Postavte binární LED dekoraci srdce (Blinkenheart): 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Toto je můj první pokyn, takže mi určitě pošlete zpětnou vazbu. Pokud mohu vytvořit schéma, které není hrozné, přidám ho sem.

Právě se začínám učit základní elektroniku a kamarádka chtěla pro svého snoubence získat něco speciálního na Valentýna. Perfektní načasování! Sestavil jsem tedy seznam dílů, počkal, až dorazí, a začal stavět. Jednotka se skládá z 32 červených LED diod, obvodu časovače 555 a binárního čítače spolu se spoustou podpůrných komponent a kreativního zapojení. Byl to můj první velký elektronický projekt a určitě jsem se při něm hodně naučil. Samozřejmě, kdybych už věděl všechno, co jsem se naučil, možná jsem nebyl tak horlivý, abych to začal … Trvalo mi to mnohem déle, než jsem očekával, ale nelituji, že jsem to udělal. Pokud mám nějaký důvod to dělat ve větším měřítku, vážně přemýšlím o prefabrikovaných obvodových deskách. Konečným výsledkem je řada 32 LED diod, které tvoří srdce, kus po kousku, a doufejme, že vytvoří pěknou ozdobu na plochu.

Krok 1: Seznam dílů

Prvním krokem pro mě bylo prototypování malých částí projektu na prkénku. K určení hodnot svého časovače jsem použil online kalkulačku na adrese https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm a podle Ohmova zákona jsem určil, jaké odpory bych potřeboval baterie se nevybíjí příliš rychle ani nespaluje mé LED diody. Koupil jsem téměř vše od Mousera (přepínač byl od Radio Shack), takže mám k dispozici všechna čísla dílů, pokud někdo chce, zveřejním je zde, ale měly by být k dispozici kdekoli. Rezistory v sekci Zobrazení jsou částečně pro omezení proudu a částečně pro pohodlí. Možná jsem se zbláznil, kdybych musel přestřihnout a odizolovat tolik drátu. Udělejte si laskavost a nekupujte balíček 7 přepínačů DIP a věc, ze které budete chytří, rozřízněte je na kousky a zachraňte 4 jednotlivé spínací prvky od nich … Kupte si přepínací nebo blokovací tlačítko a držte se stranou šedivých vlasů a předčasné plešatosti. Trochu mě naštvaly náklady na protoboard ve vztahu k ostatním komponentám, ale kvalita mě ohromila, takže jsem se cítil lépe o obchodování s peněžní hodnotou sendviče rychlého občerstvení.:-) Zde je seznam dílů: Breadboard (pro prototypování) Páječka (20W-40W) Standardní páječka s kalafunovým jádrem Ořezávač/odizolovač drátu Diagonální řezačka Drát 18-20 pro prototypování a konečnou konstrukci 3M/Nexcare Micropore (tm) chirurgická páska, jemná papírová páska, maskovací páska, gafferová páska nebo vaše oblíbené nenápadné lepidlo Obrovské množství volného času a trpělivosti- Plaftorm: 1x standardní 0,100 předvrtaná protoboard- sekce časovače/spouště: 1x 555 časovací čip1x 0,01 uF keramický kondenzátor2x 1K Ohm 1/4 W rezistor1x Elektrolytický kondenzátor 470 uF- Sekce binárního čítače: 1x SN74HC590AN nebo podobný binární čítač- Displej: 32x červeně matné LED diody, velikost T1 3/4 (5 mm) 8x 2N3904 NPN tranzistor nebo podobný tranzistor s malým signálem 8x 56 Ohm 1/2 W odpor8x 82 Ohm 1 /2 W odpor- Napájení: 1x 4 držáky baterií AAA 1 x 100 uF elektrolytický kondenzátor 1 x přepínač PCB nebo západkové tlačítko

