Простая светодиодная схема RGB с прокруткой

Простой движущийся или прокручивающийся светодиодный дисплей RGB (красный, зеленый, синий) можно создать с помощью нескольких микросхем 4017. Давайте подробно изучим процедуру.

Что такое RGB LED

В наши дни светодиоды RGB стали довольно популярными из-за своей цветовой функции «три в одном» и потому, что ими можно управлять независимо, используя три разных источника питания.

Я уже обсуждал один интересный Схема смесителя цветов RGB , который можно использовать для ручной настройки интенсивности цвета светодиодов для создания уникальных цветовых комбинаций посредством постепенных переходов.

В предлагаемую схему прокручивающегося светодиода RGB мы включили тот же светодиод для реализации эффекта.

На следующем изображении показан стандартный светодиод RGB с независимыми выводами для управления тремя встроенными светодиодами RGB.

Нам потребуется 24 таких светодиода для создания предполагаемого эффекта прокрутки, после приобретения их можно будет собирать серийно, как показано на следующем изображении:

Как можно видеть, все катоды объединены и заземлены через отдельные резисторы на 100 Ом (подключенные к отрицательному источнику питания в цепи).

Можно увидеть, что концы анодов обозначены соответствующими номерами, которые необходимо соответствующим образом соединить с соответствующими выходными выводами схемы IC 4017, как показано на следующем рисунке:

Как работает схема

Функционирование схемы можно понять с помощью следующих пунктов:

Мы можем видеть четыре 10-ступенчатых декадных счетчика / делителя Джонсона IC 4017, которые каскадированы особым образом, так что предполагаемый эффект прокрутки достигается за счет конструкции.

Контакт # 14, который является входом синхронизации микросхем, все соединены вместе и интегрированы с источником синхронизации, что может быть легко достигнуто с помощью любой стандартной нестабильной схемы, такой как IC 555 atable, транзисторная нестабильная схема, схема 4060 или просто NAND. схема генератора затвора.

Скорость, установленная в нестабильной схеме, определяет скорость эффекта прокрутки светодиодов.

При включении питания C1 мгновенно переводит вывод 15 IC1 в высокий уровень. Это подтягивает контакт № 3 IC1 к высокому уровню, в то время как остальные выводы IC1 устанавливаются на нулевую логику.

Когда вывод №3 IC1 становится высоким, вывод №15 IC2 также становится высоким, что аналогичным образом переводит вывод №3 IC2 на высокий логический уровень, а все остальные его выводы - на логический ноль ... это, в свою очередь, заставляет IC3 и IC4, чтобы пройти идентичный набор ориентации распиновки.

Таким образом, при включении питания все микросхемы 4017 достигают вышеуказанного состояния и остаются отключенными, следя за тем, чтобы изначально все светодиоды RGB оставались выключенными.

Однако в тот момент, когда C1 полностью заряжается, вывод 15 микросхемы IC1 освобождается от высокого уровня, созданного C1, и теперь он может реагировать на тактовые импульсы, и при этом последовательность высокого логического уровня с его вывода №3 перемещается на следующий вывод № 2 .... теперь загорается первая строка RGB (загорается первая красная строка).

Когда вывод №3 IC1 становится низким, IC2 также становится активным и точно так же готовится к ответу на последующие часы на своем выводе №14.

Следовательно, в тот момент, когда логическая последовательность IC1 переходит дальше от своего контакта 2 к контакту 4, IC2 соответствует перемещению вывода высокого уровня от контакта №3 к контакту №4 .... теперь загорается следующая строка RGB (зеленая строка горит и заменяет предыдущую красная светодиодная строка, красный цвет перемещается к следующей строке RGB).

С последующими тактовыми сигналами на выводе № 14 микросхем за ними следуют IC 3 и IC4, так что теперь кажется, что строка RGB движется или прокручивается по данным 8 последовательным светодиодным полосам.

