Бегущие огни на одной микросхеме своими руками

Бегущие огни сосветодиодами

— это наиболее простой автомат, который можно
приспособить к небольшой декоративной елке (рис.
Б-2), развесив на ней, например, от нижних ветвей до
макушки нить из светодиодов VD1—VD6. Чередоваться
светодиоды должны так: VD1, VD3, VD5, VD2, VD4, VD6. Пары
светодиодов включены в коллекторные цепи
транзисторных каскадов, которые соединены как бы
в кольцо, образуя так называемый трехфазный
мультивибратор. Скорость переключения каскадов,
а значит, вспыхивания светодиодов, зависит от
номиналов деталей времязадающих цепей —
переходных конденсаторов и базовых резисторов.
Для ограничения яркости свечения гирлянды
последовательно со светодиодами включены
ограничительные резисторы (R2, R4, R6).

Транзисторы могут быть любые из серий КТ342, КТ3102
или другие кремниевые структуры п-р-п с
возможно большим коэффициентом передачи тока (но
не менее 100). Конденсаторы — К50-6, резисторы
МЛТ-0,125, светодиоды—серий АЛ101, АЛ102, АЛ307,
источник питания—батарея 3336.

Метеорит72 - лучший интернет магазин светодиодного освещения! Товары высочайшего качества, безупречный сервис, широчайший ассортимент, отличные цены, гарантия. Посмотреть продукцию >>>

Для монтажа деталей автомата можно изготовить
печатную плату (рис. Б-3) из фольгированного
материала.

Если яркость свечения гирлянд будет
недостаточна, можно увеличить напряжение
питания, включив последовательно с батареей 3336
один или два элемента 332, 343, 373 либо соединив
светодиоды каждого каскада не последовательно, а
параллельно. В любом варианте ток через
светодиоды не должен превышать предельно
допустимого.

| |

Бегущие огни на 10 светодиодах

 Офисные Светильники

Один из самых популярных световых эффектов это эффект бегущие огни. Визуально он выражается в том, что в цепочке каких-либо источников света, например электрических лампочек, в самом простом варианте поочередно загорается один или группа источников, расположенных один возле другого. При этом, благодаря инерции нашего зрения, создается видимость того, что источник света перемещается, «бежит» по цепочке с определенной скоростью. В качестве источников света в таких конструкциях могут использоваться не только электрические лампочки, но и, например, светодиоды.

Простое и в то же время надежное устройство, реализующее световой эффект бегущих огней, можно собрать с использованием обыкновенных светодиодов. Предлагаемая конструкция представляет собой обычный переключатель, в котором напряжение питания поочередно подается на один из десяти светодиодов.

Принципиальная схема бегущих огней

Данное устройство, основу которого составляют две микросхемы и десять транзисторов, условно можно разделить на три функциональных блока: задающий генератор, блок управления и схему индикации. Как и большинство подобных конструкций, предлагаемый модуль изготовлен с использованием счетчиков импульсов. Задающий генератор, формирующий импульсы управления, выполнен на микросхеме IC2, которая включена по схеме нестабильного мультивибратора. При этом рабочая частота задающего генератора определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. При использовании данных элементов с указанными на принципиальной схеме параметрами частота следования управляющих импульсов будет около 15 ГЦ. С выхода задающего генератора (вывод IC2/3) управляющие импульсы подаются на блок управления, основу которого составляет микросхема IC1, являющаяся счетчиком импульсов. На десяти выходах этой микросхемы обеспечивается последовательное формирование напряжения логической единицы. Первоначально на всех выходах счетчика импульсов присутствуют напряжения логического нуля. Другими словами, уровень напряжения на каждом из выходов микросхемы IC1 (выводы IC1/1-7.9-11) будет низким и недостаточным для того, чтобы открылся транзистор, база которого подключена к соответствующему выходу.

 Светодиодная лента  Офисные Светильники

При поступлении от задающего генератора первого управляющего импульса на вход счетчика CLK (вывод IC1/14) на выходе DO0 (вывод IC1/3) сформируется напряжение логической единицы, то есть на этот выход будет подано напряжение более высокого уровня. Таким образом, на одном из выходов блока управления появится управляющее напряжение, которое подается на соответствующий вход блока индикации. В рассматриваемой схеме блок индикации выполнен на транзисторах Т1-Т10 и светодиодах D1-D10.

С выхода DO0 (вывод IC1/3) напряжение высокого логического уровня поступает на базу транзистора Т10 и обеспечивает его отпирание. В результате через открытый переход «коллектор-эмиттер» транзистора Т10 анод светодиода LD10 оказывается подключенным к плюсу источника питания, что приводит к свечению этого диода. Поступление на вход микросхемы IC1 следующего управляющего импульса от задающего генератора обеспечит формирование напряжения логической единицы на выходе DO1 (вывод 1С 1/2). При этом на выходе DO0 вновь появится напряжение низкого логического уровня, транзистор Т10 закроется, а светодиод LD10 погаснет. В то же время транзистор Т9 откроется, а диод LD9 начнет светиться.

