РадиоКот :: Беглый светодиодный огонь.Часть первая.
РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >Беглый светодиодный огонь.Часть первая.
В смысле не сбежавший, а бегающий.
Речь пойдёт о нескольких несложных схемах, которые позволяют реализовать всемирно известный эффект бегущего огонька. Итак, схема первая. Внимание на схему.
В этой схеме огонек будет бежать по 10 светодиодам. Используется две микросхемы.
Первая — КР1006ВИ1 играет роль задающего генератора и генерит импульсы с частотой, которая зависит от величины резистора R1 и конденсатора C1.
Частоту можно посчитать по формуле
и при указанных на схеме номиналах равна 15 Герцам.
С выхода 3 DD1 импульсы поступают на вход десятичного счетчика DD2, в роли которого выступает К561ИЕ8. С каждым импульсом, счетчик увеличивает свое состояние на 1 и переключает соответствующие выходы. Ну а светодиодам ничего не остается делать, как только включаться и выключаться в зависимости от состояния того или иного выхода.
Если вам кажется, что 10 светодиодов — это очень много, схему можно укоротить, оторвав вывод 15 DD2 от общего провода и прикрутив его к одному из выходов счетчика. Например, если нужно оставить только 5 светодиодов, то 15 вывод DD2 соединяется с 1-ой ногой DD2. Таким образом, дойдя до 5 единиц в своем счете, на шестом шаге, микросхема подаст сигнал высокого уровня — «1» на вход сброса счетчика и его значение обнулится.
Небольшая неприятность этой простой схемы заключается в том,
что нагрузочная способность ИЕ8 весьма невелика и составляет 5-6 мА,
поэтому, резистор R2 такой большой величины и яркость светодиодов может оказаться недостаточной.
Чтобы обойти эту засаду можно использовать буферные транзисторы между выходами счетчика и светодиодами.
Тем самым, применяя транзисторы, которые указаны на схеме, мы можем получить ток 20-30 мА без всяких напрягов и включить даже сверхъяркие светодиоды (5-7 Кд).
Ну а если уж хочется чего то совсем яркого, можно включть вместо светодиодов оптопары, а к ним подключить тиристоры. И тогда беглый огонь можно запустить хоть по 500 ваттным прожекторам.
Ну, пока хватит. В следующей части мы поговорим о каскадном включении микросхемы 561ИЕ8 и запустим огонь по 16 и даже по 18 светодиодам.
И кстати, у микросхем применяемых в этой схеме есть буржуйские аналоги — у КР1006ВИ1 — это известная всей цивилизации микросхема 555, а у К561ИЕ8 — это CD4017, тоже довольно популярная. И что уж совсем хорошо — обе стоят сущие копейки. Правда.
—Поехали дальше—>>
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Простейшие бегущие огни всего на одной микросхеме без программирования
Данная статья поможет сделать полезную в быту вещь, порадовать себя и своих близких, разобраться в основах радиотехники. Для изготовления бегущих огней вам понадобится совсем немного времени. Необходимые радиодетали можно купить в специализированных магазинах, и стоят они недорого.
Необходимые материалы и приспособления:
Схема и принцип действия
Мигающий светодиод выдает один импульс в 0,5 секунды. Этот импульс поступает на вход микросхемы. Микросхема считывает этот импульс и отправляет его поочередно на выходы. Каждый импульс идет на новый выход, последовательно от первого до десятого. После десятого выхода, счетчик сбрасывается, и процесс начинается заново. Таким образом получается эффект бегущих огней.
Изготавливаем простые бегущие огни
Светодиоды могут быть расположены свободно и держаться за счет проводов. Но для удобства, лучше изготовить корпус для наших огней. Возьмем кусок пластика, просверлим в нем десять отверстий. Отрежем излишки, оставив тонкую полоску.
Разгибаем усики светодиодов, и вставляем их в отверстия пластика.
Контакты светодиодов находящиеся с одной из сторон припаиваем к перемычке.
Выступающие за перемычку контакты отрезаем.
Далее производим сборку схемы по рисунку.
Подаем напряжение от 5 до 12 Вольт на выводы схемы. Для этого можно использовать блок питания или обычные батарейки и аккумуляторы. Наслаждаемся результатом.
