Ziel ist es, 32 verschiedene LEDs nahezu zufällig anzusteuern. Tatsächlich werden diese LEDs in zwei unabhängige Gruppen zu je 16 LEDs unterteilt, von denen zwei gleichzeitig leuchten. Der Einfachheit halber beschreiben wir nur die Funktionsweise einer Hälfte der elektronischen Baugruppe, während die andere Hälfte identisch ist.
Der Kern des Aufbaus basiert auf der Verwendung eines analogen 16-Kanal-Multiplexers/Demultiplexers. Diese Art der Schaltung kann mit einem Drehschalter mit 16 Positionen verglichen werden.
Ähnlich wie sein mechanisches Gegenstück kann der Multiplexer/Demultiplexer jeweils nur eine einzige Verbindung zwischen dem gemeinsamen Pin und einem der 16 Kanäle herstellen.
Die Rangfolge der Verbindung hängt ausschließlich vom Binärcode ab, der an den vier Eingängen A, B, C und D anliegt.
Typischerweise wird dieser Code von einem binären Zähler generiert und die Reihenfolge der Verbindungen erfolgt immer in der gleichen Reihenfolge, was mit der Zeit eintönig werden kann.
In unserer Anwendung wird jeder Eingang des Multiplexers/Demultiplexers unabhängig von einem Niederfrequenzoszillator mit einer anderen Zeitkonstante gesteuert.
Das Ergebnis ist eine quasi zufällige Kombination von Verbindungsreihenfolgen, insbesondere da Temperaturschwankungen dazu neigen, die Desynchronisation der Oszillatoren zu verstärken.
Schaltungsbeschreibung
Wie wir im vorherigen Absatz erwähnt haben, beschränkt sich die Beschreibung auf die Hälfte des Diagramms zur Steuerung von 16 LEDs.
Die vier Tore der Schmitt-Trigger-Schaltung, denen jeweils eine einstellbare Komponente, ein Widerstand und ein Kondensator zugeordnet sind, bilden vier variable Niederfrequenzoszillatoren.
Dies sind jeweils R1, R5, C1 für die Pins 8, 9, 10 von IC1; R2, R6, C2 für Pins 4, 5, 6 von IC1; R3, R7, C3 für Pins 1, 2, 3 von IC1; und schließlich R4, R8, C4 für die Pins 11, 12, 13 von IC1.
Die Ausgänge 10, 11, 4 und 3 der vier Oszillatoren steuern jeweils die vier Binäreingänge A, B, C und D des Multiplexers IC2.
Der gemeinsame Punkt, der analog den Cursor eines Drehschalters darstellt, ist über einen Begrenzungswiderstand R9 mit dem Pluspol der Stromversorgung verbunden.
Die 16 Ausgänge sind mit den Anoden der LEDs verbunden und die Kathoden sind über einen gemeinsamen Draht mit Masse verbunden.
Jeder Analogschalter lässt einen Nennstrom von 25 mA durch, in Wirklichkeit kann er jedoch einen höheren Maximalstrom verarbeiten.
Die Stromversorgung erfolgt über eine 9-V-Batterie und die Kondensatoren C5 und C6 sorgen für eine starke Entkopplung am nächstgelegenen Punkt des Stromkreises.
Die andere Hälfte des Diagramms ist identisch und in der Nomenklatur werden die Komponenten auf die gleiche Weise mit einem Strichsymbol bezeichnet.
Konstruktion
Wie Sie bereits anhand der Fotos dieses LED-Blumenprojekts bemerkt haben, liegt der gesamte ästhetische Reiz in der angenommenen Kreisform.
Leider ist die Erstellung einer Leiterplatte (PCB) bei einer kreisförmigen Form schwieriger, es sei denn, Sie verwenden die folgende Methode:
Erstellen Sie zunächst die Leiterplatte auf einer quadratischen Epoxidplatte mit einer Ihnen vertrauten Methode.
Nachdem Sie alle Komponentenlöcher gebohrt haben, fahren Sie mit dem Bohren des zentralen Lochs mit einem Durchmesser von 5 oder 6 mm fort, das durch einen Punkt markiert ist.
Anschließend groben Sie die kreisförmige Form durch schrittweises Schneiden kleinerer Winkel aus und bearbeiten sie mit einer Feile.
Sobald diese Phase abgeschlossen ist, führen Sie eine lange Metallschraube mit einem Durchmesser von 5 oder 6 mm zusammen mit einer Mutter und einer Unterlegscheibe in das zentrale Loch ein.
Befestigen Sie es im Spannfutter einer Bohrmaschine mit niedriger Drehzahl.
Halten Sie den Bohrer fest, verwenden Sie einen festen Referenzpunkt und führen Sie die flache Seite einer Feile am Rand der Leiterplatte entlang.
Dadurch entsteht eine perfekte Kreisform, die durch leichte Krafteinwirkung mit der Feile im Bohrer noch weiter angepasst werden kann.
Sobald die Platine fertig ist, ordnen Sie die 10 Widerstände, 6 Kondensatoren und 8 einstellbaren Komponenten an und vergessen Sie nicht die Buchsen für integrierte Schaltkreise.
Sobald die Elektronik fertig ist, bleibt der rein kreative Teil des Projekts.
Das Modell verwendet einen Wattebausch, der häufig in Badezimmerutensilien zu finden ist und in verschiedenen Geschäften erhältlich ist. Sie haben jedoch die Freiheit, ein anderes Modell zu wählen.
Möglicherweise müssen Sie die Abmessungen der Leiterplatte entsprechend anpassen.
