Wir haben zuvor 3x3x3 LED Cube mit Arduino und Raspberry Pi gebaut. 3x3x3 LED Cube wird im Allgemeinen mit einem Mikrocontroller erstellt, aber in dieser Sitzung werden wir einen 3 * 3 * 3 LED CUBE ohne Mikrocontroller herstellen. Hier verwenden wir den 555-Timer-IC und den CD4020-Binärzähler, um den LED-Würfel zu steuern.
Normalerweise verwenden wir zur Steuerung eines LED-WÜRFELS einen Mikrocontroller und eine Programmierung, um verschiedene Muster zu erhalten. Für Anfänger ist dies jedoch ein komplexer Prozess. Daher verwenden wir hier die Kombination aus 555 Timer und CD4020 IC, die für Anfänger am besten geeignet ist. Mit dieser Schaltung können wir zwar nur ein Muster erhalten, aber dies ist der beste Weg, um sich mit LED-Würfeln und ihrer Funktionsweise vertraut zu machen. Erfahren Sie mehr über den 555 Timer IC, indem Sie hier weitere 555-basierte Schaltungen überprüfen.
Es gibt viele Arten von Würfeln, die entworfen werden können. Der einfachste ist der 3x3x3 LED-Würfel. Dieser 3 * 3 * 3 LED CUBE besteht aus 27 LEDs (Light Emitting Diodes). Diese LEDs sind in Zeilen und Spalten angeordnet und bilden einen Würfel. Ebenso können wir LED-Würfel von 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 und höher Nr. Herstellen. von LEDs. Für 4 * 4 * 4 LED-Würfel verdreifacht sich die Arbeit fast, da Sie für 64 LEDs arbeiten müssen. Mit jeder höheren Zahl verdoppelt oder verdreifacht sich die Arbeit fast. Aber jeder Würfel funktioniert mehr oder weniger auf die gleiche Weise.
3x3x3 LED CUBE by 555 Timer ist am einfachsten, da dieses Design einige Vorteile bietet, wie z.
- Für diesen Würfel müssen Sie sich keine Gedanken über den Stromverbrauch oder die Verlustleistung machen.
- Geringe Nachfrage nach Stromversorgung.
- Für diesen Würfel benötigen wir keine Schaltelektronik wie Transistoren.
- Wir brauchen weniger logische Anschlüsse, also brauchen wir keine Schieberegister oder ähnliches.
- Keine Programmierung erforderlich.
- Keine Notwendigkeit für komplexe Schaltungen
- Grundlegende Schaltungskenntnisse reichen aus, um dieses Projekt zu entwerfen.
Erforderliche Komponenten:
- 1KΩ-Widerstände (10 Stück)
- 27 LEDs
- 555 Timer IC
- CD4020 Binärzähler-IC
- 10K Pot
- 10uF Kondensator
- 5V Stromversorgung
- Lötwerkzeuge zum Aufbau eines LED-Würfels
Schaltung und Funktionserklärung:
Hier haben wir denselben LED-Würfel verwendet, den wir zuvor mit Raspberry Pi verwendet haben, und der Aufbau dieses LED-Würfels wurde weiter oben in diesem Projekt erläutert. Bitte überprüfen Sie unten zwei Projekte, um den LED-Würfel richtig zu bauen, indem Sie die 27 LEDs in einer bestimmten Reihenfolge löten:
- DIY 3X3X3 LED Würfel mit Arduino
- 3X3X3 LED Cube mit Raspberry Pi und Python Programm
Sobald alles erledigt ist, haben Sie einen Würfel wie diesen,
Das Schaltbild des 3x3x3-LED-Würfels mit dem 555-Timer ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Wie in der Abbildung gezeigt, haben wir insgesamt 12 Pins vom CUBE. Über die 9 Pins sind Common Positive und 3 Pins sind Common Negative Terminals. Denken Sie daran, dass jede Spalte einen positiven Anschluss darstellt und jede Schicht (Zeile) einen negativen Anschluss darstellt.
Da wir den LED CUBE nur über den CD4020-Zähler steuern, ist an den negativen Anschlüssen keine Steuerung erforderlich. Wir haben also alle drei gemeinsamen Negative geerdet, wie im Schaltplan gezeigt. Damit haben wir 9 positive Anschlüsse aus 9 Spalten des LED-Würfels.
Für diese Schaltung müssen wir zuerst einen Rechteckwellengenerator oder einen astabilen Multivibrator entwerfen, indem wir den NE555-Zeitgeber-IC verwenden, wie in der folgenden Schaltung gezeigt:
Hier erzeugt der 555-Chip eine Rechteckwelle, damit die LED zwischen EIN und AUS umschaltet. Das Potentiometer dient hier zum Einstellen der Blinkfrequenz.
Wir werden diesen Rechteckwellenausgang dem binären Zählerchip zuführen. Der Binärzähler zählt die Taktimpulse und die Anzahl der gezählten Impulse wird vom Zähler über die Pins Q0-Q13 angegeben. Wir werden diese Zählerausgangspins gemäß Schaltplan mit den LED-CUBE-Säulen verbinden. Jedes Mal, wenn die Anzahl erhöht wird, ändert sich die Logik des Ausgangsports und mit dieser LED ändert sich das CUBE-Muster.
Kurz gesagt, der 555-Timer erzeugt Taktimpulse, zählt die Taktimpulse und macht seine Ausgangspins entsprechend hoch. Schließlich ändert sich das LED-CUBE-Muster je nach Ausgang des CD4020. So funktioniert das 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 Timer-CD4020-Zählerpaar.
** Stellen Sie sicher, dass der Master Reset des CD4020 geerdet ist. Wenn es in Ruhe gelassen wird, funktioniert der Würfel möglicherweise nicht.