Se puede hacer una simple pantalla LED RGB (rojo, verde, azul) que se mueve o se desplaza utilizando unos pocos circuitos integrados 4017. Aprendamos el procedimiento en detalle.
Entendiendo el LED RGB
Los LED RGB se han vuelto bastante populares en estos días debido a su función de color tres en uno, y porque se pueden controlar de forma independiente utilizando tres fuentes de suministro distintas.
Ya he hablado de uno interesante Circuito mezclador de color RGB , que se puede utilizar para configurar manualmente las intensidades de color de los LED para producir combinaciones de colores únicas a través de transiciones graduales.
En el circuito LED de desplazamiento RGB propuesto incorporamos el mismo LED para implementar el efecto.
La siguiente imagen muestra un LED RGB estándar con pines independientes para controlar los tres LED RGB integrados.
Necesitaremos 24 de estos LED para producir el efecto de desplazamiento deseado, una vez adquiridos, estos pueden ensamblarse en serie como se muestra en la siguiente imagen:
Como puede verse, todos los cátodos se hacen comunes y se conectan a tierra a través de resistencias individuales de 100 ohmios (conectadas a la fuente negativa del circuito).
Los extremos del ánodo se pueden ver designados con algunos números relevantes que deben conectarse adecuadamente con los respectivos pines de salida del circuito IC 4017 como se muestra en la siguiente figura:
Cómo funciona el circuito
El funcionamiento del circuito puede entenderse con la ayuda de los siguientes puntos:
Podemos ver cuatro IC 4017, el dispositivo contador / divisor de décadas de Johnson de 10 etapas que están en cascada de una manera especial, de modo que el efecto de desplazamiento deseado se logra a partir del diseño.
El pin # 14, que es la entrada de reloj de los circuitos integrados, están todos conectados e integrados con una fuente de reloj, que se puede lograr fácilmente desde cualquier circuito astable estándar, como un IC 555 atable, un transistor astable, un circuito 4060 o simplemente un NAND circuito del oscilador de puerta.
La velocidad de la frecuencia establecida en el circuito astable decide la velocidad del efecto de desplazamiento de los LED.
Cuando se enciende la energía, C1 fuerza instantáneamente al pin # 15 de IC1 a subir momentáneamente. Esto lleva el pin # 3 de IC1 a un nivel alto mientras que los pines restantes de IC1 están todos configurados en lógica cero.
Con el pin n. ° 3 de IC1 en alto hace que el pin n. ° 15 de IC2 también vaya alto, lo que de manera similar coloca el pin n. ° 3 de IC2 en una lógica alta y todos sus otros pines en cero lógico ... esto a su vez fuerza a IC3 e IC4 para pasar por un conjunto idéntico de orientación de pines.
Por lo tanto, durante el encendido, todos los circuitos integrados 4017 alcanzan la condición anterior y permanecen deshabilitados, asegurándose de que inicialmente todos los LED RGB se mantengan apagados.
Sin embargo, en el momento en que C1 se carga por completo, el pin # 15 de IC1 se libera del nivel alto creado por C1, y ahora puede responder a los relojes, y en el proceso, la secuencia lógica alta desde su pin # 3 se mueve al siguiente pin # 2 .... la primera cadena RGB ahora se enciende (la primera cadena ROJA se enciende).
Con el pin # 3 de IC1 bajando, IC2 ahora también se habilita y de manera similar se prepara para responder al reloj subsiguiente en su pin # 14.
Por lo tanto, en el momento en que la secuencia lógica de IC1 cambia más de su pin2 a pin4, IC2 corresponde presionando el pinout alto desde su pin # 3 al pin # 4 ... la siguiente cadena RGB ahora se enciende (la cadena verde se ilumina y reemplaza a la anterior cadena de LED rojo, el rojo se mueve a la siguiente cadena RGB).
Con los relojes subsiguientes en el pin # 14 de los circuitos integrados, lo mismo es seguido por IC 3 e IC4, de modo que la cadena RGB ahora parece moverse o desplazarse por las 8 tiras de LED subsiguientes dadas.
