สร้างการตกแต่งหัวใจ LED แบบไบนารี (Blinkenheart): 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

นี่เป็นคำสั่งแรกของฉัน ดังนั้นโปรดส่งคำติชมถึงฉัน ถ้าฉันสามารถสร้างแผนผังที่ไม่น่ากลัว ฉันจะเพิ่มเข้าไปที่นี่

ฉันเพิ่งเริ่มเรียนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานและเพื่อนต้องการซื้อของพิเศษสำหรับคู่หมั้นของเธอในวันวาเลนไทน์ ช่วงเวลาที่สมบูรณ์แบบ! ดังนั้นฉันจึงสร้างรายการชิ้นส่วน รอให้พวกมันมาถึง และเริ่มสร้าง หน่วยประกอบด้วยไฟ LED สีแดง 32 ดวง, วงจรจับเวลา 555 ตัวและตัวนับไบนารีพร้อมกับส่วนประกอบสนับสนุนและสายไฟที่สร้างสรรค์ นี่เป็นโครงการอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญโครงการแรกของฉัน และฉันได้เรียนรู้อะไรมากมายจากโครงการนี้อย่างแน่นอน แน่นอน ถ้าฉันรู้ทุกอย่างที่เรียนรู้แล้ว ฉันอาจจะไม่ค่อยกระตือรือร้นที่จะเริ่มมัน… ฉันใช้เวลานานกว่าที่ฉันคาดไว้มาก แต่ฉันไม่เสียใจที่ทำมัน ถ้าฉันมีเหตุผลที่จะทำสิ่งนี้ในวงกว้าง ฉันกำลังคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับแผงวงจรสำเร็จรูป ผลลัพธ์ที่ได้คืออาร์เรย์ LED 32 ดวงที่สร้างรูปหัวใจทีละชิ้นและหวังว่าจะเป็นเครื่องประดับเดสก์ท็อปที่ดี

ขั้นตอนที่ 1: รายการชิ้นส่วน

ขั้นตอนแรกสำหรับฉันคือการสร้างต้นแบบชิ้นส่วนเล็กๆ ของโครงการบนเขียงหั่นขนม ฉันใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์ที่ https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm เพื่อกำหนดค่าตัวจับเวลาของฉันและใช้กฎของโอห์มเพื่อกำหนดตัวต้านทานที่ฉันต้องการ แบตเตอรี่ไม่หมดเร็วเกินไปหรือไฟ LED ของฉันหมด ฉันซื้อเกือบทุกอย่างจาก Mouser (สวิตช์สลับมาจาก Radio Shack) ดังนั้นฉันจึงมีหมายเลขชิ้นส่วนทั้งหมด ถ้าใครต้องการ ฉันจะโพสต์ไว้ที่นี่ แต่ควรมีให้ทุกที่ ตัวต้านทานในส่วนการแสดงผลนั้นส่วนหนึ่งสำหรับการจำกัดกระแสและบางส่วนเพื่อความสะดวก ฉันอาจจะบ้าไปแล้วถ้าต้องตัดและดึงลวดออกมากขนาดนั้น ทำตัวให้เป็นประโยชน์และอย่าซื้อแพ็คเกจสวิตช์ DIP 7 ตัวและสิ่งที่คุณจะฉลาดและตัดเป็นชิ้นๆ และกอบกู้องค์ประกอบสวิตช์ 4 ตัว จากพวกเขา… ซื้อสวิตช์ปุ่มกดหรือล็อคและป้องกันไม่ให้ผมหงอกและศีรษะล้านก่อนวัยอันควร ฉันรู้สึกรำคาญเล็กน้อยกับค่าใช้จ่ายของโปรโตบอร์ดเมื่อเทียบกับส่วนประกอบอื่น ๆ แต่ฉันรู้สึกประทับใจกับคุณภาพ ฉันจึงรู้สึกดีขึ้น เกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนมูลค่าเงินสดของแซนวิชอาหารจานด่วนสำหรับมัน:-)นี่คือรายการชิ้นส่วน:เขียงหั่นขนม (สำหรับการสร้างต้นแบบ)หัวแร้ง (20W-40W)หัวแร้งบัดกรีแบบมาตรฐานที่ตัดลวด/ปอกเครื่องตัดแนวทแยงลวดเกจ 18-20 สำหรับการสร้างต้นแบบและการก่อสร้างขั้นสุดท้าย3M/Nexcare Micropore(tm) เทปผ่าตัด เทปกระดาษอ่อนโยน, เทปปิดบัง, เทปกาว หรือกาวที่ไม่เป็นการรบกวนที่คุณชื่นชอบ เวลาว่างและความอดทนจำนวนมาก - Plaftorm:1x มาตรฐาน 0.100 โปรโตบอร์ดที่เจาะไว้ล่วงหน้า- ตัวจับเวลา/ส่วนทริกเกอร์: 1x 555 ชิปจับเวลา 1x 0.01 uF ตัวเก็บประจุเซรามิก2x 1K โอห์ม 1/4 W ตัวต้านทาน1x ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 470 ยูเอฟ - ส่วนเคาน์เตอร์ไบนารี: 1x SN74HC590AN หรือตัวนับไบนารีที่คล้ายกัน - จอแสดงผล: ไฟ LED ฝ้าสีแดง 32x, ขนาด T1 3/4 (5 มม.) 8x 2N3904 ทรานซิสเตอร์ NPN หรือทรานซิสเตอร์สัญญาณขนาดเล็กที่คล้ายกัน8x 56 โอห์ม 1/2 W ตัวต้านทาน 8x 82 โอห์ม 1 ตัวต้านทาน 2 วัตต์ - กำลังไฟ: ที่ใส่แบตเตอรี่ 1x 4 AAA ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 1x 100 ยูเอฟ 1x สวิตช์สลับ PCB หรือปุ่มกดล็อค

