Come realizzare una barra di
scorrimento LED con Arduino
How to make a Arduino LED Scroll Bar

ultimo aggiornamento 15 luglio 2016


JLCPCB - 2$ per prototipi di PCB, di qualsiasi colore. Produzione in 24 ore!
L'Azienda di prototipi PCB più popolare, con oltre 700.000 clienti in tutto il mondo!
Recati presso la JLCPCB, riceverai regali e coupon gratuiti
presso Maker Faire Rome il 18-20 ottobre

Vediamo come realizzare una barra di scorrimento LED come visibile nell'immagine mostrata qui sopra
Il progetto prevede l'utilizzo di dieci strisce di LED che possono lampeggiare con effetti diversi utilizzando una scheda di controllo.
Principali componenti necessari:

Filmato illustrativo

 

 

Striscia con LED RGB tipo 5050

La striscia led o strip led è un componente per l’illuminazione molto recente, introdotta poco più di un decennio fa ha conosciuto un successo senza precedenti dovuto soprattutto alla grande grande flessibilità di impiego congiuntamente ai vantaggi derivanti dall’adozione dell’illuminazione a led. Le strisce led, sono costituite dalla striscia vera e propria, ovvero, un circuito stampato su cui sono saldati, su un solo lato, i led del tipo SMD e i resistori per ottimizzare l’alimentazione elettrica. Il supporto (PCB) della striscia led è flessibile, col grande vantaggio di potersi adattare a qualsiasi superficie, piana o curva, l’applicazione è resa estremamente facile dall’adozione, sul lato posteriore, di un nastro biadesivo che ne consente il fissaggio senza la necessità di qualsiasi altro componente. Anche l’alimentazione è fornita attraverso il PCB e non necessita di nessun cavo se non all’estremità della striscia led.

Arduino NANO

La scheda Arduino Nano 3.0 è una scheda Arduino prodotta dalla GRAVITECH, di piccolo formato basata sul Atmega328. Ha più o meno le stesse funzionalità della Arduino uno. Manca solo una presa di corrente continua, e funziona con un cavo Mini-B USB al posto di uno standard.

Riepilogo caratteristiche

Microcontroller

Atmel Atmega328
Tensione di funzionamento 5 V

Tensione in ingresso

7-12 V (cosigliati)

Tensione in ingresso

6-20 V (limiti)

I / O digitale

14 pins (di cui 6 PWM)

Ingresso analogico

8 pins
Corrente continua per I / O 40 mA

Flash Memory

32 kB di cui 2 KB utilizzati dal bootloader

SRAM

2 kB

EEPROM

2 KB

Velocità di clock

16 MHz

Dimensioni 

4,31 x 1,85 cm

 

Quindi, come fare una barra di scorrimento a LED?

Step 1)

Tagliare la striscia su cui sono montati i led RGB tipo 5050, in 10 pezzi, ogni pezzo ha un numero arbitrario di LED. Poi, occorre saldare i cavi per il collegamento della striscia LED all'interfaccia.  Per fare questo si possono utilizzare i cavi colorati del tipo DuPont.

5050 - Led RGB SMD
Piedinatura Datasheet Foto del led

Fase 2) Scheda di controllo

Occorre prima di tutto progettare una scheda di controllo, utilizzando il suo pannello di controllo si potrà variare il modello di lampeggio delle strisce di LED. La scheda utilizza un Arduino Nano dotato di una tastiera formata da 4 tasti, con cui possiamo impostare i diversi modelli di flash delle strisce di LED

 

Step 2.1) Iniziamo con la progettazione dello schema

Per la progettazione del circuito, si è scelto un tool EDA, Electronic Design Automation online gratuito chiamato EasyEDA.

il programma non richiede alcuna installazione in quanto basato sul cloud; è stato progettato per fornire ad ingegneri elettronici, insegnanti, studenti di ingegneria e hobbisti, un facile strumento di lavoro. Il programma permette di disegnare e simulare circuiti, è facile da usare e consente altresì, il disegno di circuiti stampati, direttamente dal proprio browser. All'interno dell'Editor sono presenti un gran numero di librerie di componenti, in modo da poter facilmente e rapidamente trovare le parti desiderate.
Il sito offre anche un servizio di alta qualità ma a basso costo per la realizzazione di PCB personalizzati.
È possibile accedere allo schema attraverso questo link

Breve descrizione del circuito.

