Bagaimana membina kod QR LED yang boleh diprogramkan?

Kod QR adalah kod bar yang padat, dua dimensi yang menyimpan pelbagai maklumat dan mudah diakses dengan kamera telefon pintar.Asalnya dicipta di Jepun pada awal 1990 -an untuk menjejaki bahagian dalam industri automotif.Kod QR LED yang boleh diprogramkan adalah sistem paparan dinamik yang menggunakan pelbagai diod pemancar cahaya (LED) untuk membuat kod QR dan boleh dikemas kini dengan serta-merta.Matlamat utama untuk membangunkan sistem kod QR yang boleh diprogramkan adalah untuk meningkatkan fleksibiliti dan kebolehgunaan kod QR dalam persekitaran yang berbeza.

Artikel ini menerangkan cara membina paparan kod QR LED yang boleh diprogramkan, yang meliputi segala -galanya daripada memilih perkakasan yang betul untuk menubuhkan dan menguji produk akhir.Ia masuk ke dalam butiran mengenai memilih mikrokontroler, menggunakan litar bersepadu MAX7219 untuk mengawal LED, dan pengaturcaraan dengan alat seperti Arduino IDE.Ia memberi tumpuan kepada penggunaan praktikal bahagian dan perisian elektronik sambil menawarkan petua mengenai penyelesaian masalah dan menyesuaikan projek untuk memperbaiki ciri -cirinya.

Katalog

Rajah 1: Projek Kod QR LED

Bahan

Panel matriks LED

Panel matriks LED adalah paparan utama anda, di mana kod QR akan digambarkan.Pilih panel dengan resolusi yang mencukupi untuk memastikan kod QR mudah diimbas.A 32x32 atau 64x64 RGB LED Matrix memberikan kejelasan yang cukup untuk tujuan ini.

Rajah 2: Panel matriks LED

Mikrokontroler

Anda memerlukan mikrokontroler untuk mengawal matriks LED.Pilihan termasuk Arduino, Raspberry PI, atau ESP32.Pilih satu berdasarkan tahap pengalaman anda dan ketersediaan perpustakaan yang sesuai untuk mengawal matriks LED dengan cekap.

Rajah 3: Mikrokontroler

Bekalan kuasa

Bekalan kuasa yang boleh dipercayai adalah penting, kerana matriks LED boleh menggunakan kuasa, terutamanya pada tetapan kecerahan yang lebih tinggi.Pastikan bekalan kuasa sepadan dengan voltan dan keperluan semasa matriks LED yang anda pilih.

Rajah 4: Bekalan Kuasa

Menyambung kabel

Untuk menghubungkan mikrokontroler anda ke matriks LED, anda memerlukan pelbagai kabel.Ini mungkin termasuk wayar pelompat atau kabel reben, bergantung kepada jenis sambungan matriks LED anda.

Rajah 5: Menyambung kabel

Komputer

Komputer diperlukan untuk memprogram mikrokontroler.

Rajah 6: Komputer

Perisian penjanaan kod QR

Anda memerlukan perisian atau alat dalam talian untuk membuat kod QR.

Pemandu matriks LED

Bergantung pada mikrokontroler dan matriks LED yang anda pilih, pemandu atau perisai yang berdedikasi mungkin perlu mengawal matriks dengan berkesan.Sebagai contoh, jika anda menggunakan Arduino, perisai matriks RGB Adafruit boleh menjadi tambahan yang berguna.

Rajah 7: Pemandu matriks LED

Alat

Pematerian besi

Anda memerlukan besi pematerian jika matriks LED anda atau sambungan antara komponen memerlukan pematerian.Ia baik untuk mewujudkan sambungan elektrik yang stabil dan kekal.

Rajah 8: Besi pematerian

Pemotong/penari telanjang kawat

Alat ini digunakan untuk menyediakan kabel anda, membolehkan anda memotong wayar ke panjang yang dikehendaki dan melepaskan penebat untuk mendedahkan bahan konduktif di dalamnya.

Rajah 9: Pemotong/Penarik Kawat

Komputer dengan IDE Arduino atau persekitaran pembangunan lain

Komputer diperlukan untuk menulis dan memuat naik kod ke mikrokontroler anda.IDE Arduino atau persekitaran pembangunan yang sesuai akan membolehkan anda memprogram dan menguruskan perkakasan anda dengan berkesan.

Multimeter

Multimeter tidak ternilai untuk menyelesaikan masalah.Ia membantu anda mengesahkan bahawa semua sambungan anda betul, selamat, dan berfungsi seperti yang diharapkan dengan mengukur voltan, arus, dan rintangan.

