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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Жидкость, затвердевающая при нагревании 08.06.2005 Вообще-то, такого рода жидкости давно известны. Например, при нагревании затвердевает белок куриного яйца. Но при охлаждении он не становится опять жидким, а вот состав, полученный французскими химиками, именно так реагирует на изменения температуры. Находка сделана случайно. В одном из экспериментов химики из Института имени Лауэ и Ланжевена смешали в пробирке небольшое количество воды, большой объем 4-метилпиридина (канцерогенный растворитель) и немного циклодекстрина (разновидность сахара). При нагревании пробирки до 45 градусов Цельсия эта прозрачная смесь стала молочно-белой и затвердела. Если продолжить нагревание до 95 градусов или охладить пробирку ниже 45 градусов, смесь снова становится жидкой. Практического применения этот любопытный физико-химический феномен пока не имеет.

Другие интересные новости:

▪ Разрушение на заданных условиях

▪ Наушники Honor Clear Headphones с регистрацией сердечного ритма

▪ Пауки, питаясь графеном, плетут прочнейшую паутину

▪ Тетрис против психологической травмы

▪ Разнобой с бензином пора кончать

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Аэростат. История изобретения и производства

▪ статья Как несовершенное знание английского языка помогло открыть заменитель сахара? Подробный ответ

▪ статья Машинист насосных установок. Должностная инструкция

▪ статья Усилитель низкой частоты на микросхеме К174УН4. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автомобильное зарядное устройство для мобильного телефона. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025