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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Малопотребляющий SoC BlueNRG-232 16.08.2018 Компания STMicroelectronics выпускает систему на кристалле BlueNRG-2, соответствующую спецификации Bluetooth 5.0. Микросхемы доступны в 32/34/48-выводных корпусах с процессорным ядром Cortex-M0, 256 кбайт Flash-памяти и 24 кбайт ОЗУ. Микросхема поддерживает режим работы BLE Multi Role, выступая в одно и то же время как в качестве объявителя (Advertiser), так и в качестве слушателя (Scanner). В режиме "Connection" одновременно поддерживается до 2 соединений с другими Masters и до 8 соединений со Slave-устройствами. Встроенный DC/DC-преобразователь позволяет снизить средний ток потребления до 7 мкА в режиме BLE-соединения c интервалом 1 сек. От батареи CR232 устройство на базе BLueNRG-232 может работать около 4 лет в режиме "Connection". Приложение пользователя может задействовать разнообразную периферию - до 26 линий GPIO, АЦП, UART, SPI, I2C. Для подключения цифрового MEMS-микрофона предусмотрен блок PDM stream processor со встроенным цифровым фильтром. Для работы микросхемы требуется кварцевый резонатор 16 или 32 МГц. Простое подключение антенны достигается с помощью интегрального балуна BALF-NRG-02D3. BlueNRG-2 работает в диапазоне напряжения от 1,7 до 3,6 В. Диапазон рабочих температур от - 40 до 105°С. Микросхемы доступны в корпусах FN32, QFN48 и WCSP34.

Другие интересные новости:

▪ Двусторонние солнечные батареи

▪ Смартфон Sony с дисплеем Retina

▪ Датчик давления Honeywell в SMD-исполнении

▪ Новый биоматериал заменит человеческие кости

▪ Опасность противосудорожных препаратов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Писатель-людовед. Крылатое выражение

▪ статья Что такое хлор? Подробный ответ

▪ статья Животновод, свиноводство. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Введение второго УКВ диапазона в автомагнитолу с синтезатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство для дозарядки аккумуляторных батарей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026