 7
Osazovací plán Předloha desky strana součástek 8
Předloha desky strana spojů Literatura a odkazy 1. Datasheet PIC32MX2xx http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/61168e.pdf 2. Pinguino project http://www.pinguino.cc 3. Pinguino IDE http://wiki.pinguino.cc/index.php/ide 4. Bootloader http://www.pinguino.cc/download/bootloader/32- bit/pic32mx250f128b_-_hid_bootloader.hex 9