【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（30）--P6 LED单元板

eagler8

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（30）--P6 LED单元板 [复制链接]

 

偶然心血来潮，想要做一个音乐可视化的系列专题。这个专题的难度有点高，涉及面也比较广泛，相关的FFT和FHT等算法也相当复杂，不过还是打算从最简单的开始，实际动手做做试验，耐心尝试一下各种方案，逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料，也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。

 

找到二片P6 LED单元板，它们有 512 个明亮的 RGB LED，排列在正面的 16x32 网格中。

 

 

lugl4313820

这个是怎么驱动的，期待精彩节目呀，楼主怎么这么多好东西呀！

吾妻思萌

最好做个鸡你太美的动画 如果可以我能最那个点阵的data～

eagler8

lugl4313820 发表于 2022-11-3 17:58 这个是怎么驱动的，期待精彩节目呀，楼主怎么这么多好东西呀！

也是第一回上手，开始查资料，想办法......

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吾妻思萌 发表于 2022-11-3 18:41 最好做个鸡你太美的动画 如果可以我能最那个点阵的data～

这个规格太小，是32X16，播放动画最好是64X64的，准备以后再学习，先从简单的入手，呵呵

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室内P6全彩LED显示单元板主要参数
规格像素：32X16
像素密度：27777点/㎡，
点间距: 6mm ；
亮度 ≥1200cd/㎡；
最佳视角（H/V）：水平120度，垂直120度；
峰值功率：1000W/㎡；
运行功率：500W/㎡；
盲点率：小于万分之一；
换帧频率： ≥60帧/秒；
工作电压：5V 稳压电源输入，
工作电流： 2A
连续工作时间（小时）：≥7×24hrs ，支持连续不间断显示；
平均无故障时间（小时）：≥10000；
使用寿命(小时)：≥10万；工作环境温度（度）：-20～+50 ；
工作环境湿度：10%～90%
单元板尺寸：192 毫米 x 96 毫米 x 12 毫米（7.6 英寸 x 3.8 英寸 x 0.5 英寸）
带 IDC 电缆和电源线的面板重量：250 g
数据逻辑电平输入：5V 
面板接口：12 个数字引脚（6 位数据、6 位控制），全彩HUB75接口
扫描速率：1/8
室内显示：150度可视性
显示器是“可链接的” - 将一个输出连接到下一个输入。

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要做好这个实验，比较重要的一件事，就是先要了解单元板上的数据接口，初步查到，是全彩HUB75接口

 

 

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HUB75 是 LED 单元板通信接口之一，国内也有叫全彩 75、直接简称 75 口等等。有一些变体，不过大同小异。

其中A、B、C、D、E是行信号，其中E信号在小于等于16扫时不需要；CLK（有的板也写作SCLK）是时钟信号；LE（有的板也写作LAT）是数据锁存信号）；OE是使能信号；R1、G1、B1和R2、G2、B2是两组数据信号。查到的HUB75接口，如下图。
 

 

吾妻思萌

eagler8 发表于 2022-11-3 19:14 这个规格太小，是32X16，播放动画最好是64X64的，准备以后再学习，先从简单的入手，呵呵

这个是可以拼接的吧

我记得好像户外超大屏就是点阵版然后拼接的吧

吾妻思萌

吾妻思萌 发表于 2022-11-4 08:32 这个是可以拼接的吧 我记得好像户外超大屏就是点阵版然后拼接的吧

后面要是有64x64 记得发帖 带我们学习哈

eagler8

吾妻思萌 发表于 2022-11-4 08:40 后面要是有64x64 记得发帖 带我们学习哈

谢谢老师的鼓励

eagler8

单元板的驱动原理
　　LED 单元板就是大量单色或三色 LED 的点阵，扫描式驱动，一般是行线共阴、单列单色 LED 共阳，采用专用芯片进行恒流驱动。所谓扫描式驱动，就是每一列的数据线共享、单元板的同一时刻只有一行被选中并点亮，通过快速的扫描加上人眼视觉暂留来实现整屏显示。有些做的比较好的单元板提供内置的余晖、消隐功能，在扫描其他行时之前点亮的行仍会继续点亮、重新扫描当前行时会强制熄灭不应点亮的像素，以降低屏幕的闪烁、提升画面的显示效果。 

