本人是一个资深程序猿,我推荐楼主亲自动手DIY一个特殊的生日礼物给你女朋友,她肯定会开心的!
先来看一下礼品的效果图:
我把作品电路分为3个部分,这3个部分都是以我的实物为依据的,你当然可以有更好的创意来改进它。
电源电路:
既然作品定位是礼物,所以电源一定要装在里面。CD4017工作电压较高,加之彩灯使用环境是在室内的,所以我们考虑使用交流电源。3~5瓦的小型变压器即足够,要求变压器次级输出7~8V,这样经整流滤波后可得到系统需要的9~10V直流电压。流水驱动电路:在视频中大家看得到心形中间的部分LED产生流动的效果,靠的是NE555和CD4017的组合。通俗点说NE555组成振荡电路,CD4017则是计数电路。我在下面为初学者详细讲一下电路原理。振荡电路由一块时基集成电路NE555和C2、C3、R1、R2等组成(其中C2为延时充电电容,C3为抗干扰隔离电
容,R1、R2为延时充电电阻,而R2又为放电电阻)。
通电后,因电容C2两端电压不能突变,2脚的电压为低电平,集成块NE555的内部触发器被置
位,3脚输出高电平。同时,由于电源经电阻R1和R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高,当电位上升到VCC的2/3时,集成块NE555的内部触
发器被复位,3脚的输出电压翻转为低电平。同时集成块NE555内部的放电管导通,即7脚通过内部的放电管和1脚相通,C2上储存的电荷就通过R2、7脚
放电,使6脚和2脚的电压不断下降,当电位降低到VCC的1/3时,集成块NE555的内部触发器被置位。
同时集成块NE555内部的放电管截止,7脚被
悬空,电源又通过R1、R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高……如此,周而复始,形成振荡。输出端的高电平维持时间取决于电容C2的充电时间常
数,输出端的低电平维持时间取决于电容C2的放电时间常数。由于R2≥R1,故可以认为f放≈f充,目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。如用作其他
情况,课按需要调整R1、R2、C2的参数。
综上分析,3脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态,故此电路又称为无稳态电路。译码电路由一块CD4017集成块组成。该集成块有3个输入端(2个时钟输入端CP的14脚和EN的13脚与复位端Cr的
15脚)。有10个输出端Q0~Q9(依次为3脚、2脚、4脚、7脚、10脚、1脚、5脚、6脚、9脚、11脚)。还有一个进位端CO,其功能是:当复位
端Cr加上高电平和正脉冲时,输出端Q0为高电平,其余9个输出端Q0~Q9均为低电平。时钟输出端CP对输入时钟脉冲的上升沿计数,EN则对时钟脉冲的
下降沿计数。Q0~Q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从0开始计数,则输入到第1个时钟脉冲时,Q1就变成高电平,输入第2个
时钟脉冲时,Q2变成高电平……直到输入第10个时钟脉冲,Q0变为高电平。
同时,进位端C0就输出一个进位脉冲,作为下一级计数的时钟信号。Cr为复位
端,也为清零端。当Cr输入高电平时,电路复位,即输出端Q0为高电平,Q1~Q9为低电平。如此反复,只要集成块NE555的3脚送来的二进制信号不消
失,CD4017将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。
综上可知:调节可变电阻R2便可改变振荡电路的频率,反映在CD4017输出端则是流动的速率。LOVE型彩灯电路:关于这个LOVE型彩灯部分我画了一个直观的图,心形有30颗LED组成,但是CD4017只有10组输出,所以我把心形
的顶部5颗LED和底部5颗LED独立开来,其他还有20颗LED则两两并联后由CD4017驱动,形成流水灯效果,Q0~Q9直接接到CD4017的对
应端(两只高亮LED并联后工作电流在20mA以下,完全不必接三极管扩流驱动)。顶部和底部独立出来的2路LED,电路完全相同,它们是将5颗LED串联后直接接在电源上,有朋友会问:那不是这两路
LED都静止在那儿了?
正因为如此,所以我把LED1和LED30换成了多色自闪的LED(这也是高亮LED中的一种,市售价格会高一些,我记得当时买的
是一块钱一颗)。这样处理之后,这两颗LED总是在闪,发出七彩光,同时因为它们在闪的过程中自身压降总在忽高忽低的交替变化,使得分别所处的这两条
LED通路上的其他4颗LED的分压也发生变化,导致支路中的其他4颗LED会呈现亮度高低起伏的效果,恰到好处地陪衬了两颗闪烁的LED(见视频)。
注意在下图中,除LED1和LED30以外的LED颜色按个人喜好编排,但一定要保证左右对称,不然会很丑。
数码管显示LOVE电路:作品做出来后,发现心形彩灯的中间很空,看上去挺别扭,于是想到用数码管显示LOVE,当时不知道怎么样驱动数码管,所以直接将数码管焊死了,即需要哪些笔画亮就将其通电,当然这是最傻瓜的方法,但是对于初学者来说可能是达到预期效果的最好方法。该电路使用共阴数码管.
硬件制作要点:其实大家看过我的实物图就可以有很好的体会,我现在稍作一些解释:
1、我的实物是通过两块方形万用板垂直拼接,我利用了剪断的LED引脚,将他们依次焊在竖直的那块板上,形成一排插针,然后插入平放的底板中再焊接,实现机械连接的同时又实现了电气连接。在实物图中可很清楚地看到。
2、作为礼品,外观至关重要。不管作品是否采用我的这种结构,制作时一定要考虑到方不方便制作、固定外壳。
3、电路中的可调电阻R2,不要使用微调的,要用带手柄的(比如音量电位器那种),制作好之后不论是你自己调试还是礼品的主人,都可以调节LED流动速度。
实物图片.
…..Over,介绍完了,不知道楼主觉得怎么样?,我当初就是送送这个给我女朋友的,不过,现在已经是我媳妇了!有任何问题,可以关注微信公众号ickeybbs,咨询我。。。
很高兴能解答楼主。
当我翻到的时候也许你的女朋友已经过完生日了,不过没关系,我建议你可以看完我的解答,也许下次过生日或圣诞节,情人节什么的就会用到。会自己DIY,就可以省一大笔开支,又可以俘获女友芳心,何乐而不为呢?
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