หน้าจอ LED Raspberry Pi: ตัวเลือก การตั้งค่า และคู่มือโครงการ

หน้าจอ LED Raspberry Pi: ตัวเลือก การตั้งค่า และคู่มือโครงการ

คำอธิบายเมตา:กำลังสร้างโครงการหน้าจอ LED Raspberry Pi หรือไม่ คู่มือนี้ครอบคลุมถึงประเภทการแสดงผลที่เข้ากันได้ วิธีการทำงานของแผงเมทริกซ์ HUB75 ข้อควรพิจารณาในการตั้งค่า และแนวคิดโปรเจ็กต์ที่ใช้งานได้จริง

หน้าจอ LED Raspberry Pi: ตัวเลือก การตั้งค่า และคู่มือโครงการ

การรวม Raspberry Pi เข้ากับหน้าจอ LED ทำให้เกิดโครงการที่สร้างสรรค์และใช้งานได้จริงมากมาย - ตั้งแต่แดชบอร์ดข้อมูลแบบเลื่อนไปจนถึงการแสดงกิจกรรมแบบกำหนดเอง แต่คำว่า "หน้าจอ LED" ครอบคลุมผลิตภัณฑ์หลายประเภทที่แตกต่างกัน โดยแต่ละประเภทมีวิธีการเชื่อมต่อ ข้อกำหนดของซอฟต์แวร์ และความสามารถที่แตกต่างกัน การทราบว่าประเภทใดที่เหมาะกับโครงการของคุณก่อนตัดสินใจซื้อจะช่วยประหยัดเวลาและหลีกเลี่ยงความยุ่งยากจากฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันไม่ได้ คู่มือนี้ครอบคลุมตัวเลือกหลักๆ อย่างชัดเจน

ความหมายที่แตกต่างกันสองประการของ "หน้าจอ LED" สำหรับ Raspberry Pi

เมื่อผู้คนค้นหาโครงการ Raspberry Pi หน้าจอ LED โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะหมายถึงหนึ่งในสองสิ่งที่ค่อนข้างแตกต่างในทางปฏิบัติ:

แผงเมทริกซ์ LED HUB75- แผง LED แบบโมดูลาร์โดยตรง-ดูที่ใช้ในป้ายเชิงพาณิชย์ มีจำหน่ายในรูปแบบเช่น 64×32 หรือ 64×64 พิกเซล ขับเคลื่อนโดยตรงด้วยพิน GPIO ของ Raspberry Pi ผ่านเมทริกซ์ HAT (ฮาร์ดแวร์ที่แนบมาที่ด้านบน - ส่วนเสริม- บนบอร์ดที่เสียบเข้ากับส่วนหัว GPIO ของ Pi โดยตรง เพื่อให้การบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมและการปรับสภาพสัญญาณสำหรับแผง LED)

จอภาพ LCD แบ็คไลท์แบบ LED- หรือจอแสดงผล HDMI- หน้าจอมาตรฐานที่เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi ผ่าน HDMI หรือ DSI (Display Serial Interface - การเชื่อมต่อจอแสดงผลเฉพาะสำหรับจอแบนขนาดเล็ก) แสดงเอาต์พุตจากระบบปฏิบัติการหรือแอปพลิเคชันของ Pi เช่นเดียวกับที่ทำจากคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้

หมวดหมู่แรกคือสิ่งที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่หมายถึงเมื่อพวกเขาอธิบายโครงการจอแสดงผล LED Raspberry Pi อย่างที่สองคือการใช้ Pi เป็นคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อกับจอภาพมาตรฐาน ส่วนที่เหลือของคู่มือนี้จะเน้นที่แนวทางแผงเมทริกซ์ HUB75 เป็นหลัก ซึ่งเป็นกรณีที่น่าสนใจและเฉพาะเจาะจงทางเทคนิคมากกว่า

แผงเมทริกซ์ LED HUB75: มาตรฐานของผู้สร้าง

HUB75 เป็นมาตรฐานอินเทอร์เฟซที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแผงจอแสดงผลเมทริกซ์ LED โดยใช้ขั้วต่อ 16 พินเพื่อรับสัญญาณสแกนจากคอนโทรลเลอร์ แผงเหล่านี้ผลิตในขนาดมาตรฐานและมีจำหน่ายอย่างกว้างขวางผ่านทางซัพพลายเออร์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในราคาที่เข้าถึงได้ ทำให้แผงเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่แท้จริงสำหรับโครงการจอแสดงผล LED Raspberry Pi ในผู้ผลิตและชุมชนการศึกษา

แผง HUB75 แผงเดียวมีจำนวนพิกเซล RGB คงที่ - รูปแบบทั่วไป ได้แก่ 64×32 (2,048 พิกเซล) และ 64×64 (4,096 พิกเซล) แผงหลายแผงสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน - ข้อมูลเอาต์พุตของแผงหนึ่งเชื่อมต่อกับอินพุตของ - ถัดไป ทำให้สามารถสร้างชุดจอแสดงผลขนาดใหญ่ขึ้นจากหน่วยมาตรฐานได้

