Olemme aiemmin rakentaneet 3x3x3-LED-kuution Arduinolla ja Raspberry Pi: llä. 3x3x3-LED-kuutio rakennetaan yleensä jollakin mikrokontrollerilla, mutta tässä istunnossa aiomme tehdä 3 * 3 * 3-LED-kuution ilman mikro-ohjainta. Täällä käytämme 555 ajastimen IC- ja CD4020-binäärilaskuriasetuksia LED-kuution ohjaamiseen.
Normaalisti LED CUBE -ohjaukseen käytämme mikro-ohjainta ja ohjelmointia erilaisten kuvioiden saamiseksi. Mutta aloittelijoille se on monimutkainen prosessi, joten tässä käytetään 555-ajastimen ja CD4020 IC -yhdistelmän yhdistelmää, joka sopii parhaiten aloittelijoille. Vaikka tällä piirillä voimme saada vain yhden kuvion, mutta tämä on paras tapa tutustua LED-kuutioihin ja niiden toimintaan. Lisätietoja 555 ajastinpiiristä tarkistamalla lisää 555-pohjaisia piirejä täältä.
Suunniteltuja kuutioita on monenlaisia. Yksinkertaisin on 3x3x3 LED-kuutio. Tämä 3 * 3 * 3 LED CUBE koostuu 27 LEDistä (valoa emittoivista diodeista), nämä LEDit on järjestetty riveihin ja sarakkeisiin, jotka muodostavat kuution. Vastaavasti voimme tehdä LED-kuution 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 ja korkeammalla ei. LEDeistä. 4 * 4 * 4 LED-kuutiossa työ melkein kolminkertaistuu, koska sinun on tehtävä työtä 64 LEDille. Jokaisella suuremmalla luvulla työ melkein kaksinkertaistuu tai kolminkertaistuu. Mutta jokainen kuutio toimii enemmän tai vähemmän samalla tavalla.
3x3x3 LED CUBE by 555 -ajastin on yksinkertaisin, koska tällä suunnittelulla on joitain etuja, kuten
- Tätä kuutiota varten sinun ei tarvitse huolehtia virrankulutuksesta tai häviämisestä.
- Pieni virransyöttötarve.
- Emme tarvitse mitään kytkentäelektroniikkaa, kuten transistoreita tälle kuutiolle.
- Tarvitsemme vähemmän logiikkapäätteitä, joten emme tarvitse siirtorekistereitä tai vastaavaa.
- Ohjelmointia ei tarvita.
- Ei tarvita monimutkaisia piirejä
- Piirin perustiedot riittävät tämän projektin suunnitteluun.
Vaaditut komponentit:
- 1KΩ vastukset (10 kpl)
- 27 LEDiä
- 555 Ajastin IC
- CD4020-binaarilaskurin IC
- 10K potti
- 10uF kondensaattori
- 5v virtalähde
- Juotostyökalut LED-kuution rakentamiseen
Piiri ja työskentely Selitys:
Tässä olemme käyttäneet samaa LED-kuutiota, jota olemme aiemmin käyttäneet Raspberry Pi: n kanssa, ja tämän LED-kuution rakentaminen on selitetty aiemmin projektissa. Tarkista alla oleva kaksi projektia, jotta LED-kuutio voidaan rakentaa oikein juotamalla 27 LED-valoa erityisessä järjestyksessä:
- DIY 3X3X3 LED-kuutio Arduinolla
- 3X3X3 LED-kuutio Raspberry Pi- ja Python-ohjelmilla
Kun kaikki on tehty, sinulla on tämänlainen kuutio,
Circuit Kaavio 3x3x3 LED kuution käyttäen 555 Ajastin on esitetty alla kuviossa.
Kuten kuvassa näkyy, CUBE: lla on yhteensä 12 nastaa. Yli 9 nastaa on yhteinen positiivinen ja 3 nastaa on yhteinen negatiivinen pääte. Muista, että jokainen sarake edustaa positiivista päätettä ja jokainen kerros (rivi) edustaa negatiivista päätettä.
Koska ohjaamme LED CUBE: ta vain CD4020-laskurilla, ohjausta ei tarvita negatiivisissa liittimissä. Joten olemme maadoittaneet kaikki kolme yleistä negatiivista piirikaavion mukaisesti. Tämän ansiosta meillä on 9 positiivista liitintä 9 LED-kuution sarakkeesta.
Tämän piirin osalta meidän on ensin suunniteltava neliöaaltogeneraattori tai vakaa multivibraattori käyttämällä NE555-ajastin-IC: tä alla olevan piirin mukaisesti:
Täällä 555 siru tuottaa neliöaallon LED: lle vaihtaakseen PÄÄLLE ja POIS. Potentiometrillä on tarkoitus säätää vilkkumistaajuutta.
Syötämme tämän neliöaaltolähdön binäärilaskurin sirulle. Binaarilaskuri laskee kellopulssit ja laskurin antamien pulssien määrän antaa laskuri Q0-Q13-nastojen kautta. Yhdistämme nämä laskurilähtötapit LED CUBE -sarakkeisiin piirikaavion mukaisesti. Joten joka kerta laskenta lisää lähtöportin logiikan muutoksia ja tämän LED CUBE -kuvion muutos.
Joten pähkinänkuoressa 555-ajastin tuottaa kellopulsseja, laskuri laskee kellopulssit ja tekee sen lähtönastat vastaavasti korkeiksi ja lopuksi LED CUBE -kuvio muuttuu CD4020: n lähdön mukaan. Näin 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 timer-CD4020 -laskuripari toimii.
** Varmista, että CD4020: n Master Reset on maadoitettu. Jos se jätetään yksin, kuutio ei välttämättä toimi.