Construya una decoración de corazón LED binaria (Blinkenheart): 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este es mi primer instructivo, así que definitivamente envíame comentarios. Si puedo hacer un esquema que no sea terrible, lo agregaré aquí.

Estoy empezando a aprender algo de electrónica básica y una amiga quería regalarle algo especial a su prometido para el día de San Valentín. ¡Tiempo perfecto! Entonces, hice la lista de piezas, esperé a que llegaran y comencé a construir. La unidad consta de 32 LED rojos, un circuito temporizador 555 y un contador binario, junto con un montón de componentes de apoyo y un cableado creativo. Este fue mi primer gran proyecto de electrónica y ciertamente aprendí mucho de él. Por supuesto, si ya hubiera sabido todo lo que aprendí, es posible que no hubiera estado tan ansioso por comenzar … Me tomó mucho más tiempo de lo que esperaba, pero no me arrepiento de haberlo hecho. Si tengo alguna razón para hacer esto a mayor escala, estoy pensando seriamente en placas de circuito prefabricadas. El resultado final es una matriz de 32 LED que forman un corazón, pieza por pieza, y con suerte serán un bonito adorno de escritorio.

Paso 1: Lista de piezas

El primer paso para mí fue crear un prototipo de pequeñas partes del proyecto en una placa de pruebas. Usé una calculadora en línea en https://freespace.virgin.net/matt.waite/resource/handy/pinouts/555/index.htm para determinar los valores de mi temporizador y usé la ley de Ohm para determinar qué resistencias necesitaría. la batería no se agota demasiado rápido ni se queman mis LED. Compré casi todo de Mouser (el interruptor de palanca era de Radio Shack), así que tengo todos los números de pieza disponibles, si alguien quiere, los publicaré aquí, pero deberían estar disponibles en cualquier lugar. Las resistencias en la sección Pantalla son en parte para limitar la corriente y en parte por conveniencia. Es posible que me haya vuelto loco si tuviera que cortar y pelar tanto cable. Hágase un favor y no compre un paquete de 7 interruptores DIP y será inteligente, los cortará en pedazos y recuperará 4 elementos de interruptores individuales. de ellos … Compre un interruptor de botón de palanca o de pestillo y mantenga alejadas las canas y la calvicie prematura. Estaba un poco molesto por el costo del protoboard en relación con los otros componentes, pero estaba impresionado con la calidad, así que me sentí mejor sobre cambiar el valor en efectivo de un sándwich de comida rápida por él.:-) Aquí está la lista de piezas: Placa de pruebas (para prototipos) Soldador (20W-40W) Soldadura con núcleo de colofonia estándar Cortador / pelacables Cortador diagonal Alambre calibre 18-20 para prototipos y construcción final Cinta quirúrgica 3M / Nexcare Micropore (tm), cinta de papel suave, cinta de enmascarar, cinta adhesiva o su adhesivo discreto favorito Cantidades masivas de tiempo libre y paciencia- Plaftorm: 1x protoboard estándar de 0.100 pretaladrado- Sección de temporizador / disparador: 1x chip temporizador 555 1x condensador cerámico de 0.01 uF 2x 1K Ohm 1/4 W resistor 1x Condensador electrolítico de 470 uF- Sección del contador binario: 1x SN74HC590AN o contador binario similar- Pantalla: 32x LED rojos esmerilados, tamaño T1 3/4 (5 mm) 8x 2N3904 Transistor NPN o transistor de pequeña señal similar 8x 56 Ohm 1/2 W resistor8x 82 Ohm 1 / Resistencia de 2 W - Potencia: 1x 4 portapilas AAA 1x condensador electrolítico de 100 uF 1x Interruptor de palanca de PCB o pulsador de enclavamiento