Dato che la tensione della striscia LED è 12 V mentre quella di Arduino Nano è 5V, occorre aggiungere un regolatore di potenza come per esempio il modello LM317 AMDT il valore di tensione è regolato tramite il trimmer R2, la presenza di tensione è segnalata dall'accensione del led D1 di tipo SMD in pakage 0603.

LM317 AMDT Regolatore di tensione regolabile TO-252 (D-Pak)

Piedinatura Datasheet Foto dell'integrato

 

Led smd 0603


Codice RS 466-3683 466-3740 466-3677, 466-3728
Piedinatura Datasheet (Verde, Blu, Giallo, Rosso) Foto

Nel circuito sono poi presenti 10 moduli per il pilotaggio delle strisce luminose, ognuna è formata da un power mosfet G1003A 100V 5A N-Channel in pakage SOT-23, pilotato da una porta dell'Arduino NANO.

G1003A  Power Mosfet 100V 5A N-Channel in pakage SOT-23
  
Piedinatura Datasheet Foto del transistor

Passaggio 2.2) Creare il PCB Layout.

È possibile vedere il layout del PCB al seguente link.

Fase 2.3) Realizzare il prototipo.

Dopo aver completo la progettazione del  PCB, è possibile fare clic sull'icona PCB order, in questa pagina è possibile scaricare file Gerber del vostro PCB e inviarli a qualsiasi produttore, oppure ancora più facile (e meno costoso) ordinarlo direttamente a EasyEDA.
Qui è possibile selezionare il numero di PCB che volete ordinare, quanti strati di rame sono necessari, lo spessore del PCB, il peso del rame, e perfino il colore del PCB. Dopo aver selezionato tutte le opzioni, si farà clic su "Salva nel carrello" e si completerà l’ordine, in questo modo si riceveranno i PCB pochi giorni dopo.

Step 2.4) Ricezione dei PCB ordinati

Step 2.5) Saldatura del circuito

Una volta ricevuto il circuito stampato, sarà molto facile montare la scheda, occorre considerare che alcuni componenti sono di tipo SMD. Ina volta montato tutti i componenti, sarà necessario solamente tarare il circuito di alimentazione, agendo sul trimmer R2 in modo che misurando la tensione questa sia di 5V.

ID

 Componente

 Valore

 Quantità

Package

1

 R1

 240Ω

 1

 3-0603

2

 R2 - Trimmer

 20kΩ

 1

 rw

3

 J2

 SIP2

 1

 HDR1X2

4

 C1 - Elettrolitico

 10uF

 1

 1uf

5

 C2 - multistrato

 0.1uF

 1

 C-0603

6

 U1

 LM317AMDT

 1

 TO-252

7

 R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,R13

 1kΩ

 11

 3-0603

8

 D1

 LED

 1

 L-0603

9

 J1

 POWER_JACk

 1

 POWER_1

10

 U2

 Arduino-nano

 1

 Arduino-nano

11

 P1,P3,P5,P7,P9,P11,P13,P15,P17,P19

 SIP5

 10

 HDR1X5

12

 P2,P4,P8,P10,P12,P14,P16,P18,P20,P6

 HDR2X5

 10

 HDR2X5

13

 S1,S2,S3,S4

 SPST_ON

 4

 SW-SMD1

14

 Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q9,Q10

 G1003A

 10

 SOT-23

 

Fase 3) Collegamento

Collegare le strisce di LED alla scheda di controllo, si prega di prestare attenzione alla polarità dei terminali. Come mostrato nelle immagini seguenti.

Fase 4) Scaricare un programma

Occorrerà ora collegare la scheda appena realizzata ad un alimentatore da 12 V DC, scaricare il programma (scaricabile da questo link) sul Arduino Nano ed eseguirlo.
Premere il pulsante per passare alla modalità flash.
Se si desidera, è possibile clonare lo schema della barra LED di scorrimento e il PCB da questo link.

Con questo si è ora completato il progetto della barra di scorrimento.
Ora potrete realizzare la vostra versione della scheda apportando le modifiche che riterrete opportune. Si potrà anche modificare il programma per avere nuovi effetti luminosi.

Elenco revisioni:

15/07/2016

Emissione preliminare