Rajah 10: Multimeter

Membina paparan kod QR yang boleh diprogramkan

Menyediakan matriks LED dengan MAX7219 ICS

Untuk mula menubuhkan matriks LED pada papan roti, pertama, letakkan matriks LED dengan teliti.Setiap pin pada matriks sepadan dengan sama ada baris atau lajur, jadi penting untuk dipadankan dengan betul dengan susun atur matriks.Misalignment di sini boleh menyebabkan isu -isu dalam mengawal LED di kemudian hari.Sahkan setiap peranan pin sebelum bergerak ke hadapan.

Seterusnya, litar bersepadu MAX7219 perlu disambungkan ke matriks LED.Mulailah dengan membekalkan kuasa ke IC -menghubungkan pin VCC ke sumber 5V dan pin GND ke tanah litar.Kemudian, fokus pada menghubungkan garisan MAX7219's Dig (digit) dan Seg (segmen) ke baris dan lajur masing -masing matriks LED.Penjajaran yang betul antara matriks dan pin IC membantu operasi yang betul.Jika pinout tidak jelas, rujuk lembaran data untuk panduan.

Sekiranya projek anda memerlukan pelbagai matriks LED, anda perlu rantaian daisy tambahan MAX7219 ICS.Mulakan dengan menyambungkan pin 'data keluar' max7219 pertama ke pin 'data dalam' IC seterusnya.Teruskan corak ini, menghubungkan garis 'beban' dan 'jam' antara setiap IC.Konfigurasi ini membolehkan pelbagai matriks dikawal secara urutan dengan penggunaan mikroproller mikro yang minimum.Penyegerakan yang betul antara semua ICS memastikan operasi lancar merentasi keseluruhan persediaan paparan.

Rajah 11: Menetapkan matriks LED dengan MAX7219 ICS

Pengaturcaraan Arduino dan penyelesaian masalah

Dengan perkakasan di tempat, langkah seterusnya ialah pengaturcaraan Arduino.Mulakan dengan memasukkan perpustakaan, perpustakaan LedControl.H digunakan untuk interfacing dengan MAX7219 IC.Dalam lakaran Arduino anda, mulakan matriks LED dengan menentukan berapa banyak IC MAX7219 yang digunakan dan menentukan pin komunikasi (Datain, CLK, LOAD).

Dalam gelung utama kod anda, anda boleh mengawal LED individu, atau memaparkan keseluruhan aksara atau nombor.Gunakan fungsi perpustakaan untuk menghantar data ke LED tertentu, menyesuaikan kecerahan, atau membersihkan paparan seperti yang diperlukan.

Semasa ujian, anda mungkin menghadapi masalah biasa seperti sambungan yang lemah atau bug perisian.Sebagai contoh, matriks LED boleh berkedip atau dipaparkan dengan tidak betul jika terdapat sambungan tanah yang hilang.Semak semula semua sambungan tanah untuk memastikan mereka selamat.

Satu lagi masalah biasa adalah pendawaian yang salah dalam setup daisy.Gunakan multimeter untuk memeriksa kesinambungan dan sahkan bahawa semua sambungan sepadan dengan skema anda.Isu -isu perisian juga boleh menyebabkan masalah, seperti kod Arduino yang tidak memulakan atau menangani MAX7219 ICS dengan betul.Pastikan tugasan pin anda dalam kod adalah betul dan semua gelung berfungsi seperti yang dimaksudkan tanpa mengganggu aliran data antara peranti.Debugging mungkin melibatkan mengkaji semula logik dalam kod anda dan memastikan bahawa semua peranti ditangani dengan betul.

Membina Matriks Akhir

Langkah pertama dalam proses ini adalah menyusun matriks LED ke dalam persediaan yang lebih besar, melibatkan beberapa tindakan yang teliti.Mulailah dengan mengumpulkan semua bahan, seperti panel matriks LED, menghubungkan kabel, skru, spacer, dan kurungan pemasangan.Kemudian, merancang susun atur dengan mengatur matriks pada permukaan rata, memastikan mereka semua menghadapi cara yang sama, dengan penyambung kuasa dan data sejajar, dan memutuskan saiz dan susunan keseluruhan, seperti grid 3x3 atau 4x4.

Setelah susun atur ditetapkan, mulakan pemasangan matriks dengan melampirkan kurungan dengan selamat ke belakang setiap panel.Panel -panel ini kemudiannya akan diperbaiki ke bahan sokongan yang kukuh, seperti papan lapis atau akrilik, untuk memastikan segala -galanya stabil.Adalah penting untuk meletakkan spacer di antara setiap panel untuk membolehkan haba melarikan diri dan mengelakkan cahaya dari satu panel mengganggu yang lain.

