555タイマーと4017カウンターを使用したLEDルーレット回路図
LEDの点滅 555タイマーと4017ICを使用したルーレット回路図
カジノゲームとそれに付随する「ルーレット」というフランス語の単語があります。この回路はルーレット盤の機能に似ているため、この回路に名前が付けられています。この回路は、タイマーICと、ディケードカウンターであるCD4017と呼ばれる特殊なICで構成されています。
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LEDルーレット回路図
以下は、LEDルーレット回路の回路図です。
必要なコンポーネント
- 555タイマーIC
- ディケードカウンターCDIC4017
- 8個のLED
- 220Ω、1kΩ、10kΩの抵抗
- 10µFコンデンサ
- ポテンショメータ
- 回路に電力を供給する9V電池
555タイマーIC
555タイマーICは、主にパルス生成と発振器として使用されます。 555タイマーICのピン配列を以下に示します。
| 555タイマーIC | ||
| ピン番号 | ピン名 | 目的 |
| 1 | GND | 接地基準電圧 |
| 2 | TRIG | 出力を制御します |
| 3 | OUT | Vccより約1.7V低く、またはグランドに駆動されます |
| 4 | リセット | タイミング間隔をリセット |
| 5 | CTRL | 内部分圧器へのアクセスを提供します |
| 6 | THR | タイミング間隔をいつ停止するかに関するしきい値として機能します |
| 7 | DIS | コンデンサを放電するためのオープンコレクタ出力 |
| 8 | Vcc | 正の供給電圧 |
タイマーICの動作には、双安定、単安定、非安定の3つのモードがあります。
- 双安定モードでは、回路は低状態と高状態の2安定状態信号を生成します。ローステート信号とハイステート信号の出力信号は、入力ピンをリセットしてアクティブにすることで制御されます。
- 単安定モードでは、タイマーがトリガーボタンの入力から指示を受け取ると、回路は単一のパルスのみを生成します。
- 非安定モードでは、ICの回路は、外部回路に接続されている2つの抵抗とコンデンサの値に基づいて正確な周波数の連続パルスを生成します。
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ディケイドカウンターIC4017
回路内のLEDは一定時間点滅を繰り返すことを目的としているため、検討中の回路にはタイマーが必要です。ディケイドカウンターICCD4017は、このアプリケーションに最適です。このICはCMOSディケードカウンターです。つまり、このICは主にCMOSをベースとして機能します。カウンターを作る方法はたくさんあります。しかし、このICはCMOS技術を使用しています。その名前が示すように、このICは0から10まで数えることができます。このICは、このICの発明者に敬意を表してジョンソン10ステージカウンターとも呼ばれます。
このICは、通常、低範囲のカウントに使用されます。 ICには高域はありませんが、それでもかなりユニークな機能がいくつかあります。それらのいくつかを以下に示します。
- 供給電圧の範囲は3〜15Vです。
- トランジスタ-トランジスタロジックでうまく機能します。
- クロック速度は非常に高く、約5MHzです。
CD4017ICのピン配列 以下に示します。
上の写真でわかるように、このICには16個のピンがあります。 1から7および9から11の10個の出力ピンがあります。これらの10個の出力ピンはそれぞれ順番にマークされています。これは、彼らが次々に高くなる順序です。タイマICからの入力は、連続出力がハイになるタイミングを提供します。次に、9番目の出力に達した後、プロセスを繰り返します。出力ピンを除いて、他に6つのピンがあります。これらのピンは、ICを直接制御するために使用されます。 IC用の他の6つのピンについて以下に説明します。
- ピン13
ICのピン13はイネーブルピンです。これにより、ICが動作を開始できます。 ICのイネーブルピンがアクティブローである限り、ICは動作します。イネーブルピンがハイになると、ICはオフになります。イネーブルピンをハイにすると、ICは取得しているクロック入力を無視します。
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- ピン14
ICのピン14はクロックピンです。このクロックは、このICの動作のための周波数プロバイダーです。上で説明したように、このICには、出力ピンにハイとローが連続して存在するクロックサイクルに応じたクロックが必要です。クロックがない場合は、接続しないままにしないでください。 CMOSの入力標準規則に従って、電源電圧またはグランドのいずれかに接続する必要があります。また、クロックはクロックのHighで機能することに注意してください。つまり、このピンが入力クロックからHighに遭遇した場合にのみ、シーケンシャル出力が変化します。
