基于Arduino的RGB LED矩阵

在这个项目中，我们将看到如何使用简单的组件制作一个RGB LED矩阵。LED矩阵是几个DIY和爱好项目中最受欢迎的Arduino项目之一。RGB LED矩阵就是这样一个项目，许多学生和业余爱好者把它放在他们的Arduino项目的待办事项清单上。

一个LED矩阵可以用在滚动信息的标牌上，显示动画，同步音乐谱等。

构建一个RGB LED矩阵真的很有趣，因为它涉及到不同的方面，如电路设计，构建矩阵，组装组件和编码。

在本教程中，我们将向你展示如何使用Arduino Nano、HC-06蓝牙模块和带有定制应用程序的安卓手机制作你自己的8×6 RGB LED矩阵。所以，让我们开始制作你自己的RGB LED矩阵。

注意：本教程是基于Alexandar AS5的工作。

电路图

这是RGB LED矩阵项目的电路。第一张图片显示了与移位寄存器的连接，移位寄存器如何连接到Arduino Nano，连接到列的源晶体管（假设是共阳极RGB LED）和连接到R、G和B LED行（阴极）的沉淀晶体管。

RGB LED矩阵驱动电路

这里的第二张图片显示了RGB LED的布局。它们被组织成8行阴极端子和6列阳极端子。每行由3个阴极端子组成，分别用于红色、绿色和蓝色LED。

RGB LED矩阵 RGB LED

所需组件

Arduino Nano

蓝牙模块HC-06

48个共阳极RGB LEDs

6 X BD136功率PNP晶体管

30 X BC337 NPN晶体管

4 X 74HC595N移位寄存器IC

36 X 10KΩ 电阻器(¼ W)

LM35温度传感器

电源

大量的电线和材料，如胶合板和聚苯乙烯板

部件描述

Arduino nano

Arduino nano是一个基于ATmega微控制器的原型开发板。它有14个数字输入/输出和8个模拟引脚，其中6个数字引脚用于本项目，1个模拟引脚用于温度读取。

74HC595N

74HC595N是带有输出锁存器的8位串行输入、串行或并行输出移位寄存器。在这个项目中，它使用了4个这样的IC，它们的作用就像一个32位的移位寄存器。该IC的功能是将串行通信转换为并行通信，以获得更多的数字输出引脚，输出连接到晶体管以驱动RGB LED。

RGB LED矩阵74HC595逻辑

蓝牙模块HC-06

这个模块非常适用于由安卓系统控制的有趣项目，它真的很容易使用。

它基于与Arduino的串行通信，但逻辑电压为3.3V，因此建议添加两个电阻，其作用类似分压器，以适应电压水平。

RGB LED矩阵 HC-06 蓝牙

LED灯带

在这个项目中，我们使用了一个RGB LED条，如下图所示，每米有30个LED。有必要将LED条切成片，每片有3个RGB LED，就像一个像素。通过使用LED灯带，你将得到非常好的屏幕亮度。

RGB LED矩阵LED灯带

如何构建RGB LED矩阵？

现在让我们来逐步了解一下如何构建RGB LED矩阵。首先，我们将开始与RGB LED条。你应该切割由3个LED组成的LED条，分别是红色，绿色和蓝色，如下图所示。

切开RGB LED矩阵的LED条

然后剥去保护胶带，将每个像素（由LED条上的3个LED组成）粘贴到面板上，并通过R、G、B和V+金属触点钻小孔。

RGB LED矩阵LED灯带固定

将触点和短线焊接到电路板的另一侧，并使用热胶使其就位。然后将所有的行和列连接在一起。

RGB LED矩阵LED行和列

用相同材料制成的隔板来分隔每个像素，但用白色来反射光线。

RGB LED矩阵块1

现在，在另一侧有所有的行和列的接触，如下所示。

RGB LED矩阵面板背面 1

在纸上打印电路，将其转移到PCB上，并在标记的地方钻小孔。

RGB LED矩阵PCB

将元件放在PCB上，如下图所示。

RGB LED矩阵PCB组件

注意：Arduino Nano有+5V的自动选择器，所以不用担心烧坏你的控制器。

最终的内部外观如下图所示。注意电源、蓝牙和USB的连接器被放在面板的顶部，便于使用。

RGB LED矩阵面板背面2

最后来到矩阵的前面，把聚苯乙烯板放在屏幕的表面。完成后的RGB LED矩阵看起来像这样。

RGB LED矩阵的正面 最终

使用MIT App Inventor 2为Android创建一个APP

为了通过安卓手机来控制RGB LED矩阵，我们需要创建一个专门的应用程序。为此，我们将使用MIT App Inventor 2，这是一个开源的、基于网络的应用程序，用于为安卓设备开发应用程序。

RGB LED矩阵MIT应用程序