Selepas pemasangan, fokus pada menghubungkan garis data.Mulakan dengan menghubungkan input data matriks pertama ke sistem kawalan anda, seperti mikrokontroler atau PC.Kemudian, sambungkan output data dari matriks pertama ke input data seterusnya, dan simpan corak ini melalui semua matriks.Sebaik sahaja data disambungkan, selamatkan sambungan kuasa dengan melampirkan kabel kuasa ke setiap matriks, pastikan sambungannya ketat untuk mengelakkan kehilangan kuasa.Gunakan ikatan kabel atau pengapit untuk memastikan kabel teratur dan mengurangkan peluang pemotongan atau kerosakan yang tidak disengajakan.

Sebaik sahaja semuanya disambungkan, teruskan ke persediaan dan ujian akhir.Hidupkan sistem dan jalankan corak ujian untuk memeriksa sebarang LED yang tidak berfungsi atau masalah sambungan.Sekiranya terdapat sebarang masalah, laraskan sambungan kabel atau gantikan panel LED yang rosak seperti yang diperlukan.

Bahagian penting kedua membina matriks LED yang besar ialah menguruskan keperluan kuasa.Mulailah dengan mengira berapa banyak kuasa yang anda perlukan: periksa berapa banyak kuasa setiap panel matriks yang digunakan (biasanya diberikan dalam watt) dan kalikan dengan jumlah panel untuk mengetahui keperluan kuasa keseluruhan.Pertimbangkan kedua -dua puncak dan keperluan kuasa purata, kerana LED menggunakan lebih banyak kuasa apabila memaparkan warna -warna cerah, terutama putih.

Seterusnya, reka bentuk sistem pengedaran kuasa.Pilih bekalan kuasa yang boleh mengendalikan jumlah keperluan kuasa, menambah tambahan 20% untuk keselamatan.Pecahkan beban kuasa merentasi beberapa bekalan kuasa untuk mengelakkan terlalu banyak.Gunakan blok terminal yang boleh mengendalikan jumlah arus untuk mengedarkan kuasa dengan cekap dari satu input ke pelbagai output.Sambungkan bekalan kuasa utama ke blok terminal, kemudian jalankan wayar kuasa individu dari blok terminal ke setiap panel matriks, pastikan semua sambungan ketat dan menggunakan wayar yang boleh membawa arus tanpa terlalu panas.

Akhirnya, letakkan langkah -langkah keselamatan di tempatnya.Pasang fius atau pemutus litar dekat dengan sumber kuasa untuk melindungi daripada potensi overcurrent.Secara kerap periksa semua sambungan dan wayar untuk haus atau kerosakan, dan gantikan mana -mana bahagian untuk memastikan sistem selamat dan boleh dipercayai.

Pengaturcaraan, memuat naik dan mengkonfigurasi kod

Microsoft Excel, yang terkenal dengan pengurusan datanya dan fungsi analisis, juga boleh digunakan secara kreatif untuk tugas pengaturcaraan seperti menubuhkan paparan kod QR.Untuk memulakan, kenal pasti data yang anda ingin encod dalam kod QR, yang boleh menjadi teks, URL, atau maklumat lain.Oleh kerana Excel tidak menjana kod QR secara asli, anda perlu memasang tambahan seperti penjana kod QR dari kedai tambahan Microsoft Office.Selepas memasukkan data anda, tambahan akan menghasilkan kod QR secara langsung dalam sel Excel.

Selepas menghasilkan kod QR, anda boleh menyesuaikannya dengan menukar saiznya dan menyesuaikan tahap pembetulan ralat.Ini menjadikan kod lebih kuat terhadap kerosakan tetapi juga lebih kompleks.Selepas memuktamadkan kod QR, eksportnya sebagai fail imej, seperti PNG atau JPEG.Imej ini kemudiannya boleh diimport ke dalam persekitaran pengaturcaraan anda, di mana ia perlu ditukar menjadi format seperti array byte jika anda merancang untuk memaparkannya pada mikrokontroler seperti Arduino.Kaedah ini membolehkan pengaturcara dengan cepat prototaip dan menguji kod QR untuk pelbagai projek menggunakan antara muka mesra pengguna Excel dan keupayaan tambahan yang kuat.

