Два автомата световых эффектов - Светоэффекты - Схемы радиолюбителям - Каталог статей - RADIOAMATOR
Изобретатель радио Суббота, 10.12.2016, 22:20
RADIOAMATOR
Поиск позывных в российском Callbook'e:
ON-LINE поиск предоставлен сервером QRZ.RU

Приветствую Вас Гость | RSS
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Поиск по сайту
Меню сайта
Категории раздела
Шпионские штучки [19]
Справочники [33]
Светоэффекты [21]
Схемы для компьютера [17]
Прочие схемы [29]
Приемники [5]
Статьи радиолюбителям [18]
Электросварка [5]
Друзья сайта
Главная » Статьи » Схемы радиолюбителям » Светоэффекты

Два автомата световых эффектов

Два автомата световых эффектов
А.БУТОВ, с.Курба Ярославской области. E-mail; andrey-rad@yandex.ru
 
Устройство (рис.1), собранное из недефицитных радиодеталей, представляет собой световой автомат, реализующий эффект "бегущей волны". В зависимости от конструктивного исполнения он может быть использован как детская игрушка, динамичный указатель направления движения, поворота, а также для новогодней или рекламной иллюминации.
Конструктивно устройство состоит из трех узлов. Узел управления построен на микросхеме DD1 типа КР1533АП6, представляющей собой 8-разрядный двунаправленный приемопередатчик с тремя состояниями на выходе без инверсии входных сигналов с повышенной нагрузочной способностью [1, 2]. Такая и аналогичные микросхемы обычно используются в микропроцессорной технике для буферизации сигналов микропроцессоров, микроконтроллеров и пр.
После включения питания конденсаторы С1 ...С9 разряжены. Поскольку микросхема DD1 включена как повторитель сигналов в направлении с входов/выходов А на входы/выходы В, светодиоды HL1...HL8 загораются. Через резисторы R1, R9 заряжается конденсатор С1. Когда напряжение на его обкладках превысит пороговое напряжение переключения повторителя DD1.1, напряжение на выходе В1 сменится с лог. "0" на лог. "1", светодиод HL1 погаснет. После этого, через резистор R2 заряжается конденсатор С2, и когда напряжение на входе А2 превысит пороговое напряжение переключения, погаснет светодиод HL2. Аналогичным образом последовательно погаснут светодиоды HL3...HL8. Когда напряжение на выходе DD1.8 сменится с "0" на"1", через резистор R11 зарядится конденсатор С9, транзистор VT1 откроется и через резистор R1 разрядит конденсатор С1.
После этого на выходе В1 "1" сменится на "0", и светодиод HL1 загорится. Следующим шагом конденсатор С2 разрядится через резистор R2, загорится светодиод HL2. Аналогичным образом последовательно включатся светодиоды HL3...HL8. Таким образом, линейка из светодиодов HL1...HL8 будет постепенно погасать и зажигаться, аналогично [3]. При указанных на схеме емкостях конденсаторов С1...С8 и сопротивлениях резисторов R1...R8 время зажигания всех светодиодов составляет около 4 с, а время погасания — около 1,5 с.
Чтобы подключить большее количество светодиодов, установлены повторители на микросхемах DD2, DD3 типа К155ЛП9. Такие микросхемы имеют по 6 повторителей входного сигнала с открытым коллектором и повышенной нагрузочной способностью. Максимальный втекающий ток для этой микросхемы составляет 40 мА, а допустимое напряжение на выходе может достигать 30 В. При напряжении питания 12...15 В к выходам этих микросхем можно подключить последовательно по 3 светодиода синего или белого цвета из расчета того, что прямое напряжение на каждом включенном светодиоде будет 2,8...3,6 В.
Стабилизатор напряжения +5 В собран на микросхеме DA1 типа КР142ЕН5В. Максимальный ток, потребляемый микросхемами при
включении всех светодиодов HL1...HL8, — около 160 мА. Диоды VD1...VD3 уменьшают входное напряжение для DA1. Напряжение питания устройства может быть нестабилизированным 12...16 В. При большем входном напряжении вместо отечественного стабилизатора на фиксированное выходное напряжение можно применить импортный, например, LM330T-5.0 в корпусе ТО-220, допускающий входное напряжение до 26 В, или LM7805CT,. максимальное входное напряжение которого может быть до 35 В.
Вместо буферного узла на микросхемах К155ЛП9 можно собрать силовые узлы на 8 полевых транзисторах, как это показано на рис.2.
 
