Wcześniej zbudowaliśmy kostkę LED 3x3x3 przy użyciu Arduino i Raspberry Pi. Kostka LED 3x3x3 jest generalnie budowana przy użyciu jakiegoś mikrokontrolera, ale w tej sesji zrobimy CUBE 3 * 3 * 3 LED bez żadnego mikrokontrolera. Tutaj użyjemy układu scalonego timera 555 i licznika binarnego CD4020 do sterowania kostką LED.
Zwykle do sterowania LED CUBE używamy mikrokontrolera i programowania w celu uzyskania różnych wzorów. Ale dla początkujących jest to złożony proces, więc tutaj używamy kombinacji timera 555 i układu scalonego CD4020, która jest najlepsza dla początkujących. Chociaż z tym obwodem możemy uzyskać tylko jeden wzór, ale jest to najlepszy sposób na zapoznanie się z kostkami LED i ich działaniem. Dowiedz się więcej o układzie scalonym timera 555, sprawdzając więcej obwodów opartych na 555 tutaj.
Istnieje wiele rodzajów kostek, które można zaprojektować. Najprostsza to kostka LED 3x3x3. Ten 3 * 3 * 3 LED CUBE składa się z 27 diod LED (diody elektroluminescencyjne), które są rozmieszczone w rzędach i kolumnach, tworząc sześcian. Podobnie możemy zrobić kostkę LED 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 i więcej. diod LED. W przypadku kostki LED 4 * 4 * 4 praca prawie się potroi, ponieważ musisz wykonać pracę dla 64 diod LED. Z każdą większą liczbą praca prawie się podwaja lub trzykrotnie. Ale każda kostka działa mniej więcej w ten sam sposób.
3x3x3 LED CUBE by 555 timer jest najprostszy, ponieważ ten projekt ma pewne zalety, takie jak:
- W przypadku tej kostki nie musisz martwić się o zużycie ani rozpraszanie energii.
- Niskie zapotrzebowanie na moc.
- Nie potrzebujemy żadnej elektroniki przełączającej, takiej jak tranzystory do tej kostki.
- Potrzebujemy mniejszych terminali logicznych, więc nie potrzebujemy rejestrów przesuwnych ani niczego w tym rodzaju.
- Bez programowania.
- Nie ma potrzeby stosowania skomplikowanych obwodów
- Do zaprojektowania tego projektu wystarczy podstawowa znajomość obwodów.
Wymagane składniki:
- Rezystory 1KΩ (10 sztuk)
- 27 diod LED
- 555 Timer IC
- CD4020 Licznik binarny IC
- 10K Pot
- Kondensator 10uF
- Zasilanie 5V
- Lutownice do budowy kostek LED
Objaśnienie obwodu i pracy:
Tutaj użyliśmy tej samej kostki LED, której używaliśmy wcześniej z Raspberry Pi, a budowa tej kostki LED została wyjaśniona wcześniej w tym projekcie. Proszę sprawdzić poniżej dwa projekty, aby poprawnie zbudować kostkę LED poprzez wlutowanie 27 diod w określonej kolejności:
- DIY Kostka LED 3X3X3 z Arduino
- Kostka LED 3X3X3 z Raspberry Pi i programem Python
Gdy wszystko będzie gotowe, będziesz miał taką kostkę, jak ta,
Schemat połączeń kostkę 3x3x3 LED za pomocą 555 jest przedstawiony na rysunku poniżej.
Jak pokazano na rysunku, mamy w sumie 12 pinów z CUBE. Na których 9 pinów to wspólne dodatnie, a 3 piny to wspólne ujemne zaciski. Pamiętaj, że każda kolumna reprezentuje terminal dodatni, a każda warstwa (wiersz) reprezentuje terminal ujemny.
Ponieważ kontrolujemy tylko diodę CUBE za pomocą licznika CD4020, nie będzie potrzebne sterowanie na zaciskach ujemnych. Więc uziemiliśmy wszystkie trzy wspólne negatywy, jak pokazano na schemacie obwodu. Dzięki temu będziemy mieli 9 dodatnich zacisków z 9 kolumn kostki LED.
Teraz dla tego obwodu musimy najpierw zaprojektować generator fal kwadratowych lub Astable Multivibrator za pomocą układu scalonego timera NE555, jak pokazano na poniższym obwodzie:
Tutaj układ 555 generuje falę prostokątną, aby dioda LED przełączała się między włączeniem i wyłączeniem. Potencjometr służy tutaj do regulacji częstotliwości migania.
Przekażemy to wyjście fali prostokątnej do binarnego układu licznika. Licznik binarny zlicza impulsy zegara, a ilość zliczonych impulsów jest podawana przez licznik poprzez kołki Q0-Q13. Podłączymy te piny wyjściowe licznika do kolumn LED CUBE zgodnie ze schematem obwodu. Tak więc za każdym razem, gdy liczba zwiększa, logika portu wyjściowego zmienia się, a wraz z tym wzorem CUBE LED zmienia się.
Krótko mówiąc, zegar 555 generuje impulsy zegara, licznik zlicza impulsy zegara i odpowiednio ustawia wysokie styki wyjściowe, a na koniec wzór LED CUBE zmienia się w zależności od wyjścia CD4020. Tak działa para 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 timer-CD4020.
** Upewnij się, że reset główny CD4020 jest uziemiony. Jeśli zostanie pozostawiony sam, kostka może nie działać.