Zbuduj binarną dekorację serca LED (Blinkenheart): 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

To moja pierwsza instrukcja, więc zdecydowanie wyślij mi opinię. Jeśli uda mi się stworzyć schemat, który nie jest straszny, dodam go tutaj.

Dopiero zaczynam się uczyć podstaw elektroniki, a koleżanka chciała kupić na walentynki coś specjalnego dla swojego narzeczonego. Perfekcyjne wyczucie czasu! Sporządziłem więc listę części, poczekałem na ich przybycie i zacząłem budować. Urządzenie składa się z 32 czerwonych diod LED, obwodu timera 555 i licznika binarnego, wraz z kilkoma elementami pomocniczymi i kreatywnym okablowaniem. To był mój pierwszy duży projekt elektroniczny i na pewno wiele się od niego nauczyłem. Oczywiście, gdybym już wiedział wszystko, czego się nauczyłem, może nie byłbym tak chętny do rozpoczęcia… Zajęło mi to dużo dłużej, niż się spodziewałem, ale nie żałuję, że to zrobiłem. Jeśli mam jakiś powód, aby robić to na większą skalę, poważnie myślę o prefabrykowanych płytkach drukowanych. Efektem końcowym jest tablica 32 diod LED, które tworzą serce, kawałek po kawałku i, miejmy nadzieję, będą ładną ozdobą pulpitu.

Krok 1: Lista części

Pierwszym krokiem było dla mnie prototypowanie małych części projektu na płytce prototypowej. Użyłem kalkulatora online pod adresem https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm, aby określić wartości dla mojego timera i użyłem prawa Ohma, aby określić, jakich rezystorów będę potrzebować. bateria nie rozładowuje się zbyt szybko ani nie przepala moich diod. Kupiłem prawie wszystko od Mouser (przełącznik był z Radio Shack), więc mam dostępne wszystkie numery części, jeśli ktoś chce, wrzucę je tutaj, ale powinny być dostępne wszędzie. Rezystory w sekcji Wyświetlacz służą częściowo do ograniczania prądu, a częściowo dla wygody. Mógłbym oszaleć, gdybym musiał wyciąć i rozebrać tyle przewodów. Zrób sobie przysługę i nie kupuj pakietu 7 przełączników DIP i rzeczy, że będziesz sprytny i pokrój je na kawałki i odzyskaj 4 pojedyncze elementy przełączników od nich… Kup przełącznik dwustabilny lub zatrzaskowy i trzymaj z dala od siwych włosów i przedwczesnego łysienia. Trochę denerwował mnie koszt płyty prototypowej w stosunku do pozostałych komponentów, ale byłem pod wrażeniem jakości, więc poczułem się lepiej o zamianie za nią wartości pieniężnej kanapki z fast foodem.:-)Oto lista części:Płytka prototypowa (do prototypowania)Lutownica (20W-40W)Standardowa lutownica z rdzeniem kalafoniiPrzecinak/przecinak ukośnyDrut o grubości 18-20 do prototypowania i ostatecznej konstrukcjiTaśma chirurgiczna 3M/Nexcare Micropore(tm), delikatna taśma papierowa, taśma maskująca, taśma gaffer lub twój ulubiony dyskretny klej Ogromne ilości wolnego czasu i cierpliwości - Plaftorm: 1x standardowa wstępnie nawiercona płyta prototypowa 0,100 cala - Sekcja timera / wyzwalacza: 1x układ timera 5551x kondensator ceramiczny 0,01 uF2x rezystor 1K Ohm 1/4 W1x Kondensator elektrolityczny 470 uF- Sekcja licznika binarnego:1x SN74HC590AN lub podobny licznik binarny- Wyświetlacz:32x czerwone matowe diody LED, rozmiar T1 3/4 (5mm)8x tranzystor NPN 2N3904 lub podobny tranzystor małosygnałowy8x rezystor 56 Ohm 1/2 W8x 82 Ohm 1 Rezystor /2 W- Moc: 1x uchwyt na 4 baterie AAA 1x kondensator elektrolityczny 100 uF 1x przełącznik na płytce drukowanej lub przycisk zatrzaskowy