 Полевой транзистор VT1 работает как мощный инвертор, поэтому, когда светодиод HL1 светится, подключенные в качестве нагрузки лампы накаливания Е1_1...Е1_п или светодиоды погашены. Суммарное напряжение последовательно включенных ламп накаливания должно быть не менее напряжения источника питания. В случае использования светодиодов последовательно с ними включаются токоограничительные резисторы, сопротивление которых рассчитано так, чтобы ток через светодиоды не превышал их максимально допустимого, который для большинства распространенных светодиодов обычно составляет 20 мА.
Источник питания для ламп должен быть достаточно большой мощности. Так, при использовании ламп накаливания на ток 1 А и общее рабочее напряжение 48 В понижающий трансформатор должен быть рассчитан на выходную мощность не менее 400 Вт, а от мостового выпрямителя требуется ток нагрузки не менее 8 А. Подойдет, например, мост BR101 или 4 диода КД213А.
Если вы не хотите использовать в конструкции массивный трансформатор, то силовые узлы можно выполнить по схеме на рис.3.
 
 Здесь в качестве ключей применены маломощные высоковольтные тиристоры с малым током управления и удержания. В качестве нагрузки к таким тиристорам можно подключать маломощные лампы накаливания на 220 В, например, елочные гирлянды из миниатюрных ламп накаливания на ток до 0,26 А. Лампы в таких узлах будут зажигаться и погасать синхронно с соответствующим светодиодом (HL1...HL8). Фильтр C14-L1-C15 снижает уровень импульсных помех, как поступающих из сети, так и генерируемых устройством в момент открывания тиристоров. При такой силовой части следует учитывать, что все элементы устройства будут находиться под напряжением сети.
Безошибочно собранное из исправных деталей устройство налаживания не требует. При желании, установив конденсаторы С1...С8 другой емкости, можно изменить скорость переключения светодиодов. Не обязательно, чтобы емкость этих конденсаторов была одинаковой. При использовании конструкции для украшения новогодней елки светодиоды HL1.. .HL8 используются как контрольные, а остальные светодиоды можно разместить гирляндами на ветвях елки. К каждому выходу микросхем DD2, DD3 можно подключить по две цепочки разноцветных светодиодов (количество светодиодов в каждой из них ограничено суммарным прямым напряжением светодиодов и напряжением питания).
Для изготовления "неперегорающих" светодиодных гирлянд удобно
использовать тонкий многожильный провод МГТФ, термоусадочные трубки и эпоксидный клей или автомобильный герметик. К выводам светодиодов припаивают провода, на нижнюю часть корпуса надевают термоусадочную трубку, разогревают, а оставшуюся после сжатия трубки полость заполняют клеем или герметиком.
 
