Arduino Hack - RGB LED - ventilateur de processeur & TLC5940 (4 / 7 étapes)

Etape 4: Construction du Circuit : théorie

x - 3906 12 General Purpose Transistors PNP (x25 pour 3$)
-x 1 2KΩ résistance (Penny)
-x 1 TLC5940 (3$)
-x 1 carte de test (10$)
-x 1 Arduino Uno (15$)
-22g de fil (3$)

Pour ce projet, j’ai dédicacera une maquette complète et Arduino Uno. Bien que j’ai tendance à préférer les ne pas pour utiliser un Arduino pré-faites Conseil pour la construction finale, ni je souhaitez conserver la conception finale sur maquette - de garder ce projet simple et disponible à la grande majorité des gens - j’ai gardé cet itinéraire. S’il y a suffisamment d’intérêt, je considérerais la conception et l’impression des BPC pour ce projet afin d’éviter l’utilisation de la maquette et de créer un autonome discret Arduino.

Type de LED :

Les LEDs, j’avais choisi, sont cathode commune. Comme nous avons mentionné précédemment, cela implique qu’ils partagent un négatif commun. Il y a une certaine confusion dans le monde de la LED quand s’agit de logique numérique, quel type de LED (commune de cathode - ou d’anode +) selon le matériel utilisé et des niveaux logiques. Je m’explique, en ce qui concerne la TLC5940, que nous utiliserons.

Le TLC5940 est un contrôleur PWM à 16 canaux de Texas Instruments. Il peut être utilisé pour générer des 16 différents signaux de Pulse Width Modulation. Dans le monde de la LED, c’est une façon commune et efficace pour estomper les LEDs. Plutôt que traditionnellement abaissant la tension ou un courant de faible intensité, la LED, avec un PWM signal - nous appliquons très rapides impulsions de tension pour les LEDs. En changeant la largeur (ou le temps) des impulsions, nous pouvons transformer efficacement les LEDs et éteindre plus vite que le œil peut voir. Augmenter la largeur d’impulsion augmente le temps off - création d’un niveau variateur de lumière. Diminuer la largeur d’impulsion diminue le temps off, donc allumer la LED pendant une période prolongée et en créant un meilleur niveau de lumière. Ces signaux PWM peut également être utilisé pour dire servos moteurs pour passer à un angle de rotation, spécifique, mais c’est pour une Instructable entièrement séparée.

Il y a 16 canaux de sortie un signal PWM sur le TLC5940. À l’aide de la bibliothèque associée, nous pouvons directement aborder chaque broche et étiquetez-les avec les indicateurs de référence entre 0 et 15. La question arrive en jeu, lors de l’observation des canaux de sortie. Ils ne s’appliquent pas un niveau logique d’un anticyclone. Ils fonctionnent avec un niveau logique TTL basse, ce qui signifie que le signal PWM est sous 2vdc. C’est le contraire de ce qu’il faut pour cathode commune LEDs.

La sortie assis à ce que nous appelons en termes numériques, à un niveau élevé d’image (ou + 5V). Le signal PWM passe bas, descendre à sous 2vdc. Tour allumer nos voyants, nous devons au sol l’axe négatif commun et appliquer 5vdc à chaque broche positive des LEDs. Simplement en mettant la sortie des canaux TLC5940 directement à chacun + broche, les diodes ne fonctionnera pas correctement parce qu’elles nécessitent une haute + 5vdc de thly tension positive à l’anode (+) et un potentiel inférieur : au moins 2vdc inférieure, vers la cathode (négatif) de la LED. Il s’agit de la polarisation. Nous avons besoin de transmettre la partialité des diodes pour les allumer, et la sortie de la TLC n’exporte pas un sommet pour obtenir nos conditions biaisées vers l’avant : ce qui signifie que les LEDs s’allume pas les signaux PWM.

Parce qu’il y a un affrontement entre la sortie de niveau logique bas des canaux TLC5940 et le niveau logique haut requis par les goupilles positifs de LEDs. Pour éviter ce problème, j’utilise des transistors PNP 3906. En vous connectant à la base du transistor à la sortie du canal PWM, le transistor attendra un niveau logique bas. Quand il a reçu, il sera effectivement saturer le transistor, mettre en marche. Le transistor, dans cette application, fonctionne exactement comme un interrupteur : seulement allumer où un signal PWM de logique TTL basse est transmis de la TLC5940 à la base du transistor. Lorsqu’un niveau élevé est reçu de la TLC, le transistor s’ouvre comme un interrupteur et empêche le courant de couler dans les LED--les éteindre.

Nous pouvons maintenant Connectez le collecteur du transistor de 5vdc séparés que de l’Arduino et branchez l’émetteur directement aux broches positives des LEDs. J’utilise un transistor pour chaque couleur : rouge, vert et bleu. Ainsi chaque LED obtient 3 transistors, un contrôle de chaque couleur : transformer la logique faible de la TLC, un + 5V PWM signal qui s’allume les LEDs.

MAGIE.

Cette même logique peut être appliquée à n’importe quelle situation. Si vous avez besoin de « reverse »--ou inverser--un niveau logique, nous pouvons utiliser des dispositifs tels que le NPN ou PNP transistors, onduleurs ou autres appareils numériques tels que portes et et ou gates, acceptant des niveaux logiques et convertir en un signal que nous pouvons réellement. Si vous avez anode commune, vous pouvez placer le positif commun des LEDs directement à une source de 5V et masse chaque couleur pin négative aux canaux PWM TLCs. Ceci fonctionnera suffisamment. Si vous êtes comme moi et avez cathode commune LEDs, vous avez beaucoup d’options pour inverser cette logique pour s’adapter à votre type de charge.

Il s’agit de la route, que j’ai choisi, en raison du coût extrêmement faible des transistors PNP 3906, décemment changement de vitesses (combien de temps peut il allume) rapide et facilité d’utilisation.

Il y a un bien écrit site entièrement expliquant le fonctionnement de la TLC5940, mais nous utiliserons seulement ses fonctions de base.

Même si le schéma peut sembler compliqué - la théorie est simple. Chaque canal de sortie PWM de le TLC5940 iront à la base d’un transistor PNP. Le collecteur de ce transistor est lié élevé, pour le + 5V sortie d’alimentation de votre ordinateur ATX. L’émetteur de chaque transistor est lié à une LED d’avance seule anode (+). Répétez cette procédure pour chacune des trois LED câbles : un rouge, un vert et un pour le bleu. Chaque LED aura trois transistors, contrôlées par trois canaux PWM de le 5940. Appliquer cette même logique à toutes les quatre LED du ventilateur. Cathodes de toutes les LEDs (-) sera faible liée à la terre de votre ordinateur alimentation ATX.

Dans la section suivante, je vais commencer montrant la construction du circuit.