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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Оценка эмоционального напряжения в кинозале 29.10.2018 Исследователи из Химического института Общества Макса Планка предложили химически объективный способ присуждения фильмам возрастного рейтинга. Они измерили состав воздуха во время 135 кинопоказов одиннадцати разных фильмов; общее число зрителей составило свыше 13 тыс. человек. Специальный прибор для химического анализа установили в вентиляционной системе кинозала, чтобы отбирать пробы воздуха каждые 30 секунд. Особое внимание авторы работы уделяли летучим органическим веществам, сопоставляя их уровень с жанром фильма и возрастом аудитории. Оказалось, что эмоциональное напряжение, испытываемое зрителями во время просмотра фильма, соответствует уровню изопрена. Более всего он известен как мономер натурального каучука и один из продуктов нефтепереработки. Однако изопрен также образуется в нашем организме в ходе обмена веществ, накапливаясь в мышцах и выходя наружу через кожу и легкие, когда наши мышцы работают. Если мы смотрим что-то, что заставляет нас нервничать, мы начинаем менять позу, ерзаем, вцепляемся в подлокотники и т. д. - и из-за таких мускульных усилий изопрен вылетает в атмосферу кинозала. Соответственно, эмоциональное воздействие на детей и подростков достаточно легко оценить по уровню изопрена. Такой метод можно применять в спорных случаях, когда не очень понятно, как именно дети отреагируют на фильм. Исследователи подчеркивают, что речь идет именно о психологическом напряжении. Они также хотели бы выяснить, какие еще эмоциональные состояния можно поймать подобным химическим способом - в конце концов, анализ воздуха проводили по шестидесяти соединениям, и вполне возможно, что среди них есть какие-нибудь химические признаки спокойной грусти или, скажем, веселья. Но здесь уже нужно не просто ловить воздух в кинозале, а устроить тщательно контролируемый лабораторный эксперимент.

Другие интересные новости:

▪ Рекорд автоматической подводной лодки

▪ Робот выходит на сушу

▪ Планшеты Microsoft Surface 2 и Microsoft Surface Pro 2

▪ Коврик-будильник Ruggie

▪ Видеокарта GeForce RTX 3090 Hall of Fame

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Наш ответ Чемберлену. Крылатое выражение

▪ статья Какими были конфеты в Древнем Риме? Подробный ответ

▪ статья Тайник, который всегда с тобой. Шпионские штучки

▪ статья Усилитель 3Ч на цифровой микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезновение голубя из стеклянной шкатулки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026