Автомат переключения светодиодных гирлянд. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Для светового оформления новогодней елки обычно используют гирлянды из ламп накаливания или светодиодов, которые управляются автоматом, включающим гирлянды в определенной последовательности.

Наиболее популярные режимы в этом случае те, которые создают эффекты "бегущие огни" либо "бегущая тень". Для их реализации требуются две микросхемы - одну используют в узле генератора (например, К561ЛА7, К561ЛН2), другую (К561ИЕ8, К561ИЕ9) - в узле счетчика с дешифратором. Но можно обойтись только одной микросхемой К176ИЕ12, собрав автомат по схеме, приведенной на рис. 2.

Как известно, указанная микросхема предназначена в основном для электронных часов. В ее состав входят генератор с внешним кварцевым резонатором и счетчики, в одном из которых на выводах управления разрядами цифрового индикатора появляются импульсы, сдвинутые по фазе между собой на четверть периода. Для наглядности на рис. 3 изображены диаграммы сигналов на некоторых выводах микросхемы при работе генератора. С целью упрощения временные масштабы диаграмм различны.

На выводе 14, как и на выводе 13, при работе генератора (вместо кварцевого резонатора в нем установлена частотозадающая цепь R1R2C1) присутствуют импульсы с частотой настройки генератора fr. На выходе F импульсы появляются с частотой в 32 раза меньше частоты fr. Еще с более меньшей частотой следуют импульсы на выходах Т1-Т4, к тому же каждый из них составляет 1/4 периода и появляются они последовательно. Именно эти сигналы нужны для получения указанных эффектов. Наиболее "длинные" импульсы появляются на выходе S2 - в 16384 раза меньше fr.

К выходам Т1 -Т4 подключены через ограничительные резисторы R3-R6 транзисторные ключи VT1 -VT4, каждый из которых управляет гирляндой из пяти последовательно соединенных светодиодов. При работе устройства зажигается та гирлянда, управляющий транзистор которой открыт высоким уровнем на соответствующем выходе микросхемы DD1. А поскольку сигналы высокого уровня будут появляться на указанных выходах микросхемы последовательно, то также последовательно будут зажигаться гирлянды, создавая при соответствующем взаимном расположении светодиодов эффект "бегущие огни". Поскольку в любой момент времени светится только одна гирлянда, установлен лишь один ограничительный резистор - R7.

Используя эту микросхему в таком же включении, но установив транзисторы структуры р-n-р (рис. 4), можно получить эффект "бегущая тень". Теперь транзисторы будут открываться, а значит, включаться соответствующие гирлянды, сигналами низкого уровня на указанных выше четырех выходах микросхемы. Поэтому гирлянды будут поочередно гаснуть, создавая эффект "бегущая тень". В этом варианте токоограничивающие резисторы (R7-R10) пришлось поставить в цепь каждой гирлянды.

Конечно, каждый из описанных автоматов способен выполнять только одну функцию. Дополнив исходную конструкцию еще одной микросхемой (рис. 5), можно получить несколько вариантов переключения гирлянд. Микросхема DD1 включена так же, как и в предыдущих конструкциях. Но теперь сигналы с ее выходов Т1 -Т4 поступают на одни из входов элементов "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" микросхемы DD2. Эта микросхема управляет режимами работы автомата. Вторые входы элементов соединены вместе и подключены к подвижному контакту переключателя SA1 "Режим". К выходам элементов микросхемы подключены через ограничительные резисторы транзисторные ключи, управляющие включением светодиодных гирлянд.

Режим работы автомата изменяют переключателем SA1. В положении "1" на соединенные вместе входные выводы элементов микросхемы DD2 подается напряжение +12 В. Логические элементы работают инверторами, автомат находится в режиме "бегущая тень".

В положении "2" переключателя входы логических элементов соединяются с общим проводом, элементы работают повторителями, в результате чего реализуется режим "бегущие огни".

В положении "3" вторые входы элементов микросхемы DD2 подключаются к выходу S2 (вывод 6) микросхемы DD1. Форма импульсов на этом выходе - "меандр", частота следования равна f r/16384, поэтому каждому такому импульсу будут соответствовать 64 импульса на любом из выходов Т1 -Т4. Половину периода импульса на выходе S2, когда на нем присутствует высокий уровень, автомат работает в режиме "бегущая тень", а вторую половину, когда на выходе S2 низкий уровень, - в режиме "бегущие огни".