Paso 2: Prototipo de las etapas de contador 555 y binario

Revisé las hojas de datos de mis dos chips y luego me puse a cablear un circuito de prueba, solo para asegurarme de que estaba haciendo las cosas bien. Los valores que elegí hacen que el 555 se dispare un poco más de una vez por segundo. Esto debería hacer que el contador binario se llene y se desborde aproximadamente cada 4 minutos.: Clavija de umbral 7: Clavija de descarga 8: Vcc (Voltaje de suministro) Conecte una resistencia de 1K entre las clavijas 8 y 7 y otra entre las clavijas 7 y 6. Conecte el electrolítico de 470 uF entre las clavijas 1 y 2, asegurándose de que el lado negativo esté conectado a tierra / tierra (pin 1). Conecte el 0.01 uF entre Tierra y el pin 5 (Control). Conecte un LED de repuesto al pin 3, conecte el cable positivo de la batería al pin 8 y el negativo de la batería al pin 1. Conecte el pin 8 al pin 4 y luego el pin 6 al pin 2. Esto configura el funcionamiento estable del circuito 555. que el LED parpadee tan rápido como usted cree que debería hacerlo. Este pulso se utilizará para activar nuestro contador binario en el siguiente paso. El video muestra muy bien cómo el contador binario se activa por borde. Http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/555.htm tiene una buena descripción de los diferentes pines y su función. Una vez que el 555 está funcionando a su satisfacción, agregue la etapa del contador binario. El pulso de salida del pin 3 del chip 555 se conectará al pin 11 de este chip para incrementar el contador. Querrá consultar la hoja de datos de su chip en particular, pero para este, el SN74HC590AN, tuve que conectar el reloj contador y el reloj de registro juntos. Hay formas de usar este chip que implican cambiar el recuento interno pero no el recuento mostrado, lo cual es interesante desde una perspectiva informática, pero no muy relevante para este proyecto. El pin 12 (habilitación de conteo invertido) y el pin 14 (habilitación de salida invertida) estaban ambos conectados a tierra, mientras que el pin 10 (reinicio maestro invertido / reloj limpio) estaba conectado a la fuente. No deje esto conectado demasiado tiempo, ya que no lo hacemos. No tenga ninguna resistencia limitadora de corriente en su lugar. Eso, ¡y querrás pasar a los siguientes pasos!

Paso 3: Realice un diseño aproximado de la ubicación de los componentes

Antes de comenzar cualquier cosa, coloqué los LED en el protoboard solo para asegurarme de que no estaba loco y de que 32 LED encajarían en el tablero en un patrón agradable. Decidí que los cables negativos serían mejores en el exterior, para poder conectarlos entre sí fácilmente, formando un cátodo común para mi pantalla. No creo que hubiera funcionado demasiado bien si hubiera acercado los cables negativos al interior del dispositivo.

No estaba muy seguro de que el circuito de control fuera a encajar, ya que pensaba que 32 LED era mucho, pero todo funcionó. El cableado, como verá más adelante, resulta ser la parte más lenta del proyecto.

Paso 4: Coloque 555, contador binario y transistores

Aquí es donde la cinta de papel u otro adhesivo resulta útil. Una vez que hayas colocado tus componentes, pégalos con cinta adhesiva al protoboard y dale la vuelta para soldar los componentes. Tener una idea clara de lo que quiere que sea su diseño ciertamente ayuda, o podría ser como yo y improvisar, rezando para que todo encaje.

