Jednoduchý RGB (červený, zelený, modrý) pohyblivý alebo rolovateľný LED displej je možné vyrobiť pomocou niekoľkých 4017 integrovaných obvodov. Poďme sa podrobne naučiť postup.
Pochopenie RGB LED
RGB LED diódy sa v dnešnej dobe stali veľmi populárnymi vďaka svojej farebnej funkcii tri v jednom a preto, že ich je možné napájať nezávisle pomocou troch odlišných zdrojov napájania.
O jednom zaujímavom som už hovoril Obvod zmiešavača farieb RGB , ktoré je možné použiť na manuálne nastavenie intenzity farieb LED diód na výrobu jedinečných farebných kombinácií prostredníctvom postupných prechodov.
Do navrhovaného RGB rolovacieho obvodu LED začleňujeme rovnakú LED pre implementáciu efektu.
Nasledujúci obrázok zobrazuje štandardnú RGB LED s nezávislými konektormi na ovládanie troch zabudovaných RGB LED.
Na výrobu zamýšľaného scrollovacieho efektu budeme potrebovať 24 z týchto LED diód, ktoré sa po obstaraní môžu sériovo montovať, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:
Ako je zrejmé, všetky katódy sú spoločné a uzemnené prostredníctvom samostatných 100 ohmových rezistorov (pripojených k zápornému napájaniu obvodu).
Na koncoch anódy je vidieť niekoľko relevantných čísel, ktoré je potrebné vhodne spojiť s príslušnými výstupnými vývodmi obvodu IC 4017, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku:
Ako obvod funguje
Fungovanie obvodu je možné pochopiť pomocou nasledujúcich bodov:
Môžeme vidieť štyri IC 4017, 10-stupňové Johnsonove dekádové čítače / rozdeľovače, ktoré sú kaskádované špeciálnym spôsobom tak, aby sa z návrhu dosiahol zamýšľaný efekt rolovania.
Pin # 14, ktorý je hodinovým vstupom integrovaných obvodov, sú všetky zapojené dohromady a integrované so zdrojom hodín, čo sa dá ľahko dosiahnuť z ľubovoľného štandardného astabilného obvodu, ako je napríklad IC 555 atable, tranzistor astable, obvod 4060 alebo jednoducho NAND. obvod hradlového oscilátora.
Rýchlosť frekvencie nastavenej na astabilnom obvode rozhoduje o rýchlosti posuvu LED.
Po zapnutí napájania C1 okamžite prinúti pin 15 na IC1, aby sa na chvíľu zvýšil. Toto vytiahne kolík č. 3 IC1 na maximum, zatiaľ čo zvyšné vývody IC1 sú všetky nastavené na nulovú logiku.
Keď pin # 3 IC1 bude vysoký, spôsobí to, že pin # 15 IC2 bude tiež vysoký, čo podobne dá pin # 3 IC2 na vysokú logiku a všetky jeho ďalšie pinouty na logickú nulu ...... to zase vynúti IC3 a IC4 prejsť rovnakou sadou orientácie pinoutov.
Takže počas zapnutia napájania všetky 4017 integrované obvody dosiahnu vyššie uvedené podmienky a zostanú deaktivované, aby sa zabezpečilo, že spočiatku budú všetky LED diódy RGB vypnuté.
Avšak v okamihu, keď sa C1 úplne nabije, pin # 15 IC1 je oslobodený od maxima vytvoreného C1, a teraz je schopný reagovať na hodiny, a v procese sa vysoká logická sekvencia z jeho pin # 3 presunie na ďalší pin # 2 .... prvý RGB reťazec sa teraz rozsvieti (prvý ČERVENÝ reťazec sa rozsvieti).
Keď je pin # 3 na IC1 nízky, stáva sa IC2 tiež povoleným a celkom podobne sa pripravuje reagovať na nasledujúce hodiny na svojom pin # 14.
Preto v okamihu, keď sa logická sekvencia IC1 posunie ďalej z jej pin2 na pin4, IC2 zodpovedá tým, že posunie pinout vysoko z jej pin # 3 na pin # 4 .... nasledujúci reťazec RGB sa teraz rozsvieti (zelený reťazec sa rozsvieti a nahradí predchádzajúci červený reťazec LED, červená sa presunie na nasledujúci reťazec RGB).
S následnými hodinami na kolíku # 14 integrovaných obvodov nasleduje IC 3 a IC4, takže sa zdá, že reťazec RGB sa pohybuje alebo posúva po daných 8 nasledujúcich LED pásoch.