ขั้นตอนที่ 2: สร้างต้นแบบ 555 และขั้นตอนตัวนับไบนารี

ฉันตรวจสอบเอกสารข้อมูลสำหรับชิปทั้งสองของฉันแล้วตั้งค่าให้เดินสายวงจรทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าฉันกำลังทำสิ่งที่ถูกต้อง ค่าที่ฉันเลือกทำให้ 555 ทริกเกอร์บ่อยกว่าหนึ่งครั้งต่อวินาทีเล็กน้อย สิ่งนี้จะทำให้ตัวนับไบนารีเติมและล้นทุกๆ 4 นาที 555 pinout (ตัวเลขทวนเข็มนาฬิกาเริ่มต้นที่มุมซ้ายบน wrt หรือคีย์): ขา 1: Ground / Earthpin 2: Triggerpin 3: Outputpin 4: Resetpin 5: Controlpin 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (แรงดันจ่ายไฟ) เชื่อมต่อตัวต้านทาน 1K ระหว่างพิน 8 และ 7 และอีกอันระหว่าง 7 และ 6 ต่ออิเล็กโทรไลต์ 470 uF ระหว่างพิน 1 และ 2 ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้านลบเชื่อมต่อกับกราวด์ / Earth (พิน 1). เชื่อมต่อ 0.01 uF ระหว่างกราวด์และพิน 5 (การควบคุม) ต่อ LED สำรองเข้ากับพิน 3 ต่อขั้วบวกของแบตเตอรี่เข้ากับพิน 8 และขั้วลบของแบตเตอรี่เข้ากับพิน 1 ต่อพิน 8 เข้ากับพิน 4 แล้วต่อพิน 6 เข้ากับพิน 2 ซึ่งจะทำให้การทำงานเสถียรของวงจร 555 ยืนยัน ที่ไฟ LED จะกะพริบเร็วเท่าที่ควร พัลส์นี้จะถูกใช้เพื่อทริกเกอร์ตัวนับไบนารีของเราในขั้นตอนต่อไป วิดีโอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าตัวนับไบนารีถูกทริกเกอร์อย่างไรhttps://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm มีคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับพินต่างๆ และหน้าที่ของมัน เมื่อ 555 ทำงานจนพอใจ ให้เพิ่มสเตจตัวนับไบนารี พัลส์เอาต์พุตจากพิน 3 ของชิป 555 จะเชื่อมต่อกับพิน 11 ของชิปนี้เพื่อเพิ่มตัวนับ คุณจะต้องการปรึกษาแผ่นข้อมูลสำหรับชิปของคุณโดยเฉพาะ แต่สำหรับ SN74HC590AN นี้ ฉันต้องเชื่อมต่อนาฬิกาจับเวลาและนาฬิกาลงทะเบียนเข้าด้วยกัน มีหลายวิธีในการใช้ชิปนี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนการนับภายในแต่ไม่นับจำนวนที่แสดง ซึ่งน่าสนใจจากมุมมองของการคำนวณ แต่ไม่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้มากนัก พิน 12 (เปิดใช้งานการนับกลับด้าน) และพิน 14 (เปิดใช้งานเอาต์พุตแบบกลับด้าน) ถูกผูกไว้กับกราวด์ ในขณะที่พิน 10 (การรีเซ็ตหลักกลับด้าน/ ล้างนาฬิกา) เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ อย่าปล่อยให้สิ่งนี้เชื่อมต่อนานเกินไป ในขณะที่เราไม่ มีตัวต้านทานจำกัดกระแสอยู่ในตำแหน่ง นั้นและคุณจะต้องการไปยังขั้นตอนต่อไป!

