Раніше ми створили світлодіодний куб 3x3x3, використовуючи Arduino та Raspberry Pi. Світлодіодний куб 3x3x3, як правило, будується з використанням якогось мікроконтролера, але в цій сесії ми збираємося зробити 3 * 3 * 3 світлодіодний куб без будь-якого мікроконтролера. Тут ми будемо використовувати 555 таймер IC та налаштування двійкового лічильника CD4020 для управління світлодіодним кубом.
Зазвичай для управління світлодіодним кубом ми використовуємо мікроконтролер та програмування для отримання різних шаблонів. Але для початківців це складний процес, тому тут ми використовуємо комбінацію 555 Timer та CD4020 IC, яка найкраще підходить для початківців. Хоча за допомогою цієї схеми ми можемо отримати лише одну схему, але це найкращий спосіб ознайомитися зі світлодіодними кубами та їх роботою. Дізнайтеся більше про 555 IC Timer, перевіривши тут більше 555 схем.
Існує багато видів кубиків, які можна розробити. Найпростіший - світлодіодний куб 3x3x3. Цей світлодіодний куб 3 * 3 * 3 складається з 27 світлодіодів (світлодіодів), ці світлодіоди розташовані в рядки та колонки, утворюючи куб. Подібним чином ми можемо виготовити світлодіодний куб 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 і вище. світлодіодів. Для світлодіодного куба 4 * 4 * 4 робота майже потроюється, тому що вам потрібно виконати роботу для 64 світлодіодів. З кожним більшим числом робота майже подвоюється або потроюється. Але кожен куб більш-менш працює однаково.
3x3x3 LED CUBE на 555 таймер найпростіший, оскільки у цього дизайну є деякі переваги, такі як,
- Для цього куба вам не потрібно турбуватися про споживання енергії або розсіювання.
- Низький попит на електроенергію.
- Для цього куба нам не потрібна комутаційна електроніка, така як транзистори.
- Нам потрібні менші логічні термінали, тому нам не потрібні регістри зсуву або щось подібне.
- Не потрібно програмування.
- Не потрібно складних схем
- Для проектування цього проекту достатньо базових знань про схему.
Необхідні компоненти:
- Резистори 1 кОм (10 штук)
- 27 світлодіодів
- 555 Таймер IC
- CD4020 Бінарний лічильник IC
- 10K горщик
- Конденсатор 10 мкФ
- Джерело живлення 5v
- Паяльний інструмент для побудови світлодіодного куба
Схема та робоче пояснення:
Тут ми використовували той самий світлодіодний куб, який раніше використовували з Raspberry Pi, і побудова цього світлодіодного куба пояснювалася раніше в цьому проекті. Будь ласка, ознайомтесь з двома проектами, щоб правильно побудувати світлодіодний куб, припаявши 27 світлодіодів у певному порядку:
- DIY 3X3X3 світлодіодний куб з Arduino
- 3X3X3 світлодіодний куб з Raspberry Pi та програмою Python
Як тільки все буде зроблено, у вас буде такий куб, як цей,
Принципова схема 3x3x3 LED куба з використанням 555 таймера показано на малюнку нижче.
Як показано на малюнку, загалом у нас є 12 штифтів від CUBE. Над якими 9 контактів є загальними позитивними і 3 контактами є загальними негативними терміналами. Пам'ятайте, кожен стовпець представляє позитивний термінал, а кожен шар (рядок) - негативний термінал.
Оскільки ми контролюємо лише світлодіодний куб за допомогою лічильника CD4020, на негативних клемах не буде необхідного контролю. Отже, ми обґрунтували всі три загальні негативи, як показано на принциповій схемі. Завдяки цьому ми матимемо 9 позитивних клем з 9 колонок світлодіодного куба.
Тепер для цієї схеми нам спочатку потрібно сконструювати генератор квадратних хвиль або стійкий мультивібратор, використовуючи мікросхему таймера NE555, як показано в схемі нижче:
Тут мікросхема 555 генерує квадратну хвилю для світлодіода для перемикання між УВІМК. І ВИМК. Потенціометр тут регулює частоту миготіння.
Ми подамо цей вихід прямокутної хвилі на двійковий чіп лічильника. Двійковий лічильник підраховує тактові імпульси, а кількість підрахованих імпульсів дається лічильником через виводи Q0-Q13. Ми підключимо ці вихідні висновки лічильника до колонок LED CUBE відповідно до принципової схеми. Отже, кожен раз, коли відлік збільшує зміни логіки вихідного порту, а за допомогою цього світлодіодного куба змінюється шаблон.
Таким чином, у двох словах, таймер 555 генерує тактові імпульси, лічильник підраховує тактові імпульси і відповідно робить свої вихідні висновки високими, і нарешті, світлодіодний куб змінюється залежно від виходу CD4020. Ось як працює лічильник 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 timer-CD4020.
** Переконайтесь, що основний скидання CD4020 заземлений. Якщо його залишити в спокої, куб може не працювати.