Δημιουργήστε μια δυαδική διακόσμηση καρδιάς LED (Blinkenheart): 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Αυτό είναι το πρώτο μου διδακτικό, οπότε στείλτε μου σίγουρα σχόλια. Αν μπορώ να κάνω ένα σχηματικό που δεν είναι τρομερό, θα το προσθέσω εδώ.

Μόλις αρχίζω να μαθαίνω κάποια βασικά ηλεκτρονικά και μια φίλη ήθελε να πάρει κάτι ξεχωριστό για τον αρραβωνιαστικό της για την ημέρα του Αγίου Βαλεντίνου. Τέλειος συγχρονισμός! Έτσι, έφτιαξα τη λίστα με τα μέρη, περίμενα να φτάσουν και άρχισα να χτίζω. Η μονάδα αποτελείται από 32 κόκκινες λυχνίες LED, ένα κύκλωμα χρονοδιακόπτη 555 και έναν δυαδικό μετρητή, μαζί με ένα σωρό εξαρτήματα στήριξης και κάποια δημιουργική καλωδίωση. Αυτό ήταν το πρώτο μου μεγάλο ηλεκτρονικό έργο και σίγουρα έμαθα πολλά από αυτό. Φυσικά, αν ήξερα ήδη όλα όσα έμαθα, ίσως να μην ήμουν τόσο πρόθυμος να το ξεκινήσω… Μου πήρε πολύ περισσότερο χρόνο από ό, τι περίμενα, αλλά δεν μετανιώνω που το έκανα. Εάν έχω κάποιο λόγο να το κάνω σε μεγαλύτερη κλίμακα, σκέφτομαι σοβαρά προκατασκευασμένες πλακέτες κυκλώματος. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μια σειρά από 32 LED που σχηματίζουν μια καρδιά, κομμάτι προς κομμάτι, και ελπίζουμε ότι θα κάνουν ένα ωραίο στολίδι για την επιφάνεια εργασίας.

Βήμα 1: Λίστα μερών

Το πρώτο βήμα για μένα ήταν να πρωτοτυπώσω μικρά τμήματα του έργου σε μια σανίδα ψωμιού. Χρησιμοποίησα μια ηλεκτρονική αριθμομηχανή στη διεύθυνση https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm για να καθορίσω τις τιμές του χρονοδιακόπτη μου και χρησιμοποίησα τον νόμο του Ohm για να προσδιορίσω ποιες αντιστάσεις θα χρειαστώ η μπαταρία δεν εξαντλείται πολύ γρήγορα ή δεν καίει τα LED μου. Αγόρασα σχεδόν τα πάντα από το Mouser (ο διακόπτης εναλλαγής ήταν από το Radio Shack), οπότε έχω όλους τους διαθέσιμους αριθμούς ανταλλακτικών, αν κάποιος θέλει, θα τους δημοσιεύσω εδώ, αλλά θα πρέπει να είναι διαθέσιμα οπουδήποτε. Οι αντιστάσεις στην ενότητα Οθόνη είναι εν μέρει για περιορισμό ρεύματος και εν μέρει για ευκολία. Μπορεί να είχα τρελαθεί αν έπρεπε να κόψω και να απογυμνώσω τόσο πολύ καλώδιο. Κάνε τη χάρη στον εαυτό σου και μην αγοράζεις ένα πακέτο 7 διακόπτες DIP και αυτό που θα γίνεις έξυπνο και κόψε τα σε κομμάτια και σώσε 4 μεμονωμένα στοιχεία διακόπτη από αυτά… Αγοράστε έναν διακόπτη με κουμπί αλλαγής ή μανδάλωσης και κρατήστε μακριά τα γκρίζα μαλλιά και την πρόωρη φαλάκρα. Ενοχλήθηκα λίγο από το κόστος του protoboard σε σχέση με τα άλλα εξαρτήματα, αλλά εντυπωσιάστηκα με την ποιότητα, οπότε ένιωσα καλύτερα σχετικά με την ανταλλαγή της ταμειακής αξίας ενός σάντουιτς γρήγορου φαγητού με αυτό.:-) Εδώ είναι η λίστα των ανταλλακτικών: Breadboard (για πρωτότυπο) Συγκολλητικό σίδερο (20W-40W) Τυπική κόλλα κόλλας κολοφώνου Κόφτης/απογυμνωτής Διαγώνιος κόφτης 18-20 καλώδιο μετρητή για πρωτότυπο και τελική κατασκευή 3M/Nexcare Micropore (tm) Χειρουργική ταινία, απαλή χαρτοταινία, κολλητική ταινία, ταινία gaffer, ή την αγαπημένη σας διακριτική κόλλα Μαζικές ποσότητες ελεύθερου χρόνου και υπομονής- Plaftorm: 1x τυπικό προ-τρυπημένο πρωτόκολλο 0.100 - Χρονοδιακόπτης/σκανδάλη: 1x 555 chip timer 1x 0.01 uF κεραμικός πυκνωτής 2x 1K Ohm 1/4 W αντίσταση1x 470 uF ηλεκτρολυτικός πυκνωτής- Δυαδικό τμήμα μετρητή: 1x SN74HC590AN ή παρόμοιο δυαδικό μετρητή- Οθόνη: 32x κόκκινα παγωμένα LED, T1 3/4 (5mm) μέγεθος8x 2N3904 NPN τρανζίστορ ή παρόμοιο τρανζίστορ μικρού σήματος8x 56 Ohm 1/2 W αντίσταση8x 82 Ohm 1 /Αντίσταση 2 W- Ισχύς: 1x 4 υποδοχή μπαταρίας AAA 1x 100 uF ηλεκτρολυτικός πυκνωτής 1x διακόπτης εναλλαγής PCB ή κουμπί ασφάλισης

