Pred tem smo z uporabo Arduino in Raspberry Pi zgradili LED kocko 3x3x3. LED-kocka 3x3x3 se praviloma gradi z uporabo nekaterih mikrokrmilnikov, toda v tej seji bomo izdelali LED-kocko 3 * 3 * 3 brez mikrokrmilnika. Tu bomo uporabili 555 timer IC in nastavitev binarnega števca CD4020 za nadzor LED kocke.
Običajno za nadzor LED CUBE uporabljamo mikrokrmilnik in programiranje za pridobivanje različnih vzorcev. Toda za začetnike je to zapleten postopek, zato tukaj uporabljamo kombinacijo 555 Timer in CD4020 IC, ki je najprimernejša za začetnike. S tem vezjem lahko dobimo samo en vzorec, vendar je to najboljši način za seznanitev z LED kockami in njihovim delovanjem. Preberite več o 555 IC Timer, tako da tukaj preverite več vezi na osnovi 555.
Obstaja veliko vrst kock, ki jih je mogoče oblikovati. Najenostavnejša je LED kocka 3x3x3. Ta 3 * 3 * 3 LED CUBE je sestavljen iz 27 LED (svetlečih diod), te LED so razporejene v vrstice in stolpce, ki tvorijo kocko. Podobno lahko izdelamo LED kocko 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 in več št. LED. Pri 4 * 4 * 4 LED kocki se delo skoraj potroji, ker morate opraviti delo za 64 LED. Z vsakim večjim številom se delo skoraj podvoji ali potroji. Toda vsaka kocka bolj ali manj deluje na enak način.
3x3x3 LED CUBE s 555 timer je najpreprostejši, ker ima ta zasnova nekaj prednosti, kot so,
- Za to kocko vam ni treba skrbeti glede porabe energije ali odvajanja.
- Nizko povpraševanje po oskrbi z električno energijo.
- Za to kocko ne potrebujemo nobene preklopne elektronike, kot so tranzistorji.
- Potrebujemo manj logičnih terminalov, zato ne potrebujemo registrov premikov ali česar koli podobnega.
- Programiranje ni potrebno.
- Ni potrebe po zapletenih vezjih
- Za oblikovanje tega projekta zadostuje osnovno znanje vezja.
Potrebne komponente:
- Upori 1KΩ (10 kosov)
- 27 LED
- 555 Časovnik IC
- CD4020 Binarni števec IC
- 10K lonec
- 10uF kondenzator
- 5v napajalnik
- Spajkalna orodja za izdelavo LED kocke
Pojasnilo vezja in dela:
Tu smo uporabili isto LED kocko, ki smo jo prej uporabljali z Raspberry Pi, in zgradba te LED kocke je pojasnjena prej v tem projektu. Spodaj preverite dva projekta za pravilno izdelavo kocke LED s spajkanjem 27 LED v določenem vrstnem redu:
- DIY 3X3X3 LED kocka z Arduinom
- 3X3X3 LED kocka s programom Raspberry Pi in Python
Ko bo vse končano, boste dobili takšno kocko,
Shema vezja 3x3x3 LED kocke s pomočjo 555 Timer je prikazana na spodnji sliki.
Kot je prikazano na sliki, imamo od CUBE skupaj 12 zatičev. Pri čemer je 9 zatičev skupnih pozitivnih in 3 zatiči skupnih negativnih terminalov. Ne pozabite, da vsak stolpec predstavlja pozitiven terminal, vsaka plast (vrstica) pa negativni terminal.
Ker LED CUBE nadzorujemo samo s števcem CD4020, na negativnih terminalih ne bo potrebno krmiljenje. Torej smo utemeljili vse tri pogoste negative, kot je prikazano na vezju. S tem bomo imeli 9 pozitivnih sponk iz 9 stolpcev LED kocke.
Zdaj za to vezje moramo najprej oblikovati generator kvadratnih valov ali Astable Multivibrator z uporabo časovnika IC NE555, kot je prikazano v spodnjem vezju:
Tu čip 555 generira kvadratni val, da LED preklopi med VKLOP in IZKLOP. Potenciometer je tu, da nastavi frekvenco utripanja.
Ta kvadratni izhod bomo napajali na binarni števec. Binarni števec šteje urne impulze, število preštetih impulzov pa števec poda skozi zatiče Q0-Q13. Te izhodne zatiče števca bomo povezali s stolpci LED CUBE v skladu s shemo vezja. Torej, vsakokratno štetje poveča spremembe logike izhodnih vrat in s tem se spremeni vzorec LED CUBE.
Torej, na kratko, 555 timer generira urne impulze, števec šteje urne impulze in svoje izhodne zatiče ustrezno postavi visoko in na koncu se vzorec LED CUBE spremeni glede na izhod CD4020. Tako deluje števec LED 3 CUBE by 555 timer-CD4020 counter.
** Prepričajte se, da je glavna ponastavitev CD4020 ozemljena. Če ostane sama, kocka morda ne bo delovala.