دائرة RGB LED بسيطة التمرير

جرب أداة القضاء على المشاكل





يمكن عمل شاشة LED متحركة أو متحركة RGB (أحمر ، أخضر ، أزرق) باستخدام 4017 ICs. دعونا نتعلم الإجراء بالتفصيل.

فهم RGB LED

أصبحت RGB LEDs شائعة جدًا هذه الأيام بسبب ميزة الألوان الثلاثة في واحد ، ولأنها يمكن تشغيلها بشكل مستقل باستخدام ثلاثة مصادر توريد متميزة.



لقد ناقشت بالفعل واحدة مثيرة للاهتمام دائرة خلط الألوان RGB ، والتي يمكن استخدامها لضبط كثافة ألوان مصابيح LED يدويًا لإنتاج مجموعات ألوان فريدة من خلال انتقالات تدريجية.

في دائرة LED التمرير RGB المقترحة ، ندمج نفس مؤشر LED لتنفيذ التأثير.



تُظهر الصورة التالية مؤشر RGB LED قياسي مع دبابيس مستقلة للتحكم في مصابيح RGB LED الثلاثة المضمنة.

سنطلب 24 من مصابيح LED هذه لإنتاج تأثير التمرير المقصود ، بمجرد شرائها ، يمكن تجميعها بشكل تسلسلي كما هو موضح في الصورة التالية:

كما يمكن رؤيته ، يتم جعل جميع الكاثودات مشتركة ويتم تأريضها عبر مقاومات فردية 100 أوم (متصلة بالإمداد السالب للدائرة).

يمكن رؤية نهايات الأنود محددة ببعض الأرقام ذات الصلة والتي تحتاج إلى توصيلها بشكل مناسب بمنافذ الإخراج الخاصة بدائرة IC 4017 كما هو موضح في الشكل التالي:

كيف تعمل الدائرة

يمكن فهم أداء الدائرة بمساعدة النقاط التالية:

يمكننا أن نرى أربعة IC 4017 ، جهاز العداد / المقسم ذو العشر مراحل من Johnson والتي يتم تتابعها بطريقة خاصة بحيث يتحقق تأثير التمرير المقصود من التصميم.

يتم توصيل جميع الدبوس رقم 14 الذي يمثل مدخلات الساعة من الدوائر المتكاملة معًا ومتكاملًا مع مصدر الساعة ، والذي يمكن تحقيقه بسهولة من أي دائرة ثابتة قياسية مثل IC 555 atable أو الترانزستور المستقر أو الدائرة 4060 أو ببساطة NAND دارة مذبذب البوابة.

تحدد سرعة التردد المضبوط على الدائرة المستقرة سرعة تأثير التمرير لمصابيح LED.

عند تشغيل الطاقة ، يفرض C1 على الفور السن رقم 15 في IC1 للارتفاع مؤقتًا. يؤدي هذا إلى سحب الدبوس رقم 3 من IC1 إلى مستوى عالٍ بينما يتم ضبط جميع pinouts المتبقي لـ IC1 على منطق صفري.

مع ارتفاع دبوس رقم 3 من IC1 ، يؤدي ذلك إلى ارتفاع رقم التعريف الشخصي رقم 15 من IC2 أيضًا ، وهو ما يضع أيضًا الدبوس رقم 3 من IC2 في منطق عالي وجميع نقاط التوصيل الأخرى عند المنطق صفر ...... وهذا بدوره يفرض IC3 و IC4 للذهاب من خلال مجموعة متطابقة من اتجاه pinout.

لذلك أثناء تشغيل مفتاح الطاقة ، تحقق جميع وحدات 4017 ICs الحالة المذكورة أعلاه وتظل معطلة مع التأكد من إيقاف تشغيل جميع مصابيح LED RGB في البداية.

