Световой автомат на микросхеме КР1533ИР22. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Автоматизированные модели и игрушки с переключающимися разноцветными светодиодами красивы, наглядны и неизменно пользуются большим успехом у начинающих радиолюбителей и в кружках детского технического творчества. Ниже предлагается еще одна подобная конструкция.

Предлагаемая игрушка предназначена для использования в основном в электрофицированной настольной модели детской железной дороги, городского перекрестка или игрушечного Лунопарка. При ее разработке была поставлена цель: создать с минимальными затратами ресурсов и труда юных умелых рук, в пределах детского терпения и усидчивости, такую конструкцию, которая, совместно с другими работающими механизмами, неизменно бы радовала и вдохновляла девушек и юношей на занятие техническим творчеством.

Основная деталь самоделки - распространенная цифровая ТТЛШ микросхема КР1533ИР22 - восьмиразрядный регистр на основе D-триг-геров с защелками и с тремя состояниями на выходе, одно из которых высокоимпедансное - когда все выходы этой ИМС переводятся в состояние высокого выходного сопротивления. (Импортный аналог - SN74ALS373).

Эта микросхема дает возможность относительно легко построить на ней автомат последовательно-поступательного зажигания и погасания светодиодов и/или ламп накаливания, обходясь небольшим набором деталей и имея в своем жизненном багаже лишь начальные знания по цифровым микросхемам (рис. 1).

Напряжение питания узла на цифровой микросхеме стабилизируется интегральным стабилизатором DA1 на уровне +5 В. После подачи напряжения питания времязадающие конденсаторы С1 - С8 и С9 разряжены, следовательно, на всех выходах мощных повторителей DD1.1- DD1.8 логический 0 - двукристальные светодиоды HL1-HL4 (и лампы накаливания EL1-EL16 не светятся).

Постепенно, через резисторы R1 и R18, заряжается конденсатор С1, примерно 0,7 с. Он заряжается настолько, что повторитель DD1.1 переключается с низкого логического уровня на высокий, на выходе DD1.1 появляется лог 1 (благодаря тому, что тактовый вывод 11 ИМС соединен с +Uпит). Светодиод HL1 начинает светить красным цветом. С этого момента через резистор R2 начинает заряжаться конденсатор С2, и примерно через 0,5 с DD1.2 переключается с лог. 0 на лог. 1 - зажигается зеленый кристалл светодиода HL1, и светодиод светится желтым цветом, так как одновременно будут светиться оба кристалла.

Высокая нагрузочная способность этой микросхемы позволяет подключать к ней светодиоды через токоограничительные резисторы без согласующих транзисторов. В моменты перемены цвета HL1 происходит и поочередное зажигание ламп накаливания EL1, EL2 и т. д., если соответствующие цепи на биполярных составных n-p-n транзисторах (VT2 - VT9) и лампах накаливания вами были уже смонтированы и подключены. На рис. 1 показаны только две цепи из восьми с мощными транзисторами и лампами накаливания.

После переключения элемента DD1.2 в состояние лог. 1 через резистор R3 заряжается конденсатор C3. Через 0,5 с на выходе DD1.3 появляется лог. 1, загорается "красный" кристалл светодиода HL2, еще через 0,5 с из состояния лог. 0 в лог. 1 переключается DD1.4 и светодиод HL2 светит уже желтым цветом.

В итоге, с момента подачи на устройство напряжения питания, каждый из светодиодов HL1- HL4 поочередно зажигается сначала красным, потом желтым (желто-зеленым) цветом, с первого и до четвертого, пока не будут светиться золотистым или салатовым цветом все четыре светодиода. Если смонтирован и подключей узел-сателлит на мощных транзисторах VT2- VT9 и лампах накаливания Е L1 -Е L16, то в это время все лампы будут светиться.

