Anteriorment, hem creat 3x3x3 LED Cube amb Arduino i Raspberry Pi. 3x3x3 LED Cube es construeix generalment mitjançant algun microcontrolador, però en aquesta sessió farem un CUBE LED 3 * 3 * 3 sense cap microcontrolador. Aquí utilitzarem 555 temporitzador IC i configuració de comptador binari CD4020 per controlar el cub LED.
Normalment per controlar un LED CUBE, fem servir microcontroladors i programacions per obtenir diferents patrons. Però per a principiants és un procés complex, de manera que aquí estem utilitzant la combinació de 555 Timer i CD4020 IC, la que és més adequada per a principiants. Tot i que amb aquest circuit només podem obtenir un patró, però aquesta és la millor manera de familiaritzar-se amb els cubs LED i el seu funcionament. Obteniu més informació sobre 555 Timer IC comprovant més circuits basats en 555 aquí.
Hi ha molts tipus de cubs que es poden dissenyar. El més senzill és el cub LED de 3x3x3. Aquest 3 * 3 * 3 LED CUBE està format per 27 LED (díodes emissors de llum), aquests LED estan disposats en files i columnes formant un cub. De la mateixa manera, podem fabricar un cub LED de 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 i no superior. de LEDs. Per al cub LED de 4 * 4 * 4, el treball gairebé es triplica perquè heu de treballar amb 64 LED. Amb cada número més alt, el treball gairebé es duplica o triplica. Però cada cub funciona més o menys de la mateixa manera.
El temporitzador LED 3x3x3 CUBE per 555 és més senzill perquè hi ha alguns avantatges en aquest disseny, com ara:
- Per a aquest cub no us haureu de preocupar pel consum o la dissipació d'energia.
- Baixa demanda de subministrament elèctric.
- No necessitem cap electrònica de commutació com transistors per a aquest cub.
- Necessitem terminals lògics menors, de manera que no necessitem registres de desplaçament ni res semblant.
- No cal programació.
- No cal cap circuit complex
- Els coneixements bàsics del circuit són suficients per dissenyar aquest projecte.
Components necessaris:
- Resistències de 1 KΩ (10 peces)
- 27 LEDs
- 555 Temporitzador IC
- CD4020 IC comptador binari
- Pot 10K
- Condensador de 10uF
- Alimentació 5v
- Eines de soldadura per a la construcció de LED Cube
Circuit i explicació de treball:
Aquí hem utilitzat el mateix cub LED que anteriorment hem utilitzat amb Raspberry Pi, i la construcció d’aquest cub LED s’explica anteriorment en aquest projecte. Comproveu a continuació dos projectes per construir correctament el cub LED soldant els 27 LED en un ordre concret:
- Cub LED 3X3X3 de bricolatge amb Arduino
- Cub LED 3X3X3 amb programa Raspberry Pi i Python
Un cop fet tot, tindreu un cub com aquest,
El diagrama de circuits del cub LED de 3x3x3 mitjançant el temporitzador 555 es mostra a la figura següent.
Com es mostra a la imatge, tenim un total de 12 pins del CUBE. Sobre els quals 9 pins són positius comuns i 3 pins són terminals negatius comuns. Recordeu que cada columna representa un terminal positiu i cada capa (fila) representa un terminal negatiu.
Com que només controlem el comptador LED CUBE mitjançant CD4020, no es necessitarà cap control als terminals negatius. Així doncs, hem posat a terra els tres negatius comuns tal com es mostra al diagrama del circuit. Amb això tindrem 9 terminals positius de 9 columnes de cub LED.
Ara, per a aquest circuit, primer hem de dissenyar un generador d’ones quadrades o un multivibrador Astable mitjançant l’ús del temporitzador IC NE555 tal com es mostra al circuit següent:
Aquí el xip 555 genera una ona quadrada perquè el LED commuti entre ON i OFF. El potenciòmetre aquí és ajustar la freqüència de parpelleig.
Alimentarem aquesta sortida d’ona quadrada al xip de comptador binari. El comptador binari compta els impulsos del rellotge i el nombre de pulsacions comptats el dóna el comptador a través dels pins Q0-Q13. Connectarem aquests pins de sortida del comptador a les columnes LED CUBE segons el diagrama del circuit. Per tant, cada vegada que el recompte augmenta la lògica del port de sortida canvia i amb aquest patró LED CUBE canvia.
Així, en poques paraules, el temporitzador 555 genera impulsos de rellotge, el comptador compta els impulsos de rellotge i fa que els seus pins de sortida siguin alts i, finalment, el patró LED CUBE canviï segons la sortida del CD4020. Així és com funciona el parell de comptadors 3 * 3 * 3 LED CUBE per 555 temporitzador-CD4020.
** Assegureu-vos que el reinici principal del CD4020 està connectat a terra. Si es deixa sol, és possible que el cub no funcioni.