ومع ذلك ، في اللحظة التي يتم فيها شحن C1 بالكامل ، يتم التخلص من الدبوس رقم 15 من IC1 من الارتفاع الذي تم إنشاؤه بواسطة C1 ، وهو الآن قادر على الاستجابة للساعات ، وفي هذه العملية ينتقل التسلسل المنطقي العالي من الدبوس رقم 3 إلى الدبوس التالي # 2 .... تضيء سلسلة RGB الأولى الآن (تضيء سلسلة RED الأولى).

مع انخفاض الدبوس رقم 3 في IC1 ، يصبح IC2 أيضًا ممكّنًا الآن وبنفس الطريقة يصبح جاهزًا للاستجابة للساعة اللاحقة عند رقمه 14.

لذلك ، في اللحظة التي ينتقل فيها التسلسل المنطقي IC1 أكثر من pin2 الخاص به إلى pin4 ، يتوافق IC2 عن طريق دفع pinout مرتفعًا من طرفه رقم 3 إلى طرف # 4 .... تضيء سلسلة RGB التالية الآن (تضيء السلسلة الخضراء وتحل محل السابق سلسلة LED حمراء ، يتم نقل اللون الأحمر إلى سلسلة RGB التالية).

مع الساعات اللاحقة في الدبوس رقم 14 من الدوائر المتكاملة ، يتبعه IC 3 و IC4 ، بحيث يبدو أن سلسلة RGB الآن تتحرك أو تتحرك عبر شرائط LED الثمانية التالية.

مع استمرار التسلسل عبر الـ 4017 ICs المتتالية ، تصل النبضة المنطقية الأخيرة في وقت ما إلى الطرف رقم 11 من IC4 ، بمجرد أن يحدث هذا ، فإن المنطق العالي في هذا الدبوس على الفور `` الوخزات '' رقم 15 لـ IC1 ويفرضه لإعادة التعيين والعودة إلى موضعها الأولي ، وتبدأ الدورة من جديد ...

قد لا يكون تأثير التمرير RGB أعلاه مثيرًا للإعجاب ، لأن النمط المتحرك سيكون بالطريقة R> G> B ...... ، هذا لون يظهر خلف الآخر.

من أجل تحقيق نمط مظهر أكثر إثارة للاهتمام بالطريقة R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... وما إلى ذلك ، نحتاج إلى تنفيذ ما يلي الدائرة ، تعرض تصميم 4 قنوات ، لمزيد من عدد القنوات ، يمكنك ببساطة الاستمرار في إضافة IC 4017 ICs بنفس الطريقة ، كما هو موضح في الفقرات التالية.

RGB دائرة عرض الأبجدية المتحركة

تم تصميم هذه الدائرة التالية لإنشاء نمط تسلسلي على مجموعة من مصابيح LED باللون الأحمر أو الأخضر أو ​​الأزرق أو RGB مما ينتج عنه تأثير انتقال متحرك أو متحرك جميل من الأحمر إلى الأخضر إلى الأزرق والعودة إلى الأحمر.

يمكن رؤية دائرة التحكم الرئيسية لدائرة مطارد الأبجدية RGB LED المقترحة أدناه ، وتتألف من 3 عقود Johnsons عداد 4017 ICs ومولد ساعة IC 555.

كيف يعمل تأثير RGB

دعنا أولاً نحاول فهم دور هذه المرحلة وكيف يفترض بها تنفيذ تأثير RGB LED قيد التشغيل.

يتم تضمين مرحلة مولد الساعة المستقرة 555 IC لتوليد نبضة التسلسل لـ 3 دوائر متكاملة ، والتي يمكن رؤية دبوس 14 الخاص بها معًا وربطها بإخراج IC 555 للتشغيل المطلوب.

عند تشغيل الطاقة ، يقوم مكثف 0.1 فائق التوهج المتصل بـ pin15 من IC1 4017 بإعادة تعيين هذا IC بحيث يكون التسلسل قادرًا على البدء من pin3 من هذا IC ، أي من pin3> 2> 4> 7> 10 ... و وهكذا استجابة لكل نبضة ساعة عند دبوسها 14.

ومع ذلك ، في البداية ، عند إعادة تعيينه بواسطة غطاء 0.1 فائق التوهج ، باستثناء pin3 ، تصبح جميع دبابيس الإخراج منخفضة بما في ذلك pin11.

