מעגל LED פשוט לגלילה

ניתן ליצור תצוגת LED זזה או גלילה פשוטה (אדום, ירוק, כחול) באמצעות מספר 4017 IC. בואו ללמוד את ההליך בפירוט.

הבנת RGB LED

נוריות ה- RGB הפכו פופולריות למדי בימינו בשל תכונת הצבע שלוש-באחד שלה, ומכיוון שניתן להניע אותן באופן עצמאי באמצעות שלושה מקורות אספקה ​​נפרדים.

כבר דנתי במעניין אחד מעגל מערבל צבעים RGB , שניתן להשתמש בהם כדי לקבוע באופן ידני את עוצמת הצבע של נוריות הלד לייצור שילובי צבעים ייחודיים באמצעות מעברים הדרגתיים.

במעגל LED הגלילה המוצע של RGB אנו משלבים את אותה נורית ליישום האפקט.

התמונה הבאה מציגה נורית RGB נורית עם פינים עצמאיים לשליטה בשלושת נוריות ה- RGB המוטמעות.

אנו נדרוש 24 מנורות LED אלה להפקת אפקט גלילה המיועד, לאחר הרכישה ניתן להרכיב אותן באופן סדרתי כמוצג בתמונה הבאה:

כפי שניתן לראות, הקתודות נעשות משותפות ומקורקעות באמצעות נגדים בודדים של 100 אוהם (מחוברים לאספקה ​​השלילית במעגל).

ניתן לראות את קצוות האנודה המיועדים למספרים רלוונטיים שצריך לחבר כראוי עם פינות הפלט המתאימות של מעגל IC 4017 כפי שמוצג באיור הבא:

איך המעגל מתפקד

ניתן להבין את תפקוד המעגל בעזרת הנקודות הבאות:

אנו יכולים לראות ארבעה התקני מונה / מחלקים של עשור של ג'ונסון מעשירי IC 4017, אשר מדורגים בצורה מיוחדת, כך שאפקט הגלילה המיועד מושג מהתכנון.

פין מס '14 שהוא כניסת השעון של ה- ICs מחוברים כולם יחד ומשולבים עם מקור שעון, שניתן להשיג בקלות מכל מעגל סטנדרטי אסטאלי כגון מעגל IC 555, טרנזיסטור אסטטי, מעגל 4060 או פשוט NAND מעגל מתנד שער.

מהירות התדר שנקבעה במעגל האסטאלי קובעת את מהירות אפקט הגלילה של נוריות הנוריות.

כאשר ההפעלה מופעלת, C1 מכריח באופן מיידי את סיכה מס '15 של IC1 לרגע. זה מושך את סיכה מס '3 של IC1 לגובה, בעוד שסיכות ה- PIN הנותרות של IC1 מוגדרות כולן לאפס לוגיקה.

כאשר סיכה מס '3 של IC1 עולה גבוה גורמת שסיכה מס' 15 של IC2 גם תעלה גבוה, מה שבאופן דומה מעמיד את סיכה מס '3 של IC2 בהיגיון גבוה וכל שאר הפיצויים שלה באפס לוגיקה ...... זה בתורו מאלץ את IC3 ו- IC4 לעבור סט זהה של כיוון pinout.

אז במהלך הפעלת ההפעלה כל מכשירי ה- 4017 מגיעים למצב לעיל ונשארים מושבתים ומוודאים שבתחילה כל נוריות ה- RGB נשמרות כבויות.

אולם ברגע ש- C1 נטען במלואו, סיכה מס '15 של IC1 משוחררת מהגבוה שנוצר על ידי C1, וכעת היא מסוגלת להגיב לשעונים, ובתוך כך הרצף ההגיוני הגבוה מסיכה 3 שלו עובר לסיכה הבאה # 2 .... מחרוזת ה- RGB הראשונה נדלקת כעת (המחרוזת האדומה הראשונה נדלקת).

עם סיכה מס '3 של IC1 הופכת נמוכה, IC2 הופך כעת גם להיות פעיל ומאוד דומה להתכונן להגיב לשעון שלאחר מכן בסיכה מס' 14 שלו.

לכן ברגע שרצף ההיגיון של IC1 עובר רחוק יותר מ- pin2 ל- pin4, IC2 מתאים על ידי דחיפת pinout גבוה מהסיכה # 3 ל pin # 4 .... מחרוזת RGB הבאה נדלקת כעת (מחרוזת ירוקה נדלקת ומחליפה את הקודם. מחרוזת LED אדומה, האדום מועבר למחרוזת RGB הבאה).

עם השעונים הבאים בסיכה מס '14 של ה- ICs זה אחריו IC 3 ו- IC4, כך שמחרוזת RGB נראית כעת נעה או גוללת על פני 8 רצועות ה- LED העוקבות.

