Prethodno smo izgradili LED kocku dimenzija 3x3x3 koristeći Arduino i Raspberry Pi. LED kocka 3x3x3 obično se gradi pomoću nekog mikrokontrolera, ali u ovoj ćemo sesiji napraviti LED kocku 3 * 3 * 3 bez ikakvog mikrokontrolera. Ovdje ćemo koristiti 555 timer IC i postavku binarnog brojača CD4020 za upravljanje LED kockom.
Uobičajeno za upravljanje LED CUBE-om koristimo mikrokontroler i programiranje za dobivanje različitih uzoraka. No, za početnike je to složen postupak, pa ovdje koristimo kombinaciju 555 Timer i CD4020 IC koja je najprikladnija za početnike. Iako s ovim krugom možemo dobiti samo jedan obrazac, ali ovo je najbolji način da se upoznamo sa LED kockama i njihovim radom. Saznajte više o 555 IC timeru provjerom ovdje više krugova temeljenih na 555.
Mnogo je vrsta kockica koje se mogu dizajnirati. Najjednostavnija je LED kocka 3x3x3. Ova LED CUBE 3 * 3 * 3 sastoji se od 27 LED dioda (dioda koje emitiraju svjetlost), te LED diode su poredane u redove i stupce čineći kocku. Slično tome možemo napraviti LED kocku od 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 i više br. LED dioda. Za LED kocku 4 * 4 * 4 rad se gotovo utrostručuje jer trebate obaviti posao za 64 LED diode. Sa svakim većim brojem, rad se gotovo udvostručuje ili utrostručuje. Ali svaka kocka manje-više djeluje na isti način.
3x3x3 LED CUBE s 555 timerom je najjednostavniji jer postoje neke prednosti ovog dizajna poput,
- Za ovu kocku ne trebate brinuti o potrošnji energije ili rasipanju.
- Niska potražnja za napajanjem.
- Za ovu kocku nam ne treba nikakva sklopna elektronika poput tranzistora.
- Trebamo manje logičke terminale pa nam ne trebaju registri smjena ili nešto slično.
- Nije potrebno programiranje.
- Nema potrebe za složenim sklopovima
- Osnovno znanje o krugovima dovoljno je za osmišljavanje ovog projekta.
Potrebne komponente:
- Otpornici 1KΩ (10 komada)
- 27 LED dioda
- 555 IC timer
- CD4020 Binarni brojač IC
- 10K lonac
- Kondenzator od 10 uF
- 5v napajanje
- Alati za lemljenje za izgradnju LED kocke
Objašnjenje sklopa i rada:
Ovdje smo koristili istu LED kocku koju smo prethodno koristili s Raspberry Pi, a izrada ove LED kocke objašnjena je ranije u tom projektu. Molimo provjerite u nastavku dva projekta za pravilnu izradu LED kocke lemljenjem 27 LED dioda u određenom redoslijedu:
- Uradi sam 3X3X3 LED kocka s Arduinom
- 3X3X3 LED kocka s Raspberry Pi i Python programom
Kad sve završite, imat ćete kocku poput ove,
Kružni dijagram 3x3x3 LED kocka pomoću 555 timer prikazan je u nastavku slici.
Kao što je prikazano na slici, imamo ukupno 12 pribadača iz CUBE-a. Preko kojih su 9 pinova uobičajeni pozitivni i 3 pinova zajednički negativni terminali. Zapamtite da svaki stupac predstavlja pozitivan terminal, a svaki sloj (redak) negativni terminal.
Budući da LED kocku kontroliramo samo pomoću brojača CD4020, na negativnim stezaljkama neće biti potrebno upravljanje. Dakle, utemeljili smo sva tri uobičajena negativa kao što je prikazano na shemi sklopa. Ovim ćemo imati 9 pozitivnih terminala iz 9 stupaca LED kocke.
Sada za ovaj sklop prvo trebamo dizajnirati generator četverokutnih valova ili podesivi multivibrator pomoću NE555 tajmera, kao što je prikazano u donjem krugu:
Ovdje 555 čip generira četvrtasti val za LED da se prebacuje između ON i OFF. Ovdje je potenciometar za podešavanje učestalosti treptanja.
Ovaj izlaz kvadratnog vala napajat ćemo u binarni brojač. Binarni brojač broji impulse takta, a broj prebrojanih impulsa daje brojač kroz Q0-Q13 pinove. Ove izlazne pinove brojača spojit ćemo na stupove LED CUBE prema shemi sklopa. Dakle, svaki put kada se broji povećava promjena logike izlaznog porta i s ovim se mijenja obrazac LED CUBE.
Dakle, ukratko, 555 tajmer generira impulse sata, brojač broji impulse sata i u skladu s tim čini svoje izlazne pinove visokim, a konačno se uzorak LED CUBE mijenja ovisno o izlazu CD4020. Tako djeluje brojač LED CUBE 3 * 3 * 3 by 555 timer-CD4020.
** Provjerite je li glavni reset CD4020 uzemljen. Ako ostane sama, kocka možda neće raditi.