На рис.4 показана схема устройства, в котором происходит хаотичное переключение светодиодов, что позволяет получить разнообразные неповторяющиеся световые эффекты. Эта конструкция собрана на трех распространенных интегральных КМОП-микросхемах серии К561.
На логических элементах И-НЕ DD1.1, DD1.2 и DD2.1, DD2.2 собраны два низкочастотных генератора, которые переключаются с частотой 2...3 Гц. На DD2.1, DD2.2 и DD2.3, DD2.4 выполнены два высокочастотных генератора с частотой переключения около 2,5 МГц, но первый из них работает только тогда, когда на выводе 2 DD2.1 "1". Соответственно, второй ВЧ-генератор работает при "1" на выводе 10 DD2.3. Так как между выходом DD1.2 и одним из входов DD2.1 установлена дифференцирующая цепочка C3-R3, то ВЧ-генератор запускается на очень короткое время. Однако этого небольшого промежутка времени оказывается достаточно, чтобы счетчик DD3.1 многократно переполнился и на его выходах установилась случайная двоичная комбинация.
Генераторы на DD1.3, DD1.4 и DD2.3, DD2.4 управляют счетчиком DD3.2. Работают они аналогично рассмотренным генераторам, разница лишь в том, что НЧ-генератор на DD1.3, DDI.4 работает несколько медленнее, чем аналогичный на DD1.1, DD1.2. Это позволяет создавать более динамичную картину из светящихся светодиодов. Кроме того, применение разных генераторов для каждого счетчика позволяет уменьшить вероятность длительного зацикливания устройства на одной световой комбинации, состоящей из 2.. .4 повторяющихся шагов.
Двухцветные двухкристалльные светодиоды HL1 ...HL4 подключены к выходам счетчиков DD3.1, DD3.2 через эмиттерные повторители на транзисторах VT1...VT8. В зависимости от того, на каком из выходов двоичных счетчиков высокий уровень, открывается соответствующий транзистор и зажигается красный или зеленый кристалл двухцветного светодиода или красный и зеленый одновременно. Любой из светодиодов HL1...HL4 может находиться в одном из четырех возможных состояний.
Поочередно рассмотрим их на примере светодиода HL1. Первое — ни один из кристаллов этого светодиода не светится, не светится и однокристальный светодиод HL6. Второе — на выводе 6 DD3.1 "1", на выводе 11 DD3.2 "0", транзистор VT4 открыт, светится красный кристалл светодиода HL1, зажигается и HL6. Третье — "1" на выводе 11 DD3.2, а на выводе 6 DD3.1 "0", и светится только зеленый кристалл HL1, также светится и HL6. Четвертое — "1" одновременно на выводах 6 и 11 счётчиков. Тогда светятся оба кристалла светодиода HL1, и его цвет свечения в этот момент желтый. HL6 тоже светится, но несколько ярче, чем во втором и третьем вариантах.
Таким образом, каждый из двухцветных светодиодов может светиться красным, зеленым и желтым цветами или быть погашенным. При наладке подбором сопротивлений R1 и R2 можно изменить темп переключения световых комбинаций. Все восемь светодиодов можно разместить в произвольном порядке в виде матрицы 4x2 или в виде "линейки".
Если необходимо увеличить количество светодиодов, то можно использовать параллельное включение дополнительных светодиодов, подключив их к эмиттерам транзисторов через индивидуальные гасящие резисторы. Когда яркость светодиодов HL5...HL8 избыточна, их можно зашунтировать резисторами. При желании эти светодиоды можно заменить на два двухкристалльных, аналогичных HL1...HL4. Можно увеличить и число светодиодов, включенных аналогично HL1...HL4. При этом не требуется дополнительных счетчиков и транзисторов. Достаточно будет оба кристалла дополнительного светодиода подключить через индивидуальные резисторы к непарным "двойкам" транзисторов. К примеру, VT1 и VT8 составляют пару, так как оба работают на один светодиод HL4. С таким же успехом можно подключить дополнительный двухкристальный светодиод к VT1 и VT4, которые станут парными только для этого светодиода. Используя такой подход, простыми средствами можно добиться динамичных и непредсказуемых эффектов.
Для питания обеих конструкций можно изготовить несложный блок питания, схема которого показана на рис.5.
 