Raspberry Pi ขับเคลื่อนแผงควบคุมโดยสร้างสัญญาณเวลาและข้อมูลที่จำเป็นในการควบคุมสถานะของ LED แต่ละตัว เนื่องจากสัญญาณเหล่านี้มีความละเอียดอ่อน-เกี่ยวกับจังหวะเวลา โดยทั่วไปจึงแนะนำให้ใช้ RGB matrix HAT เฉพาะเหนือการเดินสาย GPIO โดยตรง เนื่องจากมีบัฟเฟอร์ที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อขับเคลื่อนแผงหลายแผงพร้อมกัน

ประเภทโครงการทั่วไป

ซอฟต์แวร์สำหรับการขับเคลื่อนแผง HUB75

ไลบรารีเมทริกซ์ rpi-rgb-led-เป็นไลบรารีโอเพ่นซอร์ส-ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการขับเคลื่อนแผง LED HUB75 จาก Raspberry Pi มีการเชื่อมโยงภาษา Python, C++ และภาษาอื่นๆ ที่จัดการกับการสร้างสัญญาณเวลาที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับการสแกนเมทริกซ์ที่ถูกต้อง ช่วยให้ผู้สร้างโครงการมุ่งเน้นไปที่เนื้อหาและตรรกะของแอปพลิเคชัน แทนที่จะควบคุมฮาร์ดแวร์ระดับต่ำ-

พารามิเตอร์หลักที่ต้องตั้งค่าอย่างถูกต้องเพื่อให้ไลบรารีทำงานกับพาเนลเฉพาะได้ รวมถึงอัตราการสแกนของพาเนล (ข้อกำหนดที่อธิบายวิธีจัดการแถวต่างๆ - ค่าทั่วไปคือการสแกน 1/8, 1/16 และ 1/32) จำนวนแถวและคอลัมน์ และการแมป GPIO ของ HAT ที่ใช้งาน การตั้งค่าที่ไม่ตรงกันทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการแสดงผลที่มองเห็นได้ - การตรวจสอบข้อกำหนดของแผงควบคุมและเอกสารการกำหนดค่าของไลบรารีก่อนใช้งานครั้งแรกจะช่วยประหยัดเวลาในการดีบัก

พาวเวอร์ซัพพลาย: จุดปฏิบัติที่สำคัญ

แผงเมทริกซ์ LED ดึงกระแสไฟได้มากกว่าที่ Raspberry Pi สามารถจ่ายไฟผ่านพิน GPIO ได้อย่างปลอดภัย แผงจะต้องได้รับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 5V ที่ได้รับการจัดอันดับอย่างถูกต้องแยกต่างหากซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับอินพุตพลังงานเฉพาะของแผง - ไม่ใช่ผ่าน Pi

ความจุของแหล่งจ่ายไฟที่ต้องการขึ้นอยู่กับจำนวนแผงและความสว่างในการขับเคลื่อน วิธีการทั่วไปคือการประเมินการดึงกระแสไฟสูงสุดที่ความสว่างเต็มที่สำหรับแผงทั้งหมดในการตั้งค่า จากนั้นเลือกแหล่งจ่ายไฟที่มีพื้นที่ด้านบนเพียงพอเหนือตัวเลขดังกล่าว การใช้งานแผงโดยใช้ความสว่างลดลง (ซึ่งไลบรารีซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่สนับสนุน) จะช่วยลดการใช้พลังงานและการสร้างความร้อน และโดยทั่วไปแนะนำให้ใช้สำหรับการทำงานต่อเนื่องในระยะยาว-

จอแสดงผล HDMI พร้อม Raspberry Pi: เส้นทางที่ง่ายกว่า

สำหรับโปรเจ็กต์ที่ใช้ Pi เป็นเครื่องเล่นสื่อ ตัวควบคุมป้ายดิจิทัล หรือ-อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั่วไปพร้อมจอแสดงผล การเชื่อมต่อจอภาพ HDMI มาตรฐาน - รวมถึงจอแสดงผล LED แบ็คไลท์ LED -เชิงพาณิชย์ - นั้นง่ายกว่าเส้นทาง HUB75 Raspberry Pi OS และ Linux ส่วนใหญ่จัดการเอาต์พุตการแสดงผล HDMI โดยอัตโนมัติ

แพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ป้ายดิจิทัลแบบโอเพนซอร์สและเชิงพาณิชย์หลายตัวทำงานได้ดีบน Raspberry Pi ในฐานะเครื่องเล่นสื่อ-ต้นทุนต่ำและจุดสิ้นสุดการจัดการเนื้อหา ทำให้ Pi เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงและคุ้มค่า-สำหรับหน้าจอ LED สำหรับการปรับใช้ป้ายดิจิทัล Raspberry Pi ในขนาดเล็ก

