Projetos de circuito eletrônicoCircuitos CI 4017Circuito LED RGB de rolagem simples

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Circuito LED RGB de rolagem simples

Um simples display LED RGB (Vermelho, Verde, Azul) móvel ou de rolagem pode ser feito usando alguns ICs 4017. Vamos aprender o procedimento em detalhes.

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CIRCUITO LED RGB DE ROLAGEM SIMPLES 17

Entendendo o LED RGB

Os LEDs RGB tornaram-se bastante populares nos dias de hoje devido ao seu recurso de cores três em um e porque podem ser acionados de forma independente usando três fontes de alimentação distintas.

Já discuti um interessante circuito misturador de cores RGB, que pode ser usado para definir manualmente as intensidades de cor dos LEDs para produzir combinações de cores exclusivas por meio de transições graduais.

No circuito de LED de rolagem RGB proposto, incorporamos o mesmo LED para implementar o efeito.

A imagem a seguir mostra um LED RGB padrão com pinagens independentes para controlar os três LEDs RGB incorporados.

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Precisaremos de 24 desses LEDs para produzir o efeito de rolagem pretendido, uma vez adquiridos, eles podem ser montados em série, conforme mostrado na imagem a seguir:

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Como pode ser visto, os cátodos são todos tornados comuns e aterrados através de resistores individuais de 100 ohms (conectados à alimentação negativa do circuito).

As extremidades do ânodo podem ser vistas designadas com alguns números relevantes que precisam ser conectados adequadamente com as respectivas pinagens de saída do circuito IC 4017 conforme mostrado na figura a seguir:

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Como funciona o circuito

O funcionamento do circuito pode ser entendido com a ajuda dos seguintes pontos:

Podemos ver quatro IC 4017, dispositivo contador/divisor de décadas de Johnson de 10 estágios, que são cascateados de uma maneira especial, de modo que o efeito de rolagem pretendido seja alcançado a partir do design.

O pino 14, que é a entrada de clock dos ICs, está todos conectados e integrados a uma fonte de clock, que pode ser facilmente alcançada a partir de qualquer circuito astável padrão, como um IC 555 atable, transistor astable, um circuito 4060 ou simplesmente um NAND circuito oscilador de porta.

A velocidade da frequência definida no circuito astável decide a velocidade do efeito de rolagem dos LEDs.

Quando a energia é ligada, C1 força instantaneamente o pino 15 do IC1 a subir momentaneamente. Isso puxa o pino 3 do IC1 para um nível alto, enquanto as pinagens restantes do IC1 estão todas definidas para a lógica zero.

Com o pino 3 do IC1 indo alto faz com que o pino 15 do IC2 também fique alto, o que da mesma forma coloca o pino 3 do IC2 em uma lógica alta e todas as outras pinagens em zero lógico …… isso, por sua vez, força o IC3 e IC4 para passar por um conjunto idêntico de orientação de pinagem.

Portanto, durante a ativação, todos os ICs 4017 atingem a condição acima e permanecem desativados, certificando-se de que inicialmente todos os LEDs RGB sejam mantidos desligados.

No entanto, no momento em que C1 carrega totalmente, o pino # 15 do IC1 é liberado do alto criado por C1, e agora é capaz de responder aos relógios e, no processo, a sequência lógica alta de seu pino # 3 se move para o próximo pino # 2….a primeira string RGB agora acende (a primeira string VERMELHA acende).

Com o pino 3 do IC1 ficando baixo, o IC2 também agora se torna habilitado e da mesma forma se prepara para responder ao relógio subsequente em seu pino 14.

Portanto, no momento em que a sequência lógica IC1 muda ainda mais de seu pino 2 para pino 4, IC2 corresponde empurrando a pinagem para cima de seu pino 3 para pino 4 …. a próxima string RGB agora acende (a string verde acende e substitui a anterior string de LED vermelho, o vermelho sendo movido para a próxima string RGB).

Com os clocks subsequentes no pino 14 dos ICs, o mesmo é seguido por IC 3 e IC4, de modo que a string RGB agora parece estar se movendo ou rolando pelas 8 faixas de LED subsequentes.