Keď sekvenovanie pokračuje na 4 kaskádovaných 4017 integrovaných obvodoch, v určitom okamihu dosiahne posledný logický impulz pin č. 11 IC4, akonáhle sa to stane, vysoká logika v tomto pinu okamžite „strčí“ pin č. 15 IC1 a prinúti ho resetovať a vrátiť sa do svojej pôvodnej polohy a cyklus sa začne odznova ....
Vyššie uvedený efekt rolovania RGB nemusí byť príliš pôsobivý, pretože pohybujúci sa vzor by bol spôsobom R> G> B ......, to znamená, že jedna farba sa objavuje za druhou.
Aby sme dosiahli zaujímavejšie vyzerajúci vzor spôsobom R> R> R> R> G> G> G> G> G> B> B> B> B ..... a tak ďalej, musíme implementovať nasledujúce obvod ukazuje 4 kanálový dizajn, pre väčší počet kanálov môžete jednoducho pokračovať v pridávaní integrovaných obvodov IC 4017 rovnakým spôsobom, ako je vysvetlené v nasledujúcich odsekoch.
Obvod zobrazenia pohyblivej abecedy RGB
Tento ďalší obvod je navrhnutý tak, aby generoval sekvenčný vzor cez skupinu červených, zelených, modrých alebo RGB LED diód, ktoré vytvárajú nádherný pohybujúci sa alebo posúvajúci efekt prechodu z červenej, zelenej, modrej a späť na červenú.
Ďalej môžeme vidieť hlavný riadiaci obvod pre navrhovaný obvod riediča abecedy RGB LED, ktorý sa skladá z 3 integrovaných obvodov 4037 Johnsons a IC 555.
Ako funguje efekt RGB
Najprv sa pokúsme pochopiť úlohu tejto fázy a ako má vykonávať prebiehajúci efekt RGB LED.
Stupeň generátora astabilných hodín 555 IC je zahrnutý na generovanie sekvenčného impulzu pre 3 integrované obvody, ktorých pin14 je možné kombinovať a spojiť s výstupom IC 555 pre požadované spustenie.
Keď je napájanie ZAPNUTÉ, kondenzátor 0,1 uF pripojený k kolíku 15 IC1 4017 resetuje tento IC tak, že sekvenovanie môže začať od kolíka 3 tohto IC, to znamená od kolíka 3> 2> 4> 7> 10 ... a tak ďalej ako odpoveď na každý hodinový impulz na jeho pin14.
Avšak na začiatku, keď sa resetuje pomocou viečka 0,1uF, s výnimkou pin3, všetky jeho výstupné piny budú nízke vrátane jeho pin11.
Keď je pin11 na nule, pin15 IC2 nie je schopný získať zemný potenciál, a preto zostáva zablokovaný, a to isté sa deje aj s IC3 ... takže IC2 a IC 3 zostávajú momentálne deaktivované, zatiaľ čo IC1 začína sekvenovať.
Teraz ako výsledok začnú výstupy IC1 sekvenovať a vytvárať sekvenovanie (posúvanie) „vysoko“ cez svoje výstupné piny z kolíka 3 na kolík 11, až nakoniec sekvenčná výška dosiahne pin11.
Akonáhle sa pin11 stane vysoko v poradí, pin13 z IC1 sa tiež stane vysokým, čo okamžite zmrazí IC1, a vysoká logika na pin11 sa uzamkne .... IC teraz zostáva v tejto polohe schopný nič robiť.
Vyššie uvedené však spúšťa súvisiaci BC547, ktorý okamžite umožňuje IC2, ktorý teraz napodobňuje IC1 a začína sekvenovať od svojho pin3 smerom k pin11, jeden po druhom .... a úplne identicky, akonáhle pin11 IC2 stúpne, tiež sa zablokuje a umožňuje IC3 opakovať postup.
IC3 tiež sleduje stopy predchádzajúcich IC a ako náhle logická najvyššia sekvencia dosiahne svoj pin11, logická maxima sa prevedie na pin15 IC1 ...., ktorá okamžite resetuje IC1 a vráti systém späť do pôvodnej podoby, zatiaľ čo IC1 znova začína proces sekvenovania a cyklus sa neustále opakuje.
Schéma zapojenia
Dozvedeli sme sa a pochopili sme, ako presne má uvedený obvod radiča RGB fungovať so stanovenými postupmi sekvenovania, teraz by bolo zaujímavé vidieť, ako je možné použiť sekvenčné výstupy z vyššie uvedeného obvodu s kompatibilným stupňom ovládača na výrobu rolovania alebo presunu RGB LED nad vybranou abecedou.