Memuat naik kod ke Arduino adalah kemahiran asas bagi sesiapa yang menggunakan mikrokontroler ini.Pertama, pastikan Arduino IDE dipasang pada komputer anda, kerana ini adalah di mana anda akan menulis, menyusun, dan memuat naik kod anda.Membangunkan lakaran Arduino anda dalam IDE, termasuk perpustakaan jika projek anda melibatkan memaparkan kod QR.Sebelum memuat naik, sahkan bahawa papan Arduino anda disambungkan dengan betul ke komputer anda melalui kabel USB dan pilih model papan dan port yang betul dalam IDE.Untuk keselamatan, cabut sebarang sumber kuasa luaran dari Arduino semasa proses muat naik untuk mengelakkan litar pintas atau lonjakan kuasa.Sebaik sahaja semuanya disediakan, klik butang muat naik di Arduino IDE.Anda akan melihat kemajuan di konsol bawah dan mesej kejayaan akan muncul sebaik sahaja muat naik selesai.Selepas memuat naik, sambungkan semula sebarang bekalan kuasa luaran dan uji Arduino untuk memastikan semuanya berfungsi seperti yang diharapkan.

Pemasangan dan persediaan terakhir

Untuk mula menyusun kod QR LED yang boleh diprogramkan, lampirkan matriks LED ke pangkalan yang kukuh seperti papan lapis.Ini membantu menjaga matriks stabil dan kelihatan baik.Pilih sekeping papan lapis yang sedikit lebih besar daripada matriks dan cukup tebal untuk menyokong berat badan tanpa lenturan, ketebalan setengah inci berfungsi dengan baik.Letakkan matriks LED di papan lapis untuk mencari tempat terbaik untuknya.Langkah ini membantu anda memastikan segala -galanya dibarisi dengan betul dan ada ruang yang cukup di sekeliling tepi untuk sebarang wayar atau komponen.

Sebaik sahaja anda menandakan kedudukan terbaik di papan lapis, anda boleh melancarkan matriks.Jika matriks LED anda tidak mempunyai lubang pra-gerudi untuk pemasangan, anda mungkin perlu membina bingkai mudah atau menggunakan kurungan.Anda boleh membuat bingkai menggunakan jalur kayu atau kurungan logam, mengamankannya di sekitar tepi matriks dan melampirkannya ke papan lapis.Pastikan bingkai memegang matriks dengan tegas tanpa menutupi LED.

Untuk melihat lebih baik, pertimbangkan lukisan atau pewarnaan papan lapis untuk memadankan kawasan di mana kod QR akan dipaparkan.Warna gelap, seperti hitam, sering membuat warna LED menonjol lebih banyak.Anda juga boleh menambah perlindungan akrilik yang jelas di atas matriks untuk melindungi LED dari habuk dan kerosakan sementara masih dapat dilihat.

Susun kabel di belakang papan lapis menggunakan klip kabel.Ini menjadikannya kelihatan kemas dan memastikan wayar selamat, menghalang mereka daripada longgar atau rosak dari masa ke masa.

Ujian akhir

Selepas meletakkan segala -galanya bersama -sama, penting untuk menguji kod QR LED anda untuk memastikan ia berfungsi dengan baik dan dapat dengan mudah diimbas dari jarak dan sudut yang berbeza.Mulailah dengan menyemak bahawa semua sambungan adalah selamat dan matriks LED mendapat kuasa.Hidupkan matriks dan pastikan setiap bahagian kod QR menyala dengan betul.

Seterusnya, periksa seberapa baik kod QR boleh dibaca dengan bergerak lebih jauh dari situ.Kod ini harus mudah untuk mengimbas dari sekurang -kurangnya jarak minimum yang anda harapkan orang menggunakannya.Gunakan pembaca kod QR pada telefon pintar atau tablet untuk mengujinya dari jarak dan sudut yang berbeza.Ia harus diimbas tanpa perlu mencari tempat yang tepat, menjadikannya mudah digunakan dalam situasi kehidupan sebenar.

Jika anda bercadang untuk menggunakan kod QR LED anda di luar rumah atau di tempat -tempat dengan perubahan cahaya, uji bagaimana ia dapat dilihat di bawah keadaan pencahayaan yang berbeza.Sebagai contoh, cahaya matahari langsung mungkin menjadikannya lebih sukar untuk melihat paparan LED.Jika ini berlaku, anda mungkin perlu menambah naungan atau meningkatkan kecerahan LED untuk memudahkannya.

Rajah 12: Projek Kod QR LED selesai

Kesimpulan

Mewujudkan paparan kod QR LED yang boleh diprogramkan melibatkan kerja elektronik terperinci dan pengaturcaraan lanjutan, yang membawa kepada produk yang berfungsi dan menarik.Projek ini memerlukan memilih dan menyusun matriks LED, memilih mikrokontroler yang betul, memastikan bekalan kuasa yang mantap, dan mengurus semua sambungan dengan teliti.Setiap langkah, dari menubuhkan matriks LED dengan cip MAX7219 untuk pengaturcaraan Arduino, memerlukan perhatian yang mendalam terhadap perincian, menunjukkan betapa pentingnya ketepatan dalam kedua -dua elektronik dan pengekodan.

