Приборы-помощники

ЭЛЕКТРОНИКА — ЁЛКЕ

02.05.2015

ЭЛЕКТРОНИКА — ЁЛКЕКомплект электронных новогодних украшений из четырех независимых устройств разработал и изготовил ученик 9-го класса член руководимого мной радиокружка детского дворца творчества г. Саранска Алексей Пичушкин. На городской выставке технического творчества в 2004 году он с этими украшениями занял первое место.

 
Переключатель гирлянд
 
Это устройство представляет собой плоскую ёлочку (из любого жесткого листового материала), украшенную четырьмя мигающими светодиодными гирляндами. Принципиальная схема устройства представлена на рисунке 1а.
 
В схеме имеются два генератора прямоугольных импульсов. Один выполнен на логических элементах DD1.1 и DD1.2. С его выхода сигнал подается на инвертор DD1.3, затем разветвляется: одна его часть подается на транзистор VT2, а другая через инвертор DD1.4 — на транзистор VT1. Благодаря тому, что сигналы подаются в противофазе, транзисторы открываются поочередно, и также поочередно происходит переключение гирлянд HL1, HL5, HL9 и HL2, HL6, HL10, включенных в коллекторные цепи транзисторов.
 
Другой генератор со своими инверторами, выполненный на элементах DD2.1 — DD2.4, работает так же, как и первый, но с большей частотой. Он поочередно переключает транзисторы VT3 и VT4, которые соответственно включают гирлянды светодиодов HL3, HL7, HL11 и HL4, HL8, HL12. Резисторы R3, R4, R5, R6 ограничивают ток нагрузки логических элементов DD1.3, D1.4, DD2.3, DD2.4. Стабилитрон VD1 и резистор R9 образуют стабилизатор напряжения питания микросхем.
 
Рис. 1. Принципиальные электрические схемы переключателей гирлянд
 
Рис. 1. Принципиальные электрические схемы переключателей гирлянд:
 
а — с управлением от двух генераторов; б — с управлением от четырех генераторов
 
Второе устройство похоже на первое: тоже ёлочка с четырьмя светодиодными гирляндами. Принципиальная схема приведена на рис. 1б. Но, в отличие от первого, гирлянды управляются четырьмя отдельными генераторами, работающими на различных частотах. Первый из них собран на логических элементах DD1.1, DD1.2; второй — на DD1.3, DD4; третий — на DD2.1, DD2.2 и четвертый — на DD2.3, DD2.4. Генераторы управляют транзисторными ключами VT1 — VT4, которые включают соответствующие светодиодные гирлянды. Резисторы R9 — R12 ограничивают ток через светодиоды. Резистор R13 и стабилитрон VD1 представляют собой стабилизатор напряжения питания микросхем DD1 и DD2. Цепочки R15 — С7 и R16 — С5 — развязывающие Они уменьшают влияние генераторов друг на друга через цепи питания.
 
Музыкальные гирлянды
 
Следующее устройство (рис.2) — это своеобразная светомузыка. В нем музыкальный сигнал от микросхемы DD1 управляет четырьмя группами гирлянд по пять светодиодов в каждой. Микросхема DD1 наряду с функцией музыкального синтезатора является еще и задающим генератором, сигнал ЗЧ которого с вывода 1 DD1 через усилитель на транзисторе VT2 поступает на счетный вход двоичного счетчика DD2 (вывод 10). Каждый 128-й импульс с вывода 13 счетчика DD2 поступает на вход CN (вывод 14) десятичного счетчика DD3. Сигналы с выходов счетчика DDЗ открывают соответствующие транзисторные ключи, которые включают светодиодные гирлянды.
 
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема «музыкальных» гирлянд
 
Рис. 2. Принципиальная электрическая схема «музыкальных» гирлянд
 
Частота переключения гирлянд определяется ритмом мелодии — и в результате создается красивый светомузыкальный рисунок.
 
Индикатор Нового года
 
Этот индикатор (рис.З) обеспечивает автоматическое поразрядное зажигание и гашение цифр наступающего Нового года на табло.
 
На логических элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен задающий генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых зависит от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1. Сигнал с задающего генератора через инверторы на логических элементах DD1.3 и DD1.4 поступает на вход (вывод 14) счетчика DD2, работающего в режиме дешифратора. Выходы счетчика соединены с S- и R-входами триггеров микросхемы DD3, а их выходы триггеров подключены к эмиттерным повторителям на транзисторах VT1 — VT4, нагруженным на аноды самодельных светодиодных индикаторов HL1 — HL4.
 
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема и фото цифрового индикатора
 
Рис. 3. Принципиальная электрическая схема и фото цифрового индикатора
 
Работает устройство следующим образом. Импульсы частотой 1 ...1,5 Гц с задающего генератора поступают на счетчик DD2, где на выходах 0 — 9 последовательно появляются высокие логические уровни, которые на выходах 0, 1, 2, 3 поочередно переводят, в свою очередь, RS-триггеры микросхемы DDЗ также в состояние высокого логического уровня на выводах 2, 9, 10, 1. Эти сигналы разрешают работу эмиттерных повторителей на транзисторах VT1 — VT4. При этом произойдет последовательное зажигание цифр на индикаторах, начиная со старшего разряда. Очередные два импульса с задающего генератора не влияют на состояние индикаторов. Следующие четыре импульса с генератора приведут к появлению высоких уровней на выходах 6,7,8,9 счетчика, которые будут переводить RS-триггеры в нулевое состояние, вызывая поочередное запирание транзисторов VT1 — VT4 и гашение индикаторов. Далее процесс повторяется.
 
Каждый цифровой индикатор сделан из семи светодиодов АЛ307. Излучающая часть светодиодов обточена в форме прямоугольников размерами 4x2 мм. Располагаются светодиоды в порядке, обычном для семисегментных индикаторов. Выводы светодиодов соединяются таким образом, чтобы загоралась нужная цифра. Для обеспечения одинакового сечения светодиодов величины сопротивлений резисторов R10 — R13 подбираются в зависимости от количества соединенных светодиодов в соответствующих индикаторах.
 
Литература
 
И.Ф. Потачин. Для новогодней ёлки. Журнал «Радио», № 11, 2002
 
Ю. РОГОЖИН, руководитель радиокружка Дворца детского технического творчества, г. Саранск




Рекомендуем почитать
  • ГОДЕН — НЕГОДЕН
    ГОДЕН — НЕГОДЕНЕсли вы сомневаетесь в годности диода, транзистора или хотите определить их тип проводимости, воспользуйтесь одним из приборов, с которыми мы знакомим вас в этой статье. Достоинство приборов — простота: их может построить даже начинающий радиолюбитель. В основу конструкции положены схемы из болгарского журнала «Радио телевизия електроника».

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.