Prosty obwód przewijania LED RGB

Prosty ruchomy lub przewijany wyświetlacz LED RGB (czerwony, zielony, niebieski) można wykonać za pomocą kilku układów scalonych 4017. Poznajmy szczegółowo procedurę.

Zrozumienie RGB LED

W dzisiejszych czasach diody LED RGB stały się dość popularne ze względu na funkcję trzech kolorów w jednym oraz możliwość niezależnego sterowania za pomocą trzech różnych źródeł zasilania.

Omówiłem już jeden interesujący Obwód mieszacza kolorów RGB , którego można użyć do ręcznego ustawienia intensywności kolorów diod LED w celu uzyskania unikalnych kombinacji kolorów poprzez stopniowe przejścia.

W proponowanym obwodzie przewijanych diod LED RGB zastosowaliśmy tę samą diodę LED do realizacji efektu.

Poniższy obraz przedstawia standardową diodę LED RGB z niezależnymi pinami do sterowania trzema wbudowanymi diodami LED RGB.

Będziemy potrzebować 24 tych diod LED, aby uzyskać zamierzony efekt przewijania, po zakupie można je montować seryjnie, jak pokazano na poniższym obrazku:

Jak widać, wszystkie katody są połączone i uziemione za pomocą pojedynczych rezystorów 100 omów (podłączonych do ujemnego zasilania obwodu).

Końce anod można zobaczyć jako oznaczone odpowiednimi numerami, które należy odpowiednio połączyć z odpowiednimi pinoutami wyjściowymi obwodu IC 4017, jak pokazano na poniższym rysunku:

Jak działa obwód

Funkcjonowanie obwodu można zrozumieć za pomocą następujących punktów:

Widzimy cztery IC 4017, 10-stopniowe dziesięciostopniowe urządzenie licznika / dzielnika Johnsona, które są ułożone kaskadowo w specjalny sposób, tak aby uzyskać zamierzony efekt przewijania na podstawie projektu.

Pin # 14, który jest wejściem zegarowym układów scalonych, są połączone razem i zintegrowane ze źródłem zegara, co można łatwo uzyskać z dowolnego standardowego obwodu astabilnego, takiego jak obwód IC 555, tranzystor astabilny, obwód 4060 lub po prostu NAND obwód oscylatora bramki.

Szybkość częstotliwości ustawionej w obwodzie astabilnym decyduje o szybkości efektu przewijania diod LED.

Gdy zasilanie jest włączone, C1 natychmiast wymusza chwilowe przejście w stan wysoki na pinie # 15 układu IC1. Powoduje to, że pin nr 3 układu IC1 osiąga stan wysoki, podczas gdy pozostałe wyprowadzenia układu scalonego IC1 są ustawione na logikę zerową.

Gdy pin # 3 IC1 idzie w stan wysoki, pin # 15 IC2 również przechodzi w stan wysoki, co podobnie ustawia pin # 3 IC2 w wysokiej logice, a wszystkie inne jego pinouty w logice zero ...... to z kolei wymusza układ IC3 i IC4, aby przejść przez identyczny zestaw orientacji pinów.

Tak więc podczas włączania zasilania wszystkie układy scalone 4017 osiągają powyższy stan i pozostają wyłączone, upewniając się, że początkowo wszystkie diody LED RGB są wyłączone.

Jednak w momencie pełnego naładowania C1, pin # 15 IC1 jest uwalniany z wysokiego poziomu utworzonego przez C1, a teraz jest w stanie odpowiedzieć na zegary, a w trakcie tego procesu sekwencja wysokiej logiki z jego pinu # 3 przechodzi do następnego pinu # 2 .... zapala się teraz pierwsza seria RGB (pierwsza CZERWONA).

Gdy pin # 3 IC1 staje się niski, IC2 również staje się teraz włączony i podobnie przygotowuje się do odpowiedzi na kolejny zegar na swoim pinie # 14.

Dlatego w momencie, gdy sekwencja logiczna IC1 przesunie się dalej od jej styku 2 do styku 4, IC2 odpowiada poprzez przesunięcie wyprowadzenia wysokiego z pinu nr 3 do pinu nr 4 .... następny ciąg RGB zapala się (zapala się zielony ciąg i zastępuje poprzedni czerwony ciąg diod LED, czerwony jest przenoszony do następnego ciągu RGB).

Z kolejnymi zegarami na styku nr 14 układów scalonych po tym samym następuje IC 3 i IC4, tak że ciąg RGB wydaje się teraz poruszać lub przewijać przez dane 8 kolejnych pasków LED.

