Kolesový LED displej prešiel inováciou. Vznikla nová verzia, ktorá je schopná vykreslovať obrázky ako aj text na obidvoch stranách kolesa bicykla. Stará verzia displeja vykresľuje len jednostranne. Ďalej je v článku popísaná win aplikácia pre nahrávanie obrázkov do LED kolesového displeja. Aplikácia je samozrejme voľne šíriteľná – freeware.
stará verzia kolesového LED displeja
Freeware windows aplikácia na stiahnutie:
Bike Obrázky – novšia pokročilejšia verzia 2.00, veľkosť súboru 24.57 MB [1]
Bike Obrázky – staršia verzia 1.00, veľkosť súboru 412.35 KB
Nová verzia je kompatibilná so starou verziou:
[2]
Začnime schémou zapojenia inovovanej verzie a jej popisom:
[3]
Návrh schémy v programe Express SCH [4]
Free Express SCH – voľná aplikácia, kde bola schéma a plošák nakreslené [5]
Popis zapojenia
Ako v starej tak aj v novej verzii máme 4 posuvné registre. V tomto modely boli použité 74HCT4094. Vrele odporúčam práve tieto, sú schopné pretlačiť naviac prúdu oproti ostatným druhom registra 4094. Dá sa použiť aj posuvný register 74HC4094. Najmenej vhodný je CMOS typ z rady 4xxx teda konkrétne 4094 alebo CD4094. Čo sa týka inovácie obvodu pri registroch si môžete všimnúť, že registre na svojich výstupoch budia katódy LED diód. Čo je z hľadiska prúdového budenia LED diód najvhodnejšie zapojenie. Pretože na vnútorných spínacích prvkoch registra 4094 vzniká najmenší úbytok napätia práve pri stave výstupu logická 0. Ak to porovnáme s predošlou verziou, tak musíme invertovať text ako aj obrázok aby to bolo spätne kompatibilne. Preto sa zapojil jumper LED neg. – JP2 na pin 2 port RA3 ku procesoru. Čo v pôvodnej verzií chýba. Úloha jumpera je jasná – invertovať informáciu.
Ďalšou nemalou inováciou je to, že všetko sa nachádza na jednej doske plošného spoja. Konkrétne sa jedná o pamäť EEPROM 24C64 [6] so zbernicou typu I2C a prevodník TTL/CMOS na RS232 typu MAX232 [7]. Úlohou pamäte 24C64 je uložiť informáciu o obrázku. Obrázok sa nevmestí do použitého mikrokontroléra PIC 16F628A [8]. Do pamäte 24C64 sa nezapisuje text, ten ako v starej verzií využíva vnútornú pamäť mikrokontroléra. Úloha prevodníka MAX232 by mala byť jasná, keďže počítač typu PC má sériové rozhranie s normou zbernice RS232, ktorá nie je vhodná na priame pripojenie ku mikrokontroléru, tak sa použil príslušný prevodník. No a pribudli ešte ďalšie tri jumpre. Jeden s názvom ‚poradie riadkov‘ – JP3 na pine 17 port RA0. Tento jumper je v tejto verzii zopnutý, ak plošný spoj je orientovaný tak, že mikrokontrolér PIC je na strane osky kolesa a opačná strana je pri ráfe. Pri vykresľovaní obrázkov by mal byť zopnutý. Pri texte to nie je až také dôležité, pretože tento jumper v podstate prehadzuje riadky vrchné so spodnými. Následujúci jumper ‚poradie bitov‘ – JP4 zase prehadzuje vrchné bity zo spodnými v rámci jedného riadku. Pri tejto verzií je rozopnutý, teda na pine 3 port RA4 by mal byť v stave log. 1 čo je zabezpečené Pull Up rezistorom. A posledným veľmi dôležitým jumperom je s názvom ‚Text/Obr.‘ – JP1 na pine 1 port RA2 mikrokontroléra. Tento jumper prepína vykresľovanie obrázkov alebo textu. Ak je zopnutý, tak sa vykresľuje obrázok, no ak je rozopnutý, tak sa vykresľuje text. Čiže táto inovovaná verzia sa za pomoci týmchto prepínačov – jumperov stáva univerzálnejšou. 