A medida que avanza la secuenciación a través de los 4 circuitos integrados 4017 en cascada, en algún momento el último pulso lógico alcanza el pin # 11 de IC4, tan pronto como esto sucede, la lógica alta en este pin 'empuja' instantáneamente el pin # 15 de IC1 y lo fuerza para restablecer y volver a su posición inicial, y el ciclo comienza de nuevo ....
El efecto de desplazamiento RGB anterior puede no ser demasiado impresionante, ya que el patrón de movimiento sería de la manera R> G> B ......, es decir, un color que aparece detrás del otro.
Para lograr un patrón de aspecto más interesante de la manera R> R> R> R> G> G> G> G> B> B> B> B ..... y así sucesivamente, necesitamos implementar lo siguiente circuito, muestra un diseño de 4 canales, para más canales, simplemente puede continuar agregando los IC 4017 de la misma manera, como se explica en los siguientes párrafos.
Circuito de visualización de alfabeto móvil RGB
Este siguiente circuito está diseñado para generar un patrón de secuenciación sobre un grupo de LED rojos, verdes, azules o RGB que producen un hermoso efecto de transición de movimiento o cambio de rojo a verde, azul y de nuevo a rojo.
El circuito de control principal para el circuito perseguidor de alfabeto de LED RGB propuesto se puede ver a continuación, que consta de 3 circuitos integrados 4017 de contador de décadas de Johnson y un generador de reloj IC 555.
Cómo funciona el efecto RGB
Primero intentemos comprender el papel de esta etapa y cómo se supone que debe llevar a cabo el efecto LED RGB en ejecución.
La etapa generadora de reloj astable de 555 IC se incluye para generar el pulso de secuenciación para los 3 IC, cuyo pin 14 se puede ver combinado y unido con la salida del IC 555 para el disparo requerido.
Cuando se enciende la alimentación, el condensador de 0.1uF conectado con el pin 15 del IC1 4017 restablece este IC de modo que la secuenciación puede comenzar desde el pin3 de este IC, es decir, desde el pin3> 2> 4> 7> 10 ... y así sucesivamente en respuesta a cada pulso de reloj en su pin14.
Sin embargo, al principio, cuando se reinicia con el límite de 0.1uF, excepto el pin 3, todos sus pines de salida se vuelven bajos, incluido el pin11.
Con el pin11 en cero, el pin15 de IC2 no puede obtener un potencial de tierra y, por lo tanto, permanece deshabilitado, y lo mismo sucede con IC3 también ... entonces IC2 e IC 3 permanecen deshabilitados por el momento, mientras que IC1 comienza a secuenciarse.
Ahora, como resultado, las salidas IC1 comienzan a secuenciarse produciendo una secuenciación (cambio) 'alta' a través de sus pines de salida desde el pin3 hacia el pin11, hasta que finalmente la secuencia alta alcanza el pin11.
Tan pronto como el pin 11 se vuelve alto en el orden, el pin 13 de IC1 también se vuelve alto, lo que instantáneamente congela IC1, y la lógica alta en el pin 11 se bloquea ... el IC ahora permanece en esta posición sin poder hacer nada.
Sin embargo, lo anterior activa el BC547 asociado, que habilita instantáneamente IC2 que ahora imita a IC1 y comienza a secuenciar desde su pin3 hacia el pin11, uno por uno ... y de manera bastante idéntica tan pronto como el pin11 de IC2 sube, también se bloquea y permite que IC3 repita el procedimiento.
IC3 también sigue las huellas de los circuitos integrados anteriores y tan pronto como la lógica de secuenciación alta alcanza su pin11, la lógica alta se transfiere al pin 15 de IC1 ... que restablece instantáneamente IC1 restaurando el sistema a su forma original, y IC1 todavía nuevamente comienza el proceso de secuenciación, y el ciclo sigue repitiéndose.
Diagrama de circuito
Aprendimos y entendimos cómo se supone que funciona exactamente el circuito controlador RGB anterior con los procedimientos de secuenciación estipulados, ahora sería interesante ver cómo las salidas de secuenciación del circuito anterior se pueden usar con una etapa de controlador compatible para producir el desplazamiento o el movimiento. LED RGB sobre un conjunto seleccionado de alfabetos.