À medida que o sequenciamento prossegue através dos 4 ICs 4017 em cascata, em algum momento o último pulso lógico atinge o pino 11 do IC4, assim que isso acontece, a lógica alta neste pino instantaneamente “pica” o pino 15 do IC1 e o força para reiniciar e retornar à sua posição inicial, e o ciclo recomeça….

O efeito de rolagem RGB acima pode não ser muito impressionante, já que o padrão de movimento seria da maneira R>G>B……, que é uma cor aparecendo atrás da outra.

Para obter um padrão de aparência mais interessante da maneira R>R>R>R>G>G>G>G>B>B>B>B…..e assim por diante, precisamos implementar o seguinte circuito, ele mostra um design de 4 canais, para maior número de canais, você pode simplesmente ir adicionando os ICs IC 4017 da mesma forma, conforme explicado nos parágrafos a seguir.

Circuito de exibição de alfabeto móvel RGB

Este próximo circuito é projetado para gerar um padrão de sequenciamento sobre um grupo de LEDs Vermelho, Verde, Azul ou RGB, produzindo um belo efeito de transição de movimento ou mudança de vermelho para verde, para azul e de volta para vermelho.

O circuito de controle principal para o circuito de perseguição de alfabeto LED RGB proposto pode ser visto abaixo, consistindo de 3 ICs de contador de décadas Johnsons 4017 e um gerador de relógio IC 555.

Como funciona o efeito RGB

Vamos primeiro tentar entender o papel deste estágio e como ele deve realizar o efeito de LED RGB em execução.

O estágio do gerador de clock astável 555 IC está incluído para gerar o pulso de sequenciamento para os 3 ICs, cujo pino 14 pode ser visto combinado e unido com a saída do IC 555 para o disparo necessário.

Quando a energia é ligada, o capacitor de 0,1uF conectado ao pino 15 do IC1 4017 redefine este IC de modo que o sequenciamento seja capaz de começar a partir do pino3 deste IC, ou seja, do pino3>2>4>7>10… e assim por diante em resposta a cada pulso de clock em seu pino14.

No entanto, no início, quando é redefinido pelo limite de 0,1uF, exceto o pino3, todos os seus pinos de saída ficam baixos, incluindo o pino11.

Com o pino 11 em zero, o pino 15 do IC2 não consegue obter um potencial de terra e, portanto, permanece desabilitado, e o mesmo acontece com o IC3 também…

Agora, como resultado, as saídas IC1 iniciam o sequenciamento produzindo um sequenciamento (deslocamento) “alto” em seus pinos de saída do pino3 para o pino11, até que finalmente a sequência alta atinge o pino11.

Assim que o pino 11 fica alto na ordem, o pino 13 do IC1 também fica alto, o que congela instantaneamente o IC1, e a lógica alta no pino 11 fica bloqueada …. o IC agora permanece nessa posição incapaz de fazer qualquer coisa.

No entanto, o acima aciona o BC547 associado, que ativa instantaneamente o IC2, que agora imita o IC1 e começa a seqüenciar do pino3 para o pino11, um por um… habilita o IC3 para repetir o procedimento.

O IC3 também segue as pegadas dos ICs anteriores e assim que a lógica de sequenciamento alta atinge seu pino 11, a lógica alta é transferida para o pino 15 do IC1 …. que redefine instantaneamente o IC1 restaurando o sistema de volta à sua forma original e o IC1 ainda novamente inicia o processo de sequenciamento, e o ciclo continua se repetindo.

Diagrama de circuito

CIRCUITO DE EXIBIÇÃO DE ROLAGEM RGB SIMPLES USANDO IC 4017

Aprendemos e entendemos como exatamente o circuito controlador RGB acima deve funcionar com os procedimentos de sequenciamento estipulados, agora seria interessante ver como as saídas de sequenciamento do circuito acima podem ser usadas com um estágio de driver compatível para produzir a rolagem ou movimento LED RGB sobre um conjunto selecionado de alfabetos.