Gdy sekwencjonowanie przebiega na 4 połączonych kaskadowo układach scalonych 4017, w pewnym momencie ostatni impuls logiczny osiąga pin nr 11 układu IC4, gdy tylko to się stanie, wysoka logika na tym pinie natychmiast `` wbija '' pin # 15 układu IC1 i wymusza go aby zresetować i powrócić do pozycji wyjściowej, a cykl rozpoczyna się od nowa ....

Powyższy efekt przewijania RGB może nie być zbyt imponujący, ponieważ ruchomy wzór byłby w sposób R> G> B ......, czyli jeden kolor pojawiałby się za drugim.

Aby uzyskać ciekawiej wyglądający wzór w sposobie R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... i tak dalej, musimy zaimplementować następujące obwód, pokazuje projekt 4-kanałowy, dla większej liczby kanałów można po prostu dodać układy IC 4017 w identyczny sposób, jak wyjaśniono w poniższych akapitach.

Obwód wyświetlacza z ruchomym alfabetem RGB

Ten następny obwód jest zaprojektowany do generowania wzoru sekwencyjnego na grupie czerwonych, zielonych, niebieskich lub RGB diod LED, tworząc piękny ruchomy lub przesuwający się efekt przejścia od czerwonego, przez zielony, do niebieskiego iz powrotem do czerwonego.

Główny obwód sterujący dla proponowanego obwodu ścigającego alfabet LED RGB można zobaczyć poniżej, składający się z 3 układów IC 4017 licznika dekad firmy Johnsons oraz generatora zegara IC 555.

Jak działa efekt RGB

Najpierw spróbujmy zrozumieć rolę tego etapu i jak ma on realizować działający efekt RGB LED.

Stopień generatora zegara astabilnego 555 IC jest dołączony do generowania impulsu sekwencyjnego dla 3 układów scalonych, których pin 14 można zobaczyć jako połączony i połączony z wyjściem układu IC 555 dla wymaganego wyzwalania.

Po włączeniu zasilania kondensator 0,1 uF połączony ze stykiem 15 układu IC1 4017 resetuje ten układ scalony w taki sposób, że sekwencjonowanie może rozpocząć się od pinu 3 tego układu, czyli od pinu 3> 2> 4> 7> 10 ... i tak dalej w odpowiedzi na każdy impuls zegara na jego pin14.

Jednak na początku, gdy jest resetowany przez nasadkę 0,1 uF, z wyjątkiem pin3, wszystkie jego piny wyjściowe stają się niskie, w tym pin11.

Gdy pin11 jest ustawiony na zero, pin15 IC2 nie jest w stanie uzyskać potencjału masy i dlatego pozostaje wyłączony, i to samo dzieje się z IC3 ... więc IC2 i IC 3 pozostają wyłączone przez chwilę, podczas gdy IC1 rozpoczyna sekwencjonowanie.

Teraz w wyniku tego wyjścia IC1 rozpoczynają sekwencjonowanie, wytwarzając sekwencjonowanie (przesuwanie) `` wysokiego '' na swoich pinach wyjściowych od pinu 3 do pinu 11, aż w końcu sekwencja w górę osiągnie pin11.

Gdy tylko pin 11 stanie się wysoki w kolejności, pin 13 IC1 również stanie się wysoki, co natychmiast zawiesza układ IC1, a wysoka logika na pinie 11 zostaje zablokowana… układ scalony pozostaje teraz w tej pozycji i nie może nic zrobić.

Jednak powyższe wyzwala skojarzony BC547, który natychmiast włącza IC2, który teraz imituje IC1 i rozpoczyna sekwencjonowanie od swojego pinu3 do pinu 11, jeden po drugim ... i całkiem identycznie, gdy tylko pin 11 IC2 osiągnie stan wysoki, również zostanie zablokowany i umożliwia IC3 powtórzenie procedury.

IC3 również podąża śladami wcześniejszych układów scalonych i gdy tylko wysoki stan logiczny sekwencjonowania osiągnie swój pin11, wysoki stan logiczny jest przesyłany na pin15 układu IC1 .... co natychmiast resetuje układ IC1, przywracając system z powrotem do jego pierwotnej formy, a IC1 jeszcze znowu rozpoczyna się proces sekwencjonowania, a cykl się powtarza.

Schemat obwodu

Dowiedzieliśmy się i zrozumieliśmy, jak dokładnie powyższy obwód kontrolera RGB ma działać z określonymi procedurami sekwencjonowania, teraz byłoby interesujące zobaczyć, jak wyjścia sekwencjonowania z powyższego obwodu mogą być używane z kompatybilnym stopniem sterownika do wytwarzania przewijania lub przesuwania LED RGB nad wybranym zestawem alfabetów.