Krok 2: Prototypowanie etapów 555 i licznika binarnego

Sprawdziłem arkusze danych dla obu moich chipów, a następnie zacząłem podłączać obwód testowy, aby upewnić się, że robię wszystko dobrze. Wybrane przeze mnie wartości powodują, że 555 wyzwala się nieco częściej niż raz na sekundę. Powinno to spowodować wypełnienie i przepełnienie licznika binarnego co około 4 minuty. 555 pinout (numerowany w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, zaczynając od górnego lewego wgłębienia lub klucza): styk 1: Uziemienie / uziemienie 2: Styk wyzwalający 3: Styk wyjściowy 4: Styk resetujący 5: Styk kontrolny 6: Styk progowy 7: Styk rozładowania 8: Vcc (napięcie zasilania) Podłącz rezystor 1K między stykami 8 i 7, a drugi między stykami 7 i 6. Podłącz elektrolit 470 uF między stykami 1 i 2, upewniając się, że strona ujemna jest podłączona do uziemienia / uziemienia (pin 1). Połącz 0,01 uF między uziemieniem a stykiem 5 (sterowanie). Podłącz zapasową diodę LED do styku 3, podłącz dodatni przewód akumulatora do styku 8, a ujemny akumulatora do styku 1. Podłącz styk 8 do styku 4, a następnie styk 6 do styku 2. To ustawia stabilną pracę obwodu 555. Sprawdź że dioda LED miga tak szybko, jak myślisz, że powinna. Impuls ten zostanie użyty do wyzwolenia naszego licznika binarnego w następnym kroku. Film bardzo ładnie pokazuje, jak licznik binarny jest wyzwalany zboczem. https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm zawiera dobry opis różnych pinów i ich funkcji., dodaj etap licznika binarnego. Impuls wyjściowy z pinu 3 układu 555 połączy się z pinem 11 tego układu, aby zwiększyć licznik. Będziesz chciał zapoznać się z arkuszem danych dla konkretnego układu, ale w przypadku tego, SN74HC590AN, musiałem połączyć razem zegar licznika i zegar rejestru. Istnieją sposoby wykorzystania tego chipa, które wymagają zmiany wewnętrznej liczby, ale nie wyświetlanej liczby, co jest interesujące z perspektywy obliczeniowej, ale niezbyt istotne dla tego projektu. Pin 12 (włączenie odwróconego zliczania) i pin 14 (włączenie odwróconego wyjścia) były połączone z masą, podczas gdy pin 10 (odwrócony reset główny / wyzerowanie zegara) był podłączony do zasilania. Nie pozostawiaj tego podłączonego zbyt długo, tak jak my t mieć na miejscu jakiekolwiek rezystory ograniczające prąd. To i będziesz chciał przejść do następnych kroków!

Krok 3: Zrób przybliżony układ rozmieszczenia komponentów

Zanim cokolwiek zacząłem, umieściłem diody LED na płytce prototypowej, aby upewnić się, że nie jestem szalony, a 32 diody LED rzeczywiście zmieściłyby się na płytce w ładnym wzorze. Uznałem, że przewody ujemne będą najlepsze na zewnątrz, aby móc je łatwo połączyć, tworząc wspólną katodę dla mojego wyświetlacza. Nie sądzę, by zadziałało to zbyt dobrze, gdybym zbliżył przewody ujemne do wnętrza urządzenia.

Nie byłem pewien, czy obwody sterujące będą pasować, ponieważ myślałem, że 32 diody LED to dużo, ale wszystko się udało. Okablowanie, jak zobaczycie później, okazuje się być najbardziej czasochłonną częścią projektu.

Krok 4: Umieść 555, licznik binarny i tranzystory

Tutaj przydaje się taśma papierowa lub inny klej. Po umieszczeniu komponentów przyklej je do płyty prototypowej i odwróć, aby zlutować komponenty. Jasne wyobrażenie o tym, jaki ma być twój układ, z pewnością pomaga, lub możesz być taki jak ja i skrzywdzić go, modląc się, aby wszystko pasowało.

Zgiąłem prowadzenie obu żetonów w dół, aby zrównać się z płytą prototypową, jak tylko mogłem. Jeśli chcesz być mądrzejszy w projektowaniu niż ja, możesz użyć gniazd na chipy, ale konstrukcja musiałaby się znacznie zmienić, jeśli chcesz mieć łatwy dostęp do wymiany chipów w przypadku awarii. Białe przewody na zdjęciu to wyjście (555, lewy) i wyzwalacz (licznik, prawy). Gdybym planował nieco dalej, byłyby jednym drutem. Po umieszczeniu obu chipów dodaj rezystory ograniczające prąd do licznika binarnego. Nie są one technicznie konieczne, ale z pewnością doceniłem posiadanie solidnych, gotowych przewodów, których nie musiałem przecinać ani odcinać. Te też będziesz chciał skleić. Szczęśliwym posunięciem zmieniłem rozmieszczenie końcówek na płytce, aby mieć nadzieję na dopasowanie tranzystorów. Po umieszczeniu należy je przykleić taśmą i przylutować do pinów licznika i podstaw odpowiednich tranzystorów. Nie używaj zbyt dużo ciepła przez zbyt długi czas, bo możesz usmażyć chip, tranzystor lub jedno i drugie. Po podłączeniu pierwszego zestawu rezystorów dodaj drugi zestaw, taśmę, lut. Zostaną one podłączone do kolektorów tranzystorów i zapewnią większość mocy naszym diodom LED. Rezystory 56 Ohm z licznika binarnego zostaną podłączone do bazy tranzystorów, która usadowi się pod kolejnym zestawem rezystorów, tym razem 82 Ohm, które trafią bezpośrednio do zasilacza i do naszych diod LED. To po prostu nie będzie wyglądać zbyt ładnie. Ten konkretny binarny układ licznika może zapewnić wystarczającą ilość prądu, aby zapalić 8 diod LED 20mA, ale ponieważ miałem pracować z 32 równoległymi zestawami po 4, zdecydowałem się użyć tranzystorów. Poza tym tranzystory są zgrabne!

