Construir uma decoração binária de coração de LED (Blinkenheart): 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Este é meu primeiro instrutível, então, definitivamente, envie-me um feedback. Se eu puder fazer um esquema que não seja terrível, vou adicioná-lo aqui.

Estou começando a aprender um pouco de eletrônica básica e uma amiga queria comprar algo especial para o noivo no dia dos namorados. No momento ideal! Então, fiz a lista de peças, esperei que chegassem e comecei a construir. A unidade consiste em 32 LEDs vermelhos, um circuito de temporizador 555 e um contador binário, junto com um monte de componentes de suporte e alguns cabos criativos. Este foi meu primeiro grande projeto eletrônico e certamente aprendi muito com ele. Claro, se eu já soubesse tudo o que aprendi, talvez não estivesse tão ansioso para começar … Levei muito mais tempo do que esperava, mas não me arrependo de ter feito isso. Se tenho algum motivo para fazer isso em uma escala maior, estou pensando seriamente em placas de circuito pré-fabricadas. O resultado final é uma matriz de 32 LEDs que formam um coração, peça por peça, e com sorte farão um belo enfeite de mesa.

Etapa 1: Lista de peças

O primeiro passo para mim foi fazer o protótipo de pequenas partes do projeto em uma placa de ensaio. Usei uma calculadora online em https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm para determinar os valores do meu cronômetro e usei a lei de Ohm para determinar quais resistores eu precisaria. a bateria não esgota muito rápido ou queima meus LEDs. Comprei quase tudo da Mouser (a chave seletora era da Radio Shack), então tenho todos os números de peça disponíveis, se alguém quiser, vou publicá-los aqui, mas eles devem estar disponíveis em qualquer lugar. Os resistores na seção Display são parcialmente para limitação de corrente e parcialmente para conveniência. Eu poderia ter enlouquecido se eu tivesse que cortar e descascar tanto fio. Faça um favor a si mesmo e não compre um pacote de 7 interruptores DIP e coisa que você vai ser inteligente e cortá-los em pedaços e resgatar 4 elementos de interruptores individuais deles… Compre um botão de alternar ou travar e afaste os cabelos grisalhos e a calvície prematura. Fiquei um pouco incomodado com o custo do protoboard em relação aos outros componentes, mas fiquei impressionado com a qualidade, então me senti melhor sobre trocar o valor em dinheiro de um sanduíche de fast food por ele.:-) Aqui está a lista de peças: Tábua de ensaio (para prototipagem) Ferro de solda (20W-40W) Solda de núcleo de resina padrãoCortador / removedor de fioFio de bitola 18-20 para prototipagem e construção final Fita cirúrgica 3M / Nexcare Micropore (tm), fita de papel suave, fita adesiva, fita adesiva ou seu adesivo discreto favorito. Quantidades intensas de tempo livre e paciência - Plaftorm: 1x protoboard pré-perfurado padrão 0,100 - Seção de temporizador / gatilho: 1x chip de temporizador 5551x capacitor de cerâmica de 0,01 uF2x resistor de 1 K Ohm 1/4 W 1x Capacitor eletrolítico 470 uF- Seção do contador binário: 1x SN74HC590AN ou contador binário semelhante- Visor: 32x LEDs vermelhos foscos, T1 3/4 (5mm) tamanho 8x 2N3904 NPN transistor ou transistor de pequeno sinal semelhante 8x 56 Ohm 1/2 W resistor 8x 82 Ohm 1 / 2 W resistor - Alimentação: 1x 4 porta-bateria AAA 1x 100 uF capacitor eletrolítico 1x PCB chave seletora ou botão de travamento

