Costruisci una decorazione a cuore LED binario (Blinkenheart): 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Questo è il mio primo istruibile, quindi inviami sicuramente un feedback. Se riesco a fare uno schema che non sia terribile, lo aggiungo qui.

Sto appena iniziando a imparare un po' di elettronica di base e un'amica voleva prendere qualcosa di speciale per il suo fidanzato per San Valentino. Tempismo perfetto! Quindi, ho compilato l'elenco delle parti, ho aspettato che arrivassero e ho iniziato a costruire. L'unità è composta da 32 LED rossi, un circuito timer 555 e un contatore binario, insieme a una serie di componenti di supporto e alcuni cablaggi creativi. Questo è stato il mio primo grande progetto di elettronica e sicuramente ho imparato molto da esso. Certo, se avessi già saputo tutto quello che ho imparato, forse non sarei stato così ansioso di iniziarlo… Mi ci è voluto molto più tempo di quanto mi aspettassi, ma non mi pento di averlo fatto. Se ho qualche motivo per farlo su larga scala, sto seriamente pensando ai circuiti stampati prefabbricati. Il risultato finale è una serie di 32 LED che formano un cuore, pezzo per pezzo, e, si spera, diventeranno un bel ornamento per la scrivania.

Passaggio 1: elenco delle parti

Il primo passo per me è stato prototipare piccole parti del progetto su una breadboard. Ho usato un calcolatore online su https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm per determinare i valori per il mio timer e ho usato la legge di Ohm per determinare di quali resistori avrei avuto bisogno la batteria non si scarica troppo velocemente o brucia i miei LED. Ho comprato quasi tutto da Mouser (l'interruttore a levetta era di Radio Shack), quindi ho tutti i numeri di parte disponibili, se qualcuno vuole, li posterò qui, ma dovrebbero essere disponibili ovunque. I resistori nella sezione Display sono in parte per la limitazione della corrente e in parte per comodità. Potrei essere impazzito se dovessi tagliare e spellare così tanto filo. Fatti un favore e non comprare un pacchetto di 7 interruttori DIP e cosa sarai intelligente e li taglierai a pezzi e salvi 4 singoli elementi di interruttore da loro… Acquista un interruttore a pulsante a levetta o ad aggancio e tieni lontano i capelli grigi e la calvizie prematura. Ero un po' infastidito dal costo della scheda prototipi rispetto agli altri componenti, ma sono rimasto colpito dalla qualità, quindi mi sono sentito meglio sullo scambio del valore in contanti di un panino al fast food per questo.:-)Ecco l'elenco delle parti:Breadboard (per prototipazione)Saldatore (20W-40W)Saldatura standard rosin-coreTagliafili/spelafiliTagliatore diagonaleFilo calibro 18-20 per la prototipazione e la costruzione finale3M/Nexcare Micropore(tm)Nastro chirurgico, nastro di carta delicato, nastro adesivo, nastro adesivo o il tuo adesivo discreto preferito Enormi quantità di tempo libero e pazienza- Plaftorm: 1x scheda prototipi preforata standard da 0,100 - Sezione timer/trigger: 1x chip timer 555 1x condensatore ceramico da 0,01 uF2x resistore da 1K Ohm 1/4 W1x Condensatore elettrolitico da 470 uF- Sezione contatore binario: 1x SN74HC590AN o contatore binario simile- Display: 32x LED smerigliati rossi, dimensioni T1 3/4 (5 mm) 8x 2N3904 transistor NPN o transistor simile a piccolo segnale 8x 56 Ohm 1/2 W resistore 8x 82 Ohm 1 /2 W resistore- Potenza: 1x portabatterie 4 AAA1x condensatore elettrolitico da 100 uF1x interruttore a levetta per PCB o pulsante a scatto

