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:

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 Миниатюрный окислительно-восстановительный проточный источник питания 24.03.2017 Специалистами швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) и отделения IBM Research в Цюрихе создан миниатюрный окислительно-восстановительный проточный источник питания. По словам исследователей, подобные изделия в перспективе можно будет интегрировать в микросхемы, чтобы не только обеспечивать их питанием, но и охлаждать. В окислительно-восстановительном проточном источнике питания электричество вырабатывается в результате электрохимической реакции с участием двух жидких электролитов, прокачиваемых через источник внешним насосом. Жидкость одновременно может отводить тепло. Прототип, созданный учеными, имеет толщину всего 1,5 мм. Предполагается, что подобные элементы будут располагаться между кристаллами микросхем с объемной компоновкой. От своих предшественников новое изделие отличается рекордно высокой плотностью энергии, достигающей 1,4 Вт на каждый сантиметр поверхности. Даже за вычетом расходов на прокачку жидкости получается значение, превышающее 1 Вт/см2. Результаты измерений показывают, что электролиты действительно эффективно отводят тепло. Они способны отвести больше тепловой энергии, чем источник вырабатывает электрической энергии (которая, собственно, и преобразуется в тепловую энергию в процессе работы микросхемы).

Другие интересные новости:

▪ Антисептик из воды

▪ Загар без ультрафиолета

▪ Варисторы HMOV

▪ Польза домашних микробов

▪ Ракета для полетов на Марс и перелетов на Земле

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Зрительные иллюзии. Подборка статей

▪ статья История медицины. Шпаргалка

▪ В чем специфика Европы в раннее Средневековье (середина XI - конец XV вв.)? Подробный ответ

▪ статья Охрана труда подсобных рабочих

▪ статья Диагноз-тестер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Лавина королей. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025