สรุป

โครงการหน้าจอ LED Raspberry Pi ที่ใช้แผงเมทริกซ์ HUB75 เป็นกิจกรรม-ที่ได้รับการสนับสนุนและคุ้มค่าจากผู้สร้าง พร้อมด้วยเอกสารประกอบของชุมชนที่ครอบคลุมและ-ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์สที่พร้อมใช้งาน ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติที่สำคัญคือการเลือก HAT ที่เหมาะสมสำหรับการบัฟเฟอร์สัญญาณ การกำหนดค่าไลบรารีซอฟต์แวร์สำหรับพารามิเตอร์การสแกนของแผงควบคุมเฉพาะ และการจัดหาแหล่งจ่ายไฟเฉพาะที่เพียงพอสำหรับแผงควบคุมที่แยกจาก Pi สำหรับโปรเจ็กต์ที่ต้องการฟังก์ชันเอาต์พุตวิดีโอหรือป้ายดิจิทัลมาตรฐาน จอแสดงผล HDMI มาตรฐานที่เชื่อมต่อโดยตรงกับ Pi เป็นวิธีที่ง่ายกว่าและใช้งานได้จริงมากกว่า

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: หน้าจอ LED ใดสำหรับโครงการ Raspberry Pi ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้เริ่มต้น
ตอบ: แผงเมทริกซ์ LED 64×32 HUB75 แผงเดียวที่มี RGB matrix HAT และไลบรารีเมทริกซ์ rpi-rgb-led-เป็นจุดเริ่มต้น-ที่ได้รับการบันทึกไว้ดีที่สุด อีกทางหนึ่ง การเชื่อมต่อจอภาพ HDMI มาตรฐานจะง่ายกว่าหากเป้าหมายคือเอาต์พุตการแสดงผลตามวัตถุประสงค์ทั่วไป- แทนที่จะเป็นการควบคุมพิกเซล LED โดยตรง

ถาม: Raspberry Pi สามารถจ่ายไฟให้กับแผงเมทริกซ์ LED ผ่าน GPIO ได้หรือไม่
ตอบ: ไม่มีแผงเมทริกซ์ LED - ที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟภายนอกโดยเฉพาะ การวาดแผงพลังงานผ่านพิน GPIO จะทำให้ Raspberry Pi เสียหาย Pi ให้เฉพาะสัญญาณควบคุมเท่านั้น แหล่งจ่ายไฟ 5V แยกต่างหากสำหรับการดึงกระแสไฟของแผงควบคุมจะจ่ายไฟให้กับอินพุตพลังงานของแผงควบคุมโดยตรง

ถาม: มาตรฐาน HUB75 สำหรับโครงการจอแสดงผล LED Raspberry Pi คืออะไร
ตอบ: HUB75 เป็นรูปแบบอินเทอร์เฟซที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแผงเมทริกซ์ LED โดยใช้ตัวเชื่อมต่อ 16- พินเพื่อรับระยะเวลาการสแกนและข้อมูลพิกเซลจากคอนโทรลเลอร์ มันเป็นรูปแบบมาตรฐานสำหรับ-แผงเมทริกซ์ LED ที่ผู้ผลิตส่วนใหญ่เข้าถึงได้ และ-รองรับอย่างดีจากไลบรารีเมทริกซ์ LED rpi-rgb-บน Raspberry Pi

ถาม: Raspberry Pi สามารถขับเคลื่อน HUB75 ได้กี่แผง
ตอบ: ขึ้นอยู่กับรุ่น Pi เฉพาะ ข้อมูลจำเพาะของแผงควบคุม และการกำหนดค่าซอฟต์แวร์ โดยทั่วไปแล้วโมเดล Pi ที่มีข้อกำหนดสูงกว่า-จะรองรับแผงจำนวนมากพร้อมกัน สำหรับแอปพลิเคชันที่มีความต้องการสูง เช่น วิดีโอภาพเคลื่อนไหวเต็มรูปแบบ-ในแผงหลายๆ แผง ความต้องการในการประมวลผลจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก เอกสารไลบรารีเมทริกซ์ rpi-rgb-led- ให้คำแนะนำเกี่ยวกับขีดจำกัดในทางปฏิบัติสำหรับชุดฮาร์ดแวร์เฉพาะ

ถาม: การตั้งค่าอัตราการสแกนในจอแสดงผล LED สำหรับซอฟต์แวร์ Raspberry Pi คืออะไร
ตอบ: อัตราการสแกนจะอธิบายว่าแถวของแผงเมทริกซ์ LED ได้รับการแก้ไขอย่างไร - ค่าทั่วไปคือการสแกน 1/8, 1/16 และ 1/32 การตั้งค่าที่ถูกต้องจะต้องตรงกับแผงควบคุมที่ใช้งานอยู่ การตั้งค่าอัตราการสแกนที่ไม่ถูกต้องทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการแสดงผลที่มองเห็นได้ เช่น เส้นปรากฏในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง โดยทั่วไปอัตราการสแกนจะระบุไว้ในข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ของแผงควบคุม