После того как на всех входах и выходах DD1.1 - DD1.8 установятся лог. 1, откроется транзистор VT1. Конденсатор С1 станет разряжаться через резистор R1 и этот открытый транзистор, через 0,5 с погаснет "красный" кристалл светодиода HL1, а еще через столько же времени - "зеленый". Так как на выходе DD1.2 будет уже лог. 0, то станет разряжаться через резистор R3 и конденсатор C3. После его разрядки DD1.3 переключится в лог. 0, "красный" кристалл HL2 погаснет. И далее, по принципу "падающего домино", сначала будет гаснуть "красный" кристалл соответствующего светодиода, затем "зеленый", пока, начиная с HL1, не погаснут все светодиоды. После чего процесс вспыхивания светодиодов вернется к началу цикла.

Иначе говоря, светодиоды зажигаются волной, сначала светодиод не светится, потом горит красным цветом, затем желтым. После того как будут гореть все светодиоды желтым цветом, гашение тоже пойдет волной. Сначала светодиод светит желтым, потом зеленым, потом полностью погаснет.

Если, как указано на принципиальной схеме, будут установлены мощные транзисторные ключи VT2 - VT9, то с лампами накаливания на 6,3 В х 0,3 А, включенными последовательно-попарно, устройство будет потреблять от источника питания максимальный ток 2,7 А, на который и должен быть рассчитан блок питания. Если лампы накаливания EL1-EL16 будут заменены светодиодами, включенными последовательно с токоограничительными резисторами, то источник питания может быть пересчитан на меньший ток. "Выходная" часть светового автомата - исполнительное устройство на VT2-VT9, EL1 -EL16 - может быть существенно модифицирована или исключена (если двухцветных светодиодов HL1-HL4 будет достаточно) исходя из индивидуальных возможностей и потребностей [2]. Можно установить две микросхемы КР1533ИР22 - включив их элементы последовательно, один за другим. Соответственно удваивается количество двухцветных светодиодов, времязадающих конденсаторов (С1- С8, СГ - С8'), резисторов зарядной связи R1-R8 и удваивается количество токоограничительных резисторов для светодиодов R11-R18.

От переполюсовки напряжения питания устройство защищено диодом VD1 и самовосстанавливающимся предохранителем FU1 на 0,4 А. Диод можно взять любой из серий КД209, КД243, КД208, КД226, а предохранитель можно заменить любым плавким на 0,5...1 А. Резисторы можно взять любые из серий С1-4, С2-23, С2-33, МЛТ или аналогичные импортные малогабаритные. Оксидные конденсаторы - К50-35 или их более надежные и малогабаритные импортные аналоги, например, "SLH", "Xenia", "Philips". Керамические конденсаторы - К10-17, КМ-5. Микросхему можно заменить на SN74ALS373. В настоящее время они недефицитны. Интегральный стабилизатор можно заменить на КР142ЕН5В, KIA7805PI, LM7805CT, LM7805CP, МС7805СТ, МС7805С - все они способны успешно работать в этом устройстве, выполнены в похожем корпусе "ТО220" и имеют одинаковую цоколевку - "вход-общий-выход", но разные нагрузочные параметры. Любая из этих микросхем-стабилизаторов при использовании в данной конструкции нуждается в небольшом теплоотводе площадью 4...8 см2. Не изгибайте выводы такой ИМС вблизи ее пластмассового корпуса!

Транзистор VT1 можно взять любой из серий КТ312, КТ3102, КТ3012, КТ645, КТ201, SS9014, 2SC815, 2SC1009. Мощные транзисторы со сверхвысоким h21э при необходимости можно заменить на любые из серий КТ829, КТ8111, КТ8131, КТ972, 2SD1564, 2N6063, 2N6064, 2SD1765. Обращайте внимание на то, что в цоколевке указанных типов транзисторов есть различия. Вместо указанных светодиодов фирмы King-bright можно использовать и другие аналогичные трехвыводные двукристальные светодиоды красного/зеленого цвета свечения. Фотографию смонтированного на перфорированной макетной плате устройства вы видите на рис. 2. При токе подключенных ламп накаливания 0,3 А теплоотводы на мощные транзисторы не требуются.

