Bygg en binär LED -hjärtdekoration (Blinkenheart): 6 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Detta är min första instruerbara, så skicka definitivt feedback till mig. Om jag kan göra en schema som inte är hemsk lägger jag till den här.

Jag har precis börjat lära mig lite grundläggande elektronik och en vän ville skaffa något speciellt till sin fästman för alla hjärtans dag. Perfekt tajming! Så jag gjorde upp listan med delar, väntade på att de skulle komma och började bygga. Enheten består av 32 röda lysdioder, en 555 timerkrets och en binär räknare, tillsammans med en massa stödkomponenter och lite kreativa ledningar. Detta var mitt första stora elektronikprojekt och jag lärde mig verkligen mycket av det. Naturligtvis, om jag redan visste allt jag lärt mig, hade jag kanske inte varit så ivrig att börja med det … Det tog mig mycket längre tid än jag hade förväntat mig, men jag ångrar inte att jag gjorde det. Om jag har någon anledning att göra detta i större skala tänker jag allvarligt på prefabricerade kretskort. Slutresultatet är en uppsättning av 32 lysdioder som bildar ett hjärta, bit för bit, och förhoppningsvis kommer att göra en fin skrivbordsdekoration.

Steg 1: Dellista

Det första steget för mig var att prototypa små delar av projektet på en brödbräda. Jag använde en onlinekalkylator på https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm för att bestämma värdena för min timer och använde Ohms lag för att bestämma vilka motstånd jag skulle behöva så batteriet töms inte för snabbt eller bränner ut mina lysdioder. Jag köpte nästan allt från Mouser (vippströmbrytaren var från Radio Shack), så jag har alla delnummer tillgängliga, om någon vill så lägger jag upp dem här, men de borde vara tillgängliga var som helst. Motstånden i Display -sektionen är dels för strömbegränsning och dels för bekvämlighet. Jag kan ha blivit galen om jag var tvungen att klippa och ta bort så mycket tråd. Gör dig själv en tjänst och köp inte ett paket med 7 DIP -switchar och du kommer att vara smart och klippa dem i bitar och rädda 4 individuella switchelement från dem … Köp en växel eller låsbar tryckknappsbrytare och håll bort det grå håret och för tidig skallighet. Jag blev lite irriterad över kostnaden för protoboardet i förhållande till de andra komponenterna, men jag var imponerad av kvaliteten, så jag mådde bättre om att handla kontantvärdet på en snabbmatsmörgås för det.:-) Här är listan över delar: Brödbräda (för prototyper) Lödkolv (20W-40W) Standardhartsledare i kolofonium Trådskärare/avskalare Diagonal skärare 18-20 gauge för prototyper och slutkonstruktion3M/Nexcare Micropore (tm) Kirurgisk tejp, skonsam tejp, maskeringstejp, gaffertape eller ditt favorit diskreta lim Massiva mängder ledig tid och tålamod- Plaftorm: 1x standard 0,100 förborrade protoboard- Timer/triggersektion: 1x 555 timer chip1x 0,01 uF keramisk kondensator 2x 1K Ohm 1/4 W motstånd 1x 470 uF elektrolytkondensator- Binärräknare: 1x SN74HC590AN eller liknande binär räknare- Display: 32x röda frostade lysdioder, T1 3/4 (5mm) storlek 8x 2N3904 NPN transistor eller liknande småsignaltransistor8x 56 Ohm 1/2 W motstånd8x 82 Ohm 1 /2 W motstånd- Effekt: 1x 4 AAA batterihållare 1x 100 uF elektrolytkondensator 1x växelströmbrytare eller spärrknapp