ככל שהרצף מתקדם על פני 417 ICs מדורגים, בנקודת זמן מסוימת הדופק ההגיוני האחרון מגיע לסיכה 11 של IC4, ברגע שזה קורה ההיגיון הגבוה בסיכה זו 'תוקע' באופן מיידי את הסיכה מס '15 של IC1 ומכריח אותה. כדי לאפס ולחזור למצב ההתחלתי, והמחזור מתחיל מחדש ....

ייתכן שאפקט הגלילה של RGB לעיל לא יהיה מרשים מכיוון שהדפוס הנע יהיה באופן R> G> B ......, כלומר צבע אחד מופיע מאחורי השני.

על מנת להשיג דפוס מעניין יותר למראה באופן R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... וכן הלאה, עלינו ליישם את הדברים הבאים במעגל, הוא מציג עיצוב של 4 ערוצים, למספר רב יותר של ערוצים, תוכלו להמשיך להוסיף את IC 4017 ICs באופן זהה, כפי שמוסבר בפסקאות הבאות.

מעגל תצוגת אלפבית נע RGB

המעגל הבא הזה נועד ליצור דפוס רצף על פני קבוצות של נוריות אדומות, ירוקות, כחולות או RGB המייצרות אפקט מעבר נע או משתנה יפה מאדום, לירוק, לכחול וחזרה לאדום.

ניתן להבחין במעגל הבקרה העיקרי של מעגל הרודפים האלפביתי RGB המוצע של RGB להלן, המורכב משלושה מוני 4017 IC של ג'ונסון בעשור ומחולל שעון IC 555.

כיצד פועל אפקט ה- RGB

בואו ננסה להבין קודם את תפקידו של שלב זה וכיצד הוא אמור לבצע את אפקט ה- RGB LED הפועל.

שלב גנרטור השעון המהיר 555 IC כלול להפקת דופק הרצף עבור שלושת ה- IC, שניתן לראות את הפין 14 משולב ולהצטרף לפלט ה- IC 555 לצורך ההפעלה הנדרשת.

כאשר ההפעלה מופעלת, הקבל 0.1uF המחובר לסיכה 15 של ה- IC1 4017 מאפס את ה- IC כך שהרצף מסוגל להתחיל מפי 3 של ה- IC הזה, כלומר מפי 3> 2> 4> 7> 10 ... ו כך בתגובה לכל דופק שעון שבסיכה 14.

עם זאת בהתחלה, כאשר הוא מאופס על ידי מכסה 0.1uF, למעט pin3 כל סיכות הפלט שלו הופכות נמוכות כולל pin11 שלה.

עם pin11 באפס, pin15 של IC2 אינו מסוגל להשיג פוטנציאל קרקע ולכן הוא נשאר מושבת, וכך קורה גם עם IC3 ... אז IC2 ו- IC 3 נשארים מושבתים כרגע, בעוד IC1 מתחיל לרצף.

כעת כתוצאה מכך יציאות IC1 מתחילות לרצף ולהפיק רצף (הסטה) 'גבוה' על פני סיכות הפלט שלו מכיוון pin3 לכיוון pin11, עד שלבסוף הרצף גבוה מגיע ל- pin11.

ברגע שהסיכה 11 הופכת גבוהה בסדר, הסיכה 13 של IC1 הופכת להיות גבוהה שגם מקפיאה את IC1 באופן מיידי, וההיגיון הגבוה ב- pin11 ננעל .... ה- IC נשאר כעת במצב זה לא מסוגל לעשות שום דבר.

עם זאת, האמור לעיל מפעיל את BC547 המשויך, המאפשר באופן מיידי ל- IC2 שמחקה כעת את IC1 ומתחיל לרצף מכיוון pin3 שלו לכיוון pin11, אחד אחד ... ובדי זהה ברגע שהסיכה 11 של IC2 עולה גבוה, הוא גם ננעל ונעלם מאפשר ל- IC3 לחזור על ההליך.

IC3 גם עוקב אחר עקבות ה- IC הקודמים וברגע שההיגיון ברצף מגיע לסיכה 11, ההיגיון הגבוה מועבר לסיכה 15 של IC1 .... שמאפס באופן מיידי את IC1 ומחזיר את המערכת לצורתו המקורית, ו- IC1 עדיין. שוב מתחיל בתהליך הרצף, והמחזור חוזר על עצמו.

תרשים מעגל

למדנו והבנו כיצד בדיוק מעגל בקר RGB הנ'ל אמור לתפקד עם נהלי הרצף שנקבעו. כעת יהיה מעניין לראות כיצד ניתן להשתמש בפלטי הרצף מהמעגל הנ'ל עם שלב נהג תואם להפקת הגלילה או התנועה. נורית RGB על קבוצה נבחרת של אלפבית.

