Eenvoudig scrollen RGB LED-circuit

Een eenvoudig RGB (rood, groen, blauw) bewegend of scrollend LED-display kan worden gemaakt met behulp van een paar 4017 IC's. Laten we de procedure in detail leren.

RGB-led begrijpen

RGB-leds zijn tegenwoordig behoorlijk populair geworden vanwege de drie-in-één kleurfunctie en omdat deze onafhankelijk kunnen worden aangestuurd met behulp van drie verschillende voedingsbronnen.

Ik heb er al een interessant besproken RGB-kleurenmixercircuit , waarmee de kleurintensiteit van de leds handmatig kan worden ingesteld voor het produceren van unieke kleurcombinaties door middel van geleidelijke overgangen.

In het voorgestelde RGB-scrollende LED-circuit nemen we dezelfde LED op voor het implementeren van het effect.

De volgende afbeelding toont een standaard RGB-led met onafhankelijke pinouts voor het besturen van de drie ingebouwde RGB-leds.

We hebben 24 van deze LED's nodig om het beoogde scroleffect te produceren, eenmaal aangeschaft kunnen deze serieel worden gemonteerd, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Zoals te zien is, zijn de kathodes allemaal gemeenschappelijk gemaakt en geaard via individuele 100 ohm weerstanden (aangesloten op de negatieve voeding van het circuit).

De anode-uiteinden zijn te zien met enkele relevante nummers die op de juiste manier moeten worden verbonden met de respectieve uitgangspennen van het IC 4017-circuit, zoals weergegeven in de volgende afbeelding:

Hoe het circuit functioneert

De werking van het circuit kan worden begrepen met behulp van de volgende punten:

We kunnen vier IC 4017, 10-traps Johnson's decenniumteller / verdelerinrichtingen zien die op een speciale manier in cascade zijn geschakeld, zodat het beoogde scroleffect wordt bereikt door het ontwerp.

Pin # 14, de klokingang van de IC's, zijn allemaal aan elkaar gekoppeld en geïntegreerd met een klokbron, die gemakkelijk kan worden bereikt met elk standaard astabiel circuit zoals een IC 555-atable, transistor-astable, een 4060-circuit of gewoon een NAND gate oscillator circuit.

De snelheid van de frequentie die op het astabiele circuit is ingesteld, bepaalt de snelheid van het scroleffect van de LED's.

Wanneer de stroom wordt ingeschakeld, dwingt C1 onmiddellijk pin # 15 van IC1 om tijdelijk hoog te gaan. Dit trekt pin # 3 van IC1 naar een hoge waarde terwijl de resterende pinouts van IC1 allemaal op nul worden gezet.

Als pin # 3 van IC1 hoog gaat, wordt pin # 15 van IC2 ook hoog, wat op dezelfde manier pin # 3 van IC2 op een hoge logica plaatst en al zijn andere pinouts op logisch nul ... dit dwingt op zijn beurt IC3 en IC4 om door een identieke set pinout-oriëntatie te gaan.

Dus tijdens het inschakelen bereiken alle 4017 IC's de bovenstaande voorwaarde en blijven uitgeschakeld, waarbij u ervoor zorgt dat aanvankelijk alle RGB-LED's UIT blijven.

Maar op het moment dat C1 volledig oplaadt, wordt pin # 15 van IC1 verlost van de high die door C1 wordt gecreëerd, en nu kan hij reageren op de klokken, en in het proces gaat de hoge logische reeks van pin # 3 naar de volgende pin # 2 .... de eerste RGB-string licht nu op (eerste RODE string licht op).

Nu pin # 3 van IC1 laag wordt, wordt IC2 nu ook ingeschakeld en maakt het zich op dezelfde manier klaar om te reageren op de volgende klok op pin # 14.

Dus op het moment dat de logische volgorde van IC1 verder verschuift van pin2 naar pin4, komt IC2 overeen door de pinout hoog van pin # 3 naar pin # 4 te duwen ... de volgende RGB-string licht nu op (groene string licht op en vervangt de vorige rode LED-string, de rode wordt verplaatst naar de volgende RGB-string).

Bij de daaropvolgende klokken op pin # 14 van de IC's wordt hetzelfde gevolgd door IC 3 en IC4, zodat de RGB-string nu lijkt te bewegen of scrollen over de gegeven 8 opeenvolgende LED-strips.

