LED notice board

INTRODUCTION

LED  display  notice board  is  an  economical  solution  for  displaying  messages  with  various  changing  effects.  It  is  applicable  in  shops,  restaurants,  pharmacies  and  etc . These notice boards can be made in large led panels or led dot matrix displays. They are in mono color , bi color and multi color. Power consuming of led display notice boards are also less.

On this project  six led dot matrix displays were used  in red color. They were interfaced using max 7219 according to serial programming interface communication. Led display notice board can display static and dynamic messages.

MATERIALS   AND  METHODS

      led dot  matrix

LED  dot matrix  is  used  to  display  some  information .   Generally  8×8 ,7×5 LED  dot matrix  are common to see  .  They  are  in  mono color , bi color  and   multi colors . There  are  two  types  of  LED  matrices.

Picture1

LED MATRIX DISPLAY

 

  • Common  anode type
  • Common  cathode  type
Untitled

COMMON CATHODE AND COMMON ANODE LED MATRIX

On  this  project  the  message  displays  on  six  LED  dot matrix  displays . Common   cathode  LED  matrix   displays  are   used in  this project.  Used LED  dot  matrix  display  has  64  LED s  as  8×8  array . A  letter  can  be  displayed  in  one  LED  matrix .

   SPI  COMMUNICATION

SPI    means   Serial Peripheral  Interface.  In SPI communication  less  I/O  pins  are needed. SPI  used to  communicate with  AVR  and  other devices  such  as EEPROMs  and  ADCs.   It   is  very  fast  between  two  or    more  devices.  On SPI communication  we need   4  pins to  specify  four  logic  signals.

  •  SCK  – serial  clock
  • MOSI- master  output  slave  input
  • MISO –master  input  slave  output
  •  SS –  slave  select
NAME OTHER NAME
SCK CLK
MISO SOMI, SDO, DO, SO
MOSI SIMO,SDI ,DI ,SI
SS CS, CSB, CSN ,STE

a

MASTER SLAVE CONNECTION

On  SPI  communication  one  master  device  and  one  or  more  slaves.  Master  device  control  the  communication  and  slave  devices   receive  the data  from  master  and  transmit  to  the  master  device.  The  both  master  and  slave  devices  have  8  bit  shift  registers.  Master   device  generates  a  clock  pulse.      

b

MASTER AND SLAVE DATA TRANSFER

  DESIGN  AND  CONSTRUCTION

This  project  is consist  of  two  hardware  parts.  They are  motherboard  and  led  display  board. The  schematic  and  PCB  layout  were designed  using  ORCAD  16.5  software.  12v  power  supply  is   used  to  get  the  power  for  the  circuit.  12v  power  supply  is  converted  to  5v   using  a  regulator  circuit  and  it gives  power  to  the  mother board circuit.

   Motherboard

Untitled

PCB LAYOUT OF MOTHERBOARD

Untitled b

3D VIEW OF MOTHERBOARD

Motherboard   is  mainly  consist  with  three  circuits.

  1.  Microcontroller  circuit
  2.  Max232  connector
  3.  12V  to  5V  converter circuit

    Microcontroller

New Picture

AT MEGA 328 PIN DIAGRAM

AT Mega 328  microcontroller   is  used  for  motherboard.  AT mega 328    microcontroller  has   capture , compare, PWM (  pulse  width  modulation)  ,ADC ( analogue  to  digital  converter)   modes  and  etc.  Though  AT Mega  328   has   B,C  and  D  ports   I  used   only   B  port  only  for  this  project.  PB5 (SCK ) ,PB3 ( MOSI)  and  PB 2 (SS)  pins   are   used   only   with  MAX 7219   IC  for  the  project.

        MAX232 CONNECTOR

index

MAX 232 IC

images2

MAX 232 PIN DIAGRAM

The  MAX  232  is   an  integrated  circuit  which  is   compitable   with   RS 232 standard   and  consist  with  driver  receiver.   Each  receiver  converts  TIA/EIA -232-E levels into 5V  TTL/CMOS  levels   and  each  driver  converts  TTL/CMOS  levels  into  TIA/EIA-232  levels.  It  converts   RX ,TX   signals   from  RS  232   serial  port to  signals    suits  to  TTL  digital  logic  circuits    . We  can  give  some  names ,commands   from computer  to  microcontroller   using  Max  232 connector. Hyperterminal   software  is  used   to   send   datas  through  the   RS 232  port.

