Carte contrôleur de matrice de LEDs : Différence entre versions

Version du 25 juillet 2016 à 14:04

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Il est vous est demandé de réaliser une carte électronique avec des composants de surface pour gérer une matrice de LEDs. La matrice de LEDs peut être monochrome mais sa taille sera au minimum 8x8. Le contrôle de la matrice se fera par un micro-contrôleur ATMega328P à l'aide de registres de décalage. Il faut prévoir des connecteurs pour envoyer les données à votre carte par bus SPI. A chaque réception de paquets de 8 octets l'affichage est mis à jour sur la matrice.

Le programme de gestion de la matrice sera écrit en C pour avr-gcc. Pour la partie SPI, aidez-vous éventuellement des programmes déjà écrits pour le projet "ordonnanceur" de 2014/2015 (Malette Arduino éducative I).

Liste de matériel

Comme le stipule le cahier des charges, les composants suivants doivent être des CMS (composants montés en surface). Voici les divers composants nécessaires à la réalisation du projet :

• Un microcontrôleur Atmega328p qui permettra le contrôle de la carte.
• Une matrice de leds 8x8 pour l'affichage.
• Des barrettes de connexion afin d'y placer notre matrice de leds et la connexion spi.
• Un registre à décalage pour l'envoi des données.
• Un quartz pour établir une fréquence de travail sur la carte.
• Un buffer d'amplification de courant en entrée des leds.
• Des condensateurs pour le montage oscillateur du quartz.
• Des résistances de protection sur les entrées du microcontrôleur.

Avancement du Projet

Choix techniques

• Le système fonctionnera sous une tension de 5 V.
• Afin de piloter notre matrice de leds sur la carte, on propose d'insérer des connecteurs (barrettes).
• Pour fournir un signal d'horloge à notre microcontrôleur, afin qu'il puisse générer des signaux à intervalles réguliers, on pourra utiliser un montage oscillateur à quartz d'une fréquence de 16MHz afin d'utiliser les deux entrées du microcontrôleur prévues à cet effet.
• On utilisera un registre à décalage et une sélection de ligne via l'Atmega pour notre matrice.
• On intègrera un buffer à base de montages "Darlington" afin d'effectuer une amplification de courant en entrée de la matrice.
• L'alimentation externe ainsi que la masse s'effectueront via la connexion spi.
• On inclura un connecteur afin de programmer l'Atmega sans passer par un Arduino mais directement par une broche de programmation.

Première version schématique

La première version schématique comprend le microcontrôleur pilotant les deux registres à décalage. Il présente également le montage "oscillateur à quartz". Il montre aussi l'envoi des données vers les différents ports de la matrice leds. Cependant, les connecteurs spi (entrée et sortie) ne sont pas représentés schématiquement, il faudra insérer les empreintes ou les créer si le montage est validé.

Modifications de la première version

Le second schématique comprend un autre "reference design" pour l'atmega328p. Un registre à décalage a été supprimé (en effet certaines sorties du microcontrôleur serviront au choix de la ligne de la matrice). Les composants qui n'étaient pas "de surface" le sont désormais. Deux barrettes femelles ont été placées afin de pouvoir y connecter la matrice de leds. Afin de réaliser une amplification de courant en entrée des lignes de la matrice, on placera un buffer qui contient des montages "Darlington". Enfin, un "spi header" a été ajouté. Enfin, un connecteur a été placé afin de pouvoir programmer le microcontrôleur à tout moment.

Livrables

Schématique

Voici la schématique de la solution proposée :

Schématique

Etat : Validé

Liste de composants

Etat : En attente de validation

Programme C

Carte électronique