Todos los transistores son 2N2907
Todos los SCR son BT169
Las resistencias de compuerta SCR y las resistencias base PNP son todas 1K
Las resistencias de la serie LED serán según la corriente del LED.
La imagen de arriba muestra la etapa del controlador RGB, podemos ver 8 números de LED RGB utilizados (en las casillas cuadradas sombreadas), esto se debe a que el circuito 4017 discutido está diseñado para producir 8 salidas secuenciales y, por lo tanto, la etapa del controlador también acomodó 8 números de estos LED.
Para obtener más información sobre los LED RGB, puede consultar las siguientes publicaciones relacionadas:
Circuito mezclador de color RGB
Destellador RGB, circuito controlador
El papel de los SCR
En el diseño, los SCR se pueden ver incluidos en los extremos negativos con cada uno de los LED y también los transistores PNP sobre los extremos positivos de los LED.
Básicamente, los SCR se colocan para bloquear la iluminación LED, mientras que el PNP está conectado exactamente para lo contrario que es para romper el pestillo.
La secuenciación o más bien el típico efecto de desplazamiento alfabético se implementa asignando los distintos LED en el siguiente patrón:
Cómo funciona
Todos los LED rojos de los módulos RGB se pueden ver conectados con las salidas IC1, los LED verdes con las salidas IC2 y los LED azules con las salidas IC3, a través de las correspondientes puertas SCR. Cuando se activan los SCR, los LED correspondientes se iluminan en una secuencia de persecución.
Como se explicó en la sección anterior, el IC1, IC2 y el IC3 están manipulados de manera que los IC respondan en cascada, donde IC1 comienza a secuenciarse primero, seguido por IC2 y luego IC3, el ciclo luego se repite.
Por lo tanto, cuando IC1 comienza a secuenciar, todos los LED rojos en los respectivos módulos RGB se activan y bloquean.
Cuando IC2 está habilitado con la secuenciación, comienza a iluminar y enganchar el LED verde en la matriz a través de los SCR correspondientes, pero al mismo tiempo también rompe el pestillo del LED ROJO a través de los transistores PNP asociados. Lo mismo lo hacen las salidas IC3 pero esta vez para los leds verdes de los módulos RGB,
Cuando transcurre la secuencia de LED verde, se reemplaza una vez más por el IC1 para procesar los LED rojos, y todo el procedimiento comienza a simular un deslumbrante efecto de desplazamiento de LED RGB.
Simulación de pantalla de desplazamiento
La simulación animada que se muestra arriba proporciona una réplica exacta del desplazamiento de los LED que se puede esperar del diseño propuesto.
Los puntos blancos en ejecución indicados en las puertas SCR indican el disparo y la ejecución de la función de enclavamiento por parte de los SCR, mientras que los puntos blancos de la base PNP indican la rotura de los enganches SCR relevantes.
Los LED individuales se muestran en la secuencia, pero dependiendo de la tensión de alimentación, se podrían insertar más números de LED en serie dentro de cada uno de los canales RGB. Por ejemplo con una alimentación de 12V se pueden incorporar 3 LED en cada uno de los canales, con 24V se puede aumentar a 6 LED en cada uno de los canales.
Ejemplo de simulación de desplazamiento de bienvenida
Cómo configurar el efecto anterior para crear alfabetos LED RGB en ejecución o en movimiento
El ejemplo anterior muestra una simulación clásica de alfabeto gráfico en movimiento RGB utilizando el circuito explicado anteriormente.
Cada alfabeto se puede ver conectado con los LED rojo, verde y azul de los 8 módulos LED RGB.
Las conexiones en paralelo en serie pueden ser un poco complejas y pueden requerir algo de experiencia y habilidad; los siguientes artículos se pueden estudiar para comprender los cálculos necesarios para el cableado de LED en serie y en paralelo:
Cómo calcular y conectar LED en serie y en paralelo
Se pueden diseñar e implementar muchos patrones innovadores diferentes utilizando la propia imaginación creativa y conectando los LED RGB de manera adecuada a lo largo de la secuencia.
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