Steg 2: Prototypa 555- och binärräknaren

Jag kollade in databladen för båda mina marker och började sedan koppla in en testkrets, bara för att se till att jag gjorde saker rätt. De värden jag valde får 555 att utlösa lite oftare än en gång per sekund. Detta bör få den binära räknaren att fyllas och svämma över var fjärde minut. 555 pinout (numrerad moturs, med början på övre vänstra wrt -dimpen eller nyckeln): pin 1: Ground / Earthpin 2: Triggerpin 3: Outputpin 4: Resetpin 5: Controlpin 6: Threshholdpin 7: Dischargepin 8: Vcc (Matningsspänning) Anslut ett 1K -motstånd mellan stift 8 och 7 och ett annat mellan 7 och 6. Anslut 470 uF -elektrolyten mellan stift 1 och 2, se till att den negativa sidan är ansluten till jord / jord. (stift 1). Anslut 0,01 uF mellan jord och stift 5 (kontroll). Anslut en extra lysdiod till stift 3, anslut batteriets positiva ledning till stift 8 och batteriet negativ till stift 1. Anslut stift 8 till stift 4 och sedan stift 6 till stift 2. Detta ställer in den astabila driften av 555 -kretsen. Verifiera att lysdioden blinkar ungefär lika snabbt som du tror att den ska. Denna puls kommer att användas för att utlösa vår binära räknare i nästa steg. Videon visar mycket snyggt hur den binära räknaren kantutlöses. Https://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm har en bra beskrivning av de olika stiften och deras funktion. När 555 fungerar till din tillfredsställelse, lägg till det binära räknesteget. Utgångspulsen från stift 3 på 555 -chipet kommer att ansluta till stift 11 på detta chip för att öka räknaren. Du kommer att vilja konsultera databladet för ditt specifika chip, men för det här, SN74HC590AN, var jag tvungen att ansluta räknarklockan och registerklockan tillsammans. Det finns sätt att använda detta chip som innebär att ändra det interna antalet men inte det visade antalet, vilket är intressant ur ett dataperspektiv, men inte särskilt relevant för detta projekt. Stift 12 (inverterad räknaraktivering) och stift 14 (inverterad utgångsaktivering) var båda bundna till marken, medan stift 10 (inverterad huvudåterställning/ klockradering) var ansluten till matningen. Låt inte detta vara anslutet för länge, eftersom vi inte t har några strömbegränsande motstånd på plats. Det, och du kommer att vilja gå vidare till nästa steg!

Steg 3: Gör en grov layout av komponentplacering

Innan jag började något, satte jag lysdioderna på protoboardet bara för att vara säker på att jag inte var galen och 32 lysdioder skulle verkligen passa på brädet i ett fint mönster. Jag bestämde mig för att de negativa avledningarna skulle vara bäst på utsidan, så att jag enkelt kunde ansluta dem och skapa en gemensam katod för min skärm. Jag tror inte att det skulle ha fungerat för bra om jag hade gjort de negativa ledningarna närmare insidan av enheten.

Jag var inte helt säker på att styrkretsen skulle passa, eftersom jag tyckte att 32 lysdioder var mycket, men allt löste sig. Kablarna, som du kommer att se senare, visar sig vara den mest tidskrävande delen av projektet.

Steg 4: Placera 555, binära räknare och transistorer

Det är här papperstejpen eller annat lim kommer till nytta. När du har placerat dina komponenter, tejpa ner dem på protoboardet och vänd det för att lödda komponenterna tillsammans. Att ha en klar uppfattning om vad du vill att din layout ska vara hjälper verkligen, eller så kan du vara som jag och bejaka om att allt ska passa.