Naarmate de sequentie doorgaat over de 4 gecascadeerde 4017 IC's, bereikt de laatste logische puls op een bepaald moment pin # 11 van IC4, zodra dit gebeurt, 'steekt' de hoge logica op deze pin onmiddellijk pin # 15 van IC1 in om te resetten en terug te keren naar de oorspronkelijke positie, en de cyclus begint opnieuw ...

Het bovenstaande RGB-scroleffect is misschien niet zo indrukwekkend, aangezien het bewegende patroon zou zijn op de manier R> G> B ......, dat wil zeggen dat de ene kleur achter de andere verschijnt.

Om een ​​interessanter uitziend patroon te krijgen op de manier R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... enzovoort, moeten we het volgende implementeren circuit, het toont een 4-kanaals ontwerp, voor een groter aantal kanalen kunt u gewoon doorgaan met het toevoegen van de IC 4017 IC's op dezelfde manier, zoals uitgelegd in de volgende paragrafen.

RGB bewegend alfabet weergavecircuit

Dit volgende circuit is ontworpen om een ​​sequentiepatroon te genereren over een groep rode, groene, blauwe of RGB-LED's die een prachtig bewegend of verschuivend overgangseffect produceren van rood, naar groen, naar blauw en weer terug naar rood.

Het hoofdbesturingscircuit voor het voorgestelde RGB LED-alfabetvolgcircuit is hieronder te zien, bestaande uit 3 Johnsons decadenteller 4017 IC's en een klokgenerator IC 555.

Hoe het RGB-effect werkt

Laten we eerst proberen de rol van deze fase te begrijpen en hoe deze het lopende RGB LED-effect moet uitvoeren.

De 555 IC astabiele klokgeneratortrap is inbegrepen voor het genereren van de sequencing-puls voor de 3 IC's, waarvan pin14 kan worden gezien in combinatie met de uitgang van de IC 555 voor de vereiste triggering.

Wanneer de stroom is ingeschakeld, reset de 0.1uF condensator die is verbonden met pin15 van de IC1 4017 dit IC zodat de sequencing kan beginnen vanaf pin3 van dit IC, dat wil zeggen vanaf pin3> 2> 4> 7> 10 ... en zo verder in reactie op elke klokpuls op pin14.

Bij het begin, wanneer het wordt gereset door de 0.1uF-dop, behalve pin3, worden alle uitgangspennen laag, inclusief de pin11.

Met pin11 op nul, kan pin15 van IC2 geen aardpotentiaal krijgen en blijft daarom uitgeschakeld, en hetzelfde gebeurt ook met IC3 ... dus IC2 en IC 3 blijven voorlopig uitgeschakeld, terwijl IC1 begint met sequencen.

Als resultaat beginnen IC1-outputs met sequencing en produceren ze een sequencing (verschuiving) 'hoog' over de outputpinnen van pin3 naar pin11, totdat uiteindelijk de sequentie-high pin11 bereikt.

Zodra pin11 hoog wordt in de volgorde, wordt pin13 van IC1 ook hoog waardoor IC1 onmiddellijk vastloopt, en de hoge logica op pin11 wordt vergrendeld ... het IC blijft nu in deze positie en kan niets doen.

Het bovenstaande activeert echter de bijbehorende BC547, die onmiddellijk IC2 inschakelt die nu IC1 imiteert en begint te sequencen van zijn pin3 naar pin11, één voor één ... en vrij identiek zodra de pin11 van IC2 hoog wordt, wordt het eveneens vergrendeld en stelt IC3 in staat de procedure te herhalen.

IC3 volgt ook de voetafdrukken van de eerdere IC's en zodra de sequencing logic high zijn pin11 bereikt, wordt de logic high overgebracht naar pin15 van IC1 ... die IC1 onmiddellijk terugzet naar zijn oorspronkelijke vorm, en IC1 toch opnieuw begint het sequencing-proces, en de cyclus blijft zich herhalen.

Schakelschema

We hebben geleerd en begrepen hoe het bovenstaande RGB-controllercircuit precies zou moeten werken met de voorgeschreven sequencing-procedures, nu zou het interessant zijn om te zien hoe de sequencing-uitgangen van het bovenstaande circuit kunnen worden gebruikt met een compatibele driver-stage voor het produceren van het scrollen of bewegen RGB-led over een geselecteerde reeks alfabetten.

Alle transistors zijn 2N2907
Alle SCR's zijn BT169
SCR-poortweerstanden en PNP-basisweerstanden zijn allemaal 1K
LED-serieweerstanden zijn volgens de LED-stroom.