ขั้นตอนที่ 3: สร้างเลย์เอาต์คร่าวๆ ของการจัดวางส่วนประกอบ

ก่อนที่ฉันจะเริ่มต้นอะไร ฉันวาง LED ไว้บนโปรโตบอร์ดเพื่อให้แน่ใจว่าฉันไม่ได้บ้า และไฟ LED 32 ดวงจะพอดีกับบอร์ดในรูปแบบที่ดี ฉันตัดสินใจว่าลีดเชิงลบจะดีที่สุดจากภายนอก ดังนั้นฉันจึงสามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันได้อย่างง่ายดาย สร้างแคโทดทั่วไปสำหรับจอแสดงผลของฉัน ฉันไม่คิดว่ามันจะออกมาดีเกินไปถ้าฉันทำให้ลีดที่เป็นลบใกล้กับด้านในของอุปกรณ์มากขึ้น

ฉันไม่ค่อยแน่ใจว่าวงจรควบคุมจะพอดี เนื่องจากฉันคิดว่า LED 32 ดวงมีจำนวนมาก แต่ทุกอย่างก็ออกมาดี การเดินสายไฟดังที่คุณเห็นในภายหลัง พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าเป็นส่วนที่ใช้เวลานานที่สุดของโครงการ

ขั้นตอนที่ 4: วาง 555 ตัวนับไบนารีและทรานซิสเตอร์

นี่คือจุดที่เทปกระดาษหรือกาวอื่นๆ มีประโยชน์ เมื่อคุณวางส่วนประกอบของคุณแล้ว ให้พันเทปเข้ากับโปรโตบอร์ดแล้วพลิกกลับด้านเพื่อประสานส่วนประกอบเข้าด้วยกัน การมีความคิดที่ชัดเจนว่าคุณต้องการให้เลย์เอาต์ของคุณช่วยอะไรได้อย่างแน่นอน หรือคุณอาจเป็นเหมือนฉันและติดปีก โดยอธิษฐานว่าทุกอย่างจะลงตัว