Krok 5: Przygotuj diody LED do połączenia

Oto najbardziej czasochłonna część projektu. Umieszczenie diod LED na swoim miejscu nie jest zbyt trudne, ale lutowanie ich wszystkich razem we właściwy sposób, upewniając się, że niczego nie zwierasz lub nie zepsujesz poprzedniego lutowania, jest dość delikatnym zadaniem. W tej chwili żałowałem, że nie mam jeszcze kilku tygodni na ten projekt i może kilku dwustronnych gotowych płytek drukowanych.

Na tym etapie nie ma zbyt wiele pracy mózgowej, ale jest mnóstwo pracy. Najpierw ułóż diody LED w żądanym wzorze i zdecyduj, które z nich mają być wyzwalane w tym samym czasie. W tym przypadku wybieram grupy po 4, które mają być aktywowane przez ten sam pin, zaczynając od góry i dołu i kontynuując wzdłuż krawędzi na boki. Po umieszczeniu ich wszystkich tam, gdzie chcesz, przyklej je do płyty wybranym klejem. Odwróć planszę i rozpocznij gehennę. Dobrym pomysłem jest zatrzymanie i przetestowanie poszczególnych i grup diod LED, aby upewnić się, że nadal działają. Ten sposób budowy nie prowadzi do prostych napraw. Umieściłem wszystkie ujemne odprowadzenia tak, aby przechodziły na zewnątrz kształtu, a następnie ułożyłem dodatnie odprowadzenia płasko, gdzie mogłem, a pozostałe wygiąłem w strukturę drabiny. Aby zrobić przerwy w izolacji na środku przewodów, zagiąłem drut i ostrożnie odciąłem izolację na końcu zagięcia, następnie odgiąłem w drugą stronę i ostrożnie zrobiłem to jeszcze raz. KILKA GODZIN PÓŹNIEJ… skończyłem. Po tym wszystkim, upewnij się, że podłączyłeś odpowiednie przewody dla twoich grup LED do odpowiednich pinów emiterów tranzystorów. 0-7 są ułożone od lewej do prawej po stronie komponentu, więc wystarczy przebić i przylutować. Tutaj też pomaga taśma. Zdjęcia powinny powiedzieć Ci wszystko, co musisz wiedzieć o tym czasochłonnym kroku…

Krok 6: Podłącz zasilanie i ogólnie zakończ

Cóż, zajęło to więcej czasu niż powinno… ale teraz jest zrobione, a ostatnie kroki są już w zasięgu wzroku! Duża grupa rezystorów, które są podłączone do odpowiednich kolektorów tranzystorów, zostaną podłączone do dodatniej mocy, wraz z oba żetony. Aby wykonać obwód, musimy również podłączyć przewody uziemiające diod LED do ujemnego połączenia akumulatora i upewnić się, że chipy również są połączone. Zdecydowałem się umieścić przełącznik na spodzie, aby był łatwy dostęp, chociaż miałbym podobało mi się coś łatwiejszego do zamontowania dla stabilności. Jest wiele rzeczy, które poprawiłbym, gdyby to był zestaw lub coś wymagającego większego projektu, ale na razie superglue utrzymuje go w dość stabilnej pozycji. Jest jeden element, który pominąłem na zdjęciach, ale dodałem go później: kondensator 100 uF podłączony między dwoma przewodami akumulatora. Ma to na celu zrekompensowanie wszelkich dużych odpływów prądu, które mogą pojawić się lub innego obciążenia, za którym bateria może nie być w stanie później nadążyć. Pomogło to również doprowadzić ten długi zielony przewód do łatwej do opanowania pozycji.