Led ma trận là 1 tập các led đơn được bố trí theo dạng ma trận cho phép hiển thị được các kí tự bất kì. Các nhà chế tạo đã tích hợp các dạng ma trận tính theo led 5*7 (5 cột và 7 hàng) hoặc 8x8(8 cột và 8 hàng) và tính theo kích thước và phân biệt theo màu của led, cuối cùng là phân biệt led sáng trong nhà (indoor) hay led sáng ngòai trời (outdoor). Led sáng trong nhà thì khổng thể dùng được ngoài trời vì ánh sáng mặt trời chiếu vào làm chúng ta không nhìn thấy rõ, chỉ có led outdoor mới thấy rõ,, và dĩ nhiên led outdoor sẽ có giá thành cao hơn
Giới thiệu led ma trận 5x7 với 4 màu khác nhau:
2.Cấu tạo và phương pháp điều khiển led ma trận:
Led ma trận là một tập hợp các led đơn với cách kết nố như sau: theo hàng thì các anode nối chung, theo cột thì các cathode nối chung, với led ma trận 5x7 thì cso 7 hàng và 5 cột. anode nối với mức H và cathode nối mức L thì led sáng, các trường hợp còn lại thì led tắt. Hãy quan sát led ma trận 8x8 đang hiển thị chữ A, có 2 cách hiển thị chữ A:
Cách 1: dữ liệu gởi ra hàng mã qué gởi ra cột:
Mỗi kí tự có 5 byte mã:
Byte mã thứ nhất gởi ra 8 hàng (led nào sabgs thì bit tương ứng bằng 1, led nào tắt thì bit tương ứng bằng 0) và cho cột thứ nhất xuống mức L, các cột còn lại ở mức H.
- Byte mã thứ 2 gởi ra 8 hàng, cột thứ hai xuống mức L. - Byte mã thứ 3 gởi ra 8 hàng, cột thứ ba xuống mức L. - Byte mã thứ 4gởi ra 8 hàng, cột thứ tư xuống mức L. - Byte mã thứ 5 gởi ra 8 hàng, cột thứ năm xuống mức L. Do tốc độ thực hiện nhanh nên chúng ta sẽ nhìn thấy chữ A sáng.
Nếu hàng trên cùng là H0 và hàng dưới là H7 thì mã chữ A và mã quét được tóm tắt như sau:
Đễ thực hiện quét cột và dễ dàng cho việc mở rộng cột khi kết nối nhiều led ma trận với nhau thì thanh ghi dịch thường được sử dụng.
Với ma trận 8x8 thì thời gian sáng của 1 cột là 1/8 chu kì quét, thời gian tắt là 7/8, chính vì thế led sẽ sáng không rõ nếu làm việc với dòng và áp định mức. Để
tăng cường độ sáng thì phải tăng áp và dòng. Bình thường led làm việc với dòng 10mA đến 20mA và áp là 2V, nhưng với phương páhp quét cho 1 led 8x8 thì dòng phải tăng lên khoảng 8 lần từ 80mA đến 160mA tương ứng.
Cách tinh toán như sau: với dòng làm việc bình thường (không quét) chọn là 20mA, áp làm việc định mức 2V. Khi đó điện trở của mỗi led là:
RLED= I U = mA V 20 2 = 100Ω
Khi dùng phương pháp quét thì dòng tức thời phải bằng 160mA, khi đó dòng trung bình:
ILED_TB=
8 160mA
= 20mA
Suy ra điện áp cung cấp cho led: VLED_LED = 160mA x 100Ω = 16V
Thường thì chọn dòng thấp hơn nên áp cung cấp sẽ thấp – khoảng từ 9V đến 12V
Ưu điểm:
• Khi mở rộng thêm led thì chỉ cần kế nố song song 8 hàng và cột dùng thanh ghi dịch rất đơn giản do số lượng đường điều khiển ít
• Mỗi một thời điểm chỉ có 1 cột sáng nên dòng tiêu thụ thấp • Mạch điện đơn giản
Khuyết điểm:
Bị giới hạn số cột vì khi mở rộng càng nhiều cột thì thời gian tắt của led tăng thêm => tăng dòng quá lớn nguy hiểm cho led và led sáng không rõ sinh ra hiện tượng chập chờn. Giả sử có 100 cột thì cho dù quét nhanh hay quét chậm thì thời gian sáng của mỗi cột vẫn không đổi bằng 1/100 thời gian tắt bằng 99/100.
Cách 2: dữ liệu gởi ra cột, mã quét gởi ra hàng
- Cho 5 bit thứ 0 của 5 byte mã chữ A được dịch ra các cột, cho hàng H0 dẫn – khi đó hàng H0 sáng tùy thuộc vào dữ liệu.
- Cho 5 bit thứ 1 của 5 byte mã chữ A được dịch ra các cột, cho hàng H1 dẫn – khi đó hàng H1 sáng tùy thuộc vào dữ liệu.
- Cho 5 bit thứ 2 của 5 byte mã chữ A được dịch ra các cột, cho hàng H2 dẫn – khi đó hàng H2 sáng tùy thuộc vào dữ liệu.
- ….
- Cho 5 bit thứ 7 của 5 byte mã chữ A được dịch ra các cột, cho hàng H7 dẫn – khi đó hàng H7 sáng tùy thuộc vào dữ liệu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với cách quét theo hàng thì thời gian sáng của led là 1/8 thời gian tắt là 7/8 Khi tăng thêm led => số cột tăng lên thì thời gian sáng và tắt của mỗi led vẫn không đổi. Nhưng chu kỳ quét sẽ tăng vì phải tốn thêm thời gian gởi dữ liệu ra các cột, càng nhiều cột thì càng tốn thời gian gởi dữ liệu
Để đáp ứng được tốc độ quét khi bảng quan báo có nhiều led thì phải sử dụng các IC có tốc độ làm việc cao khoảng vài chục MHz như CPLD để phụ trách công việc này