По мере того, как последовательность проходит через 4 каскадно включенных микросхемы 4017, в какой-то момент последний логический импульс достигает вывода №11 IC4, как только это происходит, высокий логический уровень на этом выводе мгновенно «выталкивает» вывод №15 IC1 и заставляет его для сброса и возврата в исходное положение, и цикл начинается заново ....

Вышеупомянутый эффект прокрутки RGB может быть не слишком впечатляющим, так как движущийся узор будет таким, как R> G> B ..., то есть один цвет появляется позади другого.

Чтобы добиться более интересного вида шаблона в виде R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... и так далее, нам необходимо реализовать следующее На схеме показан 4-канальный дизайн, для большего количества каналов вы можете просто добавить IC 4017 таким же образом, как описано в следующих параграфах.

Схема отображения подвижного алфавита RGB

Эта следующая схема предназначена для генерации шаблона последовательности над группой красных, зеленых, синих или RGB-светодиодов, создающих красивый эффект перехода или смещения от красного к зеленому, синему и обратно к красному.

Основную схему управления для предлагаемой схемы поиска алфавита светодиодов RGB можно увидеть ниже, состоящую из 3 микросхем декадного счетчика Джонсона 4017 и тактового генератора IC 555.

Как работает эффект RGB

Давайте сначала попробуем понять роль этого этапа и то, как он должен выполнять эффект светодиода RGB.

Каскад нестабильного тактового генератора 555 IC включен для генерации импульса последовательности для 3 микросхем, вывод 14 которых можно увидеть объединенным и соединенным с выходом IC 555 для требуемого запуска.

При включении питания конденсатор 0,1 мкФ, подключенный к выводу 15 микросхемы IC1 4017, сбрасывает эту ИС, так что последовательность операций может начинаться с вывода 3 этой ИС, то есть с вывода 3> 2> 4> 7> 10 ... и так далее в ответ на каждый тактовый импульс на его выводе 14.

Однако вначале, когда он сбрасывается конденсатором 0,1 мкФ, за исключением контакта 3, все его выходные контакты становятся низкими, включая его контакт 11.

С выводом 11 на ноль, вывод 15 IC2 не может получить потенциал земли и поэтому остается отключенным, и то же самое происходит с IC3 ... поэтому IC2 и IC 3 остаются отключенными на данный момент, пока IC1 начинает последовательность.

Теперь в результате выходы IC1 начинают последовательность, создавая последовательность (сдвиг) «высокий» на его выходных контактах от контакта 3 к контакту 11, пока, наконец, высокий уровень последовательности не достигнет контакта 11.

Как только вывод 11 становится высоким в порядке, вывод 13 IC1 также становится высоким, что мгновенно замораживает IC1, а высокий логический уровень на выводе 11 блокируется ... IC теперь остается в этом положении и не может ничего делать.

Однако вышеупомянутый запускает связанный BC547, который мгновенно включает IC2, который теперь имитирует IC1 и начинает последовательность от вывода 3 к выводу 11, один за другим ... и совершенно идентично, как только вывод 11 IC2 становится высоким, он также блокируется и позволяет IC3 повторить процедуру.

IC3 также следует по следам более ранних IC, и как только высокий логический уровень последовательности достигает своего вывода 11, высокий логический уровень передается на вывод 15 IC1 .... что мгновенно сбрасывает IC1, восстанавливая систему обратно в исходную форму, а IC1 все же снова начинает процесс секвенирования, и цикл продолжает повторяться.

Принципиальная электрическая схема

Мы узнали и поняли, как именно вышеуказанная схема контроллера RGB должна функционировать с установленными процедурами последовательности, теперь было бы интересно посмотреть, как выходные сигналы последовательности из вышеуказанной схемы могут использоваться с совместимым этапом драйвера для создания прокрутки или перемещения. Светодиод RGB над выбранным набором алфавитов.

