Wielofunkcyjne podświetlenie rowerowe oparte na CD4017: 15 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Obwód ten jest wykonany poprzez zastosowanie bardzo popularnego obwodu LED CD4017, tzw.

Ale może obsługiwać różne metody migania diod LED, podłączając kable sterujące na różne sposoby.

Może może być wykorzystany jako podświetlenie roweru lub wizualny wskaźnik obwodów Raspberry Pi lub Arduino.

Krok 1: Schemat migania diody LED

drive.google.com/file/d/1Z4FH0IRD5WQrCQYCD…

***

Jak widać na powyższym filmie, dwukolorowe diody LED migają w sposób odbijający się.

Najpierw migają 4 czerwone diody LED, a następnie zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Następnie 4 zielone diody LED migają w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Ten schemat operacyjny jest jednym z wielu innych możliwości, które zobaczysz później.

Zacznijmy to robić.

Krok 2: Schematy

Układ ten działa sam z własnym źródłem zegara NE555 bez jakiejkolwiek kontroli zewnętrznego kontrolera takiego jak Raspberry Pi czy Arduino.

Jest to bardzo typowy i powszechny obwód ścigacza diod LED (włączanie diod LED pojedynczo w sposób sekwencyjny) przy użyciu CD4017 (licznika dekad IC).

Dlatego szczegółowe objaśnienia nie będą konieczne do działania obwodu.

Ale pewne wyjaśnienie jest nadal potrzebne dla obwodu taktującego NE555, ponieważ kontroluje on prędkość migania diod LED.

Szczegóły są zgodne z opisem w następnym kroku.

Krok 3: Metoda generowania zegara

Na schematach pokazanych w kroku 2, małe liczby w kółku są przypisane do rezystorów układu taktującego NE555.

1K (numer 1) to R1, a 100K VR (numer 2) to R2, które definiują częstotliwość taktowania w tabeli pokazanej na powyższym obrazku.

Jak widać, wartość R2 (100K VR) maleje, rośnie częstotliwość zegara (F, Frequency).

Gdy wartość VR 100K osiągnie 10 omów, częstotliwość wzrasta do 141 na sekundę.

Przy tej prędkości wszystkie diody LED wydają się migać w tym samym czasie, jak widać na powyższym filmie.

I odwrotnie, miganie diody LED staje się wolniejsze po zwiększeniu wartości VR 100K.

Możesz wybrać dowolną wartość kondensatora (10uF), VR (100K) i R1 (1K), gdy F (Częstotliwość) może mieścić się w zakresie od 1 do 100, jak pokazano w powyższej tabeli.

Krok 4: Części

Do wykonania tego obwodu ważne są akcesoria PCB, takie jak długa główka szpilki i główka szpilki IC, aby wspierać łatwą modyfikację schematu migania diody LED. (wyjaśnię później)

Inne to części wspólne, które można łatwo kupić w sklepach internetowych.

- CD4017 (16-pinowy układ scalony licznika dekad) x 1

-NE555 układ scalony timera x 1

- Kondensatory: 10uF x 1, 0,1uF x 1

- Rezystory: 220ohm x 1 (ograniczenie prądu LED), 1K (kontrola taktowania zegara) x 1, 100K (określenie szybkości migania LED)

- Dwukolorowa dioda LED x 4 (wymagany wspólny typ katody)

- Płytka uniwersalna o wymiarach 30(W) na 20(H) otworów (można wyciąć dowolny rozmiar płytki uniwersalnej, aby pasowała do tego obwodu)

- Drut cynowy (przykładowo szczegóły w „Części 2: tworzenie rysunku PCB” do wykorzystania tej części)

- Długa główka szpilki (3 szpilki) x 5 (wyjaśnię później)

- IC 3 pinowa głowica do podłączenia dwukolorowej diody LED x 4

- Kable rozruchowe (gniazdo żeńskie na jednym końcu) x 8 i kable okablowania w kolorze czerwonym/niebieskim

Krok 5: Tworzenie rysunku PCB

Tak jak poprzednio, zróbmy rysunek PCB, który pokaże schemat okablowania i lokalizację każdej części.

I może wspierać łatwe lutowanie i minimalizować wszelkie błędy w okablowaniu/lutowaniu.

Gdy kabel nie jest używany, schemat połączeń staje się nieco skomplikowany, jak pokazano na powyższym obrazku.

Jak już wszystko gotowe, zacznijmy lutować części na uniwersalnej płytce drukowanej.

Krok 6: Lutowanie płyty głównej

Jest to główna płytka PCB, w tym układy scalone CD4017 i NE555.

Ponieważ CD4017 nie jest włożony do gniazda głowicy pinowej IC, można zobaczyć długość 8 pinów gniazda głowicy pinowej IC.

Ta głowica pinowa IC zostanie wykorzystana jako dwukolorowe gniazdo LED na pomocniczej płytce PCB, która zostanie wykonana w następnym kroku.