Doblé los cables de ambos chips hacia abajo para que estuvieran lo más alineados con el protoboard como pude. Si quieres ser más inteligente que yo con el diseño, puedes usar enchufes para los chips, pero la construcción tendría que cambiar significativamente si quisieras un acceso fácil para reemplazar los chips si fallaran. Los cables blancos en la imagen son la salida (555, izquierda) y el disparador (contador, derecha). Si hubiera planeado un poco más adelante, serían un solo cable. Después de que ambos chips estén en su lugar, agregue las resistencias limitadoras de corriente al contador binario. Estos no son técnicamente necesarios, pero ciertamente aprecié tener cables resistentes listos para usar que no tuve que cortar o pelar. También querrá pegarlos con cinta adhesiva. En un movimiento afortunado, alteré la ubicación de los pines finales en todos los ámbitos para tener alguna esperanza de que los transistores encajaran. Una vez colocados, pégalos con cinta adhesiva y suéldalos a los pines del contador y las bases de sus respectivos transistores. No uses demasiado calor durante demasiado tiempo o freirás el chip, el transistor o ambos. Después de conectar el primer juego de resistencias, agregue el segundo juego, cinta, soldadura. Estos estarán conectados a los colectores de los transistores y proporcionarán la mayor parte de la energía para nuestros LED. Las resistencias de 56 ohmios del contador binario se conectarán a la base de los transistores, que se ubicarán debajo de otro conjunto de resistencias, esta vez las de 82 ohmios, que irán directamente a la fuente de alimentación y a nuestros LED. Simplemente no se verá muy bonito. Este chip contador binario en particular puede proporcionar suficiente corriente para encender 8 LED de 20 mA, pero como iba a ejecutar 32 en conjuntos paralelos de 4, decidí usar transistores. Además, ¡los transistores son geniales!

Paso 5: prepare los LED para la conexión

Aquí viene la parte del proyecto que consume más tiempo. Poner los LED en su posición no es demasiado difícil, pero soldarlos todos juntos de la manera correcta, asegurándose de no cortar nada o estropear la soldadura anterior es una tarea bastante delicada. En este momento, me hubiera gustado tener algunas semanas más para este proyecto, y tal vez algunas placas de circuito impreso prefabricadas de doble cara.

No hay mucho trabajo intelectual en este paso, pero hay mucho trabajo. Primero, coloque los LED en el patrón que desee y decida cuáles desea que se activen al mismo tiempo. En este caso, elijo grupos de 4 para que se activen con el mismo pin, comenzando en la parte superior e inferior y continuando alrededor de los bordes hacia los lados. Una vez que los haya colocado todos donde los desee, péguelos con cinta adhesiva al tablero con el adhesivo de su elección. Da la vuelta al tablero y comienza la prueba. Es una buena idea detener y probar LED individuales y en grupo para asegurarse de que aún estén funcionando. Este método de construcción no conduce exactamente a reparaciones simples. Coloqué todos los cables negativos de modo que rodeasen el exterior de la forma, y luego coloqué los cables positivos planos donde podía y doblé los demás en una estructura de escalera. Para hacer los espacios en el aislamiento en el medio de los cables, doblé el cable y corté con cuidado el aislamiento en la punta de la curva, luego lo doblé hacia el otro lado y lo volví a hacer con cuidado. VARIAS HORAS DESPUÉS… Terminé. Después de todo eso, asegúrese de conectar los cables respectivos para sus grupos de LED a los pines emisores apropiados de los transistores. 0-7 están dispuestos de izquierda a derecha en el lado del componente, así que simplemente páselo y suéldelo. La cinta también ayuda aquí. Las imágenes deberían decirle todo lo que necesita saber sobre este paso que requiere mucho tiempo …

Paso 6: Conecte la energía y termine en general

Bueno, eso tomó más tiempo del que debería haber hecho … pero ya está hecho, ¡y los últimos pasos están a la vista! El gran grupo de resistencias que están conectadas a los respectivos colectores de los transistores se conectarán a potencia positiva, junto con ambos chips. Para hacer el circuito, también necesitamos conectar los cables de tierra de los LED a la conexión negativa de la batería y asegurarnos de que los chips también se conecten. Elegí poner el interruptor de palanca en la parte inferior para facilitar el acceso, aunque habría Me gustó algo un poco más fácil de montar para mayor estabilidad. Hay muchas cosas que habría mejorado si esto fuera un kit o algo que requiriera más diseño, pero por ahora, superglue lo mantiene en una posición bastante estable. Hay un componente que dejé en las imágenes pero lo agregué más tarde.: el condensador de 100 uF conectado entre los dos cables de la batería. Esto es para ayudar a compensar las grandes pérdidas de corriente que puedan surgir o cualquier otra tensión que la batería no pueda soportar más adelante. También ayudó a llevar ese largo cable verde a una posición manejable.