Все транзисторы 2Н2907
Все SCR - BT169
Затворные резисторы SCR и базовые резисторы PNP - 1 кОм.
Резисторы серии LED будут соответствовать току светодиода.

На приведенном выше изображении изображен каскад драйвера RGB, мы можем видеть 8 используемых светодиодов RGB (в заштрихованных квадратных прямоугольниках), это потому, что обсуждаемая схема 4017 предназначена для создания 8 последовательных выходов, и поэтому каскад драйвера также вмещает 8 номеров эти светодиоды.

Чтобы узнать больше о светодиодах RGB, вы можете обратиться к следующим связанным сообщениям:

Схема смесителя цветов RGB

RGB-мигалка, схема контроллера

Роль SCR

В конструкции можно увидеть SCR, включенные на отрицательных концах каждого из светодиодов, а также PNP-транзисторы на положительных концах светодиодов.

В основном, тиристоры расположены для фиксации светодиодной подсветки, в то время как PNP подключается точно для противоположного, то есть для взлома защелки.

Последовательность или, скорее, типичный эффект алфавитной прокрутки реализуется путем назначения различных светодиодов в следующем порядке:

Как это устроено

Видно, что все красные светодиоды модулей RGB подключены к выходам IC1, зеленые светодиоды - к выходам IC2, а синие светодиоды - к выходам IC3, через соответствующие вентили SCR. Когда срабатывают тиристоры, соответствующие светодиоды загораются в последовательной последовательности.

Как объяснялось в предыдущем разделе, IC1, IC2 и IC3 настроены таким образом, что IC реагируют каскадно, при этом сначала IC1 начинает секвенирование, затем IC2 и затем IC3, цикл затем повторяется.

Поэтому, когда IC1 начинает последовательность, все красные светодиоды в соответствующих модулях RGB срабатывают и фиксируются.

Когда IC2 включен с последовательностью, он начинает светиться и фиксировать зеленый светодиод в массиве через соответствующие тиристоры, но одновременно также ломает защелку красного светодиода через связанные транзисторы PNP. То же самое происходит с выходами IC3, но на этот раз с зелеными светодиодами в модулях RGB,

Когда последовательность зеленых светодиодов истекает, он снова заменяется на IC1 для обработки красных светодиодов, и вся процедура начинает имитировать ослепительный эффект прокрутки светодиодов RGB.

Моделирование прокрутки дисплея

Показанная выше анимированная симуляция обеспечивает точную копию прокрутки светодиодов, которую можно ожидать от предлагаемой конструкции.

Обозначенные бегущие белые точки на воротах SCR указывают на запуск и выполнение функции фиксации SCR, в то время как базовые белые точки PNP указывают на разрыв соответствующих защелок SCR.

Одиночные светодиоды показаны в последовательности, но в зависимости от напряжения питания в каждый из каналов RGB можно вставить большее количество последовательных светодиодов. Например, при питании 12 В на каждом из каналов можно включить 3 светодиода, а при напряжении 24 В это количество может быть увеличено до 6 светодиодов на каждом из каналов.

Пример моделирования прокрутки приветствия

Как настроить вышеуказанный эффект для создания бегущих или движущихся алфавитов светодиодов RGB

В приведенном выше примере показана классическая симуляция движущегося графического алфавита RGB с использованием описанной выше схемы.

Видно, что каждый алфавит соединен с красными, зелеными и синими светодиодами 8 светодиодных модулей RGB.

Последовательное параллельное соединение может быть немного сложным и может потребовать некоторого опыта и навыков, следующие статьи могут быть изучены для понимания расчетов, необходимых для последовательного и параллельного подключения светодиодов:

Как подключить светодиодные фонари

Как рассчитать и подключить светодиоды последовательно и параллельно

Можно спроектировать и реализовать множество различных инновационных паттернов, используя собственное творческое воображение и правильно подключив светодиоды RGB по всей последовательности.