Рекомендации
Если у вас под рукой только обычные пальчиковые батарейки – по 1,5 Вольта, для достижения необходимого напряжения их можно объединить. К плюсу одной батарейки подключаем минус второй, к плюсу второй – минус третьей и так далее. Это называется – последовательное соединение. Для достижения напряжения 6 Вольт, нам необходимо соединить последовательно 4 батарейки по 1,5 Вольта.
При подключении бегущих огней от блока питания, необходимо убедится в полярности и уровне напряжения. Обычно вся информация нанесена на корпус блока. Если таких сведений нет, необходимо воспользоваться вольтметром. В вольтметре контакты подписаны, обычно плюс красного цвета, минус черного. При правильном подключении к блоку питания прибор покажет положительное значение, например 12 Вольт. Если плюс и минус перепутаны, то показания вольтметра будут отрицательными, то есть со знаком минус, – 12 Вольт.
В качестве микросхемы IC 4017, можно использовать отечественный аналог – микросхему К561ИЕ8. Мигающий светодиод лучше использовать красного цвета – у него выше напряжение импульса. Двухцветные мигающие светодиоды использовать нельзя, с ними схема работать не будет.
Смотрите видео
Техника безопасности:
- Обязательно соблюдайте полярность подключения устройства.
- Если на блоке питания нет маркировки и вам нечем проверить напряжение, которое он выдает, использовать его нельзя.
- Перед использованием всю схему бегущих огней необходимо спрятать в какой-либо корпус или заизолировать во избежание коротких замыканий.
Бегущие огни
Представленная схема бегущих огней отличается простотой изготовления, доступной электронной базой, и практически не нуждается в настройке. Схема бегущих огней построена на тиристорах, в качестве нагрузки выступают лампы, либо гирлянды. Устройство может использоваться в качестве автомата световых эффектов для дискотеки или как переключатель гирлянд для новогодней елки.
Рассмотрим принципиальную схему устройства. На логических элементах DD1.1-DD1.3 собран генератор прямоугольных импульсов, следующих с частотой несколько герц. Частоту следования импульсов можно изменять с помощью переменного резистора R1 («Скорость переключения») и тем самым изменять частоту переключения ламп накаливания.
С вывода 10 логического элемента DD1.3 импульсы поступают на вход C счетчика-делителя DD2. Выходы счетчика соединены с эмиттерными повторителями VT1-VT6, которые, в свою очередь, управляют светодиодами VD1-VD6 и тиристорами VS1-VS6. В данной схеме тиристор управляет гирляндой или лампой накаливания на 220 В.
Схема источника питания находится чуть ниже. Источник содержит стабилизатор напряжения для питания низковольтной части устройства и выпрямитель 220 В для питания ламп.
Вместо микросхемы К561ИЕ9 можно применить К564ИЕ9, К561ИЕ8 или К564ИЕ8. Транзисторы VT1-VT6 можно заменить на КТ815, КТ817, КТ805 или КТ835; диоды КД245А — на любые другие высоковольтные и соответствующие по мощности, например, КД243А, КД202. Вместо микросхемы К561ЛЕ5 можно установить микросхему К561ЛА7.
При определенном расположении ламп накаливания, с помощью такого простого режима работы как «бегущие огни» можно сформировать неплохие световые эффекты для дискотеки или для новогодней елки.
скачать архив
РадиоКот :: Бегущий огонь с тенью.
РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >Бегущий огонь с тенью.
Увидев однажды гирлянду «тающая сосулька», захотелось сделать нечто подобное. Итак, поехали:
Бегущие огни, собранные на транзисторах или микросхемах (схемы найдены на просторах интернета), не давали желаемого результата: во первых, между остаточной тенью движения огня должен быть промежуток времени, например 2-3 сек, а также, плавно затухающая тень.
Не долго думая, набросал схемку, устройство смоделировано в Proteus 8 :
1) Генератор импусов собран на микросхеме U2 (таймер NE555) с минимальной обвязкой, которая работает в режиме мультивибратора (астабильный режим работы):
подробнее можно ознакомитьтся тут
Генератор вырабатывает импульсы с частотой 10Гц, частота которого и влияет на скорость перемещения бегущего огня.