ROLAGEM DO DIAGRAMA DE CONEXÃO DO LED

Todos os transistores são 2N2907
Todos os SCRs são BT169
Resistores de porta SCR e resistores de base PNP são todos de 1K
Os resistores da série do LED serão de acordo com a corrente do LED.

A imagem acima mostra o estágio do driver RGB, podemos ver 8 números de LEDs RGB utilizados (nas caixas quadradas sombreadas), isso ocorre porque o Circuito 4017 discutido foi projetado para produzir 8 saídas sequenciais e, portanto, o estágio do driver também acomodou 8 números de esses LEDs.

Para saber mais sobre LEDs RGB, você pode consultar os seguintes posts relacionados:

Circuito misturador de cores RGB

Flasher RGB, circuito controlador

O papel dos SCRs

No projeto podem ser vistos SCRs incluídos nas extremidades negativas com cada um dos LEDs e também transistores PNP sobre as extremidades positivas dos LEDs.

Basicamente os SCRs são posicionados para travar a iluminação do LED enquanto o PNP é conectado exatamente pelo contrário que é para quebrar o travamento.

O sequenciamento, ou melhor, o efeito típico de rolagem do alfabeto é implementado atribuindo os vários LEDs no seguinte padrão:

Como funciona

Todos os LEDs vermelhos dos módulos RGB podem ser vistos conectados com as saídas IC1, os LEDs verdes com as saídas IC2 e os LEDs azuis com as saídas IC3, através das portas SCR correspondentes. Quando os SCRs são acionados, os LEDs relevantes acendem em uma sequência de perseguição.

Conforme explicado na seção anterior, o IC1, IC2 e o IC3 são manipulados de forma que os ICs respondam em cascata, em que IC1 começa o sequenciamento primeiro, seguido por IC2 e depois IC3, o ciclo continua se repetindo.

Portanto, quando o IC1 começa a sequenciar, todos os LEDs vermelhos nos respectivos módulos RGB são acionados e travados.

Quando o IC2 está habilitado com o sequenciamento, ele começa a acender e travar o LED verde na matriz através dos SCRs em questão, mas simultaneamente também quebra a trava do led VERMELHO através dos transistores PNP associados. O mesmo é feito pelas saídas IC3 mas desta vez para os LEDs verdes nos módulos RGB,

Quando o sequenciamento do LED verde termina, ele é novamente substituído pelo IC1 para processar os LEDs vermelhos, e todo o procedimento começa a simular um deslumbrante efeito de rolagem do LED RGB.

Simulação de exibição de rolagem

SIMULAÇÃO DE GIF DE LED DE ROLAGEM

A simulação animada mostrada acima fornece uma réplica exata da rolagem dos LEDs que pode ser esperada do projeto proposto.

Os pontos brancos de funcionamento indicados nas portas SCR indicam o disparo e a execução da função de travamento pelos SCRs, enquanto os pontos brancos da base PNP indicam a quebra das travas SCR relevantes.

LEDs únicos são mostrados na sequência, mas dependendo da tensão de alimentação, mais números de LEDs em série podem ser inseridos em cada um dos canais RGB. Por exemplo, com uma alimentação de 12V podem ser incorporados 3 LEDs em cada um dos canais, com 24V pode ser aumentado para 6 LEDs em cada um dos canais.

Exemplo de simulação de rolagem de boas-vindas

Como configurar o efeito acima para criar alfabetos de LED RGB em execução ou em movimento

ROLAGEM SIMULAÇÃO DE EXIBIÇÃO DE LED

O exemplo acima mostra uma simulação clássica de alfabeto gráfico em movimento RGB usando o circuito explicado acima.

Cada alfabeto pode ser visto conectado com os LEDs vermelho, verde e azul dos 8 módulos de LED RGB.

As conexões paralelas em série podem ser um pouco complexas e podem exigir alguma experiência e habilidade, os seguintes artigos podem ser estudados para entender os cálculos envolvidos na fiação de LEDs em série e paralelo:

Como ligar luzes LED

Como calcular e conectar LEDs em série e paralelo

Muitos padrões inovadores diferentes podem ser projetados e implementados usando a própria imaginação criativa e conectando os LEDs RGB adequadamente em toda a sequência.

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FONTE


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