Passaggio 2: prototipazione delle fasi 555 e del contatore binario

Ho controllato le schede tecniche per entrambi i miei chip e poi ho impostato il cablaggio di un circuito di prova, solo per assicurarmi di fare le cose per bene. I valori che ho scelto fanno sì che il 555 si attivi un po' più spesso di una volta al secondo. Ciò dovrebbe causare il riempimento e l'overflow del contatore binario circa ogni 4 minuti. 555 pinout (numerato in senso antiorario, a partire dalla fossetta o dalla chiave in alto a sinistra): pin 1: terra / pin di terra 2: pin di attivazione 3: pin di uscita 4: pin 5 di ripristino: pin di controllo 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (Supply Voltage)Collegare un resistore da 1K tra i pin 8 e 7 e un altro tra 7 e 6. Collegare l'elettrolitico da 470 uF tra i pin 1 e 2, assicurandosi che il polo negativo sia collegato a Massa / Terra (pin 1). Collegare 0,01 uF tra Ground e pin 5 (Control). Collegare un LED di riserva al pin 3, collegare il cavo positivo della batteria al pin 8 e il negativo della batteria al pin 1. Collegare il pin 8 al pin 4 e quindi il pin 6 al pin 2. Questo imposta il funzionamento stabile del circuito 555. Verificare che il LED lampeggi alla velocità prevista. Questo impulso verrà utilizzato per attivare il nostro contatore binario nel passaggio successivo. Il video mostra molto bene come viene attivato il contatore binario. https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm ha una buona descrizione dei diversi pin e della loro funzione. Una volta che il 555 funziona in modo soddisfacente, aggiungere lo stadio contatore binario. L'impulso di uscita dal pin 3 del chip 555 si collegherà al pin 11 di questo chip per incrementare il contatore. Avrai voglia di consultare la scheda tecnica per il tuo particolare chip, ma per questo, l'SN74HC590AN, ho dovuto collegare insieme l'orologio contatore e l'orologio di registro. Esistono modi per utilizzare questo chip che comportano la modifica del conteggio interno ma non del conteggio visualizzato, il che è interessante dal punto di vista informatico, ma non molto rilevante per questo progetto. Il pin 12 (abilitazione conteggio invertito) e il pin 14 (abilitazione uscita invertita) erano entrambi collegati a massa, mentre il pin 10 (ripristino generale invertito/cancellazione orologio) era collegato all'alimentazione. Non lasciarlo collegato troppo a lungo, poiché non lo facciamo. Non sono presenti resistori di limitazione della corrente. Quello, e vorrai passare ai passaggi successivi!

Passaggio 3: creare un layout approssimativo del posizionamento dei componenti

Prima di iniziare qualsiasi cosa, ho messo i LED sulla scheda prototipi solo per assicurarmi di non essere pazzo e che 32 LED si adattassero davvero alla scheda in uno schema piacevole. Ho deciso che i cavi negativi sarebbero stati i migliori all'esterno, in modo da poterli collegare facilmente, formando un catodo comune per il mio display. Non pensavo che avrebbe funzionato molto bene se avessi avvicinato i cavi negativi all'interno del dispositivo.

Non ero abbastanza sicuro che il circuito di controllo si sarebbe adattato, poiché pensavo che 32 LED fossero molti, ma tutto ha funzionato. Il cablaggio, come vedrai in seguito, si rivela la parte più lunga del progetto.

Passaggio 4: posizionare 555, contatore binario e transistor

È qui che torna utile il nastro di carta o altro adesivo. Una volta posizionati i componenti, fissali con del nastro adesivo sulla scheda prototipi e capovolgila per saldare insieme i componenti. Avere un'idea chiara di quello che vuoi che sia il tuo layout aiuta sicuramente, oppure potresti essere come me e farcela, pregando che tutto si adatti.

Ho piegato i cavi di entrambi i chip in modo che fossero il più a filo con la scheda prototipi che potevo farli. Se vuoi essere più intelligente riguardo al design di me, puoi usare i socket per i chip, ma la costruzione dovrebbe cambiare in modo significativo se vuoi un facile accesso per sostituire i chip se si guastano. I fili bianchi nell'immagine sono l'uscita (555, a sinistra) e il trigger (contatore, a destra). Se avessi pianificato un po' più avanti, sarebbero stati un unico filo. Dopo che entrambi i chip sono a posto, aggiungi i resistori di limitazione della corrente al contatore binario. Questi non sono tecnicamente necessari, ma ho sicuramente apprezzato il fatto di avere cavi robusti già pronti che non ho dovuto tagliare o spellare. Ti consigliamo di registrare anche questi. Con una mossa fortunata, ho alternato il posizionamento dei pin finali su tutta la scheda in modo da poter avere qualche speranza di far combaciare i transistor. Una volta posizionati, fissali con del nastro adesivo e saldali ai pin del contatore e alle basi dei rispettivi transistor. Non usare troppo calore per troppo tempo o farai friggere il chip, il transistor o entrambi. Dopo aver collegato il primo set di resistori, aggiungi il secondo set, nastro, saldatura. Questi saranno collegati ai collettori dei transistor e forniranno la maggior parte della potenza per i nostri LED. I resistori da 56 Ohm del contatore binario saranno collegati alla base dei transistor, che starà sotto un altro set di resistori, questa volta quelli da 82 Ohm, che andranno direttamente all'alimentatore e nei nostri LED. Non sembrerà molto carino. Questo particolare chip contatore binario può fornire corrente sufficiente per accendere 8 LED da 20 mA, ma poiché ne avrei eseguiti 32 in serie parallele di 4, ho deciso di utilizzare i transistor. Inoltre, i transistor sono puliti!