Βήμα 2: Πρωτότυπο στα στάδια 555 και Binary Counter

Έλεγξα τα φύλλα δεδομένων και για τα δύο τσιπ μου και έπειτα έθεσα σε καλωδίωση ένα δοκιμαστικό κύκλωμα, για να βεβαιωθώ ότι έκανα τα πράγματα σωστά. Οι τιμές που επέλεξα κάνουν το 555 να ενεργοποιείται λίγο πιο συχνά από μία φορά το δευτερόλεπτο. Αυτό θα πρέπει να προκαλεί τον δυαδικό μετρητή να γεμίζει και να ξεχειλίζει περίπου κάθε 4 λεπτά. 555 pinout (αριθμημένο αριστερόστροφα, ξεκινώντας από το επάνω αριστερό νήμα wrt ή κλειδί): pin 1: Ground / Earthpin 2: Triggerpin 3: Outputpin 4: Resetpin 5: Controlpin 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (Supply Voltage) Συνδέστε μια αντίσταση 1K μεταξύ των ακίδων 8 και 7 και μια άλλη μεταξύ 7 και 6. Συνδέστε τον ηλεκτρολυτικό 470 uF μεταξύ των ακίδων 1 και 2, βεβαιωθείτε ότι η αρνητική πλευρά είναι συνδεδεμένη με τη Γείωση / Γη (καρφίτσα 1). Συνδέστε το 0,01 uF μεταξύ της γείωσης και του πείρου 5 (Control). Συνδέστε μια εφεδρική λυχνία LED στον ακροδέκτη 3, συνδέστε το θετικό καλώδιο μπαταρίας στον ακροδέκτη 8 και την αρνητική μπαταρία στον ακροδέκτη 1. Συνδέστε τον πείρο 8 στον ακροδέκτη 4 και, στη συνέχεια, τον πείρο 6 στον ακροδέκτη 2. Αυτό ρυθμίζει τη σταθερή λειτουργία του κυκλώματος 555. Επαληθεύστε ότι η λυχνία LED αναβοσβήνει τόσο γρήγορα όσο νομίζετε ότι θα έπρεπε. Αυτός ο παλμός πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για να ενεργοποιήσει τον δυαδικό μας μετρητή στο επόμενο βήμα. Το βίντεο δείχνει πολύ όμορφα πώς ενεργοποιείται ο δυαδικός μετρητής ακμής., προσθέστε το στάδιο του δυαδικού μετρητή. Ο παλμός εξόδου από τον πείρο 3 του 555 τσιπ θα συνδεθεί με τον πείρο 11 αυτού του τσιπ για να αυξήσει τον μετρητή. Θα θέλετε να συμβουλευτείτε το φύλλο δεδομένων για το συγκεκριμένο τσιπ σας, αλλά για αυτό, το SN74HC590AN, έπρεπε να συνδέσω το μετρητή και το ρολόι καταχώρησης μαζί. Υπάρχουν τρόποι χρήσης αυτού του τσιπ που περιλαμβάνουν αλλαγή του εσωτερικού αριθμού αλλά όχι του εμφανιζόμενου αριθμού, το οποίο είναι ενδιαφέρον από υπολογιστική άποψη, αλλά δεν σχετίζεται πολύ με αυτό το έργο. Ο ακροδέκτης 12 (ενεργοποιημένη ανάστροφη μέτρηση) και ο ακροδέκτης 14 (ενεργοποιημένη ανεστραμμένη έξοδος) ήταν και οι δύο συνδεδεμένοι με τη γείωση, ενώ ο πείρος 10 (ανεστραμμένη κύρια επαναφορά/ καθαρό ρολόι) ήταν συνδεδεμένος στην παροχή. Μην το αφήνετε πολύ συνδεδεμένο, όπως δεν το κάνουμε » t έχουν τυχόν αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος στη θέση τους. Αυτό, και θα θέλετε να προχωρήσετε στα επόμενα βήματα!