Etapa 2: protótipo do 555 e dos estágios do contador binário

Eu verifiquei as planilhas de dados de ambos os meus chips e, em seguida, comecei a conectar um circuito de teste, apenas para ter certeza de que estava fazendo as coisas certas. Os valores que escolhi fazem com que o 555 seja acionado um pouco mais frequentemente do que uma vez por segundo. Isso deve fazer com que o contador binário se encha e transborde a cada 4 minutos. 555 pinagem (numerada no sentido anti-horário, começando na parte superior esquerda da covinha ou chave): pino 1: Terra / pino terrestre 2: pino de acionamento 3: pino de saída 4: pino de reset 5: pino de controle 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (tensão de alimentação) Conecte um resistor de 1K entre os pinos 8 e 7 e outro entre 7 e 6. Conecte o eletrolítico 470 uF entre os pinos 1 e 2, certificando-se de que o lado negativo está conectado ao terra / terra (pino 1). Conecte 0,01 uF entre o aterramento e o pino 5 (controle). Conecte um LED sobressalente ao pino 3, conecte o fio positivo da bateria ao pino 8 e o negativo da bateria ao pino 1. Conecte o pino 8 ao pino 4 e, em seguida, o pino 6 ao pino 2. Isso configura a operação astável do circuito 555. que o LED pisca tão rápido quanto você acha que deveria. Este pulso será usado para acionar nosso contador binário na próxima etapa. O vídeo mostra muito bem como o contador binário é acionado por borda.https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm tem uma boa descrição dos diferentes pinos e suas funções. Uma vez que o 555 está funcionando para sua satisfação, adicione o estágio de contador binário. O pulso de saída do pino 3 do chip 555 se conectará ao pino 11 deste chip para incrementar o contador. Você vai querer consultar o datasheet do seu chip em particular, mas para este, o SN74HC590AN, eu tive que conectar o relógio do contador e o relógio do registrador juntos. Existem maneiras de usar este chip que envolvem alterar a contagem interna, mas não a contagem exibida, o que é interessante do ponto de vista da computação, mas não muito relevante para este projeto. O pino 12 (habilitar contagem invertida) e o pino 14 (habilitar saída invertida) foram ambos ligados ao aterramento, enquanto o pino 10 (reset mestre invertido / relógio limpo) foi conectado à alimentação. t ter quaisquer resistores limitadores de corrente no lugar. Isso e você vai querer seguir para as próximas etapas!

Etapa 3: faça o layout aproximado da colocação de componentes

Antes de começar qualquer coisa, coloquei os LEDs no protoboard apenas para ter certeza de que não estava louco e 32 LEDs realmente caberiam na placa em um bom padrão. Decidi que os terminais negativos seriam melhores do lado de fora, para que pudesse conectá-los facilmente, formando um cátodo comum para o meu monitor. Não acho que teria funcionado muito bem se eu tivesse aproximado os terminais negativos do interior do dispositivo.

Eu não tinha certeza se o circuito de controle iria caber, já que achei 32 LEDs muito, mas deu certo. A fiação, como você verá mais tarde, prova ser a parte mais demorada do projeto.

Etapa 4: coloque 555, contador binário e transistores

É aqui que a fita de papel ou outro adesivo é útil. Depois de colocar os componentes, cole-os com fita adesiva no protoboard e vire-o para soldar os componentes. Ter uma ideia clara de como você quer que seu layout seja certamente ajuda, ou você pode ser como eu e improvisar, rezando para que tudo se encaixe.

