Гирлянда на мигающих светодиодах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Среди многообразия мигающих елочных гирлянд все большую популярность получают "простые ультрасовременные", состоящие... только из светодиодов. Вместо привычного нагромождения схемных решений (с электронными ключами, которые периодически открываются-закрываются низкочастотными RC-, RL- или LC-генераторами) здесь малогабаритные полупроводниковые светоизлучатели. Правда, светодиоды, выступающие в роли своеобразных микровыключателей, не простые (рис. 1а-1 в). Наименование данного класса оптикоэлектронных приборов, разработанных на стыке интегральной микроэлектроники и оптики, - Blinking LED lamps (мигающие светодиоды, или МСВ).

Основой мигающего светодиода является бескорпусной КМОП-генератор А1 (рис. 1в). Именно он периодически открывает и закрывает электронный ключ А2. Находящийся здесь же светодиод HL1, соответственно, вспыхивает с частотой 1,5- 2,5 Гц. Причем сама конструкция такова, что МСВ можно подключать (благодаря встроенному резистору R2) к источнику постоянного напряжения напрямую, без внешнего токоограничителя.

Строго говоря, в данном полупроводниковом оптикоэлектронном приборе имеется еще и низкоомный резистор R1 величиной 5-8 Ом, но его можно не учитывать при рассмотрении общего принципа работы. Типовые характеристики МСВ таковы, что при изменении питания от 3,5 до 13 В прямой ток находится в пределах от 6 до 60 мА.

Диод VD1 выполняет защитную функцию (на случай подачи обратного напряжения). Ну а длительное протекание через него большого тока (150-200 мА) грозит выводом МСВ из строя.

Как видно из обобщенной функциональной схемы мигающего светодиода, здесь имеется свой частотозадающий конденсатор С1, как и у прежних устройств с электронными ключами. Только он обладает малой емкостью, поскольку выполняется в виде распределенной интегральной структуры на общей подложке. Низкая же частота генерации (2 Гц) обусловлена в первую очередь внутренними сверхвысокоомными КМОП-резисторами. Неизбежный в производстве технологический разброс приводит к тому, что встретить два абсолютно одинаковых (по частоте генерации) МСВ - большая редкость.

Мигающие светодиоды (рис. 1а) внешне мало чем отличаются от типовых АЛ307, хорошо известных многим радиолюбителям. Даже невооруженным глазом в каждом из оптикоэлектронных "новичков" просматривается "чип" (в данном случае это подложка с интегральными элементами), монолитный световод из сверхрассеивающей пластмассы, а также катод и анод.

На принципиальных электрических схемах МСВ изображаются аналогично обычным светодиодам. Единственное графическое отличие - вместо пары сплошных стрелок "светоизлучателей" вычерчиваются две пунктирные.

Рис. 1. Мигающий светодиод (а), его условное обозначение (б) и обобщенная функциональная схема (в): 1 - анод; 2 - катод; 3 - подложка (полупроводниковая, с интегральными элементами); 4 - световод монолитный (из сверхрассеивающей пластмассы).

Рис. 2. Новогодний сувенир с мигающими светодиодами (а) и его принципиальная электрическая схема (б)

НL1, НL8, НL15 L-56 ВНD (L-56 ВGD, L-56 ВYD)

НL2-НL7, НL9-НL14, НL16-НL21 АL307БМ (АЛ307ГМ)

Х2.ХЗ Dendy - разъемы (СГ5, СШ 5)

Рис. 3. Рекомендуемый вариант соединения светодиодов в виде стилизованной елочки (а) и его модификация на примере одного из участков мигающей электронной гирлянды (б)

Рядом со значком мигающего светодиода располагаются буквы HL с соответствующим порядковым (по схеме) номером, а также условное наименование, ориентируясь на которое, можно определить цвет излучения и другие характеристики данного МСВ. В числе наиболее распространенных - относительно недорогие L-56BHD (красный), L-56BGD (зеленый), L-56BYD (желтый) фирмы King-bright или их аналоги. Внешний диаметр у данных приборов - порядка 5 мм, что позволяет МСВ удачно размещать на панелях с обычными светодиодами типов АЛ307БМ и КИПД40А1 - К (красный), АЛ307ГМ и КИПД40А1-Л (зеленый), АЛ307ЖМ и КИПД40А1-Ж (желтый).

Теперь, после краткого знакомства с новым классом доступных оптикоэлектронных устройств, предлагается смастерить оригинальный новогодний сувенир с использованием мигающих и обычных светодиодов (рис. 2а). По сути, это переливающаяся разноцветными огнями гирлянда (рис. 2б) из трех светоизлучающих участков по семь полупроводниковых приборов в каждом, которая выполняется в виде стилизованной елочки.

В качестве источника энергии подойдет готовый блок питания. Например, от игровой приставки DENDY или более мощной SEGA MEGA DRIVE-2. Но вполне приемлемо и самодельное устройство (с постоянным напряжением 14-16 В и током 0,1-0,2 А на выходе), выполненное в виде вилки-переходника и включающее в себя понижающий трансформатор Т1, выпрямительный мост VD1 -VD4, конденсатор фильтра С1, входной Х1 и выходной Х2 электроразъемы.