 Напряжение сети 220 В поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1 через плавкий предохранитель FU1 и защитный резистор R29. С вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение около 12В поступает на мостовой диодный выпрямительVD4...VD7, конденсатор С20 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. К выходу этого блока питания можно подключить одно устройство, собранное по схеме на рис.1 или на рис.4.
В обоих устройствах можно использовать постоянные резисторы типов МЛТ, РПМ, С1-4, С1-14, С2-23. Неполярные конденсаторы — керамические, типовК10-17, К10-50, КМ-5, КМ-6. Конденсаторы С14, С15 — пленочные, на рабочее напряжение 630 В (250.. .315 В переменного напряжения). Остальные конденсаторы — оксидные, типов К50-35, К50-68, К50-29, К53-19 или импортные аналоги. Диодный мост KBU6M можно заменить на КВРС608, KBU8J, другой аналогичный или на 4 диода типов Д245...Д248, включенные по схеме мостового выпрямителя. Вместо диодов 1N4001 подойдут любые из серий КД243, КД247, 1 N4001... 1 N4007, UF4001...UF4007, 1 N4933... 1 N4937.
Светодиоды RL50-CB744D синего цвета свечения можно заменить на аналогичные DB5b-448ABCA, DB5b-448ABD, DB5-448ABCA, DB5-448ABD, DB5-448ABD-B (все синие, 05 мм), DB5-433AGD-C, DB5-433BA-C (зеленые, 05 мм), DB8a-438ABD (синий, 08 мм), RL30-CB744D (синий, 03 мм), RL30-UV744D, (фиолетовый, 03 мм), RL50-CB744D (синий, 05 мм), RL50-UV744D (фиолетовый, 05 мм), RL50-WH744D (белый, 05 мм). Двухкристальные светодиоды серии L-59 заменяются любыми аналогичными, например, L-799, АЛС331. Вместо светодиодов серии L-1503 подойдут любые желаемых цветов свечения, например, серий RL50N, КИПД21, КИПД36.
Вместо транзисторов КТ503Б в этой конструкции можно установить любые из серий КТ503, КТ6114, SS8050,2SC2331,2SC2310, ВС535. Полевой транзистор типа КП744 можно заменить на IRL520, КП727В, IRLZ34, КП745Г, IRL530 [5]. Установка таких полевых транзисторов на теплоотвод при токе нагрузки менее 3 А не требуется. Маломощный высоковольтный тиристор MCR100-6RL можно заменить на MCR100-006, MCR100-6RLRA, MCR100-6RLRM, MCR100-008, MCR100-8RL, MCR100-6ZL1, P0118DA1AA3,X00602MA1AA2, Х0202МА1ВА2, Х00602МА1АА2.
Вместо микросхемы КР1533АП6 можно применить SN74ALS245N. Микросхемы серии К555 и другие аналогичные ТТЛ-, ТТЛШ-логики из серий "74" в этой конструкции работать не будут. Вместо микросхем КР1533ЛН1 можно применить К555ЛН1, К155ЛН1, КР1533ЛН8, КР1533ЛП16, SN74ALS04N. Микросхемы серии К561 можно заменить аналогичными из серий К564, КР1561 или импортными, например, вместо К561ЛА7 подойдет CD4011A, а вместо К561ИЕ10 — МС14520А, МС14520В, CD4520. Интегральный стабилизатор напряжения КР142ЕН5В можно заменить на КР142ЕН5А, LM78M05, LM7805, AN7805. Вместо стабилизатора КР142ЕН8Г можно установить КР142ЕН8А, LM78M09, LM7809. Микросхемы стабилизаторов устанавливают на небольшой теплоотвод.
Дроссель для помехоподавляющего фильтра содержит 24 витка обмоточного провода диаметром 0,68 мм, намотанных на кольце К32х20х9 из феррита НМЗ000 без немагнитного зазора. Острые кромки кольца затупляют напильником, после чего кольцо обматывают лакотканью или ПВХ-изолентой. Затем с помощью челнока в один слой укладывают обмотку.
Литература
1. Бирюков С.А. Применение цифровых микросхем серий ТТЛ и КМОП. — М.:ДМК, 2000.
2.  Петровский И.И и др. Логические ИС КР1533, КР1554. 4.1.— М.: Бином,1993.
3. А.Бутов. Световой автомат на микросхеме КР1533ИР22. — Радио, 2003, №10, С.54.
4. А.Бутов. Габаритные огни инопланетян-2. — Радио, 2005, №1, С.51.
5.  С.Чеботков. Новые мощные полевые транзисторы. — Радиомир, 2001, №8, С.39.
РМ 11/2013

Категория: Светоэффекты | Добавил: admin (25.12.2015)
Просмотров: 635 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Наша кнопка сайта

Радиолюбителям и электрикам схемы, программы и т.д.

Код кнопки

 

Locations of visitors to this page

 

Статистика

Онлайн всего: 6
Гостей: 6
Пользователей: 0

Счётчик тиц Все для радиотехника! Информационная поддержка ремонта теле-видео-аудиоаппаратуры Сайт :: Паятель.at.ua - статьи и простые схемы, конструкции для начинающих и профессионалов. Сервер радиолюбителей России - схемы, документация,
 соревнования, дипломы, программы, форумы и многое другое! Всё для начинающих. Сборки сабвуферов для машин. Сборки сабвуферов для дома. Лаборатория. Электроника. Программы расчета. Выставка сабвуферов.

Copyright MyCorp © 2016Сайт создан в системе uCoz