Wszystkie tranzystory to 2N2907
Wszystkie SCR to BT169
Rezystory bramek SCR i rezystory bazowe PNP mają wartość 1K
Rezystory serii LED będą zgodne z prądem LED.

Powyższy obraz przedstawia stopień sterownika RGB, możemy zobaczyć 8 liczb wykorzystanych diod LED RGB (w zacienionych kwadratowych polach), to dlatego, że omawiany obwód 4017 jest zaprojektowany do wytwarzania 8 sekwencyjnych wyjść, a zatem stopień sterownika zbyt pomieścił 8 liczb te diody LED.

Aby dowiedzieć się więcej o diodach LED RGB, zapoznaj się z następującymi powiązanymi postami:

Obwód mieszacza kolorów RGB

Flasher RGB, obwód kontrolera

Rola SCR

W projekcie SCR można zobaczyć na ujemnych końcach każdej z diod LED, a także tranzystory PNP na dodatnich końcach diod LED.

Zasadniczo tyrystory są ustawione tak, aby blokowały oświetlenie LED, podczas gdy PNP jest podłączony dokładnie odwrotnie, czyli w celu zerwania zatrzasku.

Sekwencjonowanie lub raczej typowy efekt przewijania alfabetu jest realizowany poprzez przypisanie różnych diod LED w następujący sposób:

Jak to działa

Wszystkie czerwone diody LED z modułów RGB można zobaczyć połączone z wyjściami IC1, zielone diody LED z wyjściami IC2, a niebieskie diody LED z wyjściami IC3, poprzez odpowiednie bramki SCR. Kiedy SCR są wyzwalane, odpowiednie diody LED zapalają się w sekwencji pościgu.

Jak wyjaśniono we wcześniejszej sekcji, IC1, IC2 i IC3 są skonfigurowane w taki sposób, że układy scalone odpowiadają w sposób kaskadowy, przy czym najpierw IC1 rozpoczyna sekwencjonowanie, a następnie IC2, a następnie IC3, a następnie cykl się powtarza.

Dlatego kiedy IC1 zaczyna sekwencjonowanie, wszystkie czerwone diody LED w odpowiednich modułach RGB zostają wyzwolone i zablokowane.

Gdy układ IC2 jest włączony z sekwencjonowaniem, zaczyna świecić i blokować zieloną diodę LED w macierzy za pośrednictwem odpowiednich SCR, ale jednocześnie przerywa również zatrzask diody CZERWONEJ poprzez powiązane tranzystory PNP. To samo robią wyjścia IC3, ale tym razem dla zielonych diod w modułach RGB,

Kiedy sekwencja zielonych diod LED upłynie, jest ponownie zastępowana przez IC1 do przetwarzania czerwonych diod LED, a cała procedura zaczyna symulować olśniewający efekt przewijania LED RGB.

Przewijana symulacja wyświetlania

Przedstawiona powyżej animowana symulacja zapewnia dokładne odwzorowanie przewijania się diod LED, jakiego można oczekiwać od proponowanego projektu.

Wskazane ciągłe białe punkty na bramkach SCR wskazują na wyzwolenie i wykonanie funkcji zatrzasku przez SCR, podczas gdy białe punkty w bazie PNP wskazują zerwanie odpowiednich zatrzasków SCR.

W sekwencji pokazane są pojedyncze diody, ale w zależności od napięcia zasilania można wstawić więcej szeregowych diod LED w każdym z kanałów RGB. Na przykład przy zasilaniu 12 V można zastosować 3 diody LED na każdym z kanałów, przy 24 V można zwiększyć do 6 diod LED na każdym z kanałów.

Przykład symulacji przewijania powitalnego

Jak skonfigurować powyższy efekt do tworzenia działających lub poruszających się alfabetów LED RGB

Powyższy przykład przedstawia klasyczną symulację ruchomego alfabetu graficznego RGB przy użyciu wyżej wyjaśnionego obwodu.

Każdy alfabet można zobaczyć w połączeniu z czerwonymi, zielonymi i niebieskimi diodami LED z 8 modułów LED RGB.

Szeregowe połączenia równoległe mogą być nieco skomplikowane i mogą wymagać pewnego doświadczenia i umiejętności, można zapoznać się z następującymi artykułami w celu zrozumienia obliczeń związanych z okablowaniem diod LED szeregowo i równolegle:

Jak podłączyć światła LED

Jak obliczyć i połączyć diody LED szeregowo i równolegle

Wiele różnych innowacyjnych wzorów można zaprojektować i wdrożyć przy użyciu własnej kreatywnej wyobraźni i poprzez odpowiednie okablowanie diod LED RGB w sekwencji.