Бегущий огонь с 10 светодиодами. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Стабилизаторы напряжения

 Комментарии к статье

Один из самых популярных световых эффектов, реализуемых в различных конструкциях устройств, которые применяются для украшения новогодней елки, - эффект так называемых бегущих огней. Визуально он выражается в том, что в цепочке каких-либо источников света, например электрических лампочек, в самом простом варианте поочередно загорается один или группа источников, расположенных один возле другого. При этом, благодаря инерции нашего зрения, создается видимость того, что источник света перемещается, "бежит" по цепочке с определенной скоростью. В качестве источников света в таких конструкциях могут использоваться не только электрические лампочки, но и, например, светодиоды.

Простое и в то же время надежное устройство, реализующее световой эффект бегущих огней, можно собрать с использованием обыкновенных светодиодов. Предлагаемая конструкция представляет собой обычный переключатель, в котором напряжение питания поочередно подается на один из десяти светодиодов.

Принципиальная схема модуля бегущих огней приведена на рисунке.

Данное устройство, основу которого составляют две микросхемы и десять транзисторов, условно можно разделить на три функциональных блока: задающий генератор, блок управления и схему индикации. Как и большинство подобных конструкций, предлагаемый модуль изготовлен с использованием счетчиков импульсов. Задающий генератор, формирующий импульсы управления, выполнен на микросхеме IC2, которая включена по схеме нестабильного мультивибратора. При этом рабочая частота задающего генератора определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. При использовании данных элементов с указанными на принципиальной схеме параметрами частота следования управляющих импульсов будет около 15 ГЦ.

С выхода задающего генератора (вывод IC2/3) управляющие импульсы подаются на блок управления, основу которого составляет микросхема IC1, являющаяся счетчиком импульсов. На десяти выходах этой микросхемы обеспечивается последовательное формирование напряжения логической единицы. Первоначально на всех выходах счетчика импульсов присутствуют напряжения логического нуля. Другими словами, уровень напряжения на каждом из выходов микросхемы IC1 (выводы IC1/1-7.9-11) будет низким и недостаточным для того, чтобы открылся транзистор, база которого подключена к соответствующему выходу.

При поступлении от задающего генератора первого управляющего импульса на вход счетчика CLK (вывод IC1/14) на выходе DO0 (вывод IC1/3) сформируется напряжение логической единицы, то есть на этот выход будет подано напряжение более высокого уровня. Таким образом, на одном из выходов блока управления появится управляющее напряжение, которое подается на соответствующий вход блока индикации. В рассматриваемой схеме блок индикации выполнен на транзисторах Т1-Т10 и светодиодах D1-D10.

С выхода DO0 (вывод IC1/3) напряжение высокого логического уровня поступает на базу транзистора Т10 и обеспечивает его отпирание. В результате через открытый переход "коллектор-эмиттер" транзистора Т10 анод светодиода LD10 оказывается подключенным к плюсу источника питания, что приводит к свечению этого диода. Поступление на вход микросхемы IC1 следующего управляющего импульса от задающего генератора обеспечит формирование напряжения логической единицы на выходе DO1 (вывод 1С 1/2). При этом на выходе DO0 вновь появится напряжение низкого логического уровня, транзистор Т10 закроется, а светодиод LD10 погаснет. В то же время транзистор Т9 откроется, а диод LD9 начнет светиться.

При подаче на вход счетчика IC1 непрерывной последовательности из десяти управляющих импульсов напряжение высокого логического уровня будет поочередно формироваться на выходах DO0-DO9, чем будут обеспечены последовательные вспышки светодиодов от LD10 до LD1. Если эти светодиоды расположить один возле другого, то, как уже отмечалось, благодаря инерции нашего зрения, создастся видимость того, что светящийся диод "бежит" по цепочке. После того как на вход счетчика будет подана следующая последовательность из десяти управляющих импульсов, произойдет повторный цикл поочередных вспышек светодиодов. И так будет продолжаться до отключения питания.