Passaggio 5: preparare i LED per la connessione

Ecco che arriva la parte che richiede più tempo del progetto. Mettere i LED in posizione non è troppo difficile, ma saldarli tutti insieme nel modo giusto, assicurandosi di non cortocircuitare nulla o rovinare la saldatura precedente è un compito piuttosto delicato. In questo momento avrei voluto avere qualche settimana in più per questo progetto, e forse dei circuiti stampati prefabbricati a doppia faccia.

Non c'è troppo lavoro mentale per questo passaggio, ma c'è un sacco di lavoro. Innanzitutto, disponi i LED nel modello desiderato e decidi quali vuoi che vengano attivati contemporaneamente. In questo caso, scelgo gruppi di 4 da attivare con lo stesso pin, partendo dall'alto e dal basso e proseguendo lungo i bordi fino ai lati. Dopo averli posizionati tutti dove vuoi, fissali alla lavagna con l'adesivo che preferisci. Capovolgi la scacchiera e inizia il calvario. È una buona idea fermarsi e testare singoli e gruppi di LED per assicurarsi che siano ancora funzionanti. Questo metodo di costruzione non porta esattamente a semplici riparazioni. Ho posizionato tutti i cavi negativi in modo che girassero intorno all'esterno della forma, quindi ho posizionato i cavi positivi in piano dove potevo e ho piegato gli altri in una struttura a scala. Per creare gli spazi nell'isolamento nel mezzo dei fili, ho piegato il filo e ho tagliato con cura l'isolamento all'estremità della curva, quindi l'ho piegato dall'altra parte e l'ho fatto di nuovo con attenzione. MOLTE ORE DOPO… Avevo finito. Dopo tutto ciò, assicurati di collegare i rispettivi cavi per i tuoi gruppi LED ai pin di emissione appropriati dei transistor. 0-7 sono disposti da sinistra a destra sul lato del componente, quindi basta infilarlo e saldarlo. Il nastro aiuta anche qui. Le immagini dovrebbero dirti tutto ciò che devi sapere su questo passaggio che richiede tempo…

Passaggio 6: collegare l'alimentazione e generalmente terminare

Bene, ci è voluto più tempo del dovuto… ma ora è fatto, e gli ultimi passaggi sono in vista! Il grande gruppo di resistori che sono collegati ai rispettivi collettori dei transistor saranno collegati all'alimentazione positiva, insieme a entrambi i chip. Per realizzare il circuito, dobbiamo anche collegare i cavi di massa dei LED al collegamento negativo della batteria e assicurarci che anche i chip siano collegati. Ho scelto di posizionare l'interruttore a levetta sul fondo per un facile accesso, anche se avrei mi piaceva qualcosa di un po' più facile da montare per la stabilità. Ci sono molte cose che avrei migliorato se questo fosse un kit o qualcosa che richiede più design, ma per ora, la supercolla lo tiene in una posizione abbastanza stabile. C'è un componente che ho lasciato fuori nelle immagini ma l'ho aggiunto di nuovo in seguito: il condensatore da 100 uF collegato tra i due cavi della batteria. Questo per aiutare a compensare eventuali grandi scarichi di corrente che potrebbero sorgere o qualsiasi altro sforzo con cui la batteria potrebbe non essere in grado di tenere il passo in seguito. Ha anche aiutato a portare quel lungo filo verde in una posizione gestibile.