مع pin11 عند الصفر ، لا يتمكن pin15 من IC2 من الحصول على إمكانات أرضية وبالتالي يظل معطلاً ، ويحدث نفس الشيء مع IC3 أيضًا ... لذا يظل IC2 و IC 3 معطلين في الوقت الحالي ، بينما يبدأ IC1 في التسلسل.

الآن كنتيجة لذلك ، تبدأ مخرجات IC1 في التسلسل إنتاج تسلسل (التحول) 'عالي' عبر دبابيس الإخراج من pin3 إلى pin11 ، حتى يصل التسلسل المرتفع أخيرًا إلى pin11.

بمجرد أن يصبح pin11 مرتفعًا في الترتيب ، يصبح pin13 الخاص بـ IC1 مرتفعًا أيضًا مما يؤدي إلى تجميد IC1 على الفور ، ويتم قفل المنطق العالي في pin11 ... يظل IC الآن في هذا الوضع غير قادر على فعل أي شيء.

ومع ذلك ، يؤدي ما سبق إلى تشغيل BC547 المرتبط ، والذي يمكّن على الفور IC2 الذي يقلد الآن IC1 ويبدأ في التسلسل من pin3 الخاص به نحو pin11 ، واحدًا تلو الآخر .... وبشكل مماثل تمامًا بمجرد ارتفاع pin11 لـ IC2 ، يتم قفله بالمثل و تمكن IC3 من تكرار الإجراء.

يتبع IC3 أيضًا آثار أقدام الدوائر المتكاملة السابقة وبمجرد أن يصل منطق التسلسل العالي إلى دبوسه 11 ، يتم نقل ارتفاع المنطق إلى pin15 من IC1 .... والذي يعيد تعيين IC1 على الفور لإعادة النظام إلى شكله الأصلي ، و IC1 حتى الآن مرة أخرى تبدأ عملية التسلسل ، وتستمر الدورة في تكرار نفسها.

مخطط الرسم البياني

دائرة عرض تمرير RGB بسيطة باستخدام IC 4017

لقد تعلمنا وفهمنا كيف من المفترض أن تعمل دائرة تحكم RGB المذكورة أعلاه بالضبط مع إجراءات التسلسل المنصوص عليها ، والآن سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يمكن استخدام مخرجات التسلسل من الدائرة أعلاه مع مرحلة سائق متوافقة لإنتاج التمرير أو الحركة RGB LED فوق مجموعة مختارة من الحروف الهجائية.

التمرير مخطط اتصال LED

جميع الترانزستورات 2N2907
جميع SCRs هي BT169
مقاومات بوابة SCR ومقاومات قاعدة PNP كلها 1K
ستكون مقاومات سلسلة LED وفقًا لتيار LED.

توضح الصورة أعلاه مرحلة برنامج تشغيل RGB ، يمكننا أن نرى 8 أرقام من مصابيح RGB LED المستخدمة (في المربعات المظللة المظللة) ، وذلك لأن الدائرة 4017 التي تمت مناقشتها مصممة لإنتاج 8 مخرجات متسلسلة وبالتالي فإن مرحلة السائق تستوعب أيضًا 8 أرقام من هذه المصابيح.

لمعرفة المزيد حول RGB LEDs ، يمكنك الرجوع إلى المنشورات التالية ذات الصلة:

دائرة خلط الألوان RGB

المتعري RGB ، دائرة تحكم

دور SCRs

في التصميم ، يمكن رؤية SCRs مدرجة في الأطراف السلبية مع كل من مصابيح LED وأيضًا ترانزستورات PNP على الأطراف الإيجابية لمصابيح LED.

يتم وضع SCRs بشكل أساسي لإغلاق إضاءة LED بينما يتم توصيل PNP تمامًا بالعكس وهو كسر المزلاج.

