Переключатели елочных гирлянд на основе мигающих светодиодных сигнализаторов - Светоэффекты - Схемы радиолюбителям - Каталог статей - RADIOAMATOR
Изобретатель радио Пятница, 09.12.2016, 00:11
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

Переключатели елочных гирлянд на основе мигающих светодиодных сигнализаторов
Переключатели елочных гирлянд на основе мигающих светодиодных сигнализаторов
А.Л. Одинец, г. Минск, Беларусь PA12’ 2009
Переключатели елочных гирлянд можно выполнить на основе мигающих светодиодных сигнализаторов [1], если дополнить конструкции всего одной ИМС и ключевыми транзисторами. В базовых версиях сигнализаторов светодиоды подключались непосредственно к выводам ИМС серии КР1554, обладающих высокой нагрузочной способность (до 24 мА). Для управления гирляндами светодиодов устройства необходимо дополнить ключевыми транзисторами. В таком случае количество светодиодов в одной гирлянде ограничено только максимальным током коллектора ключевого транзистора и нагрузочной способностью источника питания.
Общие сведения. Первый вариант устройства (рис. 1) формирует по три последовательные вспышки каждой гирлянды со скважностью равной четырем. Второй вариант (рис.4) также формирует по три вспышки каждой гирлянды, но с последующими тремя вспышками всех гирлянд. Третий (рис.7) и четвертый (рис.10) варианты устройств формируют эффекты «бегущего огня» с накоплением с последовательной фиксацией гирлянд во включенном состоянии после трех вспышек каждой гирлянды. Отличие четвертого варианта устройства заключается в наличии простейшего таймера (на 2 ИМС), который значительно расширяет функциональные возможности устройства, что позволяет выбирать практически любую длительность цикла, начиная от однократной вспышки первой гирлянды и заканчивая некоторой временной задержкой свечения всех гирлянд после завершения рабочего цикла.
Принцип работы.
В первом варианте устройства (рис. 1) цикл работы первого счетчика DD2.1 ограничен двенадцатью состояниями, а второго DD2.2 - четырьмя. Это необходимо для получения трех последовательных вспышек каждой гирлянды со скважностью равной четырем, как показано на временной диаграмме (рис.2). Первый счетчик DD2.1 формирует управляющие сигналы для разрешения работы дешифратора DD4 по входам & (выводы 4 и 5), который формирует выходной сигнал уровня лог. «О» только в случае появления на его входах & двух разрешающих уровней лог. «0». Двоичная комбинация с выходов счетчика DD2.2 определяет, какая гирлянда будет включена в данный момент времени.
В начальный момент времени счетчики DD2.1 и DD2.2 находятся в нулевом состоянии. Уровни лог. «0» с выходов DD2.1 (выводы 3 и 4) разрешают работу дешифратора DD4,



Рис.3. Светодинамическое устройство для трех светодиодных гирлянд. Вариант 1. Топология печатной платы
и на выходе его первого разряда (вывод 15) появляется уровень лог. «0», который, инвертируясь элементом DD3.3, открывает транзистор VT1 и включает гирлянду HL4-HL19. Включение транзистора VT1 индицирует светодиод HL1. При переходе счетчика DD2.1 в первое состояние уровень лог. «1 >> с выхода его первого разряда (вывод 3) запрещает работу дешифратора DD4, что приводит к появлению уровня лог. «1» на выходе его первого разряда (вывод 15), который, инвертируясь элементом DD3.3, закрывает транзистор VT1 и выключает гирлянду.
В четвертом и восьмом состояниях счетчика DD2.2 произойдет еще две вспышки первой гирлянды, а при установке в двенадцатое, на выходе элемента DD3.1 (вывод 8) будет сформирован короткий положительный импульс, обнуляющий этот счетчик. Одновременно на выходе старшего разряда (вывод 6) счетчика DD2.1 будет также сформирован короткий положительный импульс, приводящий к увеличению состояния счетчика DD2.2 на единицу. Далее будет сформировано еще по три последовательные вспышки второй и третьей гирлянды, как показано на временной диаграмме (рис.5), после чего цикл работы повторится.
В усовершенствованном варианте контроллера для трех гирлянд (рис.4) обнуляется только счетчик DD2.1 в момент перехода в четвертое состояние, а второй счетчик DD2.2 работает с полным набором состояний, равным шестнадцати, но используются только два его первых разряда. Работа этого варианта устройства аналогична предыдущему с тем отличием, что при переходе счетчика DD2.2 в третье состояние формируются три одновременные вспышки всех гирлянд. Это происходит благодаря подаче трех отрицательных импульсов на нижние по схеме входы элементов DD4.1-DD4.2 с выхода старшего разряда (вывод 12) дешифратора DD3. Входы элемента DD4.4 (на схеме не показаны) подключаются к шине питания.



