لقد قمنا سابقًا ببناء مكعب LED 3x3x3 باستخدام Arduino و Raspberry Pi. يتم إنشاء مكعب LED 3x3x3 بشكل عام باستخدام بعض الميكروكونترولر ، ولكن في هذه الجلسة سنقوم بصنع مكعب LED 3 * 3 * 3 بدون أي متحكم. هنا سنستخدم إعداد عداد ثنائي 555 IC و CD4020 للتحكم في LED Cube.
عادة للتحكم في LED CUBE ، نستخدم متحكم وبرمجة للحصول على أنماط مختلفة. لكن بالنسبة للمبتدئين ، إنها عملية معقدة ، لذلك نحن هنا نستخدم مزيجًا من 555 Timer و CD4020 IC وهو الأنسب للمبتدئين. على الرغم من أنه مع هذه الدائرة يمكننا الحصول على نمط واحد فقط ، إلا أن هذه هي أفضل طريقة للتعرف على مكعبات LED وعملها. تعرف على المزيد حول 555 Timer IC عن طريق التحقق من المزيد من الدوائر القائمة على 555 هنا.
هناك العديد من أنواع المكعبات التي يمكن تصميمها. أبسط واحد هو مكعب LED 3x3x3. يتكون مكعب LED 3 * 3 * 3 من 27 LED (الثنائيات الباعثة للضوء) ، هذه المصابيح مرتبة في صفوف وأعمدة تشكل مكعبًا. وبالمثل ، يمكننا أن نجعل مكعب LED 4 * 4 * 4 ، 5 * 5 * 5 وما فوق. من المصابيح. بالنسبة لمكعب 4 * 4 * 4 LED ، فإن العمل يتضاعف ثلاث مرات تقريبًا لأنك تحتاج إلى القيام بعمل لـ 64 LED. مع كل رقم أعلى ، يتضاعف العمل تقريبًا أو يتضاعف ثلاث مرات. لكن كل مكعب يعمل بشكل أو بآخر بنفس الطريقة.
3x3x3 LED CUBE بـ 555 المؤقت هو أبسط لأن هناك بعض المزايا لهذا التصميم مثل ،
- بالنسبة لهذا المكعب ، لا داعي للقلق بشأن استهلاك الطاقة أو تبديدها.
- انخفاض الطلب على إمدادات الطاقة.
- لا نحتاج إلى أي تبديل للإلكترونيات مثل الترانزستورات لهذا المكعب.
- نحتاج إلى محطات طرفية منطقية أقل ، لذا لا نحتاج إلى سجلات التحول أو أي شيء من هذا القبيل.
- لا حاجة للبرمجة.
- لا حاجة لدوائر معقدة
- المعرفة الأساسية بالدوائر كافية لتصميم هذا المشروع.
المكونات المطلوبة:
- 1KΩ مقاومات (10 قطع)
- 27 ليد
- 555 المؤقت IC
- CD4020 عداد ثنائي IC
- 10 كيلو وعاء
- 10 فائق التوهج مكثف
- 5 فولت امدادات الطاقة
- أدوات لحام لبناء مكعب LED
شرح الدائرة والعمل:
استخدمنا هنا نفس مكعب LED الذي استخدمناه سابقًا مع Raspberry Pi ، وقد تم شرح بناء مكعب LED هذا مسبقًا في هذا المشروع. يرجى التحقق من مشروعين أدناه لبناء مكعب LED بشكل صحيح عن طريق لحام 27 LEDs بترتيب معين:
- مكعب LED 3X3X3 مع اردوينو
- 3X3X3 LED Cube مع Raspberry Pi وبرنامج Python
بمجرد الانتهاء من كل شيء ، سيكون لديك مكعب مثل هذا ،
يظهر الرسم التخطيطي للدائرة لمكعب LED 3x3x3 باستخدام 555 Timer في الشكل أدناه.
كما هو موضح في الصورة ، لدينا إجمالي 12 دبوسًا من CUBE. أكثر من 9 دبابيس موجبة شائعة و 3 دبابيس هي محطات سلبية مشتركة. تذكر أن كل عمود يمثل طرفًا موجبًا وكل طبقة (صف) تمثل طرفًا سالبًا.
نظرًا لأننا نتحكم فقط في LED CUBE بواسطة عداد CD4020 ، فلن تكون هناك حاجة للتحكم في الأطراف السالبة. لذلك قمنا بتثبيت السلبيات الثلاثة الشائعة كما هو موضح في مخطط الدائرة. مع هذا سيكون لدينا 9 أطراف موجبة من 9 أعمدة من مكعب LED.
الآن بالنسبة لهذه الدائرة ، نحتاج أولاً إلى تصميم Square Wave Generator أو Astable Multivibrator باستخدام NE555 المؤقت IC كما هو موضح في الدائرة أدناه:
هنا تولد شريحة 555 موجة مربعة ليقوم LED بالتبديل بين ON و OFF. مقياس الجهد هنا هو ضبط وتيرة الوميض.
سنقوم بتغذية خرج الموجة المربعة هذا إلى شريحة العداد الثنائي. يقوم العداد الثنائي بحساب نبضات الساعة ويتم تحديد عدد النبضات المحسوبة بواسطة العداد من خلال دبابيس Q0-Q13. سنقوم بتوصيل دبابيس خرج العداد هذه بأعمدة LED CUBE وفقًا لمخطط الدائرة. لذلك في كل مرة يزيد العد من تغييرات منطق منفذ الإخراج ومع تغير نمط LED CUBE هذا.
باختصار ، يولد المؤقت 555 نبضات على مدار الساعة ، ويحسب العداد نبضات الساعة ويجعل دبابيس خرجها عالية وفقًا لذلك ، وفي النهاية يتغير نمط LED CUBE اعتمادًا على إخراج CD4020. هذه هي الطريقة التي يعمل بها زوج عداد 3 * 3 * 3 LED CUBE بواسطة 555 timer-CD4020.
** تأكد من تأريض Master Reset الخاص بـ CD4020. إذا تم تركه بمفرده ، فقد لا يعمل المكعب.