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:

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Портативный твердотельный накопитель Lexar Air 09.11.2025

Компания Lexar представила портативный твердотельный накопитель Air (pSSD), сочетающий компактность, высокую скорость и надежность. Вес устройства составляет всего 19 граммов, а толщина в тончайшей части достигает всего 6 мм, что делает его одним из самых легких и тонких SSD на рынке. Накопитель выпускается в двух вариантах емкости: 512 ГБ и 1 ТБ. Версия на 1 ТБ оценивается примерно в 459 юаней (около $64), а старт продаж модели на 512 ГБ пока не объявлен. Lexar Air оснащен интерфейсом USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и разъемом USB-C, при этом в комплект входит переходник с USB-C на USB-A для универсальной совместимости. Производитель заявляет скорость последовательного чтения до 390 МБ/с и записи до 400 МБ/с, что позволяет быстро передавать большие файлы, включая видео высокой четкости. Корпус накопителя выполнен в компактном форм-факторе, который удобно держать на ладони, а максимальная толщина не превышает 9,3 мм. Конструкция выдерживает падения с высоты до 2 метров, а для удобног ...>>

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Случайная новость из Архива Зонд Philae высадился на комете Чурюмова-Герасименко 13.11.2014 Европейское космическое агентство (ЕКА) сообщило о том, что зонд Philae, отделившийся от аппарата Rosetta, совершил успешную посадку на поверхности кометы 67P/Чурюмова-Герасименко. Впервые в истории сделанный человеком аппарат смог закрепиться на комете, несущейся с огромной скоростью - около 55 000 км/ч. Из-за относительно небольших размеров космического объекта и, следовательно, малой гравитации, процесс "падения" Philae занял около семи часов. Сцепление с кометой прошло успешно, несмотря на то, что после отстыковки зонда были обнаружены неисправности в системе посадки. ЕКА уже обнародовало снимки удаляющегося зонда, сделанные при помощи инструмента OSIRIS (Optical, Spectroscopic, and Infrared Remote Imaging System), установленного на борту Rosetta. В ближайшее время появятся изображения кометы, сделанные с борта Philae. Предполагается, что исследования, проведенные аппаратом на комете Чурюмова-Герасименко, позволят получить новую информацию о формировании Земли и, возможно, о появлении на ней воды, без которой было бы невозможно существование нашей цивилизации.

Другие интересные новости:

▪ Приставка Nintendo Switch

▪ Робот Honda Asimo

▪ Нанотрубки помогут собирать нефть

▪ Мини-ПК Minisforum Mars MC560

▪ Роботы-танки вместо пожарных

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Жак Тюрго. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие бывают голуби? Подробный ответ

▪ статья Медник. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Двухтактный передатчик для телеуправления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025