Рис.6. Светодинамическое устройство для трех светодиодных гирлянд. Вариант 2. Топология печатной платы
Светодинамические эффекты «бегущего огня» с накоплением (рис.7) формируются благодаря применению элементов памяти на основе RS-триггеров. В исходном состоянии на входах R и S такого триггера присутствуют уровни лог. «1». Активным логическим уровнем является «0», поэтому одновременная подача двух таких уровней на оба входа RS-триггера является запретной комбинацией. Правильный режим работы RS-триггеров обеспечивается дешифратором DD3, который формирует активный уровень лог. «0» только на одном из выходов, в зависимости от сочетания управляющих входных сигналов.
Как и в предыдущих вариантах устройств, счетчики DD2.1 и DD2.2 изначально находятся в нулевом состоянии, поэтому на выходе элемента DD1.3 формируется уровень лог. «1», который запрещает работу дешифратора DD3, и на всех его выходах также присутствуют лог. «1». Поскольку в конце предыдущего цикла все RS-триггеры ИМС DD4 были установлены в исходное единичное состояние, уровни лог. «1», приходящие на входы элементов «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» DD5.1-DD5.4, приводят к появлению на их выходах уровней лог «0». Все транзисторы VT1-VT4 закрыты, гирлянды выключены.
При переходе счетчика DD2.1 в первое состояние, уровнем лог. «0» с выхода элемента DD1.3 разрешается дешифрация состояний DD3, и на выходе его первого разряда (вывод 15) появляется уровень лог. «0». Этот уровень перебрасывает верхний по схеме RS-триггер ИМС DD4 в нулевое состояние, и одновременно воздействует на нижний по схеме вход элемента DD5.1. Однако зажигания гирлянды в этот момент пока не происходит, поскольку на выходе элемента DD5.1 попрежнему действует уровень лог. «0». При достижении счетчиком DD2.1 четвертого состояния, дешифрация состояний DD3 будет вновь запрещена, и на выходе его первого разряда (вывод 15) будет сформирован уровень лог. «1».



Рис.9. Светодинамическое устройство для четырех светодиодных гирлянд. Вариант 1. Топология печатной платы
Поскольку на выходе 1Q (вывод 4) первого по схеме RS-триггера DD4 был сформирован уровень лог. «0», а на выходе первого разряда (вывод 15) дешифратора DD3 действует уровень лог. «1», теперь два различных логических уровня, воздействуя на входы элемента DD5.1, приводят к появлению на его выходе уровня лог. «1», что вызывает открывание транзистора VT1 и включение первой гирлянды HL5-HL19.
Каждый последующий счетный импульс с выхода генератора приводит к увеличению состояний счетчика DD2.1, а вслед за ним и DD2.2. При этом происходят трехкратные последовательные вспышки гирлянде последующей их фиксацией во включенном состоянии. При достижении счетчиком DD2.2 пятого состояния, на выходе пятого разряда (вывод 10) дешифратора DD3 формируется короткий отрицательный импульс, который устанавливает в исходное единичное состояние все RS-триггеры ИМС DD4, а после инвертирования элементом DD1.4 обнуляет счетчик DD2.2. Задержка свечения всех гирлянд после включения четвертой обеспечивается благодаря увеличению длительности рабочего цикла счетчика DD2.2, по сравнению с базовой конструкцией сигнализатора. Теперь обнуление счетчика осуществляется при его переходе в пятое, а не четвертое состояние, поэтому задержка свечения всех гирлянд равна одной пятой длительности всего рабочего цикла.
В состав усовершенствованного варианта контроллера для четырех гирлянд (рис. 10) введен простейший таймер, состоящий из генератора прямоугольных импульсов, собранного на элементах DD2.1, DD2.2, и счетчиков DD4.1, DD4.2. Таймер значительно расширяет функциональные возможности устройства и позволяет выбирать практически любую длительность цикла работы, начиная от однократной вспышки первой гирлянды HL5-HL19 и заканчивая некоторой временной задержкой свечения всех гирлянд после прохождения всего рабочего цикла. В отличие от предыдущего, в усовершенствованном варианте устройства работают два независимых генератора прямоугольных импульсов, частота которых выставляется независимо. Это позволяет раздельно изменять как частоту вспышек гирлянд (с помощью R3), так и длительность всего цикла работы (с помощью R6).
Цикл работы устройства начинается с момента формирования на выходе таймера (вывод 14 счетчика DD4.2) положительного импульса сброса счетчиков DD3.1 и DD3.2. Также этот импульс, инвертируясь элементом DD1.4, приводит к установке в исходное единичное состояние всех RS-триггеров ИМС DD6.