2) Блок запрета счета, собранный на микросхеме U3 (таймер NE555), работающий в монастобильном режиме (нужен импульс для запуска таймера), он и обеспечивает пауза между бугущим огнем.
3) Блок перемещения бегущего огня собран на микросхеме К176ИЕ8, аналог CD4017 (подробнее о работе тут)
4) Блок индикации, в состав которого входят светодиод D1-LED, токоограничивающий резистор R1, транзистора Q1 в качестве усилителя тока, сопративление R2 для ограничения скорости разрядки конденсатора, конденсатор С2 для планового затухания светодиода, и диода D1 для предотвращения разряда конденсатора через выводы микросхемы. Скорость затухания можно подобрать изменяя сопротивление R2 и ёмкость конденсатора C2.
Демонстрация работы устройства в симуляторе:
При подачи питания на устройство, микросхема U2 (таймер NE555) с обвязкой начинает генерировать импульсы с частотой около 10Гц (работает в режима мультивибратора), импульсы подаются на тактовый вход (14) десятичного счетчика-делителя U1- к176ИЕ8 (CD4017), для разрешения счета на выводе 15 микросхемы U1 должен присутсвовать низкий уровень, который и выдает микросхема U3 (таймер NE555), в таком состоянии счетсик U1 проводит счет и состояние высокого уровня перемещается с Q0 по Q9 (зажигая светодиоды с 1ого по 8ой), при появлении достижения максимального значения на выводе 11 — Q9 микросхемы U1 появляется высокий уровень, который в свою очередь через цепочку R23, D21, Q11 запускает таймер, собранный на микросхеме U3 (таймер NE555), при запуске таймера на входе 15 микросхемы U1 устанавливается высокий уровень, тем самым запрещая дальнейший счет микросхемы U1, через 3 секунды на выводе микросхемы U3 устанавливается низкий уровень, тем самым разрешая дальнейший счет микросхеме U1, и счет начинается с самого начала, зажигая поочереди светодиоды. Блок индикации (описание выше) осуществляет быстрое зажигание и плавное гашение светодиодов (создавая затухающую тень).
Поэкпеременировав, решил собрать всесто обычного столбца светодиодов настольную новогоднюю ёлку (осталось украсить)
Максимальное потребление схемы при питании +5в составляет 18,71 мА, работоспособность схемы сохраняется при снижении питания до 2,7в, при этом потребление состовляет 7мА, яркость свечения, соответсенно, снижается(см.фото).
Печатная плата выполнена ЛУТом (плата управления и индикации), при желании легко повторяется (печатная плата прилагается).
Детали:
Микросхема К176ИЕ8(К561ИЕ8, CD4017) — 1шт
Микросхема NE555(1006ВИ1) — 2шт
Диоды 1N4148 — 9шт (любые маломощьные)
Транзисторы ВС847 — 9шт (любые NPN какие есть в закромах, даже кт315)
Сопротивление 10 K — 3шт
Сопротивление 300ом — 15шт
Сопротивление 98 К — 8шт
Сопративление 100К — 1шт
Сопротивление 1к — 1шт
Конденсаторы 4,7мкФ — 9шт
Конденсатор 22мкФ — 1шт.
Конденсаторы 0,1 мкФ — 2шт (можно не устанавливать)
Светодиоды — 15шт.
Фольгированный текстолит — 60мм х 40мм — 1шт, 55мм х 60мм — 1шт.
схема и печатная плата устройства
Файлы:
Фотография
Архив RAR
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Микросхемы.
Микросхемы ТТЛ (74…).
На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.
Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.
| ТТЛ серия | Параметр | Нагрузка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Российские | Зарубежные | Pпот. мВт. | tзд.р. нс | Эпот. пДж. | Cн. пФ. | Rн. кОм. |
| К155 КМ155 | 74 | 10 | 9 | 90 | 15 | 0,4 |
| К134 | 74L | 1 | 33 | 33 | 50 | 4 |
| К131 | 74H | 22 | 6 | 132 | 25 | 0,28 |
| К555 | 74LS | 2 | 9,5 | 19 | 15 | 2 |
| К531 | 74S | 19 | 3 | 57 | 15 | 0,28 |
| К1533 | 74ALS | 1,2 | 4 | 4,8 | 15 | 2 |
| К1531 | 74F | 4 | 3 | 12 | 15 | 0,28 |
Динамические параметры микросхем ТТЛ серииПри совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.
| Нагружаемый выход |
Число входов-нагрузок из серий | ||
|---|---|---|---|
| К555 (74LS) | К155 (74) | К531 (74S) | |
| К155, КM155, (74) | 40 | 10 | 8 |
| К155, КM155, (74), буферная | 60 | 30 | 24 |
| К555 (74LS) | 20 | 5 | 4 |
| К555 (74LS), буферная | 60 | 15 | 12 |
| К531 (74S) | 50 | 12 | 10 |
| К531 (74S), буферная | 150 | 37 | 30 |
Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | К531 | К1531 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Макс. | ||
| U1вх, В схема |
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||||
| U0вх, В схема |
0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||||
| U0вых, В схема | Uи.п.= 4,5 В | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||
| I0вых= 16 мА | I0вых= 8 мА | I0вых= 20 мА | ||||||||||
| U1вых, В схема |
Uи.п.= 4,5 В | 2,4 | 3,5 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | ||||
| I1вых= -0,8 мА | I1вых= -0,4 мА | I1вых= -1 мА | ||||||||||
| I1вых, мкА с ОК схема | U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В | 250 | 100 | 250 | ||||||||
| I1вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В | 40 | 20 | 50 | ||||||||
| I0вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В | -40 | -20 | -50 | ||||||||
| I1вх, мкА схема | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В | 40 | 20 | 50 | 20 | |||||||
| I1вх, max, мА | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В | 1 | 0,1 | 1 | 0,1 | |||||||
| I0вх, мА схема |
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В | -1,6 | -0,4 | -2,0 | -0,6 | |||||||
| Iк.з., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
Бегущие огни | Практическая электроника
В настоящее время в интернете море схем с бегущими огнями. В нашей статье рассмотрим самую простую схему, собранную на двух популярных микросхемах: таймере 555 и счетчике CD4017.
Схема
Будем собирать вот по этой схеме (для увеличения кликните по ней):
Схема не очень сложная, как кажется на первый взгляд. Итак, чтобы ее собрать, нам потребуются:
1) три резистора номиналом: 22 КилоОма, 500 КилоОм и 330 Ом
2) микросхема NE555
3) микросхема CD4017
4) конденсатор на 1 микрофарад
5) 10 советских или китайских светодиодов на 3 Вольта
Распиновка 555
В настоящее время большинство микросхем производят в так называемом DIP корпусе. DIP – от англ. – Dual In-line Package, что в дословном переводе означает как “двухрядная сборка”. Выводы микросхем в корпусе DIP находятся в противоположных сторонах друг от друга. Расстояние между выводами в основном 2,54 мм, но есть также и исключения. В зависимости от того, сколько выводов имеет микросхема, так и называется корпус на эту микросхему. Например микросхема 555 имеет 8 выводов, следовательно, ее корпус называется DIP-8.
В красных кружочках я пометил так называемые “ключи”. Это специальные метки, с помощью которых можно узнать начало маркировки выводов микросхемы
Первый вывод как раз находится рядом с ключом. Счет идет против часовой стрелки
Значит, на микросхеме NE555N выводы нумеруются таким образом:
Все то же самое касается и микросхемы CD4017, которая изготовлена в корпусе DIP-16.
Нумерация выводов идет с левого нижнего угла.
Сборка устройства
Собираем наши бегущие огни. На макетной плате они выглядят примерно вот так:
А вот работа схемы в действии:
Работает вся схема таким образом: на таймере 555 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота следования импульсов зависит от резистора R2 и конденсатора С1. Далее эти прямоугольные импульсы считает микросхема счетчика CD4017 и в зависимости от количества прямоугольных импульсов, выдает сигналы на свои выводы. Когда в микросхеме счетчик переполняется, все начинается сначала. Светодиоды моргают по кругу, пока на схеме есть напряжение.