Остается добавить, что использование в данной схеме транзисторов Т1-Т10 в качестве управляющих работой светодиодов ключей обусловлено тем, что токовая нагрузка микросхемы IC1 весьма незначительна. Поэтому непосредственное подключение отдельных светодиодов к ее выходам может привести к неисправности микросхемы. В то же время с учетом того, что в определенный момент времени в предлагаемой конструкции всегда светится только один светодиод, ток через все диоды ограничен одним общим резистором R2.

Все детали модуля бегущих огней размещены на небольшой двусторонней печатной плате размером 55x35 мм. Изображение печатной платы приведено на рисунке.

Питание модуля осуществляется от источника постоянного напряжения 5 В. Это могут быть обыкновенная плоская батарейка типа 3336Л или четыре пальчиковых элемента по 1,5 В, так как надежная работа данного модуля обеспечивается и при изменении питающего напряжения в пределах от 4,5 до 6,0 В. В качестве источника питания можно использовать обычный сетевой выпрямитель на напряжение 6 В при токе 200-300 мА. Если в данной конструкции применить светодиоды с низким рабочим током (2 мА), а сопротивление резистора R2 увеличить до 1 кОм, общая потребляемая мощность устройства будет значительно снижена. В этом случае при питании от одной плоской батарейки модуль сможет непрерывно работать несколько десятков часов.

Импортные транзисторы ВС548В можно заменить, например, отечественными транзисторами n-p-n-типа КТ3102ВМ. Светодиоды можно заменить маленькими электрическими лампочками, рассчитанными, например, на напряжение 4,5 В. В этом случае резистор R2 заменяется перемычкой.

В предлагаемом варианте исполнения модуля бегущих огней все светодиоды размещены вдоль одной из сторон печатной платы. Однако в каждом конкретном случае расположение светодиодов зависит лишь от фантазии исполнителя. Светодиоды можно расположить, например, в виде небольшой гирлянды. Это может быть и какая-либо буква или инициалы. При этом светодиоды соединяются с платой с помощью тонкого многожильного кабеля.

Собранный без ошибок в монтаже и из исправных деталей, модуль бегущих огней почти не нуждается в налаживании, за исключением подбора рабочей частоты задающего генератора, которая определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. При желании скорость перемещения бегущих огней можно изменять подбором значения сопротивления резистора R1. Для увеличения скорости сопротивление резистора R1 следует уменьшить, а для уменьшения скорости перемещения бегущих огней сопротивление резистора R1 необходимо увеличить.

Смотрите другие статьи раздела Стабилизаторы напряжения.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива 72-кубитный квантовый процессор Bristlecone 14.03.2018 Подразделение Google, разрабатывающее квантовый компьютер, представило промежуточный результат своей работы. Это квантовый процессор Bristlecone. Конфигурация процессора Bristlecone включает 72 кубита, которые объединены в прямоугольный массив. Процессор предназначен для практической оценки подходов, выбранных для реализации квантовых вычислений. Он является увеличенной версией ранее изготовленного 9-кубитного процессора. По словам разработчиков, важнейшей задачей является сохранение низких показателей ошибок, сопровождающих работу квантовых вентилей и цепей считывания, при увеличении числа кубитов. Критическим моментом считается увеличение числа кубитов и связей между ними (глубины) до уровня, когда квантовый процессор превзойдет по производительности традиционный суперкомпьютер. По оценке Google, превосходство может быть достигнуто уже при 49 кубитах, глубине цепей более 40 и ошибке при работе двух кубитов менее 0,5%. На вышеупомянутом 9-кубитном процессоре с линейной организацией ошибка составляла 0,6%. Участники проекта выразили "осторожный оптимизм" в отношении того, что превосходство может быть продемонстрировано уже с использованием Bristlecone.

Другие интересные новости:

▪ Полнокадровая камера Canon EOS R6 Mk II

▪ Радар видит сквозь стены

▪ Беспилотный автомобиль от Nokia

▪ Разработана спецификация USB4

▪ Электрический кроссовер Lexus RZ 450e

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Светодиоды. Подборка статей

▪ статья Лапша быстрого приготовления. История изобретения и производства

▪ статья Какие птицы роют норы? Подробный ответ

▪ статья Ветротурбоход. Личный транспорт

▪ статья Сторожевой блокиратор системы зажигания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кварцевый генератор на туннельном диоде. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025