Anteriormente hemos construido un cubo LED de 3x3x3 usando Arduino y Raspberry Pi. 3x3x3 LED Cube generalmente se construye usando algún microcontrolador, pero en esta sesión vamos a hacer un 3 * 3 * 3 LED CUBE sin ningún microcontrolador. Aquí usaremos el temporizador 555 IC y la configuración del contador binario CD4020 para controlar el LED Cube.
Normalmente para controlar un LED CUBE, usamos microcontrolador y programación para obtener diferentes patrones. Pero para los principiantes es un proceso complejo, por lo que aquí estamos usando la combinación de 555 Timer y CD4020 IC que es más adecuada para principiantes. Aunque con este circuito solo podemos obtener un patrón, esta es la mejor manera de familiarizarse con los LED Cubes y su funcionamiento. Obtenga más información sobre 555 Timer IC consultando más circuitos basados en 555 aquí.
Hay muchos tipos de cubos que se pueden diseñar. El más simple es el cubo LED de 3x3x3. Este CUBO LED 3 * 3 * 3 está compuesto por 27 LEDs (Diodos Emisores de Luz), estos LEDs están dispuestos en filas y columnas formando un cubo. De manera similar, podemos hacer un cubo LED de 4 * 4 * 4, 5 * 5 * 5 y más no. de LEDs. Para el cubo de 4 * 4 * 4 LED, el trabajo casi se triplica porque necesita trabajar para 64 LED. Con cada número más alto, el trabajo casi se duplica o triplica. Pero cada cubo funciona más o menos de la misma manera.
3x3x3 LED CUBE by 555 timer es el más simple porque este diseño tiene algunas ventajas como,
- Para este cubo, no necesita preocuparse por el consumo de energía o la disipación.
- Demanda de suministro de energía baja.
- No necesitamos ninguna electrónica de conmutación como transistores para este cubo.
- Necesitamos terminales de lógica menor, por lo que no necesitamos registros de desplazamiento ni nada por el estilo.
- No se necesita programación.
- Sin necesidad de circuitos complejos
- El conocimiento básico del circuito es suficiente para diseñar este proyecto.
Componentes requeridos:
- Resistencias 1KΩ (10 piezas)
- 27 LEDs
- 555 temporizador IC
- CD4020 Contador binario IC
- Maceta 10K
- Condensador 10uF
- Fuente de alimentación 5v
- Herramientas de soldadura para construir LED Cube
Circuito y explicación de trabajo:
Aquí hemos utilizado el mismo cubo LED que hemos usado anteriormente con Raspberry Pi, y la construcción de este cubo LED se explica anteriormente en ese proyecto. Compruebe a continuación dos proyectos para construir correctamente el cubo de LED soldando los 27 LED en un orden particular:
- Cubo LED DIY 3X3X3 con Arduino
- Cubo LED 3X3X3 con programa Raspberry Pi y Python
Una vez hecho todo, tendrás un cubo como este,
El diagrama de circuito del cubo LED de 3x3x3 con el temporizador 555 se muestra en la siguiente figura.
Como se muestra en la imagen, tenemos un total de 12 pines del CUBO. Sobre los cuales 9 pines son terminales positivos comunes y 3 pines negativos comunes. Recuerde que cada columna representa un terminal positivo y cada capa (fila) representa un terminal negativo.
Dado que solo controlamos el LED CUBE mediante el contador CD4020, no será necesario controlar los terminales negativos. Entonces, hemos conectado a tierra los tres negativos comunes como se muestra en el diagrama del circuito. Con esto tendremos 9 terminales positivos de 9 columnas de LED cube.
Ahora, para este circuito, primero tenemos que diseñar un generador de onda cuadrada o un multivibrador estable utilizando el temporizador IC NE555 como se muestra en el circuito a continuación:
Aquí el chip 555 genera una onda cuadrada para que el LED cambie entre ENCENDIDO y APAGADO. El potenciómetro aquí es para ajustar la frecuencia de parpadeo.
Alimentaremos esta salida de onda cuadrada al chip contador binario. El contador binario cuenta los pulsos del reloj y el número de pulsos contados lo da el contador a través de los pines Q0-Q13. Conectaremos estos pines de salida del contador a las columnas LED CUBE de acuerdo con el diagrama del circuito. Entonces, cada vez que el conteo aumenta, la lógica del puerto de salida cambia y con este LED CUBE cambia el patrón.
Entonces, en pocas palabras, el temporizador 555 genera pulsos de reloj, el contador cuenta los pulsos de reloj y hace que sus pines de salida sean altos en consecuencia y, finalmente, el patrón de LED CUBE cambia según la salida del CD4020. Así es como funciona el par de contadores 3 * 3 * 3 LED CUBE por 555 timer-CD4020.
** Asegúrese de que el reinicio maestro del CD4020 esté conectado a tierra. Si se deja solo, es posible que el cubo no funcione.