- ピン15
進行中の出力シーケンスを停止し、初期状態からやり直すリセットピンもあります。このリセットピンは、CD4017のピン15にあります。リセットピンがアースに接続されると、回路は自動的にリセットされます。
- ピン8と16
このICには、それ自体に電力を供給するための2つのピンのセットがあります。これらの2つのピンはピン8と16です。前者はアースで負の電源電圧に接続され、後者は電源電圧が印加される電源電圧です。
- ピン12
シーケンシャル出力の動作を適切に維持するために、ICに与えられる別のパルスがあり、入力クロックの10サイクルで1サイクルを完了します。したがって、出力のシーケンスが完了し、ピン12からのパルスがそのサイクルを完了しない場合、出力の次のバッチは、それらが動作するはずの周波数に一致するように停止されます。ピン12で提供されるこのパルスはキャリーアウト信号と呼ばれるため、ピン12はキャリーアウトピンとも呼ばれます。それが実行する関数は、名前が付けられて呼び出されます。キャリーオーバーパルスがICをリップルする場合、動作を修正する必要がある場合と言われています。
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ポテンショメータ
ポテンショメータは、3端子のパッシブ電子デバイスです。ポテンショメータは、均一な抵抗材料のスライドコネクタを調整することにより、任意のコンポーネントの電圧を変更します。
ポテンショメータの両端の電位は、抵抗ストリップの全長にわたって印加され、出力として得られる電圧は、その電圧のほんの一部です。ポテンショメータから取得できる最大電圧は、単にポテンショメータに印加される電圧です。
これは、基本的な分圧器の概念を使用して動作します。典型的なポテンショメータのピン配列を以下に示します。
ポテンショメータには、内部抵抗ストリップの端に入力用の2つの固定端子があります。ストリップを横切って移動し、入力端子の1つとスライダー端子の間の電圧を変更するスライダーに接続された3番目の端子があります。
同じように機能するが、根本的に異なる別のデバイスがレオスタットです。レオスタットも可変抵抗デバイスですが、動作が異なります。固定端子は1つだけで、回路への接続は可動スライダーからです。
回路に接続されている2つの端子がスライダーの位置に依存しないポテンショメーターとは異なり、レオスタットの端子の1つは回路に直接接続されています。
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動作するスタイルに基づいて、ポテンショメータは2つのタイプに分けられます。
- 回転式ポテンショメータ
- 線形ポテンショメータ
ポテンショメータは、以下にリストされている一部のアプリケーションで使用されています
- バッテリーセルの内部抵抗の測定
- 電圧の測定
- 分圧器として使用
- テレビの古い学校の音量とトーンコントロールとして使用されています
- 木材加工機で使用
- 射出成形機で使用
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LEDルーレット回路の操作と動作
抵抗とコンデンサの値はすでに計算されており、回路に示されています。 LEDは任意の順序で接続できますが、ルーレットゲームの名前を尊重するために、LEDを円形に配置するように努めます。
この回路では8個のLEDを使用していますが、ディケードカウンターからの10個の同期出力すべてを使用する方法があります。 8つのLEDは、ディケードカウンターCD4017の出力に接続されています。ディケードカウンターへの入力は、使用したタイマーICによって提供されます。回路図の555タイマーICは、非安定モードで使用するように設定されています。
接続が確立され、電源投入が必要なすべてのコンポーネントに電源が投入されるとすぐに、LEDが点滅し始めます。 LEDの速度は、前述のポテンショメータを使用して制御できます。ポテンショメータの抵抗値は、ポテンショメータの入力抵抗を変更し、それによってタイマーICの発振周波数が変更されます。
このようにして、クロックパルスがディケードカウンターに送信されるレートを変更できます。ディケードカウンターに供給される新しいクロックパルスは、出力がハイになるレートに影響を与えるため、ルーレット回路のLEDは 以前とは異なる速度で点滅するようになりました。
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