Jag böjde ledningarna för båda chipsen för att vara så jämna med protoboardet som jag kunde göra dem. Om du vill vara smartare om designen än jag var, kan du använda uttag för chipsen, men konstruktionen måste förändras avsevärt om du ville ha enkel åtkomst för att ersätta chipsen om de misslyckades. De vita trådarna på bilden är utgången (555, vänster) och utlösaren (räknaren, höger). Om jag hade planerat lite längre fram skulle de vara en enda tråd. När båda chipsen är på plats lägger du till strömbegränsningsmotstånden i den binära räknaren. Dessa är inte tekniskt nödvändiga, men jag uppskattade verkligen att ha robusta färdiga trådar som jag inte behövde klippa eller ta bort. Du vill också tejpa ner dessa. I ett lyckat drag har jag alternerat slutstiftets placering över hela linjen så att jag kunde ha lite hopp om att få transistorerna att passa. När de är placerade, tejpa fast dem och löd dem till benen på disken och baserna på deras respektive transistorer. Använd inte för mycket värme för länge annars steker du chipet, transistorn eller båda. När den första uppsättningen motstånd har anslutits lägger du till den andra uppsättningen, tejpen, lödet. Dessa kommer att anslutas till transistorernas kollektorer och ge det mesta av strömmen till våra lysdioder. De 56 Ohm motstånden från den binära räknaren kommer att anslutas till basen på transistorerna, som kommer att sitta under en annan uppsättning motstånd, den här gången de 82 Ohm, som kommer att gå direkt till strömförsörjningen och in i våra lysdioder. Det kommer bara inte att se särskilt vackert ut. Detta speciella binära motchip kan ge tillräckligt med ström för att tända 8 20mA lysdioder, men eftersom jag skulle köra 32 i parallella uppsättningar av 4 bestämde jag mig för att använda transistorer. Dessutom är transistorer snygga!

Steg 5: Förbered lysdioderna för anslutning

Här kommer den mest tidskrävande delen av projektet. Att få lysdioderna på plats är inte för svårt, men att lödda dem alla på rätt sätt, se till att inte korta ut något eller skruva upp tidigare lödning är en ganska känslig uppgift. Just nu önskar jag att jag hade några veckor till för det här projektet, och kanske några dubbelsidiga färdiga kretskort.

Det finns inte för mycket hjärnarbete i detta steg, men det finns gott om arbete. Lägg först lysdioderna i ditt önskade mönster och bestäm vilka du vill utlösa samtidigt. I det här fallet väljer jag grupper om 4 som ska aktiveras av samma stift, som börjar på toppen och botten och fortsätter runt kanterna till sidorna. När du har placerat dem alla där du vill ha dem, tejpar du fast dem på brädet med ditt valda lim. Vänd styrelsen och börja prövningen. Det är en bra idé att stanna upp och testa enskilda och grupper av lysdioder för att se till att de fortfarande fungerar. Denna konstruktionsmetod leder inte precis till enkla reparationer. Jag placerade alla negativa ledningar så att de skulle gå runt formens utsida och lade sedan de positiva ledningarna platt där jag kunde och böjde de andra till en stege struktur. För att göra luckorna i isoleringen i mitten av trådar, böjde jag tråden och klippte försiktigt bort isoleringen vid böjspetsen, böjde den sedan åt andra hållet och gjorde det försiktigt igen. FLERA TIMMAR SENARE … Jag var klar. När allt kommer omkring, se till att ansluta respektive ledningar för dina LED -grupper till lämpliga emitterstift på transistorerna. 0-7 är ordnade från vänster till höger på komponentsidan, så det är bara att sticka igenom det och lödda upp det. Tejp hjälper också här. Bilderna ska berätta allt du behöver veta om detta tidskrävande steg …

Steg 6: Anslut ström och avsluta i allmänhet

Tja, det tog längre tid än det borde ha … men det är gjort nu, och de sista stegen är i sikte! Den stora klump motstånd som är anslutna till respektive kollektorer av transistorerna kommer att anslutas till positiv effekt, tillsammans med båda chipsen. För att göra kretsen måste vi också ansluta jordledningarna på lysdioderna till en negativ batterianslutning och se till att chipsen blir anslutna också. Jag valde att sätta vippströmbrytaren på botten för enkel åtkomst, även om jag skulle ha gillade något lite lättare att montera för stabilitet. Det finns många saker jag skulle ha förbättrat om det här var ett kit eller något som kräver mer design, men för närvarande håller superlim det på ett ganska stabilt läge.: 100 uF kondensatorn ansluten mellan de två batterikablarna. Detta för att kompensera för alla stora strömavlopp som kan dyka upp eller någon annan belastning som batteriet kanske inte kan hinna med senare. Det hjälpte också att få den långa gröna tråden till en hanterbar position.