      HUB75 的行选择信号与存储器的地址线运作方式相同，使用多条地址线，用高低电平组合出二进制的各位数字，然后通过译码器将 n 条地址线的组合信号变为 2^n 选 1 的行选择信号。HUB75 接口的多种变体（或曰实现）基本上就是从这里派生。一般情况 HUB75 的插座使用 16P 简易牛角座，下面是接口示意： 

 

 

注意 9、10、11 三个引脚，名称分别为 A、B、C，这三根线就是 3 位地址线的 A0、A1、A2 三位，单元板的内部实现中，会使用一个 3-8 译码器将这 3 根输入地址线高低电平的二进制组合转化为 8 根输出片选线中其中一根的选中状态。例如当这四位的电平值分别为 H、L、L 时，代表了当前行地址为 001b，所以 1 号地址线（即代表第二行）为选中状态，其他为非选中状态。由于厂商具体内部设计的差异，行选择激活状态可能为高电平，也可能为低电平，所以这里不能确定具体电平的高低，只能确定哪条线处于激活状态。由于同一时刻 8 条行选择中只有一条被激活，即同一时刻有 1/8 的行正在被点亮，所以这种扫描方式被称作 1/8 扫描，行业简称“8 扫”。

　　变体由此产生。有些单元板的行数不足 8 行，不需要如此多的地址线，所以会把不需要的地址线空置或接地，比如 1/4 扫描的单元板会将 11 号 C 引脚空置，仅使用 2 条地址线。1/32 扫描的单元板会将 12 号、6 号引脚作为 D、E 信号即行地址二进制的第四、五位，使用 5-32 译码器来提供 32 条行地址线来进行更大范围的扫描，此时形成了 HUB75 最常用的变体——HUB75E。 

eagler8

 

关于LED点阵屏单元板的通信接口——HUB75的坑

因为 HUB75 接口标准缺乏明确规范，导致一些厂商并没有完全按照上面的格式传输数据。就拿我买到的第一块单元板为例，虽然号称 1/32 扫的 HUB75，但它的行选择信号并不是标准的5位地址线，而是将每半场的 32 条行选择线接入了一个串入并出移位寄存器，使用 ABC 三条信号线作为移位寄存器的数据、时钟、锁存信号，相当于直接把上面的简化版行选择直接集成进了单元板，这直接导致了我找到的所有关于 HUB75 的资料全都跑不通。最后我根据芯片型号找到手册、用万用表一个一个焊点试验摸出走线才把这块单元板的驱动原理摸通。询问卖家有没有资料，卖家只说不兼容市面上的控制器（所有卖家都这么说，不知道是不是为了让你买他们家的控制器），完全不提供任何技术支持，这个就是最大的坑——单元板拿到手之前，你永远不知道它到底该怎么用。

参考资料
　　https://github.com/hzeller/rpi-rgb-led-matrix/issues/956

　　https://bikerglen.com/projects/lighting/led-panel-1up/

　　https://www.sparkfun.com/news/2650 

chenhao7208

厉害，向大佬学习。。。

eagler8

可供参考的HUB75接口定义

 

eagler8

chenhao7208 发表于 2022-11-5 06:49 厉害，向大佬学习。。。

不厉害，头回上手这单元板，老是找不到北，只能一边查资料学习一边发帖，呵呵

eagler8

吾妻思萌

chenhao7208 发表于 2022-11-5 06:49 厉害，向大佬学习。。。

不厉害，头回上手这单元板，老是找不到北，只能一边查资料学习一边发帖，呵呵

我当年接触pi的时候也是找不到北 现在不一样了 我不玩了哈哈哈