يتم تنفيذ التسلسل أو بالأحرى تأثير التمرير الأبجدي النموذجي عن طريق تعيين مصابيح LED المختلفة في النمط التالي:

كيف تعمل

يمكن رؤية جميع مصابيح LED الحمراء من وحدات RGB متصلة بمخرجات IC1 ، ومصابيح LED الخضراء بمخرجات IC2 ومصابيح LED الزرقاء مع مخرجات IC3 ، عبر بوابات SCR المقابلة. عندما يتم تشغيل SCRs ، تصبح مصابيح LED ذات الصلة مضاءة في تسلسل مطاردة.

كما هو موضح في القسم السابق ، فإن IC1 و IC2 و IC3 مزورة بطريقة تستجيب بها الدوائر المتكاملة بطريقة متتالية ، حيث يبدأ IC1 في التسلسل أولاً ، متبوعًا بـ IC2 ثم IC3 ، ثم تستمر الدورة في تكرار نفسها.

لذلك عندما يبدأ IC1 في تسلسل جميع مصابيح LED الحمراء في وحدات RGB المعنية ، يتم تشغيلها وإغلاقها.

عندما يتم تمكين IC2 بالتسلسل ، فإنه يبدأ في إضاءة وإغلاق مؤشر LED الأخضر في المصفوفة عبر SCRs المعنية ، ولكن في نفس الوقت يكسر مزلاج RED عبر ترانزستورات PNP المرتبطة. يتم تنفيذ نفس الشيء بواسطة مخرجات IC3 ولكن هذه المرة لمصابيح LED الخضراء في وحدات RGB ،

عندما ينقضي تسلسل LED الأخضر ، يتم استبداله مرة أخرى بـ IC1 لمعالجة المصابيح الحمراء ، ويبدأ الإجراء بأكمله في محاكاة تأثير التمرير الرائع RGB LED.

محاكاة عرض التمرير

التمرير محاكاة LED GIF

توفر المحاكاة المتحركة الموضحة أعلاه نسخة طبق الأصل من التمرير لمصابيح LED التي يمكن توقعها من التصميم المقترح.

تشير النقاط البيضاء قيد التشغيل المشار إليها على بوابات SCR إلى بدء تشغيل وظيفة الإغلاق وتنفيذها بواسطة SCR ، بينما تشير البقع البيضاء لقاعدة PNP إلى كسر مزلاج SCR ذات الصلة.

تظهر مصابيح LED الفردية في التسلسل ، ولكن اعتمادًا على جهد الإمداد ، يمكن إدخال عدد أكبر من سلسلة مصابيح LED داخل كل قناة من قنوات RGB. على سبيل المثال مع مزود بجهد 12 فولت ، يمكن دمج 3 مصابيح LED في كل قناة ، مع 24 فولت يمكن زيادتها إلى 6 مصابيح LED في كل قناة.

مثال محاكاة التمرير الترحيب

كيفية تكوين التأثير أعلاه لإنشاء أبجديات RGB LED قيد التشغيل أو الحركة

التمرير

يوضح المثال أعلاه محاكاة أبجدية رسومية متحركة RGB كلاسيكية باستخدام الدائرة الموضحة أعلاه.

يمكن رؤية كل أبجدية سلكية بمصابيح LED باللون الأحمر والأخضر والأزرق من وحدات 8 RGB LED.

يمكن أن تكون التوصيلات المتوازية المتسلسلة معقدة بعض الشيء ، وقد تتطلب بعض الخبرة والمهارة ، ويمكن دراسة المقالات التالية لفهم الحسابات المتعلقة بمصابيح LED السلكية في سلسلة ومتوازية:

كيفية سلك أضواء LED

كيفية حساب وتوصيل مصابيح LED في سلسلة ومتوازية

يمكن تصميم العديد من الأنماط المبتكرة المختلفة وتنفيذها باستخدام التخيلات الإبداعية الخاصة بها وعن طريق توصيل مصابيح RGB LED بشكل مناسب عبر التسلسل.




السابق: موجة جيبية PWM (SPWM) الدائرة باستخدام Opamp في المادة التالية: توزيع طاقة دائرة مولدات الطوارئ