Projek ini juga menekankan perlunya perancangan dan ujian yang teliti untuk memastikan kod QR dapat diimbas dan berfungsi dengan baik di bawah keadaan pencahayaan yang berbeza.Ia bukan sahaja menawarkan pembelajaran yang berharga tetapi juga menghasilkan alat paparan digital serba boleh yang menggabungkan teknologi dengan kreativiti.Ia memberikan gambaran yang berguna untuk projek -projek masa depan dalam sistem tertanam dan antara muka digital.Pengetahuan yang diperoleh pasti akan meningkatkan kerja masa depan dalam elektronik dan pengaturcaraan.

Soalan Lazim [Soalan Lazim]

1. Bolehkah saya membuat kod QR dinamik saya sendiri?

Ya, anda boleh membuat kod QR dinamik anda sendiri.Kod QR dinamik boleh diedit dan dilacak, membolehkan anda menukar URL atau data yang dikaitkan dengan kod QR tanpa perlu menghasilkan kod baru.Untuk membuatnya, anda perlu menggunakan penjana kod QR yang menyokong kod QR dinamik.Perkhidmatan ini memerlukan anda membuat akaun, kerana mereka menjadi tuan rumah data yang dihubungkan oleh kod QR dan menyediakan analisis.

2. Bolehkah Canva menjana kod QR?

Ya, Canva dapat menjana kod QR.Ia menawarkan alat mudah dalam platform reka bentuknya untuk membuat kod QR statik.Anda boleh memasukkan URL atau data lain, dan Canva akan menghasilkan kod QR yang boleh dimasukkan ke dalam reka bentuk anda.Walau bagaimanapun, CANVA tidak menyokong penciptaan kod QR yang dinamik, kod QR yang dibuat dalam CANVA adalah statik, yang bermaksud maklumat yang mereka encod tidak dapat diubah setelah dibuat.

3. Adakah kod QR tamat?

Kod QR sendiri tidak luput.Kod QR akan terus berfungsi selagi data yang dikodkan di dalamnya masih sah.Walau bagaimanapun, jika anda menggunakan kod QR yang dinamik, URL atau data yang dialihkannya boleh diubah atau dinyahaktifkan, yang mempengaruhi fungsi Kod QR.Begitu juga, jika kod QR pautan ke laman web yang tidak lagi wujud atau telah dipindahkan tanpa pengalihan, kod QR akan membawa kepada halaman ralat.

4. Perisian apa yang boleh membuat kod QR?

Beberapa pilihan perisian tersedia untuk mewujudkan kedua -dua kod QR yang dinamik dan statik, masing -masing menawarkan ciri -ciri unik.Pilihan popular termasuk penjana kod QR yang menyediakan keupayaan untuk membuat kod QR dinamik dan statik dengan pilihan untuk penyesuaian dan penjejakan.Adobe Spark menawarkan alat untuk membuat kod QR statik yang boleh diintegrasikan ke dalam projek reka bentuk yang lebih besar.Google Chrome mempunyai penjana kod QR terbina dalam untuk mana-mana laman web yang anda lawati, menjadikannya pilihan yang mudah untuk penciptaan kod QR yang cepat.Perkara QR membolehkan anda membuat kod QR statik untuk pelbagai jenis data, dengan beberapa pilihan terhad untuk kod QR dinamik.Alat ini terdiri daripada penjana kod QR statik mudah ke platform yang lebih maju yang menawarkan keupayaan penyesuaian dan penjejakan yang luas.

5. Adakah selamat untuk membuat kod QR anda sendiri?

Ya, mencipta kod QR anda sendiri pada umumnya selamat.Kebimbangan keselamatan yang berkaitan dengan kod QR bukan mengenai proses penciptaan tetapi di mana kod QR mengarahkan pengguna dan data apa yang dikodkan.Memastikan URL atau data tertanam adalah selamat dan dari sumber yang dipercayai.Apabila menggunakan kod QR yang dinamik, penting untuk menggunakan perkhidmatan pengurusan kod QR yang bereputasi untuk mengelakkan penyalahgunaan atau penyuntingan yang tidak dibenarkan.Sentiasa memantau di mana kod QR anda pautan untuk memastikan ia tetap menjadi destinasi yang selamat untuk pengguna.