이전에 Arduino 및 Raspberry Pi를 사용하여 3x3x3 LED 큐브를 구축했습니다. 3x3x3 LED Cube는 일반적으로 일부 마이크로 컨트롤러를 사용하여 빌드되지만이 세션 에서는 마이크로 컨트롤러없이 3 * 3 * 3 LED CUBE 를 만들 것 입니다. 여기서는 555 타이머 IC 및 CD4020 바이너리 카운터 설정을 사용하여 LED 큐브를 제어합니다.
일반적으로 LED CUBE를 제어하기 위해 마이크로 컨트롤러와 프로그래밍을 사용하여 다양한 패턴을 얻습니다. 그러나 초보자에게는 복잡한 프로세스이므로 여기에서는 초보자에게 가장 적합한 555 Timer와 CD4020 IC의 조합을 사용합니다. 이 회로를 사용하면 하나의 패턴 만 얻을 수 있지만 이것이 LED 큐브와 그 작동에 익숙해지는 가장 좋은 방법입니다. 여기에서 더 많은 555 기반 회로를 확인하여 555 타이머 IC에 대해 자세히 알아보십시오.
디자인 할 수있는 큐브에는 여러 유형이 있습니다. 가장 간단한 것은 3x3x3 LED 큐브 입니다. 이 3 * 3 * 3 LED CUBE는 27 개의 LED (발광 다이오드)로 구성되어 있으며,이 LED는 큐브를 형성하는 행과 열로 배열됩니다. 마찬가지로 우리는 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 이상의 LED 큐브를 만들 수 있습니다. LED의. 4 * 4 * 4 LED 큐브의 경우 64 개의 LED로 작업해야하므로 작업이 거의 세 배가됩니다. 숫자가 높을수록 작업은 거의 두 배 또는 세 배가됩니다. 그러나 모든 큐브는 거의 같은 방식으로 작동합니다.
3x3x3 LED CUBE by 555 timer는 이 디자인에 다음과 같은 몇 가지 장점이 있기 때문에 가장 간단합니다.
- 이 큐브의 경우 전력 소비 또는 손실에 대해 걱정할 필요가 없습니다.
- 낮은 전력 공급 수요.
- 이 큐브에는 트랜지스터와 같은 스위칭 전자 장치가 필요하지 않습니다.
- 더 적은 논리 터미널이 필요하므로 시프트 레지스터 또는 이와 유사한 것이 필요하지 않습니다.
- 프로그래밍이 필요하지 않습니다.
- 복잡한 회로가 필요 없음
- 기본 회로 지식만으로도이 프로젝트를 설계 할 수 있습니다.
필요한 구성 요소:
- 1KΩ 저항기 (10 개)
- 27 개의 LED
- 555 타이머 IC
- CD4020 바이너리 카운터 IC
- 10K 냄비
- 10uF 커패시터
- 5v 전원 공급 장치
- LED Cube 제작을위한 납땜 도구
회로 및 작동 설명:
여기에서는 이전에 Raspberry Pi에서 사용한 것과 동일한 LED 큐브를 사용했으며이 LED 큐브의 빌드는 해당 프로젝트의 앞부분에서 설명했습니다. 27 개의 LED를 특정 순서로 납땜하여 LED 큐브를 올바르게 구축하려면 아래 두 가지 프로젝트를 확인하십시오.
- Arduino와 DIY 3X3X3 LED 큐브
- Raspberry Pi 및 Python 프로그램이 포함 된 3X3X3 LED 큐브
모든 작업이 완료되면 이와 같은 큐브가 생성됩니다.
555 타이머를 사용하여 3x3x3 LED 큐브의 회로도는 아래 그림과 같다.
그림과 같이 CUBE에는 총 12 개의 핀이 있습니다. 하는 동안 9 핀은 일반적인 긍정적이며, 3 핀 공통 음극 단자입니다. 각 열은 양의 터미널을 나타내고 각 레이어 (행)는 음의 터미널을 나타냅니다.
CD4020 카운터로만 LED CUBE를 제어하기 때문에 음극 단자에서 제어 할 필요가 없습니다. 그래서 우리는 회로도에 표시된 것처럼 세 가지 일반적인 네거티브를 모두 접지했습니다. 이것으로 우리는 LED 큐브의 9 개 열에서 9 개의 양극 단자를 갖게됩니다.
이제이 회로의 경우 먼저 아래 회로와 같이 NE555 타이머 IC를 사용하여 구형파 생성기 또는 불안정한 멀티 바이브레이터를 설계해야합니다.
여기서 555 칩은 LED가 ON과 OFF 사이를 전환 할 수 있도록 구형파를 생성합니다. 여기서 전위차계는 깜박임 빈도를 조정하는 것입니다.
이 구형파 출력을 바이너리 카운터 칩에 공급합니다. 바이너리 카운터는 클럭 펄스를 카운트하고 카운트 된 펄스의 수는 Q0-Q13 핀을 통해 카운터에 의해 제공됩니다. 이 카운터 출력 핀을 회로도에 따라 LED CUBE 열에 연결합니다. 따라서 카운트가 증가 할 때마다 출력 포트 로직이 변경되고이 LED CUBE 패턴이 변경됩니다.
간단히 말해서, 555 타이머는 클럭 펄스를 생성하고 카운터는 클럭 펄스를 카운트하고 그에 따라 출력 핀을 높게 만들고 마지막으로 CD4020의 출력에 따라 LED CUBE 패턴을 변경합니다. 이것이 3 * 3 * 3 LED CUBE by 555 timer-CD4020 카운터 쌍이 작동하는 방식 입니다.
** CD4020의 마스터 리셋이 접지되었는지 확인하십시오. 그대로두면 큐브가 작동하지 않을 수 있습니다.