Aby uzyskać różne wzory migania diody LED, każde wyjście CD4017 jest oznaczone i ponumerowane, jak pokazano na powyższym obrazku.

Zobaczysz, jak ważne są te liczby zapisane na segmencie magicznej taśmy, ponieważ sterowanie miganiem diody LED w dużym stopniu zależy od tych oznaczonych liczb.

Chociaż rysunek PCB jest wykonany inaczej niż okablowanie płyty głównej, fizyczne połączenie jest takie samo, jak pokazano na rysunku PCB.

Krok 7: lutowanie płyty głównej

Płytka-córka PCB zostanie przymocowana do płyty głównej w pozycji 90 stopni (montowana prostopadle).

Na powyższym obrazku widać różnicę między główką szpilki długim i krótkim.

Długa główka szpilki powinna być włożona od przedniej strony płytki drukowanej i przylutowana z tyłu płytki-córki.

Z tyłu żeńskie gniazdo kodu zworki należy włożyć do przylutowanego długiego przewodu z główką kołka.

W przypadku korzystania z krótszego kodu zwierającego kod zworki staje się trudny, ponieważ pozostała część przewodu główki szpilki jest zbyt krótka.

Zwykle może się zdarzyć zły kontakt, gdy używasz złącza z krótką głowicą szpilkową.

Dlatego należy używać długiej długości złącza główki szpilki.

Ponieważ wszystko jest gotowe, sprawmy, aby ten obwód działał.

Krok 8: Wzór CZERWONY/ZIELONY KRZYŻ

drive.google.com/file/d/10GUxaYRg1T7JUtFGL…

***

Czy jesteś chrześcijaninem?

Wtedy ten migający wzór będzie miał dla ciebie znaczenie.

Czerwone diody podążają za znakiem krzyża.

Następnie zielone diody LED podążają tą samą ścieżką, co czerwone.

Jak to jest możliwe?

Krok 9: Okablowanie do wykonania wzoru CZERWONY/ZIELONY KRZYŻYK

Wcześniej wspomniałem o numerowanych tagach.

Ponumerowane żeńskie kable połączeniowe można podłączyć do przewodów główki pinów znajdujących się na płycie rozszerzenia, jak powyżej.

Ponieważ nie wykonałem szczegółowego rysunku płytki PCB, przypisanie pinów różni się od tego, o czym początkowo myślałem.

Później znalazłem rzeczywisty układ pinów, jak pokazano na powyższym obrazku.

Dlatego rysunek PCB jest ważny i niezbędny, aby lutowana PCB była taka sama jak zamierzony projekt obwodu.

Krok 10: Wzorzec iteracji kołowej

drive.google.com/file/d/1UnpWFnv1i3iyffFcM…

***

Czy jesteś buddystą?

Wtedy twój świat nieskończenie iteruje z reinkarnacją. (Oczywiście reinkarnacja kończy się, kiedy stajesz się Buddą)

W każdym razie, zmieniając połączenia pinów, możesz całkowicie zmodyfikować wzór migania diody LED.

Jakie będzie połączenie pinowe dla okrągłego wzoru iteracji?

Krok 11: Okablowanie do tworzenia wzoru iteracji kołowej

Jak pokazano na powyższym obrazku, możesz podłączyć kable z kodem zworki, aby utworzyć okrągły wzór iteracji.

OK. Zróbmy kolejny wzór migania diody LED.

Krok 12: Kolejny wzór migania

Połączenie kodem zworki jest jak na powyższym obrazku.

Co to za migający wzór?

Krok 13: Odbijając się od lewej do prawej, migający wzór

drive.google.com/file/d/1GF2B72geCZU0viZDY…

***

Ten migający wzór jest już widoczny na początku tej historii.

Ale podoba mi się końcowy wzór migania, jak pokazano w następnym kroku.

Właściwie to lubię….

A jeśli to sprawia, że ten miga szybciej…. Lepiej…..

Krok 14: Wzór chaosu

drive.google.com/file/d/1cYqHHA-jccuytb2_n…

***

Chociaż ten obwód może zmienić swój wzorzec działania, tylko jeden rodzaj wzorca migania powinien zostać sfinalizowany.

Nadal nie montuję płyty głównej z płytą-córką.

Obie płytki można połączyć za pomocą złącza wtykowego i lutować razem w celu uzupełnienia.

Krok 15: Finalizacja

Jakoś wiele CD4017 IC i dwukolorowych diod LED jest przechowywanych w moim ekwipunku części.

Nie wiem, kiedy je kupiłem i dlaczego.

W każdym razie używam kilku z nich w tym projekcie.

Ale sporo pozostało jeszcze…

Później przedstawię więcej pomysłów na obwody, używając zapisanego CD4017 i dwukolorowej diody LED.

Dziękuję za przeczytanie tej historii.