Βήμα 3: Κάντε τραχιά διάταξη τοποθέτησης εξαρτημάτων

Πριν ξεκινήσω οτιδήποτε, έβαλα τα LED στο protoboard μόνο για να βεβαιωθώ ότι δεν είμαι τρελός και ότι 32 LED θα ταιριάζουν πράγματι στον πίνακα με ωραίο μοτίβο. Αποφάσισα ότι τα αρνητικά καλώδια θα ήταν τα καλύτερα εξωτερικά, οπότε θα μπορούσα να τα συνδέσω εύκολα, σχηματίζοντας μια κοινή κάθοδο για την οθόνη μου. Δεν νομίζω ότι θα είχε λειτουργήσει πολύ καλά αν είχα κάνει τα αρνητικά καλώδια πιο κοντά στο εσωτερικό της συσκευής.

Δεν ήμουν σίγουρος ότι το κύκλωμα ελέγχου θα ταιριάζει, αφού πίστευα ότι 32 LED ήταν πολλά, αλλά όλα λειτούργησαν. Η καλωδίωση, όπως θα δείτε αργότερα, αποδεικνύεται ότι είναι το πιο χρονοβόρο μέρος του έργου.

Βήμα 4: Τοποθετήστε το 555, Δυαδικός μετρητής και τρανζίστορ

Αυτό είναι όπου η χαρτοταινία ή άλλη κόλλα είναι χρήσιμη. Μόλις τοποθετήσετε τα εξαρτήματά σας, κολλήστε τα στο πρωτόκολλο και αναποδογυρίστε τα για να κολλήσετε μεταξύ τους τα εξαρτήματα. Το να έχετε μια σαφή ιδέα για το πώς θέλετε να είναι η διάταξή σας σίγουρα βοηθάει, ή θα μπορούσατε να είστε σαν εμένα και να το φτεράρετε, προσευχόμενοι ότι όλα θα ταιριάζουν.