[9]
Čo sa týka napájania boli použité dve ochranné zenerové diódy zapojené paralelne ku logike obvodu. Chránia mikrokontrolér proti prepolóvaniu a proti veľmi zvýšenému napájaciemu napätiu – prepätiu. Zenerky by mali byť na 6,8V a príkone 1,3W. Aby sa nezničili, tak je pred nich zaradený 1W odpor s hodnotou 33R.
Konštrukcia a doska plošného spoja
osadenie dosky – pohľad na stranu súčiastok:
[10]
Návrh plošného spoja v programe Express PCB [11]
Free Express PCB – voľná aplikácia, kde bol plošák nakreslený [5]
Obrázok predlohy plošného spoja – strana spojov:
[12]
predloha na stiahnutie vo formáte tiff 300 DPI [13]
Čo sa týka konštrukcie, najlepšie by bolo ak by sa všetky súčiastky priletovali priamo k doske plošného spoja bez použitia objímiek. Aspoň teda registre 74HCT4094 a prevodník MAX232. Treba si dať pozor a neprehrievať ich pri letovaní. Mikrokontrolér PIC sa môže vložiť aj do objímky ako aj pamäť 24C64. Doska obsahuje otvory pre upevnenie na výpleť kolesa. Keď ste si dobre obzreli dosku, tento návrh dosky obsahuje miesta pre 64 LED diód. 32 zo strany spojov a 32 zo strany súčiastok. Takto máme zabezpečený LED displej z obidvoch strán kolesa bicykla. V schéme nie sú všetky 64 LED diódy zakreslené pre lepšiu prehľadnosť. Ďalšie vylepšenie sa týka použitých zrážacích rezistorov pri LED diódach. Boli použité SMD rezistory typu 1210. No na ich miesto je možné bezproblémov použiť aj SMD rezistory typu 1206. Výhoda spočíva v jednoduchosti letovania týchto rezistorov. SMD rezistory typu 1210 nie sú veľmi malé a teda dajú sa letovať aj
obyčajnou trafo letovačkou – samozrejme uprednostníme lepšiu letovačku ak máme. Pri letovaní nie je nutné strihať vývody ako pri normálnych rezistoroch. Letovať 64 rezistorov znamená strihať 128 vývodov. Z toho dôvodu sa použili SMD rezistory.
Čo do hodnoty týchto rezistorov, v tomto modely sa použila hodnota 390R, záleží na použitých LEDkách.
Pre nahrávanie textu a obrázku z počítača je nutné pripojiť displej na sériový port počítača. Rovnako ako je to popísané v článku o texte, ale treba si uvedomiť, že nová verzia ma prevodnik na doske. Preto nie je potrebné zhotovovať prevodník opísaný v tom článku. Ako pripojiť displej k počítači [14].
Popis aplikácie pre nahrávanie obrázkov do pamäte displeja
Tu si ju môžete stiahnuť: bike_picture v1.00 [15].
Inštalácia je veľmi jednoduchá. Balíček zip otvoríme a adresár prekopírujeme napríklad do adresára Program Files. Alebo na plochu. Po spustení by sa nám malo objaviť následujúce hlavné okno:
[16]
Popíšeme si hlavné okno. V hornej lište je hlavná ponuka menu zložená z položiek Obrázok, Nastavenia a Pomoc. Položka Obrázok obsahuje dve podvýbery. Prvý vyber je
Otvoriť obrázok a druhý výber je Ukončiť program, ktorý nám zatvorí aplikáciu. Obrázok, ktorý chceme nahrať do displeja otvoríme pomocou položky Otvoriť obrázok. Ak chceme nastaviť konverziu, tak v položke nastavenia klikneme na výber Konverzia a malo by sa nám otvoriť takéto okno:
[17]
Tu sa nastavuje metóda konverzie a váha jednotlivých farieb.