ฉันก้มลีดของชิปทั้งสองลงเพื่อให้พอดีกับโปรโตบอร์ดเท่าที่ฉันจะทำได้ หากคุณต้องการฉลาดในการออกแบบมากกว่าฉัน คุณสามารถใช้ซ็อกเก็ตสำหรับชิปได้ แต่โครงสร้างจะต้องเปลี่ยนแปลงอย่างมากหากคุณต้องการเข้าถึงได้ง่ายเพื่อแทนที่ชิปหากล้มเหลว สายไฟสีขาวในภาพคือเอาต์พุต (555, ซ้าย) และทริกเกอร์ (ตัวนับ, ขวา) ถ้าฉันวางแผนไว้ล่วงหน้าอีกหน่อย พวกมันก็คงจะเป็นสายเดี่ยว หลังจากที่ชิปทั้งสองเข้าที่แล้ว ให้เพิ่มตัวต้านทานจำกัดกระแสไปยังตัวนับไบนารี สิ่งเหล่านี้ไม่จำเป็นทางเทคนิค แต่ฉันชื่นชมอย่างแน่นอนที่มีสายไฟสำเร็จรูปที่ทนทานซึ่งฉันไม่ต้องตัดหรือถอด คุณจะต้องการบันทึกเทปเหล่านี้ด้วย ในการย้ายที่โชคดี ฉันได้สลับตำแหน่งพินสิ้นสุดทั่วกระดานเพื่อที่ฉันจะได้มีความหวังในการทำให้ทรานซิสเตอร์พอดี เมื่อวางแล้ว ให้พันเทปไว้และประสานเข้ากับหมุดของตัวนับและฐานของทรานซิสเตอร์ตามลำดับ อย่าใช้ความร้อนมากเกินไปเป็นเวลานานเกินไป มิฉะนั้น คุณจะทอดชิป ทรานซิสเตอร์ หรือทั้งสองอย่าง หลังจากเชื่อมต่อตัวต้านทานชุดแรกแล้ว ให้เพิ่มชุดที่สอง เทป บัดกรี สิ่งเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์และให้พลังงานส่วนใหญ่สำหรับ LED ของเรา ตัวต้านทาน 56 โอห์มจากตัวนับไบนารีจะเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ ซึ่งจะอยู่ใต้ตัวต้านทานอีกชุดหนึ่ง คราวนี้เป็นตัวต้านทาน 82 โอห์ม ซึ่งจะตรงไปยังแหล่งจ่ายไฟและเข้าไปใน LED ของเรา มันจะดูไม่สวยมาก ชิปตัวนับไบนารีตัวนี้สามารถให้กระแสไฟเพียงพอสำหรับไฟ LED 20mA 8 ดวง แต่เนื่องจากฉันกำลังจะใช้ 32 ในชุดคู่ขนาน 4 ตัว ฉันจึงตัดสินใจใช้ทรานซิสเตอร์ นอกจากนี้ทรานซิสเตอร์ยังเรียบร้อย!

ขั้นตอนที่ 5: เตรียมไฟ LED สำหรับการเชื่อมต่อ

นี่เป็นส่วนที่ใช้เวลานานที่สุดของโครงการ การจัดตำแหน่ง LED ให้อยู่ในตำแหน่งนั้นไม่ยากเกินไป แต่การบัดกรีทั้งหมดเข้าด้วยกันอย่างถูกวิธี ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ลัดวงจรหรือบัดกรีการบัดกรีก่อนหน้านี้เป็นงานที่ละเอียดอ่อนมาก ตอนนี้ฉันหวังว่าฉันจะมีเวลาอีกสองสามสัปดาห์สำหรับโครงการนี้ และบางทีแผงวงจรพิมพ์สองหน้าที่ทำไว้ล่วงหน้า