כל הטרנזיסטורים הם 2N2907
כל SCRs הם BT169
נגדי שער SCR ונגדי בסיס PNP הם כולם 1K
נגדי סדרת LED יהיו לפי זרם ה- LED.

התמונה לעיל מתארת ​​את שלב הנהג RGB, אנו יכולים לראות 8 מספרים של נוריות RGB מנוצלות (בתיבות המרובעות המוצלות), זאת מכיוון שמעגל 4017 הנדון נועד לייצר 8 יציאות רציפות ולכן שלב הנהג התאים גם הוא 8 מספרים של אלה נוריות.

למידע נוסף על נוריות RGB ניתן להתייחס לפוסטים הקשורים הבאים:

מעגל מערבל צבעים RGB

פלאש RGB, מעגל בקר

תפקיד ה- SCR

בתכנון ניתן לראות SCR שנכללים בקצוות השליליים עם כל אחד מהנוריות וגם טרנזיסטורי PNP על הקצוות החיוביים של נוריות הנוריות.

ביסודו של דבר ה- SCR ממוקמים לתפסת תאורת ה- LED בזמן שה- PNP מחובר בדיוק להפך שהוא לשבירת התפס.

הרצף או ליתר דיוק אפקט הגלילה האלפבית האופייני מיושם על ידי הקצאת נוריות ה- LED השונות בתבנית הבאה:

איך זה עובד

ניתן לראות את כל הנורות האדומות ממודולי ה- RGB מחוברות ליציאות IC1, הנוריות הירוקות עם יציאות ה- IC2 והנוריות הכחולות עם יציאות ה- IC3, באמצעות שערי SCR המתאימים. כאשר ה- SCR מופעלים, נוריות ה- LED הרלוונטיות נדלקות ברצף רודף.

כפי שהוסבר בסעיף הקודם, IC1, IC2 ו- IC3 מותקנים באופן שה- ICs מגיבים בצורה מדורגת, כאשר IC1 מתחיל ברצף תחילה, ואחריו IC2 ואז IC3, ואז המחזור ממשיך לחזור על עצמו.

לכן כאשר IC1 מתחיל לרצף כל נוריות הנוריות האדומות במודולי ה- RGB בהתאמה מופעלות וננעלות.

כאשר IC2 מופעל עם הרצף הוא מתחיל להאיר ולנעול את הנורית הירוקה במערך באמצעות ה- SCR המודאגים, אך בו זמנית גם שובר את תפס ה LED האדום דרך טרנזיסטורי ה- PNP המשויכים. אותו הדבר מבוצע על ידי יציאות IC3 אך הפעם עבור נוריות הנורות הירוקות במודולי ה- RGB,

כאשר חלף רצף LED ירוק הוא מוחלף שוב על ידי IC1 לעיבוד נוריות האדומות, וההליך כולו מתחיל לדמות אפקט גלילה של RGB LED מסנוור.

גלילת תצוגת סימולציה

הדמיית האנימציה המוצגת לעיל מספקת העתק מדויק של גלילת נוריות הנוריות שניתן לצפות מהתכנון המוצע.

הנקודות הלבנות הרצות המצוינות בשערי ה- SCR מצביעות על הפעלת וביצוע פונקציית התפס על ידי ה- SCR, בעוד שכתמים לבנים של בסיס ה- PNP מצביעים על שבירת תפסי SCR הרלוונטיים.

נוריות LED בודדות מוצגות ברצף, אך בהתאם למתח האספקה ​​ניתן להכניס מספר רב יותר של נוריות LED בכל אחד מערוצי ה- RGB. לדוגמא עם ספק 12V ניתן לשלב 3 נוריות בכל אחד מהערוצים, עם 24V ניתן להגדיל את זה ל- 6 נוריות בכל אחד מהערוצים.

דוגמה לסימולציית גלילה בברכה

כיצד להגדיר את האפקט הנ'ל ליצירת אלפבית RGB LED פועל או נע

הדוגמה שלמעלה מציגה סימולציה אלפביתית גרפית נעית של RGB באמצעות המעגל המוסבר לעיל.

ניתן לראות כל אלפבית מחובר עם נוריות האדום, הירוק והכחול מ- 8 מודולי ה- LED RGB.

החיבורים המקבילים לסדרה יכולים להיות מורכבים מעט, ועשויים לדרוש ניסיון ומיומנות מסוימים. ניתן ללמוד את המאמרים הבאים להבנת החישובים הכרוכים בחיווט נוריות בסדרה ובמקביל:

כיצד לחווט אורות לד

כיצד לחשב ולחבר נוריות בסדרה ובמקביל

ניתן לתכנן וליישם דפוסים חדשניים רבים ושונים באמצעות דמיונות יצירתיים משלהם ועל ידי חיווט של נוריות ה- RGB כראוי לרצף.