Krok 2: Prototypujte fáze 555 a binární čítače

Zkontroloval jsem datové listy pro oba své čipy a poté jsem zapojil testovací obvod, abych se ujistil, že dělám věci správně. Hodnoty, které jsem vybral, způsobují, že se 555 spouští o něco častěji než jednou za sekundu. To by mělo způsobit, že se binární čítač naplní a přeteče přibližně každé 4 minuty. 555 vývodů (číslovaných proti směru hodinových ručiček, počínaje levou horní částí nebo klíčem): kolík 1: uzemnění / kolík 2: spoušť 3: výstupní kolík 4: resetovací kolík 5: ovládací kolík 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (napájecí napětí) Připojte 1K odpor mezi piny 8 a 7 a další mezi 7 a 6. Připojte 470 uF elektrolytický mezi piny 1 a 2, ujistěte se, že záporná strana je připojena k zemi / zemi (kolík 1). Připojte 0,01 uF mezi kostru a pin 5 (ovládání). Připojte náhradní LED na pin 3, připojte kladný vodič baterie na pin 8 a záporný pól baterie na pin 1. Připojte pin 8 na pin 4 a poté pin 6 na pin 2. Tím nastavíte astabilní provoz obvodu 555. Ověřit že LED dioda bliká přibližně tak rychle, jak si myslíte, že by měla. Tento impuls bude použit ke spuštění našeho binárního čítače v dalším kroku. Video velmi pěkně ukazuje, jak je binární čítač spuštěn na hraně. Https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm má dobrý popis různých pinů a jejich funkce. Jakmile 555 funguje k vaší spokojenosti, přidejte fázi binárního čítače. Výstupní impuls z pinu 3 čipu 555 se připojí ke kolíku 11 tohoto čipu pro zvýšení čítače. Budete chtít nahlédnout do datového listu pro váš konkrétní čip, ale u tohoto, SN74HC590AN, jsem musel spojit hodiny čítače a hodiny registru dohromady. Existují způsoby, jak tento čip použít, které zahrnují změnu interního počtu, ale nikoli zobrazeného počtu, což je zajímavé z pohledu výpočetní techniky, ale není to pro tento projekt příliš relevantní. Pin 12 (povolení převráceného počtu) a pin 14 (povolení obráceného výstupu) byly oba svázány se zemí, zatímco pin 10 (invertovaný hlavní reset/ vymazání hodin) byl připojen k napájení. Nenechávejte toto připojené příliš dlouho, protože my ne t na místě žádné omezující odpory proudu. To a budete chtít přejít k dalším krokům!

Krok 3: Vytvořte hrubé rozložení umístění komponent

Než jsem s čímkoli začal, dal jsem LED diody na protoboard, abych se ujistil, že nejsem šílený a 32 LED diod by se opravdu vešlo na desku v pěkném vzoru. Rozhodl jsem se, že záporné vývody budou nejlepší na vnější straně, takže jsem je mohl snadno spojit dohromady a vytvořit společnou katodu pro můj displej. Nemyslím si, že by to fungovalo příliš dobře, kdybych udělal záporné vodiče blíže k vnitřku zařízení.

Nebyl jsem si úplně jistý, zda se řídicí obvody vejdou, protože jsem si myslel, že 32 LED je hodně, ale všechno to šlo. Zapojení, jak uvidíte později, se ukazuje jako časově nejnáročnější část projektu.

Krok 4: Umístěte 555, binární čítač a tranzistory

Tady přijde vhod papírová páska nebo jiné lepidlo. Jakmile umístíte své součásti, přilepte je k protoboardu a převraťte je, aby se součásti spojily dohromady. Mít jasnou představu o tom, co chcete, aby vaše rozložení mělo být, určitě pomáhá, nebo můžete být jako já a křídlo, modlit se, aby všechno sedělo.