При совпадении двух лог. «1» на входах элемента DD2.3, на выходе элемента DD2.4 также формируется положительный импульс, сбрасывающий счетчики таймера DD4.1 и DD4.2 и, тем самым, инициирующий новый цикл отсчета временного интервала. Этот временной интервал определяет длительность рабочего цикла, который показан на временной диаграмме (рис.11).
Конструкция и детали. Все устройства выполнены на печатных платах из двухстороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Размеры печатных плат: первый вариант (рис.3) - 40x100 мм, второй вариант (рис.6) - 40x100 мм, третий вариант (рис.9) -50x100 мм, четвертый вариант (рис.12) - 50x100 мм. В устройствах применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, под-строечныеСПЗ-386, конденсаторы неполярные типа К10-17, электролитические типа К50-35. Все ИМС серии КР1564 заменимы полнофункциональными аналогами серии КР1554. Светодиодные гирлянды составлены из сверхъярких светодиодов четырех цветов диаметром 10 мм типа КИПМ-15, размещенных в чередующейся последовательности: красного, желтого, зеленого и синего. Возможны, конечно, и другие варианты сочетания светоизлучающих элементов, а также применение других точечных источников света. Если сверхъярких светодиодов в распоряжении не окажется, можно использовать и светодиоды стандартной яркости. В таком случае может потребоваться подбор токоограничительных резисторов в сторону их уменьшения. Следует лишь помнить о максимальном допустимом токе светодиодов (20 мА) и нагрузочной способности транзисторных ключей. Все ключевые транзисторы необходимо установить на небольшие радиаторы для лучшего охлаждения.
Благодаря высокой нагрузочной способности КМОП ИМС серии КР1564, возможно сочетание в одном устройстве микросхем КМОП (КР1564, КР1554, КР1594) иТТЛШ (КР1533, К555) и даже серий ТТЛ (К155), которые содержат полнофункциональные аналоги. Возможно также применение ИМС серий К561 и К176, но только с учетом изменения цоколевки и рисунков печатных плат. Поскольку входные токи микросхем серий ТТЛШ значительно больше соответствующих значений для КМОП-микросхем, в схемах генераторов необходимо использовать подстроечный резистор (R2) сопротивлением 1 кОм, а постоянные (R1 и R3) заменить перемычками. При этом неполярный конденсатор С1 заменяют электролитическим емкостью до 100 мкФ, чтобы сохранить постоянную времени генератора. Устройства, собранные из исправных деталей и без ошибок, в налаживании не нуждаются и работают сразу при включении. Подстроечными резисторами в схемах генераторов можно изменять скорость переключения гирлянд, а в пятом варианте устройства - также продолжительность задержки свечения гирлянд после прохождения всего рабочего цикла.
Отзывы и предложения по усовершенствованию устройств читатели могут направлять по адресу: A_Odinets@tut.by.
Литература:
1. Одинец А. Мигающие светодиодные сигнализаторы на микросхемах КМОП // Радиоа-матор. - 2007. - №7. - С.26-29.
Категория: Светоэффекты | Добавил: admin (20.01.2010)
Просмотров: 6486 | Рейтинг: 5.0/1
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: 1
Гостей: 1
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