Имейте ввиду, что аналогов микросхем 555 и CD4017 туева куча. Есть даже советские аналоги. Для таймера 555 это КР1006ВИ1, а для микросхемы счетчика К561ИЕ8.
Беглый светодиодный огонь. Часть последняя
РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >Беглый светодиодный огонь. Часть последняя
Уффф. Ну наконец то! Мы таки подошли к заключительной части повествования о схемах бегущих огней на всяческих микросхемах. Разумеется, на этом подобные схемы не заканчиваются — о них можно говорить практически бесконечно, придумывая различные схемные решения, но, по крайней мере, с меня хватит — дальше уж сами.
В этой части рассматриваем две схемы.
Смотрим на схему.
Все это счастье построено на трех ИС:
DD1 — триггеры Шмидта,
и DD2, DD3 — 8-битные сдвиговые регистры.
Задающий генератор выполнен на элементах триггера Шмидта DD1.1 и DD1.2. Частота импульсов считается по формуле f=1/RC. Триггер DD1.3 используется для формирования импульса сброса при включении питания, а DD1.4 для запуска первого сдвигового регистра — таким образом огонек начинает бежать с первого светодиода, а не, например, с десятого. Как уже говорилось выше — схема является расширяемой — то есть, посредством подключения дополнительных сдвиговых регистров, можно увеличивать количество светодиодов пока что-нибудь где-нибудь не слипнется.
Делается это примитивнейшим образом: 2, 8, 9 выводы соединяются между собой, а вывод 1 каждой последующей микросхемы соединяется с выводом 13 предыдущей. Ну и, конечно, резистор R4 переподключается к 13 ноге последней микросхемы. А чтобы вам было удобнее затариваться деталями в магазине приведу маленькую табличку с номиналами элементов, которые понадобятся при сборке этой схемы (в скобках приведены отечественные аналоги микросхем):
| C1 | 1мкФх10В |
| C2 | 1мкФх10В |
| C3 | 1мкФх10В |
| D1 | КД503 |
| DD1 | 74HC14 (К561ТЛ1) |
| DD2 | 74HCT164 (КР5564ИР8) |
| DD3 | 74HCT164 (КР5564ИР8) |
| R5 | 150 |
| R1 | 220кОм |
| R2 | 47кОм |
| R3 | 330кОм |
| R4 | 47кОм |
| HL1-HL16 | Любые с током потребления не более 10 мА, например АЛ307 |
Таким вот образом. Закончили упражнение. Переходим к схеме номер два.
Эта схема отличается от всех предыдущих тем, что огонек тут бежит в две стороны - сначала от HL1 к HL16, а затем обратно. Причем, частоту этой беготни можно регулировать резистором R6. Эдакий Night Rider (помните, такой древний сериал был?) эффект.
На элементе DD1.1 выполнен задающий генератор. Он периодически пинает счетчик на DD2 а тот в свою очередь задает работу дешифраторам DD3 и DD4, которые и поджигают светодиоды. А что за зверюга нарисована на DD1.2 и DD1.3? А это всего лишь моностабильный триггер, который говорит счетчику, в какую сторону ему считать - увеличивать значение на выходе или уменьшать.
То есть изначально счетчик считает в сторону увеличения, однако, когда загорается последний светодиод и с выхода DD4 сигнал высокого уровня подается на триггер, он переключается и счетчик начинает уменьшать значение на выходе.
Ну и в заключении, табличка со списком необходимых деталей:
| C1 | 1мкФх10В |
| D1 | КД503 |
| D2 | КД503 |
| DD1 | 74HC14 |
| DD2 | CD4516 |
| DD3 | 74HCT138 |
| DD4 | 74HCT138 |
| R1 | 22кОм |
| R5 | 500k (переменный) |
| R2 | 22кОм |
| R3 | 22кОм |
| R4 | 150 |
| HL1-HL16 | Любые с током потребления не более 10 мА, например АЛ307 |
Ну и чтобы все эти схемы не были слишком сухими, специально для вас, мы испытали последнюю схему в нашей Лаборатории. Все в Лабораторию — там дымятся паяльники и скрипят мозги! Кстати, Коту там регулярно наступают на хвост, но он все равно лезет помогать — отзывчивый он у нас очень.
<<—Часть предыдущая—
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |