Bauen Sie eine binäre LED-Herzdekoration (Blinkenheart) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Dies ist mein erstes instructable, also senden Sie mir auf jeden Fall Feedback. Wenn ich einen nicht schrecklichen Schaltplan erstellen kann, füge ich ihn hier ein.

Ich beginne gerade mit dem Erlernen einiger grundlegender Elektronik und eine Freundin wollte ihrem Verlobten zum Valentinstag etwas Besonderes schenken. Perfektes Timing! Also erstellte ich die Stückliste, wartete auf ihre Ankunft und begann mit dem Bau. Die Einheit besteht aus 32 roten LEDs, einer 555-Timer-Schaltung und einem Binärzähler sowie einer Reihe unterstützender Komponenten und einiger kreativer Verkabelung. Dies war mein erstes großes Elektronikprojekt und ich habe sicherlich viel dabei gelernt. Wenn ich alles, was ich gelernt habe, schon gewusst hätte, wäre ich natürlich nicht ganz so eifrig gewesen, damit anzufangen… Ich habe viel länger gebraucht, als ich erwartet hatte, aber ich bereue es nicht. Wenn ich einen Grund dazu habe, dies in größerem Umfang zu tun, denke ich ernsthaft über vorgefertigte Leiterplatten nach. Das Endergebnis ist eine Reihe von 32 LEDs, die Stück für Stück ein Herz bilden und hoffentlich ein schönes Desktop-Ornament ergeben.

Schritt 1: Teileliste

Der erste Schritt für mich war, kleine Teile des Projekts auf einem Steckbrett zu prototypisieren. Ich habe einen Online-Rechner unter https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm verwendet, um die Werte für meinen Timer zu bestimmen, und das Ohmsche Gesetz verwendet, um zu bestimmen, welche Widerstände ich dafür brauche der Akku entlädt sich nicht zu schnell oder brennt meine LEDs aus. Ich habe fast alles von Mouser gekauft (Kippschalter war von Radio Shack), also habe ich alle Teilenummern verfügbar, wenn jemand möchte, werde ich sie hier posten. aber sie sollten überall verfügbar sein. Die Widerstände im Display-Bereich dienen teils der Strombegrenzung und teils der Bequemlichkeit. Ich wäre vielleicht verrückt geworden, wenn ich so viel Draht abschneiden und abisolieren müsste. Tu dir selbst einen Gefallen und kaufe kein Paket mit 7 DIP-Schaltern und du wirst schlau sein und sie in Stücke schneiden und 4 einzelne Schalterelemente retten von ihnen… Kaufen Sie einen Kipp- oder Rastdruckschalter und halten Sie graue Haare und vorzeitige Kahlheit fern. Ich war etwas genervt von den Kosten des Protoboards im Verhältnis zu den anderen Komponenten, aber ich war von der Qualität beeindruckt, also fühlte ich mich besser über den Barwert eines Fast-Food-Sandwiches dafür einzutauschen.:-)Hier ist die Stückliste:Breadboard (für Prototyping)Lötkolben (20W-40W)Standard-Lötmittel mit KolophoniumkernDrahtschneider/StripperDiagonalschneider18-20 Gauge Draht für Prototyping und Endkonstruktion3M/Nexcare Micropore(tm) Chirurgisches Klebeband, sanftes Papierband, Masking Tape, Gaffer Tape oder Ihr unauffälliger LieblingskleberMassive Menge an Freizeit und Geduld- Plaftorm:1x Standard 0,100 vorgebohrtes Protoboard- Timer/Trigger-Sektion:1x 555 Timer-Chip1x 0,01 uF Keramikkondensator2x 1K Ohm 1/4 W Widerstand1x 470 uF Elektrolytkondensator- Binärzählersektion:1x SN74HC590AN oder ähnlicher Binärzähler- Anzeige:32x rot gefrostete LEDs, T1 3/4 (5mm) Größe8x 2N3904 NPN Transistor oder ähnlicher Kleinsignaltransistor8x 56 Ohm 1/2 W Widerstand8x 82 Ohm 1 /2 W Widerstand - Leistung: 1x 4 AAA Batteriehalter1x 100 uF Elektrolytkondensator1x Leiterplatten-Kippschalter oder Rasttaste

Schritt 2: Prototypen der 555- und Binär-Zählerstufen

Ich habe mir die Datenblätter für meine beiden Chips angesehen und dann eine Testschaltung verdrahtet, um sicherzustellen, dass ich alles richtig mache. Die von mir gewählten Werte führen dazu, dass der 555 etwas häufiger als einmal pro Sekunde auslöst. Dies sollte dazu führen, dass sich der Binärzähler etwa alle 4 Minuten füllt und überläuft. 555 Pinbelegung (im Gegenuhrzeigersinn nummeriert, beginnend oben links mit Grübchen oder Schlüssel): Pin 1: Ground / Earthpin 2: Triggerpin 3: Outputpin 4: Resetpin 5: Controlpin 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (Versorgungsspannung) Schließen Sie einen 1K-Widerstand zwischen Pin 8 und 7 und einen weiteren zwischen 7 und 6 an. Schließen Sie das 470 uF Elektrolyt zwischen Pin 1 und 2 an und stellen Sie sicher, dass die negative Seite mit Masse / Erde verbunden ist (Stift 1). Schließen Sie 0,01 uF zwischen Masse und Pin 5 (Steuerung) an. Schließen Sie eine Ersatz-LED an Pin 3 an, verbinden Sie das Pluskabel der Batterie mit Pin 8 und das Batterieminus mit Pin 1. Verbinden Sie Pin 8 mit Pin 4 und dann Pin 6 mit Pin 2. Dies stellt den astabilen Betrieb der 555-Schaltung ein dass die LED so schnell blinkt, wie Sie denken. Dieser Impuls wird verwendet, um im nächsten Schritt unseren Binärzähler zu triggern. Das Video zeigt sehr schön, wie der Binärzähler flankengetriggert wird. https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm hat eine gute Beschreibung der verschiedenen Pins und ihrer Funktion, fügen Sie die binäre Zählerstufe hinzu. Der Ausgangsimpuls von Pin 3 des 555-Chips wird mit Pin 11 dieses Chips verbunden, um den Zähler zu erhöhen. Sie werden das Datenblatt für Ihren speziellen Chip konsultieren wollen, aber für diesen, den SN74HC590AN, musste ich die Zähleruhr und die Registeruhr miteinander verbinden. Es gibt Möglichkeiten, diesen Chip zu verwenden, bei denen die interne Zählung geändert wird, nicht jedoch die angezeigte Zählung, was aus Computersicht interessant, aber für dieses Projekt nicht sehr relevant ist. Pin 12 (invertierte Zählfreigabe) und Pin 14 (invertierte Ausgangsfreigabe) waren beide mit Masse verbunden, während Pin 10 (invertierter Master-Reset/Takt löschen) mit Versorgung verbunden war. Lassen Sie dies nicht zu lange verbunden, da wir dies tun. Es sind keine Strombegrenzungswiderstände vorhanden. Das, und Sie werden die nächsten Schritte machen wollen!

Schritt 3: Erstellen Sie ein grobes Layout der Komponentenplatzierung

Bevor ich etwas anfing, legte ich die LEDs auf das Protoboard, nur um sicherzustellen, dass ich nicht verrückt war und 32 LEDs tatsächlich in einem schönen Muster auf das Board passen würden. Ich entschied, dass die negativen Leitungen außen am besten wären, damit ich sie leicht miteinander verbinden konnte und eine gemeinsame Kathode für mein Display bildete. Ich glaube nicht, dass es so gut geklappt hätte, wenn ich die negativen Leitungen näher an der Innenseite des Geräts angebracht hätte.

Ich war mir nicht ganz sicher, ob die Steuerschaltung passen würde, da ich dachte, 32 LEDs seien viel, aber es hat alles geklappt. Die Verkabelung erweist sich, wie Sie später sehen werden, als der zeitaufwendigste Teil des Projekts.

Schritt 4: Platzieren Sie 555, Binärzähler und Transistoren

Hier kommt das Papierband oder ein anderer Kleber zum Einsatz. Sobald Sie Ihre Komponenten platziert haben, kleben Sie sie auf das Protoboard und drehen Sie es um, um die Komponenten zusammenzulöten. Eine klare Vorstellung davon zu haben, wie Ihr Layout aussehen soll, ist sicherlich hilfreich, oder Sie könnten wie ich sein und es beflügeln und beten, dass alles passt.

Ich habe die Anschlüsse beider Chips nach unten gebogen, um so bündig mit dem Protoboard zu sein, wie ich sie herstellen konnte. Wenn Sie beim Design klüger sein wollen als ich, könnten Sie Sockel für die Chips verwenden, aber die Konstruktion müsste sich erheblich ändern, wenn Sie einen einfachen Zugang zum Austausch der Chips wünschen, wenn sie ausfallen. Die weißen Drähte im Bild sind der Ausgang (555, links) und der Trigger (Zähler, rechts). Hätte ich etwas weiter geplant, wären sie ein einzelner Draht. Nachdem beide Chips vorhanden sind, fügen Sie dem Binärzähler die Strombegrenzungswiderstände hinzu. Diese sind technisch nicht notwendig, aber ich habe es sehr geschätzt, stabile vorgefertigte Drähte zu haben, die ich nicht schneiden oder abisolieren musste. Sie werden diese auch aufkleben wollen. Mit einem glücklichen Zug habe ich die Platzierung der Endstifte auf der ganzen Platine abgewechselt, so dass ich etwas Hoffnung haben konnte, die Transistoren passend zu machen. Sobald sie platziert sind, kleben Sie sie fest und löten Sie sie an die Pins des Zählers und die Basen ihrer jeweiligen Transistoren. Verwenden Sie nicht zu lange zu viel Hitze, sonst braten Sie den Chip, den Transistor oder beides. Nachdem der erste Satz Widerstände angeschlossen ist, fügen Sie den zweiten Satz, Klebeband und Lötmittel hinzu. Diese werden mit den Kollektoren der Transistoren verbunden und liefern den größten Teil der Leistung für unsere LEDs. Die 56 Ohm Widerstände aus dem Binärzähler werden mit der Basis der Transistoren verbunden, die unter einem anderen Satz von Widerständen sitzen, diesmal die 82 Ohm, die direkt an die Stromversorgung und in unsere LEDs gehen. Es wird einfach nicht schön aussehen. Dieser spezielle binäre Zählerchip kann genug Strom liefern, um 8 20-mA-LEDs zum Leuchten zu bringen, aber da ich 32 in parallelen Sätzen von 4 betreiben wollte, entschied ich mich, Transistoren zu verwenden. Außerdem sind Transistoren ordentlich!

Schritt 5: Bereiten Sie die LEDs für die Verbindung vor

Hier kommt der zeitaufwendigste Teil des Projekts. Es ist nicht allzu schwer, die LEDs in Position zu bringen, aber sie alle richtig zusammenzulöten, um sicherzustellen, dass nichts kurzgeschlossen oder vorheriges Löten vermasselt wird, ist eine ziemlich heikle Aufgabe. Im Moment wünschte ich mir, ich hätte noch ein paar Wochen für dieses Projekt und vielleicht ein paar doppelseitige vorgefertigte Leiterplatten.

Dieser Schritt erfordert nicht allzu viel Kopfarbeit, aber viel Arbeit. Legen Sie zunächst die LEDs in Ihrem gewünschten Muster aus und entscheiden Sie, welche gleichzeitig getriggert werden sollen. In diesem Fall wähle ich 4er-Gruppen, die durch denselben Stift aktiviert werden sollen, beginnend oben und unten und weiter an den Rändern zu den Seiten. Sobald Sie sie alle dort platziert haben, wo Sie sie haben möchten, kleben Sie sie mit einem Klebstoff Ihrer Wahl auf die Tafel. Drehe das Brett um und beginne die Tortur. Es ist eine gute Idee, einzelne und Gruppen von LEDs zu stoppen und zu testen, um sicherzustellen, dass sie noch funktionieren. Diese Bauweise führt nicht gerade zu einfachen Reparaturen. Ich positionierte alle negativen Leitungen so, dass sie um die Außenseite der Form herumgehen, und legte dann die positiven Leitungen flach, wo ich konnte, und beugte die anderen zu einer Leiterstruktur. Um die Lücken in der Isolierung in der Mitte der Drähte zu machen, habe ich den Draht gebogen und die Isolierung an der Spitze der Biegung vorsichtig weggeschnitten, dann in die andere Richtung gebogen und es vorsichtig wieder gemacht. EINIGE STUNDEN SPÄTER… Ich war fertig. Achten Sie danach darauf, die entsprechenden Leitungen für Ihre LED-Gruppen mit den entsprechenden Emitter-Pins der Transistoren zu verbinden. 0-7 sind auf der Bestückungsseite von links nach rechts angeordnet, also einfach durchstecken und verlöten. Tape hilft auch hier. Die Bilder sollen Ihnen alles Wissenswerte über diesen zeitaufwändigen Schritt verraten…

Schritt 6: Strom anschließen und im Allgemeinen fertig stellen

Nun, das hat länger gedauert, als es hätte dauern sollen… aber jetzt ist es fertig und die letzten Schritte sind in Sicht! Die große Ansammlung von Widerständen, die an die jeweiligen Kollektoren der Transistoren angeschlossen sind, werden zusammen mit an positive Spannung angeschlossen beide Chips. Um die Schaltung herzustellen, müssen wir auch die Masseleitungen der LEDs mit dem negativen Batterieanschluss verbinden und sicherstellen, dass die Chips auch angeschlossen werden mochte etwas, das für Stabilität ein wenig leichter montierbar ist. Es gibt viele Dinge, die ich verbessert hätte, wenn dies ein Bausatz oder etwas wäre, das mehr Design erfordert, aber im Moment hält Sekundenkleber es in einer ziemlich stabilen Position. Es gibt eine Komponente, die ich auf den Bildern weggelassen, aber später wieder hinzugefügt habe: der 100-uF-Kondensator, der zwischen den beiden Batteriekabeln angeschlossen ist. Dies soll dazu beitragen, große Stromentnahmen, die auftreten könnten, oder andere Belastungen auszugleichen, mit denen die Batterie später möglicherweise nicht Schritt halten kann. Es half auch, diesen langen grünen Draht in eine überschaubare Position zu bringen.