ขั้นตอนนี้ไม่มีการใช้สมองมากเกินไป แต่มีแรงงานมากมาย ขั้นแรก ให้จัดวางไฟ LED ในรูปแบบที่คุณต้องการ และตัดสินใจว่าคุณต้องการให้ไฟ LED ใดทำงานพร้อมกัน ในกรณีนี้ ฉันกำลังเลือกกลุ่มที่มี 4 กลุ่มที่จะเปิดใช้งานด้วยพินเดียวกัน โดยเริ่มต้นที่ด้านบนและด้านล่าง แล้วไปต่อที่ขอบด้านข้าง เมื่อคุณวางพวกเขาทั้งหมดที่คุณต้องการแล้ว ให้ติดเทปไว้บนกระดานด้วยกาวที่คุณเลือก พลิกกระดานและเริ่มการทดสอบ เป็นความคิดที่ดีที่จะหยุดและทดสอบ LED แต่ละดวงและกลุ่มเพื่อให้แน่ใจว่ายังคงทำงานอยู่ วิธีการก่อสร้างนี้ไม่ได้นำไปสู่การซ่อมแซมง่ายๆ อย่างแน่นอน ฉันจัดตำแหน่งลีดเชิงลบทั้งหมดเพื่อให้พวกมันไปรอบๆ ด้านนอกของรูปร่าง จากนั้นวางลีดที่เป็นบวกให้ราบในที่ที่ฉันทำได้ และงอตัวอื่นๆ ให้เป็นโครงสร้างขั้นบันได ในการทำให้ช่องว่างในฉนวนตรงกลางสายไฟ ฉันงอลวดและตัดฉนวนที่ปลายโค้งออกอย่างระมัดระวัง จากนั้นงออีกทางหนึ่งแล้วทำอย่างระมัดระวังอีกครั้ง หลายชั่วโมงต่อมา… ฉันทำเสร็จแล้ว หลังจากนั้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อลีดสำหรับกลุ่ม LED ของคุณกับพินอีซีแอลที่เหมาะสมของทรานซิสเตอร์ 0-7 จัดเรียงจากซ้ายไปขวาที่ด้านส่วนประกอบ ดังนั้นเพียงแค่จิ้มเข้าไปแล้วประสานขึ้น เทปช่วยที่นี่เช่นกัน รูปภาพควรบอกทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับขั้นตอนที่ต้องใช้เวลานานนี้…

ขั้นตอนที่ 6: เชื่อมต่อพลังงานและโดยทั่วไปเสร็จสิ้น

นั่นใช้เวลานานกว่าที่ควรจะเป็น… แต่ตอนนี้เสร็จเรียบร้อยแล้ว และขั้นตอนสุดท้ายก็มาถึงแล้ว! ตัวต้านทานกลุ่มใหญ่ที่เชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์นั้นจะถูกเชื่อมต่อกับพลังงานบวกพร้อมกับ ชิปทั้งสอง ในการสร้างวงจร เราต้องต่อสายดินของ LED กับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่เชิงลบ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิปเชื่อมต่อกันด้วย ฉันเลือกที่จะวางสวิตช์สลับที่ด้านล่างเพื่อให้เข้าถึงได้ง่าย แม้ว่าฉันจะมี ชอบสิ่งที่ติดตั้งได้ง่ายกว่าเล็กน้อยเพื่อความมั่นคง มีหลายสิ่งที่ฉันควรปรับปรุงหากเป็นชุดอุปกรณ์หรือบางอย่างที่ต้องการการออกแบบมากกว่านี้ แต่สำหรับตอนนี้ superglue ยึดไว้ในตำแหน่งที่ค่อนข้างเสถียร มีองค์ประกอบหนึ่งที่ฉันละทิ้งในภาพแต่เพิ่มกลับเข้าไปในภายหลัง: ตัวเก็บประจุ 100 uF ที่เชื่อมต่อระหว่างสายแบตเตอรี่ทั้งสอง ทั้งนี้เพื่อช่วยชดเชยการระบายกระแสไฟขนาดใหญ่ที่อาจผุดขึ้นหรือความเครียดอื่น ๆ ที่แบตเตอรี่อาจไม่สามารถติดตามได้ในภายหลัง นอกจากนี้ยังช่วยนำลวดสีเขียวยาวนั้นมาอยู่ในตำแหน่งที่สามารถจัดการได้