       12V  TO  5V  CONVERTER

12V to 5V converter by 7805

REGULATOR CIRCUIT

LED   display  board  is  connected  to  the  mother board   and  LED  matrix  displays. One   LED   display  board  can  connected to  the  three  8×8  LED  matrix  displays .    Two   LED   display  boards   are  used  here  for  six  8×8  LED  matrix  displays

Components Of Motherboard

Component Quantity
AT Mega328 microcontroller 1
Max232 1
1uf  capacitor 5
470uf capacitor 1
0.1uf capacitor 1
22pf  capacitor 2
Red  LED 1
1kΩ  resistor 1
460Ω   resistor 1
16 MHz  crystal 1
2 connector 2
3 connector 1
4 connector 1

    LED  DISPLAY  BOARD

LED   display  board  is  connected  to  the  mother board   and  LED  matrix  displays. One   LED   display  board  can  connected to  the  three  8×8  LED  matrix  displays .    Two   LED   display  boards   are  used  here  for  six  8×8  LED  matrix  displays.

Untitled2

PCB LAYOUT OF LED DISPLAY BOARD

Untitled a

3D VIEW OF LED DISPLAY BOARD

                 MAX  7219

images1MAX7219

Three  MAX  7219  ICs  were  used  in  LED  display  board.  MAX  7219  and  MAX  7221  ICs    are  used  for  the  SPI  communication.   There  are  24  pins  in  MAX 7219 IC.

DIG  0  to  DIG 7  pins  were  connected  with  rows  of  the  LED  matrix  and  SEG  DP,SEG A  to  SEG  G  pins  were  connected  with  columns  of  the  LED  matrix.  Following  figure  shows  how  the  three   MAX  7219  ICs  connected  to  each  other  with  microcontroller  and  LED  matrix  displays.  CLK   pin  and  the  LOAD   pin  of  microcontroller    were connected  parallel  to  the   MAX 7219.   MOSI  pin  of  the  microcontroller  was  connected  to  the  DIN  pin  of  the  first MAX 7219.  Every   DOUT  pins  were  connected  to  DIN  pins  of  other  MAX  7219   ICs. Therefore  data  were  shifted  one   by  one.

td_libs_Matrix_max7219_2

CONNECTION BETWEEN MICROCONTROLLER , MAX 7219 IC S AND LED MATRICES

Components Of LED  Display Board

Component Quantity
8×8 LED  matrix  displays 6
Max 7219 IC 6
IC base 6
8 connectors 12
4 connectors 4
2 connectors 4
8 way wires 12
0.1uf capacitors 6
10 K resistors 6

RESULTS   AND   ANALYSIS

Notice board  can  display  any  kind  of  dynamic  and  static  message  by  programming  again.  The  notice  can  display  six  letter  message  when  static message  is  being  showed.  All  parts  are   worked  well in  the  device  but   RS 232  port  is  not  worked.  Therefore   usbasp   programmer  is  used  to  program  the  microcontroller.

IMG_20130527_115001

DISPLAYING CHARACTERS

IMG_20130527_114914

LIGHTING ALL LEDS

REFERENCES

 

https://sites.google.com/site/qeewiki/books/avr-guide/spi

http://awawa.hariko.com/avr_spi_hc595_en.html

https://www.mikroe.com/forum/viewtopic.php?f=13&t=24124

http://www.ee.mut.ac.th/datasheet/doc/MAX7219.pdf

https://sites.google.com/a/sci.cmb.ac.lk/esl/mini-projects/2012/spi-based-led-display-unit

APPENDIX : SCHEMATIC  DIAGRAMS

vidurinda

SCHEMATIC DIAGRAM OF MOTHERBOARD

ma2

SCHEMATIC DIAGRAM OF LED DISPLAY BOARD