При подаче питания светодиодные цепочки начинают мигать с небольшой периодичностью (примерно 2 раза в секунду). Частота вспышек у каждого из трех МСВ своя, немного отличающаяся от указанной; поэтому гирлянда переливается огоньками, образуя разнообразные сочетания световых геометрических фигур. Вдобавок ко всему сказывается здесь и отсутствие жесткой синхронизации между КМОП-генераторами, входящими, как подчеркивалось выше, в состав мигающих светодиодов. В работе схемы присутствует элемент случайности, и получающаяся в итоге иллюминация зрителям не надоедает.

Конструкция самой елочки-основы может быть разной, зависящей от вкусов и опыта изготовителя. Например, в стандартном варианте для монтажа используется лицевая текстолитовая панель 200x150x0,5 мм с просверленными в ней согласно замыслу (рис. 3а) 5-мм отверстиями под 21 светодиод. Корпус каждого из будущих новогодних огоньков вставляют и приклеивают к такой плате компаундом или быстросохнущим "Моментом", а электрическое соединение элементов гирлянды в единое целое осуществляют проводом типа МГПВ-0,2 с использованием малогабаритного паяльника, канифоли и легкоплавкого припоя (время пайки выводов не должно превышать 1-2 с). Задняя и боковые стенки елочки-основы могут выполняться из односторонне фольгированного стеклотекстолита, скрепленного по ребрам пайкой.

Для изготовления не менее привлекательного варианта новогоднего сувенира берут поролон размером 200x150 мм и толщиной 10-20 мм, в который втыкают светодиоды так, чтобы из них образовался рисунок елочки. Выводы каждого из этих полупроводниковых приборов на обратной стороне поролона осторожно разгибают и соединяют тонкими проводами согласно монтажной схеме (рис. За).

Как свидетельствует практика, налаживание самоделки, собранной в строгом соответствии с принципиальной электрической схемой из заведомо исправных радиодеталей, трудностей не вызывает даже у малоопытных новичков.

Самая распространенная ошибка - неправильная полярность включения одного или нескольких светодиодов. Для подстраховки рекомендуется впаять в конструкцию (до первого опробывания елочки-гирлянды) токоограничительный резистор R1, выделенный на принципиальной электрической схеме (рис. 2б) пунктиром. Затем сувенир включают в сеть. Замеряя падение напряжения на R1 вольтметром (желательно цифровым), убеждаются, что, хотя контролируемая величина и постоянно меняется, показания прибора даже при одновременной вспышке всех светодиодов не превышают 3 В. При ином результате надо искать ошибки в монтаже.

Если вдруг выясняется: схема собрана безупречно, а контролируемая величина почему-то меньше 1,5 В, то идут на замену указанного выше резистора простейшей перемычкой. Оптимальным же можно считать вариант, при котором токоограничитель остается в схеме. При этом номинал R1 подбирается таким, чтобы отношение U в вольтах к R1 в омах не превышало 0,06 (то есть максимальный ток, протекающий через резистор-ограничитель, был не более 60 мА).

Любители экспериментов, конечно же, вправе по-своему расположить полупроводниковые светоизлучатели, чтобы добиться от уже отлаженной схемы наиболее выразительных световых эффектов. Важно соблюсти при этом правила симметрии, в том числе в цвете и типах светодиодов для каждой из гирляндных цепочек. А если позволит запас мощности блока питания, то, видимо, есть смысл увеличить число новогодних огоньков в сувенире до 27 штук, воспользовавшись, к примеру, модификацией (рис. 3б) принципиальной электрической схемы устройства.

Надежность такого технического решения гарантирована, если максимальный ток через резистор R1 при отладке гирлянды не будет превышать 120 мА.

Автор: С.Рюмик

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Western Digital представил устройство 3 в 1 11.01.2004 Корпорация Western Digital объявила о выпуске периферийного устройства хранения данных Media Center. В состав нового продукта, выполненного в стильном и удобном корпусе, входят жесткий диск WD Caviar SE емкостью 250 Гб, устройство чтения карт памяти 8 типов, концентратор USB 2.0 и разработанная компанией функция резервного копирования Dual-option Backup. Также Western Digital представил новые жесткие диски во внешнем исполнении с интерфейсами USB 2.0/FireWire и функцией Dual-option Backup. Будет выпускаться несколько модификаций этих устройств различной емкости: 160, 200 и 250 Гб. При помощи разработанной корпорацией Western Digital функции резервного копирования Dual-option Backup пользователи смогут осуществлять резервное копирование данных либо автоматически, либо по мере необходимости, запуская этот процесс одним нажатием кнопки, расположенной на устройстве. Также Media Center и новые жесткие диски во внешнем исполнении с функцией Dual-option Backup способны копировать данные из нескольких источников: например, с разных жестких дисков и/или ПК и ноутбуков. В состав Media Center входит устройство чтения 8 основных типов карт памяти: CompactFlash Type I и II, IBM Microdrive, SmartMedia, Memory Stick, Memory Stick PRO, MultiMedia Card и SD Card.

Другие интересные новости:

▪ Мягкая электроника стала многослойной

▪ Эффективная установка для хранению энергии в сжатом воздухе

▪ Нитрид урана - перспективное топливо для АЭС

▪ Экшн-камера DJI Osmo Action

▪ Кнопки с улучшенной оптикой для яркой и однородной подсветки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья Поликлиническая педиатрия. Конспект лекций

▪ статья Кто придумал комиксы? Подробный ответ

▪ статья Герань. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Держатель прост, но... Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Возраст по размеру обуви. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025