Dobrei as pontas de ambos os chips para ficar o mais nivelado possível com o protoboard. Se você quiser ser mais inteligente sobre o design do que eu, você pode usar soquetes para os chips, mas a construção teria que mudar significativamente se você quisesse um acesso fácil para substituir os chips se eles falhassem. Os fios brancos na imagem são a saída (555, esquerda) e o gatilho (contador, direita). Se eu tivesse planejado um pouco mais adiante, seriam um fio único. Depois que os dois chips estiverem no lugar, adicione os resistores limitadores de corrente ao contador binário. Eles não são tecnicamente necessários, mas certamente gostei de ter fios robustos prontos que não precisei cortar ou descascar. Você também vai querer gravá-los com fita adesiva. Em uma jogada de sorte, alternei a colocação do pino final em toda a placa para que eu pudesse ter alguma esperança de fazer os transistores caberem. Uma vez colocados, prenda-os com fita adesiva e solde-os aos pinos do balcão e às bases de seus respectivos transistores. Não use muito calor por muito tempo ou você fritará o chip, o transistor ou ambos. Depois que o primeiro conjunto de resistores estiver conectado, adicione o segundo conjunto, fita, solda. Eles serão conectados aos coletores dos transistores e fornecerão a maior parte da energia para nossos LEDs. Os resistores de 56 Ohms do contador binário serão conectados à base dos transistores, que ficarão embaixo de outro conjunto de resistores, desta vez os de 82 Ohms, que irão diretamente para a fonte de alimentação e para os nossos LEDs. Só não vai ficar muito bonito. Este chip contador binário em particular pode fornecer corrente suficiente para acender 8 LEDs de 20mA, mas como eu iria operar 32 em conjuntos paralelos de 4, decidi usar transistores. Além disso, os transistores são legais!

Etapa 5: preparar os LEDs para conexão

Aí vem a parte mais demorada do projeto. Colocar os LEDs na posição não é muito difícil, mas soldá-los todos juntos da maneira certa, certificando-se de não causar curto-circuito ou bagunçar a solda anterior é uma tarefa bastante delicada. Agora mesmo, eu gostaria de ter mais algumas semanas para este projeto e talvez algumas placas de circuito impresso pré-fabricadas de dupla face.

Não há muito trabalho cerebral para esta etapa, mas há muito trabalho. Primeiro, coloque os LEDs em seu padrão desejado e decida quais você deseja que sejam acionados ao mesmo tempo. Nesse caso, estou escolhendo grupos de 4 para serem ativados pelo mesmo pino, começando na parte superior e inferior e continuando nas bordas para os lados. Depois de colocá-los onde deseja, cole-os no quadro com o adesivo de sua escolha. Vire o quadro e comece a provação. É uma boa ideia parar e testar indivíduos e grupos de LEDs para se certificar de que ainda estão funcionando. Esse método de construção não leva exatamente a reparos simples. Posicionei todos os condutores negativos de forma que contornassem a forma e, em seguida, coloquei os condutores positivos planos onde pudesse e dobrei os outros em uma estrutura de escada. Para fazer as lacunas no isolamento no meio dos fios, dobrei o fio e cuidadosamente cortei o isolamento na ponta da dobra, depois dobrei para o outro lado e fiz de novo com cuidado. VÁRIAS HORAS DEPOIS … Eu estava feito. Depois de tudo isso, certifique-se de conectar os respectivos condutores de seus grupos de LED aos pinos emissores apropriados dos transistores. 0-7 são organizados da esquerda para a direita no lado do componente, então apenas puxe-o e solde-o. A fita também ajuda aqui. As fotos devem dizer tudo o que você precisa saber sobre esta etapa demorada …

Etapa 6: conecte a alimentação e termine de maneira geral

Bem, demorou mais do que deveria … mas está feito agora, e as últimas etapas estão à vista! O grande aglomerado de resistores que estão conectados aos respectivos coletores dos transistores serão conectados à potência positiva, junto com ambos os chips. Para fazer o circuito, também precisamos conectar os cabos de aterramento dos LEDs à conexão negativa da bateria e garantir que os chips sejam conectados também. Optei por colocar a chave seletora na parte inferior para facilitar o acesso, embora eu teria gostei de algo um pouco mais fácil de montar para estabilidade. Há muitas coisas que eu teria melhorado se fosse um kit ou algo que exigisse mais design, mas, por enquanto, a supercola o segura em uma posição bastante estável. Há um componente que deixei de fora nas fotos, mas adicionei-o novamente mais tarde: o capacitor 100 uF conectado entre os dois cabos da bateria. Isso ajuda a compensar qualquer grande perda de corrente que possa surgir ou qualquer outra tensão que a bateria possa não ser capaz de suportar mais tarde. Também ajudou a colocar aquele longo fio verde em uma posição gerenciável.