De bovenstaande afbeelding geeft de RGB-driverfase weer, we kunnen 8 nummers van RGB-LED's zien die worden gebruikt (in de gearceerde vierkante vakken), dit komt omdat het besproken 4017-circuit is ontworpen om 8 opeenvolgende uitgangen te produceren en daarom biedt de driverfase ook 8 nummers van deze leds.

Voor meer informatie over RGB-LED's kunt u de volgende gerelateerde berichten raadplegen:

RGB-kleurenmixercircuit

RGB-flitser, controllercircuit

De rol van de SCR's

In het ontwerp zijn SCR's te zien aan de negatieve uiteinden met elk van de LED's en ook PNP-transistors over de positieve uiteinden van de LED's.

In principe zijn de SCR's gepositioneerd om de LED-verlichting te vergrendelen, terwijl de PNP precies is aangesloten voor het tegenovergestelde, namelijk voor het verbreken van de vergrendeling.

De volgorde of liever het typische alfabet-scrolling-effect wordt geïmplementeerd door de verschillende LED's in het volgende patroon toe te wijzen:

Hoe het werkt

Alle rode LED's van de RGB-modules zijn verbonden met de IC1-uitgangen, de groene LED's met de IC2-uitgangen en de blauwe LED's met de IC3-uitgangen, via de bijbehorende SCR-poorten. Wanneer de SCR's worden geactiveerd, worden de relevante LED's verlicht in een chase-volgorde.

Zoals uitgelegd in de eerdere sectie, zijn de IC1, IC2 en de IC3 zodanig opgetuigd dat de IC's in cascade reageren, waarbij IC1 eerst begint met sequencen, gevolgd door IC2 en vervolgens IC3, waarna de cyclus zich blijft herhalen.

Daarom, wanneer IC1 begint met sequencing, worden alle rode LED's in de respectieve RGB-modules geactiveerd en vergrendeld.

Wanneer IC2 is ingeschakeld met de sequencing, begint het de groene LED in de array te verlichten en te vergrendelen via de betrokken SCR's, maar tegelijkertijd verbreekt het ook de RODE led-vergrendeling via de bijbehorende PNP-transistors. Hetzelfde wordt gedaan door de IC3-uitgangen, maar dit keer voor de groene LED's in de RGB-modules,

Wanneer de groene LED-sequentie verstrijkt, wordt deze wederom vervangen door de IC1 voor het verwerken van de rode LED's, en begint de hele procedure met het simuleren van een oogverblindend RGB LED-scroleffect.

Simulatie van scrollen

De hierboven getoonde geanimeerde simulatie geeft een exacte replica van het scrollen van de LED's die van het voorgestelde ontwerp kunnen worden verwacht.

De aangegeven doorlopende witte vlekken op de SCR-poorten geven het triggeren en de uitvoering van de vergrendelingsfunctie door de SCR's aan, terwijl de witte vlekken op de PNP-basis het verbreken van de relevante SCR-vergrendelingen aangeven.

Enkele LED's worden in de volgorde weergegeven, maar afhankelijk van de voedingsspanning kunnen meer aantal serie-LED's in elk van de RGB-kanalen worden geplaatst. Bij een 12V-voeding kunnen bijvoorbeeld 3 LED's op elk van de kanalen worden ingebouwd, bij 24V kan dit worden verhoogd tot 6 LED's op elk van de kanalen.

Voorbeeld van een welkomstscrollsimulatie

Hoe het bovenstaande effect te configureren voor het maken van een lopende of bewegende RGB LED-alfabetten

Het bovenstaande voorbeeld toont een klassieke RGB bewegende grafische alfabetsimulatie met behulp van de hierboven toegelichte schakeling.

Elk alfabet is te zien met de rode, groene en blauwe LED's van de 8 RGB LED-modules.

De seriële parallelle verbindingen kunnen een beetje ingewikkeld zijn en vereisen mogelijk enige ervaring en vaardigheid.De volgende artikelen kunnen worden bestudeerd om de berekeningen voor het in serie en parallel bedraden van LED's te begrijpen:

Hoe LED-verlichting te bedraden

Hoe LED's in serie en parallel te berekenen en aan te sluiten

Veel verschillende innovatieve patronen kunnen worden ontworpen en geïmplementeerd met behulp van de eigen creatieve verbeeldingskracht en door de RGB-LED's op de juiste manier over de reeks te bedraden.