Všetky tranzistory sú 2N2907
Všetky SCR sú BT169
Hradlové odpory SCR a základné odpory PNP sú všetky 1K
Rezistory série LED budú podľa prúdu LED.
Vyššie uvedený obrázok zobrazuje fázu ovládača RGB, môžeme vidieť 8 použitých čísel RGB LED (v tieňovaných štvorcových poliach), je to preto, že diskutovaný obvod 4017 je navrhnutý tak, aby produkoval 8 postupných výstupov, a preto je do stupňa vodiča prispôsobených 8 čísel tieto LED diódy.
Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o LED diódach RGB, môžete si prečítať nasledujúce súvisiace príspevky:
Obvod zmiešavača farieb RGB
RGB blikač, obvod ovládača
Úloha výborov SCR
V dizajne možno vidieť SCR zahrnuté na negatívnych koncoch každej z LED diód a tiež tranzistory PNP na pozitívnych koncoch LED diód.
V zásade sú SCR umiestnené na blokovanie LED osvetlenia, zatiaľ čo PNP je pripojený presne naopak, ako je prerušenie západky.
Postupnosť alebo skôr typický efekt rolovania abecedy sa implementuje priradením rôznych LED diód v nasledujúcom vzore:
Ako to funguje
Všetky červené LED diódy z RGB modulov sú prepojené s výstupmi IC1, zelené LED s výstupmi IC2 a modré LED s výstupmi IC3 cez príslušné brány SCR. Po spustení SCR sa príslušné LED rozsvietia v postupnej fáze.
Ako bolo vysvetlené v predchádzajúcej časti, IC1, IC2 a IC3 sú upravené tak, že IC reagujú kaskádovým spôsobom, pričom IC1 začína najskôr sekvenovať, potom nasleduje IC2 a potom IC3, potom sa cyklus neustále opakuje.
Preto keď IC1 začne radiť, všetky červené LED diódy v príslušných RGB moduloch sa aktivujú a zablokujú.
Keď je IC2 povolená so sekvenovaním, začne svietiť a blokovať zelenú LED v poli cez príslušné SCR, ale súčasne tiež rozbije červenú západku cez príslušné PNP tranzistory. To isté vykonávajú výstupy IC3, ale tentoraz pre zelené LED v moduloch RGB,
Keď uplynie zelené radenie LED, znova ho nahradí IC1 na spracovanie červených LED a celá procedúra začne simulovať oslnivý efekt rolovania RGB LED.
Rolovanie simulácie displeja
Vyššie uvedená animovaná simulácia poskytuje presnú repliku rolovania LED diód, ktoré možno očakávať od navrhovaného dizajnu.
Označené bežecké biele škvrny na bránach SCR naznačujú spustenie a vykonávanie blokovacej funkcie SCR, zatiaľ čo biele biele škvrny základne PNP naznačujú zlomenie príslušných západiek SCR.
Jednotlivé LED diódy sú zobrazené v poradí, ale v závislosti od napájacieho napätia je možné do každého z RGB kanálov vložiť viac čísel sériových LED. Napríklad s napájaním 12V môžu byť na každom z kanálov zabudované 3 LED, pri 24V to môže byť zvýšené na 6 LED na každom z kanálov.
Uvítacia simulácia rolovania
Ako nakonfigurovať vyššie uvedený efekt na vytvorenie bežiacej alebo pohybujúcej sa RGB LED abecedy
Vyššie uvedený príklad ukazuje klasickú RGB pohyblivú grafickú simuláciu abecedy pomocou vyššie vysvetleného obvodu.
Každú abecedu je možné vidieť zapojenú červenou, zelenou a modrou LED diódou z 8 RGB LED modulov.
Sériové paralelné pripojenia môžu byť trochu zložité a môžu vyžadovať určité skúsenosti a zručnosti. Nasledujúce články si môžete prečítať, aby ste pochopili výpočty zapojenia zapojenia LED do série a paralelne:
Ako vypočítať a zapojiť LED diódy sériovo a paralelne
Mnoho rôznych inovatívnych vzorov je možné navrhnúť a implementovať pomocou vlastných kreatívnych predstáv a vhodným zapojením LED diód RGB v celej postupnosti.
Predchádzajúce: Obvod sínusovej vlny PWM (SPWM) využívajúci operačný zosilňovač Ďalej: Distribúcia energie obvodu núdzového generátora