Если использовать два источника постоянного тока напряжением 8...12,6 В (для ИМС DA1) и 24...42 В, то на транзисторы можно "навесить" большее число ламп накаливания, не выходя за пределы потребляемого одним каналом тока в 0,3 А. Лампочки можно покрасить цапонлаком или приобрести готовые в специализированном магазине.

Литература

1. Петровский И., Прибыльский В., Троян А., Чувелев В. Логические ИС КР1533, КР1554, часть 1, с. 3,140-142. -М.: "Бином", 1993.
2. Тишкунов А. Автоматы световых эффектов от "А" до "Я". - Схемотехника, 2002, №3, с. 51-54.
3. Бирюков С. Автомат световых эффектов. - Радио, 2001, № 5, с. 51-54.
4. Жгулев В. Автомат переключения восьми гирлянд. - Радио, 1999, №11, с. 53, 54.

Автор: А.Бутов, с.Курба Ярославской обл.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Космические мусорщики на ионных двигателях 14.04.2012 Швейцарские инженеры из лаборатории EPFL разработали прототип ультракомпактного ионного двигателя, который позволит выводить небольшие спутники за пределы околоземной орбиты. Двигатель MicroThrust отличается простотой конструкции и предназначен для установки на наноспутники весом 1-100 кг. Двигатель весит всего около 200 грамм вместе с топливом и управляющей электроникой. Его можно устанавливать на наноспутник-мусорщик CleanSpace или на спутники типа OLFAR, которые могут записывать сверхнизкочастотные сигналы на обратной стороне Луны. Малые спутники сейчас "в моде", потому что их производство и запуск обходятся сравнительно дешево - около полумиллиона долларов, по сравнению с обычными спутниками, которые стоят сотни миллионов. Однако наноспутники в настоящее время не имеют эффективного двигателя, они "прикованы" к Земле и не могут применяться для изучения глубокого космоса. Двигатель MicroThrust решает эту проблему. Новый двигатель вместо химического горючего использует ионную жидкость EMI-BF4, которая в электронной промышленности используется в качестве растворителя и электролита. Жидкость, состоящая из электрически заряженных молекул (ионов), поступает в тысячи крошечных кремниевых отверстий в сердце двигателя. На выходе из отверстий расположены решетчаты электроды, на которые подается напряжение в тысячу вольт. Мощное электрическое поле извлекает ионы из жидкости и выбрасывает их с огромной скоростью (до 10 км/с), таким образом создается реактивная тяга. MicroThrust создает тягу в 100 микроньютонов и имеет удельный импульс 3000 секунд. Несмотря на то, что для двигателя требуется высокое напряжение, для его питания достаточно солнечных панелей мощностью в несколько ватт. За шесть месяцев работы MicroThrust способен разогнать наноспутник с 24000 км/ч до 42000 км/час. По расчетам разработчиков, для достижения лунной орбиты 1-кг наноспутнику с двигателем MicroThrust потребуется всего 100 мл топлива. Пока первый прототип ионного микродвигателя имеет ряд проблем, например, иногда поток ионной жидкости вызывает короткое замыкание. Но специалисты считают MicroThrust выдающимся достижением, которое откроет совершенно новые возможности для изучения глубокого космоса и сделает исследования космического пространства более доступными.

Другие интересные новости:

▪ Подводные тайфуны

▪ Современная ветроэнергетика Европы

▪ Микробы в беличьем колесе

▪ Для предсказания инфаркта кватит капельки крови

▪ Сколько человек в машине

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Дорожная разметка. История изобретения и производства

▪ статья Что является самой большой искусственной монолитной структурой на Земле? Подробный ответ

▪ статья Базилик камфорный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Генератор - пробник ЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Разрезанный шнурок (три способа). Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026