При переводе подвижного контакта переключателя в положение "4" соединенные вместе входы элементов микросхемы DD2 оказываются подключенными к выходу F микросхемы DD1. Частота импульсов на этом выходе в 8 раз выше, чем на выходах Т1- Т4. В таком режиме элементы микросхемы DD2 будут изменять свои функции в 8 раз чаще, чем происходит переключение гирлянд, поэтому создастся эффект псевдохаотического включения светодиодов.

Положения "5" и "6" переключателя можно не вводить, но рассказать о них имеет смысл. Так, в любом из этих положений все гирлянды начнут вспыхивать с частотой генератора. Поскольку она сравнительно высокая, это отразится на яркости светодиодов гирлянд - она уменьшится. И хотя по-прежнему создаются эффекты "бегущая тень" и "бегущие огни", светодиоды гаснут не полностью. Тем не менее создаваемые эффекты заметны даже в освещенном помещении.

Кроме микросхемы К561ЛП2, подойдет КР1561ЛП2, транзисторы - любые из серий КТ315, КТ3102, светодиоды - любые отечественные или импортные разных цветов свечения, переключатель - любого типа на указанное число положений и одно направление.

Большинство деталей этой конструкции смонтировано на печатной плате (рис. 6) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Переменный резистор и переключатель можно смонтировать на передней панели корпуса, в котором будут расположены плата и источник питания - любой маломощный блок с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током нагрузки до 100 мА.

Автор: И.Потачин, г.Фокино Брянской обл.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Зарядное устройство смартфона преобразует бытовой шум в электричество 23.08.2014 Исследователи из фирмы Nokia и Лондонского университета королевы Марии создали действующую систему зарядки мобильных телефонов, использующую звуковые волны. Об этом сообщил ресурс Gizmag. Сама идея такой системы была предложена в 2010 г. корейскими учеными. Она должна была действовать с использованием пьезоэлектрического эффекта: нанопровода на основе оксида цинка должны преобразовывать в электричество вызванные звуком вибрации. Но только сейчас европейским инженерам удалось достичь силы тока такого уровня, который оказался вполне достаточным для зарядки мобильных устройств. Как и коллеги из Кореи, ученые из Nokia и Лондонского университета использовали лист с наностержнями из оксида цинка: они вырабатывают электрический ток, сгибаясь под действием механической нагрузки (например, звуковых волн). Исследователи распылили на поверхности листа пластмассы жидкий оксид цинка. Затем лист пластмассы поместили в смесь химических веществ и подвергли нагреву до 90°С. В результате оксид цинка преобразовался в "лес" из наностержней. Затем лист поместили между двух золотых электроконтактных панелей из золота (с целью снижения расходов, разработчики предлагают делать их из обыкновенной алюминиевой фольги). Получившийся опытный образец устройства равен по площади некоторым смартфонам и может на одних лишь повседневных шумах (музыка, голоса, гул машин) генерировать электрический ток напряжением до 5 В. Для сравнения, корейским исследователям в своих экспериментах удалось добиться напряжения лишь в 50 мВ. О силе тока в цепи источник не сообщает, но упоминается, что получаемой энергии вполне достаточно, чтобы заражать мобильный телефон. "Возможность отказаться от использования аккумуляторных батарей в мобильных телефонах, воспользовавшись рассеянной повсюду энергии, - это просто потрясающая идея. Мы надеемся, что сможем приблизить ее реализацию на практике", - заявил доктор Джо Бриско (Joe Briscoe), ведущий автор проекта.

Другие интересные новости:

▪ Июль-2019 - самый жаркий месяц в истории метеонаблюдений

▪ Промышленные датчики CMOS от Canon с функцией глобального затвора

▪ Состав микрофлоры кишечника

▪ Пластик, разлагающийся в морской воде

▪ Карточки Eye-Fi Mobi для передачи снимков по беспроводному каналу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Возрастная анатомия и физиология. Шпаргалка

▪ статья Какой китаец стал чернокожим американцем, а затем цыганом? Подробный ответ

▪ статья Врач по общей гигиене. Должностная инструкция

▪ статья Перестраиваемый режекторный фильтр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Хитрые булавки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025