Ohnul jsem vývody obou žetonů dolů tak, aby byly v jedné rovině s protoboardem, jak jsem je dokázal vyrobit. Pokud chcete být chytřejší ohledně designu, než jsem byl já, můžete použít zásuvky pro čipy, ale konstrukce by se musela výrazně změnit, pokud byste chtěli snadný přístup k výměně čipů, pokud by selhaly. Bílé vodiče na obrázku jsou výstup (555, vlevo) a spoušť (čítač, vpravo). Kdybych plánoval trochu dál dopředu, byly by z jediného drátu. Poté, co jsou oba čipy na svém místě, přidejte do binárního čítače odpory omezující proud. Nejsou to technicky nutné, ale určitě jsem ocenil, že mám robustní hotové dráty, které jsem nemusel stříhat ani odizolovávat. Budete je chtít také zaznamenat. Při šťastném tahu jsem střídal umístění koncových kolíků napříč deskou, abych měl jistou naději, že tranzistory zapadnou. Jakmile jsou umístěny, přilepte je páskou a připájejte je na piny čítače a základny příslušných tranzistorů. Nepoužívejte příliš mnoho tepla příliš dlouho, jinak smažete čip, tranzistor nebo obojí. Po připojení první sady odporů přidejte druhou sadu, pásku, pájku. Ty budou připojeny ke kolektorům tranzistorů a budou zajišťovat většinu energie pro naše LED diody. Rezistory 56 ohmů z binárního čítače budou připojeny k základně tranzistorů, které budou umístěny pod další sadou odporů, tentokrát 82 ohmů, které půjdou přímo do napájecího zdroje a do našich LED. Jen to nebude vypadat moc hezky. Tento konkrétní čip binárního čítače může poskytnout dostatek proudu pro osvětlení 8 20mA LED, ale protože jsem měl běžet 32 v paralelních sadách 4, rozhodl jsem se použít tranzistory. Kromě toho jsou tranzistory úhledné!

Krok 5: Připravte diody LED pro připojení

Zde přichází časově nejnáročnější část projektu. Umístit diody LED na místo není příliš obtížné, ale pájet je dohromady správným způsobem, zajistit, aby se nic nezkratovalo nebo nepoškodilo předchozí pájení, je docela choulostivý úkol. Právě teď jsem si přál, abych měl na tento projekt ještě několik týdnů a možná nějaké oboustranné předem vyrobené desky plošných spojů.

K tomuto kroku není příliš mnoho mozkové práce, ale práce je dost. Nejprve rozmístěte LED diody v požadovaném vzoru a rozhodněte se, které z nich chcete spustit současně. V tomto případě vybírám skupiny 4, které mají být aktivovány stejným kolíkem, počínaje nahoře a dole a pokračující kolem okrajů do stran. Jakmile je všechny umístíte na požadované místo, přilepte je na desku lepidlem, které si vyberete. Otočte desku a začněte utrpení. Je dobré zastavit a otestovat jednotlivé a skupiny LED diod, abyste se ujistili, že stále fungují. Tento způsob stavby nevede přesně k jednoduchým opravám. Umístil jsem všechny záporné vývody tak, aby obcházely vnější část tvaru, a poté kladné vodiče položil naplocho, kde jsem mohl, a ohnul ostatní do žebříkové konstrukce. Aby byly mezery v izolaci uprostřed vodičů, ohnul jsem drát a opatrně jsem odstřihl izolaci na špičce ohybu, pak jsem ji ohnul na druhou stranu a opatrně jsem to udělal znovu. Několik hodin později … Byl jsem hotov. Po tom všem nezapomeňte připojit příslušné vodiče pro vaše skupiny LED k příslušným emitorovým pinům tranzistorů. 0-7 jsou uspořádány zleva doprava na straně součásti, takže ji prostrčte a pájejte. I zde pomáhá páska. Obrázky by vám měly říci vše, co potřebujete vědět o tomto časově náročném kroku …

Krok 6: Připojte napájení a obecně dokončete

No, trvalo to déle, než by mělo … ale nyní je hotovo a jsou na dohled poslední kroky! Velký shluk odporů, které jsou připojeny k příslušným kolektorům tranzistorů, bude připojen k kladnému výkonu spolu s oba čipy. Abychom vytvořili obvod, musíme také připojit zemnicí vodiče LED k zápornému připojení baterie a ujistit se, že se připojí také čipy. Rozhodl jsem se přepnout přepínač na spodní část pro snadný přístup, i když bych měl líbilo se něco trochu snadněji namontovatelného kvůli stabilitě. Je spousta věcí, které bych vylepšil, kdyby to byla stavebnice nebo něco, co vyžaduje více designu, ale prozatím to superglue drží v celkem stabilní poloze. Je tu jedna součást, kterou jsem na obrázcích vynechal, ale přidal jsem ji později: kondenzátor 100 uF připojený mezi dva vodiče baterie. To má pomoci kompenzovat případné velké odtoky proudu, které by mohly vyskočit, nebo jakékoli jiné napětí, se kterým by baterie nemusela později držet krok. Pomohlo také dostat ten dlouhý zelený drát do zvládnutelné polohy.