Близится Новый Год, самое время заняться подготовкой к его празднованию. Например, подготовить переключатель елочной гирлянды, да еще и такой, что не требует навыков программирования микроконтроллера, но при этом обеспечивающий многообразие режимов работы и красивое переливание лампочек.
Чтобы получить эффект переливающихся лампочек необходимо использовать ШИМ модулятор. Простейшая схема ШИМ автомата может быть собрана всего лишь из 5 микросхем.
Ранее мы уже публиковали статьи о программируемом переключателе гирлянд и светодиодной гирлянде на микроконтроллере. А в данной статье предлагаем ознакомиться с конструкцией переключателя елочной гирлянды на ШИМ.
Схема переключателя гирлянд приведена на рисунке:
Компаратор на микросхеме К1533СП1 является основой ШИМ модулятора. Со счетчиков К1533ИЕ10 и К1533ИЕ17 на входы К1533СП1 постоянно приходят различные 4 разрядные числа в диапазоне значений от 0 до F. Компаратор производит сравнение этих чисел. Частота импульсов на выходе компаратора то возрастает, то уменьшается. А применяемый реверсивный счетчик на микросхеме К555ИЕ17, обеспечивает плавное обновление счета.
Цикл работы ШИМ модулятора ограничивается 512 тактами. Сперва растет скважность положительного импульса, после чего растет скважность отрицательного импульса. Таким образом, сначала будут плавно зажигаться светодиоды с LD1 по LD12, а светодиоды с LD13 по LD24 плавно гаснут. То есть гирлянды горят только зелеными огоньками, после чего наоборот светодиоды с LD1 по LD12 плавно гаснут, а вот светодиоды с LD13 по LD24 плавно загораются - и гирлянда горит только красными огоньками. Время зажигания/потухания составляет около половины секунды. Можно изменить длительность зажигания/потухания посредством изменения емкости конденсатора С1. Но следует помнить, что увеличивать длительность сильно не стоит - станут, заметны отдельные вспышки светодиодов.
Если схема переключателя гирлянд собрана правильно, то она не потребует дополнительной настройки или регулировки. Единственное, что может быть подобрать С1 такой емкости, чтобы длительность зажигания/потухания устраивала ваши потребности.
Гирлянда для представленной схемы набирается из красных и зеленых светодиодов (как вариант синих и желтых). Светодиоды чередуются по цвету, при этом расстояние между ними должно быть 5-6 см.
Если вдруг после сборки схема не переключателя гирлянд не запустилась, то для проверки правильности сборки понадобится обычный мультиметр (вольтметр) и светодиод. Первым делом необходимо проверить вольтметром, что на все микросхемы приходит питание. После этого в параллель к конденсатору С1 припаяйте конденсатор емкостью около 50 мкф. Далее делаем из светодиода пробник – его плюс через резистор 220 Ом припаиваем к плюсу питания (+5В), а к минусу длинный проводник. Затем включаем питание и свободным концом пробника прикасаемся к 8 выводу микросхемы К155ЛН1 – выход генератора. Светодиод пробника должен мигать с частотой генератора, если этого не происходит - необходимо проверить монтаж и заменить конденсатор С1, взяв конденсатор с емкостью в половину от предыдущего.
Если светодиод мигает, продолжаем проверку. Прикасаемся свободным концом пробника к выводу 2 микросхемы К155ЛН1 – выход инвертора. Пробник должен периодически зажигаться. Далее прикасаемся к выводу 6 микросхемы К1533СП1 светодиод пробника должен гореть и периодически тухнуть. Далее проверяем работу реверсивного счетчика, для этого касаемся пробником к выводу 6 микросхемы К1533ТМ2. В этом положении светодиод пробника должен периодически загораться и гаснуть. Чтобы проверить наличие сигналов на выходах триггера надо пробником прикоснуться к 8 выводу, а затем к 9 выводу микросхемы К1533ТМ2.
Светодиод пробника должен загораться и гаснуть с изменяющейся периодичностью. Если все работает – значит, переключатель гирлянд работает! Дополнительный конденсатор можно демонтировать.
При желании собрать более сложную схему переключателя гирлянд, можно воспользоваться схемой приведенной на рисунке ниже. Этот переключатель гирлянд имеет больше эффектов в том числе эффект плавно загорающихся огоньков и бегущих огней.
Для уменьшения количества проводов и светодиодов в гирлянде до оптимального количества используются каждый второй выход микросхем К1533ИР8. при использовании всех выходов сдвиговых регистров, изменение яркости светодиодов будет происходить гораздо плавнее, так, как D-триггеров и светодиодов будет в два раза больше.
Если добавить в схему переключателя гирлянд модуль переключения тактовой частоты задающего генератора, выполненный на паре микросхем К1533ИЕ19 и К1533КП15 то получим из переключателя гирлянд схему изменяющихся бегущих огней и теней.
Микросхема К1533ИЕ19 – счетчик импульсов, производит деление частоты задающего генератора на последовательность частот, которые кратны двум и управляет коммутацией входов мультиплексора – на микросхеме К1533КП15, который выбирает из этого ряда частот одну. При изменении порядка подключения входов мультиплексора К1533КП15 к выходам счетчика К1533ИЕ19, можно изменить порядок смены частот задающего генератора, вплоть до полной остановки бегущих огней. Чтобы добиться такого эффекта необходимо один из входов мультиплексора D0-D7 подключить к общему проводу.
Обратите внимание, что если таким образом остановить ШИМ - модулятор, то схема самоблокируется и чтобы запустить ее снова потребуется выключить и опять включить питание схемы.
В конечном итоге получили схему переключателя гирлянд с эффектом бегущих огней содержащую 15 цифровых микросхем и управляющую гирляндой, состоящей из 18 светодиодов.
Гирлянда под управлением собранного по одной из предложенных схем переключателя гирлянд, станет хорошим украшением новогодней елки, и будет радовать вас не один Новый Год.
Комментарии
29.12.2014 20:53
28.04.2015 12:19
28.04.2015 15:33