Έσκυψα τα καλώδια και των δύο τσιπ για να είναι όσο πιο ευθυγραμμισμένα με το protoboard θα μπορούσα να τα φτιάξω. Εάν θέλετε να είστε πιο έξυπνοι για το σχεδιασμό από ό, τι ήμουν, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε πρίζες για τα τσιπ, αλλά η κατασκευή θα πρέπει να αλλάξει σημαντικά εάν θέλετε εύκολη πρόσβαση για να αντικαταστήσετε τα τσιπ εάν αποτύχουν. Τα λευκά σύρματα στην εικόνα είναι η έξοδος (555, αριστερά) και η σκανδάλη (μετρητής, δεξιά). Αν είχα προγραμματίσει λίγο πιο μπροστά, θα ήταν ένα ενιαίο σύρμα. Αφού και τα δύο τσιπ είναι στη θέση τους, προσθέστε τις τρέχουσες περιοριστικές αντιστάσεις στον δυαδικό μετρητή. Αυτά δεν είναι τεχνικά απαραίτητα, αλλά σίγουρα εκτιμούσα ότι είχα γερά έτοιμα σύρματα που δεν χρειάστηκε να κόψω ή να απογυμνώσω. Θα θέλετε να τα κολλήσετε και αυτά. Σε μια τυχερή κίνηση, έχω εναλλάξει την τοποθέτηση του πείρου που καταλήγει σε όλη την επιφάνεια, έτσι ώστε να έχω κάποια ελπίδα να προσαρμόσω τα τρανζίστορ. Μόλις τοποθετηθούν, κολλήστε τα και κολλήστε τα στις ακίδες του πάγκου και τις βάσεις των αντίστοιχων τρανζίστορ τους. Μην χρησιμοποιείτε υπερβολική θερμότητα για πολύ καιρό, αλλιώς θα τηγανίσετε το τσιπ, το τρανζίστορ ή και τα δύο. Αφού συνδεθεί το πρώτο σετ αντιστάσεων, προσθέστε το δεύτερο σετ, ταινία, συγκόλληση. Αυτά θα συνδεθούν με τους συλλέκτες των τρανζίστορ και θα παρέχουν το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος για τα LED μας. Οι αντιστάσεις 56 Ohm από τον δυαδικό μετρητή θα συνδεθούν με τη βάση των τρανζίστορ, τα οποία θα βρίσκονται κάτω από ένα άλλο σύνολο αντιστάσεων, αυτή τη φορά αυτές των 82 Ohm, οι οποίες θα πάνε απευθείας στην τροφοδοσία και στα LED μας. Απλώς δεν θα φαίνεται πολύ όμορφο. Το συγκεκριμένο δυαδικό τσιπ μετρητή μπορεί να παρέχει αρκετό ρεύμα για να ανάψει 8 LED 20mA, αλλά επειδή επρόκειτο να τρέξω 32 σε παράλληλα σετ των 4, αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τρανζίστορ. Εξάλλου, τα τρανζίστορ είναι τακτοποιημένα!

Βήμα 5: Προετοιμάστε τα LED για σύνδεση

Εδώ έρχεται το πιο χρονοβόρο μέρος του έργου. Η τοποθέτηση των λυχνιών LED δεν είναι πολύ δύσκολη, αλλά η συγκόλληση όλων μαζί με τον σωστό τρόπο, το να βεβαιωθείτε ότι δεν βραχυκυκλώνετε τίποτα ή δεν καταστρέφετε την προηγούμενη συγκόλληση είναι αρκετά λεπτή εργασία. Σχεδόν τώρα θα ήθελα να είχα λίγες εβδομάδες ακόμα για αυτό το έργο και ίσως κάποιες προκατασκευασμένες πλάκες τυπωμένων κυκλωμάτων διπλής όψης.