V pravej dolnej časti okna je ukážka konverzie na testovacom obrázku. Po kliknutí na tlačítko ‚Zavri okno‘ sa nám zmeny prejavia aj v pravom hornom náhľade situovanom na hlavnom okne. Keď je správne nastavená konverzia z viacfarebného obrázka na dvojfarebný, tak je potrebné prekonvertovať tento dvojfarebný obrázok na obrázok, ktorý sa nahrá do pamäte displeja. Čiže konečná podoba obrázka je v náhľade s menom ‚Konečná podoba obrázka na kolese‘. K nemu sa dostaneme po kliknutí na tlačítko s názvom ‚Prekonvertuj obrázok‘. Po každej zmene horného náhľadu je potrebné znovu použiť konverziu pre displej bicykla kliknutím na toto tlačítko. Takto vyzerá obrázok po konverzií:
[18]
Po konverzii už môžeme nahrať obrázok do pamäte displeja. Najprv pripojíme displej k počítaču na sériový port. Resetneme ho tak, že mu prerušíme na chvíľu napájacie napätie. Samozrejme nevypíname displej. Displej musí byť zapnutý a kontakt, ktorý synchronizuje koleso s displejom musí byť rozopnutý!!! Na zapojení jumperov nezáleží! Uistite sa hlavne, že displej nie je vypnutý a má správne napájacie napätie. A samozrejme, že je správne zapojený ku sériovému portu počítača. Ak sú všetky predpoklady splnené, tak po stlačení tlačítka s názvom ‚Zapíš do pamäte‘ sa nám objaví takéto okno:
[19]
Tam stačí už len vybrať správny sériový port, na ktorý ste zariadenie pripojili. Väčšinou je to COM1. A stlačiť tlačítko s názvom ‚Zapni port‘. Potom po pripojení sa Vám uvoľní tlačítko s názvom ‚Nahraj obrázok‘, po stlačení ktorého začne samotný zápis obrázku do pamäte displeja pripojeného ku počítaču na sériovom porte. Ak si chcete po zápise overiť obsah pamäte displeja, tak stačí kliknúť na tlačítko s názvom ‚Prečítaj pamäť“.
Znova sa otvorí podobne okno ako pri záppise. Ak je displej zapojený správne, tak prečítanie obsahu pamäte displeja sa začne hneď po kliknutí na tlačítko s názvom ‚Zapni port‘. Okno pre prečítanie obsahu pamäte displeja:
[20]
Ak sa zadarilo prečítať rovnaký obrázok z pamäte displeja aký sme tam nahrali, môžeme ešte nahrať text pomocou programu bike text editor [21] a môžeme to pripevniť na koleso bicykla.
Pri jazde bicyklom sa vykresľuje to čo je zapnuté jumprom Text/Obr. Na následujúcich dvoch obrázkoch sú znázornené konfigurácia jumperov pre vykreslenie textu alebo obrázka.
Zapojenie jumperov pre vykreslenie textu:
[22]
Zapojenie jumperov pre vykreslenie obrázka:
[23]
K článku časom pripojíme aj galériu nejakých obrázkov, ktoré displej vykreslil. Cena naprogramovaného PIC 16F628A je 280Sk + poštovné. Zašlem návod napálený na CD-R + návrh dosky a schému. Objednať si to môžete na cez email: fubu@pobox.sk . Ak by si niekto chcel dať zhotoviť plošný spoj, doporučujem www.pbspoj.sk [24].
Stačí im zaslať tento súbor návrh plošného spoja [11].
Všetko ostatné je zdarma a voľne šíriteľné – aplikácie pre win.
Aplikácia pre počítač ešte neobsahuje pomoc – podrobný popis aplikácie. Ale to sa v priebehu niekoľkých dní zmení.
Na podrobnejšie otázky odpoviem emailom: fubu@pobox.sk alebo bike.displej@gmail.com .
Ospravedlňujem sa všetkým, ktorým mešká objednávka. Je to spôsobené tým, že meškajú aj moji dodávatelia mikrokontrolérov 16F628A. Ďakujem za pochopenie a trpezlivosť. A želám priemne zážitky s touto pozoruhodnou hračkou!!!