Δεν υπάρχει υπερβολική εγκεφαλική εργασία σε αυτό το βήμα, αλλά υπάρχει αρκετή εργασία. Αρχικά, τοποθετήστε τα LED στο μοτίβο που θέλετε και αποφασίστε ποια θέλετε να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα. Σε αυτήν την περίπτωση, επιλέγω ομάδες των 4 για να ενεργοποιηθούν από τον ίδιο πείρο, ξεκινώντας από το επάνω και το κάτω μέρος και συνεχίζοντας στις άκρες προς τα πλάγια. Μόλις τα τοποθετήσετε όλα εκεί που τα θέλετε, κολλήστε τα στον πίνακα με την κόλλα της επιλογής σας. Αναποδογυρίστε τον πίνακα και ξεκινήστε τη δοκιμασία. Είναι καλή ιδέα να σταματήσετε και να δοκιμάσετε μεμονωμένα και ομάδες LED για να βεβαιωθείτε ότι εξακολουθούν να λειτουργούν. Αυτή η μέθοδος κατασκευής δεν οδηγεί ακριβώς σε απλές επισκευές. Τοποθέτησα όλα τα αρνητικά καλώδια έτσι ώστε να περιστρέφονται έξω από το σχήμα και στη συνέχεια έβαλα τα θετικά καλώδια επίπεδη όπου μπορούσα και έσκυψα τα άλλα σε μια δομή σκάλας. Για να κάνω τα κενά στη μόνωση στη μέση των καλωδίων, έσκυψα το σύρμα και έκοψα προσεκτικά τη μόνωση στην άκρη της στροφής, στη συνέχεια το έσκυψα από την άλλη πλευρά και το έκανα ξανά προσεκτικά. ΑΡΚΕΤΕΣ ΩΡΕΣ Αργότερα… τελείωσα. Μετά από όλα αυτά, βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τα αντίστοιχα καλώδια για τις ομάδες LED στις κατάλληλες ακίδες εκπομπής των τρανζίστορ. 0-7 είναι διατεταγμένα από αριστερά προς τα δεξιά στην πλευρά του εξαρτήματος, οπότε απλώς σπρώξτε το και κολλήστε το. Η ταινία βοηθάει και εδώ. Οι εικόνες πρέπει να σας λένε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για αυτό το χρονοβόρο βήμα…

Βήμα 6: Συνδέστε το Power και γενικά ολοκληρώστε

Λοιπόν, χρειάστηκε περισσότερος χρόνος από ό, τι έπρεπε… αλλά έγινε τώρα, και τα τελευταία βήματα είναι ορατά! Η μεγάλη συστάδα αντιστάσεων που συνδέονται με τους αντίστοιχους συλλέκτες των τρανζίστορ πρόκειται να συνδεθούν με θετική ισχύ, μαζί με και τα δύο τσιπ. Για να κάνουμε το κύκλωμα, πρέπει επίσης να συνδέσουμε τους αγωγούς γείωσης των LED σε αρνητική σύνδεση μπαταρίας και να βεβαιωθούμε ότι τα τσιπ συνδέονται επίσης. Επέλεξα να βάλω το διακόπτη εναλλαγής στο κάτω μέρος για εύκολη πρόσβαση, αν και θα είχα μου άρεσε κάτι λίγο πιο εύκολα τοποθετημένο για σταθερότητα. Υπάρχουν πολλά πράγματα που θα είχα βελτιώσει αν ήταν ένα κιτ ή κάτι που απαιτούσε περισσότερο σχεδιασμό, αλλά προς το παρόν, το superglue το διατηρεί σε αρκετά σταθερή θέση. Υπάρχει ένα στοιχείο που το άφησα στις εικόνες αλλά το πρόσθεσα αργότερα: ο πυκνωτής 100 uF που συνδέεται μεταξύ των δύο καλωδίων μπαταρίας. Αυτό βοηθά στην αντιστάθμιση τυχόν μεγάλων αποχετεύσεων ρεύματος που μπορεί να ξεπηδήσουν ή οποιαδήποτε άλλη πίεση με την οποία η μπαταρία μπορεί να μην μπορεί να συμβαδίσει αργότερα. Βοήθησε επίσης να φέρει αυτό το μακρύ πράσινο σύρμα σε μια διαχειρίσιμη θέση.