При подаче на вход счетчика IC1 непрерывной последовательности из десяти управляющих импульсов напряжение высокого логического уровня будет поочередно формироваться на выходах DO0-DO9, чем будут обеспечены последовательные вспышки светодиодов от LD10 до LD1. Если эти светодиоды расположить один возле другого, то, как уже отмечалось, благодаря инерции нашего зрения, создастся видимость того.что светящийся диод «бежит» по цепочке. После того как на вход счетчика будет подана следующая последовательность из десяти управляющих импульсов, произойдет повторный цикл поочередных вспышек светодиодов. И так будет продолжаться до отключения питания.Остается добавить, что использование в данной схеме транзисторов Т1-Т10 в качестве управляющих работой светодиодов ключей обусловлено тем, что токовая нагрузка микросхемы IC1 весьма незначительна. Поэтому непосредственное подключение отдельных светодиодов к ее выходам может привести к неисправности микросхемы

Бегущие огни смалогабаритными лампами накаливания.

Этот автомат напоминает по схеме предыдущий, но
нагрузкой каскадов трехфазного мультивибратора
являются гирлянды ламп из параллельно
соединенных ветвей. Из них составлено
своеобразное панно в виде квадрата, внутри
которого находится шести лучевая «звезда» (рис.
Б-4). Когда автомат включен, свет «бежит» по
сторонам квадрата и расходится лучами внутри
его.

Поскольку нагрузки мультивибратора потребляют
значительно больший ток по сравнению с
предыдущим автоматом, в мультивибраторе
использованы и более мощные транзисторы.
Скорость переключения гирлянд зависит от
номиналов деталей в базовой цепи транзисторов.
Для облегчения запуска мультивибратора при
включении автомата в сеть в одном из плеч
мультивибратора (в данном случае в каскаде на
транзисторе VT2) установлен дополнительный
конденсатор С4, емкость которого должна быть не
менее 0,1 мкф.

Питается автомат от двухполупериодного
выпрямителя на диодах VD1—VD4, который в свою
очередь подключен ко вторичной обмотке
понижающего трансформатора Т1. Конденсаторы
фильтра С5—С7 взяты большой емкости для
получения более «чистого» постоянного
напряжения, необходимого для устойчивой работы
мультивибратора.

Транзисторы могут быть любые из серий КТ815, КТ817,
но с возможно большим коэффициентом передачи
тока. Конденсатор С4 — МБМ, остальные — К50-6.
Резисторы — МЛТ-0,125. Все лампы взяты на
напряжение 1 В и ток 0,068 А. Подойдут и другие лампы,
с большим напряжением, но под них придется
подобрать питающее напряжение. Для указанных же
ламп источник питания должен обеспечивать
напряжение 9…18 В при токе нагрузки до 1 А. Причем
чем меньше напряжение питания, тем меньше
яркость ламп.

Основа конструкции — лист органического
стекла толщиной 5…6 мм и размерами 475Х475 мм, в
котором просверлены отверстия под лампы — они
расположены в соответствии с рисунком схемы. В
отверстиях лампы закрепляют клеем, а выводы ламп
соединяют отрезками многожильного монтажного
провода в изоляции. Чтобы не запутаться в
монтаже, а в дальнейшем и легче разбираться в нем,
лампы каждого плеча мультивибратора желательно
соединять проводниками своего цвета. Баллоны
ламп можно окрасить цветным цапонлаком. Для
получения большей яркости свечения
получившегося панно лист органического стекла
со стороны монтажа покрывают белой нитроэмалью.

К торцам листа прикрепляют винтами МЗ полоски
дюралюминия толщиной 1…2 мм и шириной 40 мм,
образующие боковые стенки конструкции. К трем
планкам крепят, как к теплоотводам, транзисторы
мультивибратора. А чтобы коллекторные цепи
транзисторов не оказались соединенными между
собой, в местах стыков планок должен быть зазор
2…3 мм.

Оксидные конденсаторы С1—СЗ крепят
металлическими скобами к нижней части листа, а
резисторы и конденсатор С4 монтируют на стойках с
лепестками или на небольшой плате из
изоляционного материала.

После этого получившуюся конструкцию можно
установить в корпус со светорассеивающим
экраном и вывести наружу проводники питания с
вилкой XI на конце.

Детали блока питания собирают в отдельном
корпусе, устанавливаемом во время работы сзади
панно.

| |

Подключаем мозги

Для получения более сложных эффектов, схема должна строиться на микроконтроллере (далее МК). Хотя в интернете и присутствует множество схем бегущих огней на микроконтроллере, построенных на обыкновенной логике, реализующих различную последовательность зажигания светодиодов, их использование неоправданно и нецелесообразно в наши дни.

Схемы получаются более громоздкими и дорогими. МК же позволяет гибко управлять отдельными светодиодами или их группами, хранить в памяти множество программ световых эффектов и при необходимости чередовать их по заранее заданной последовательности или по внешней команде (например, от кнопки). При этом схема получается весьма компактной и достаточно дешевой.

Рассмотрим основной принцип построения схемы бегущих огней на светодиодах с использованием микроконтроллера.

Для примера возьмем микросхему ATtiny2313 – 8-разрядный МК стоимостью около 1$. Простейшая схема может быть реализована непосредственным подключением светодиодов к выводам I/O (рисунок 2).  Эти выводы МК способны обеспечить ток до 20 мА, что более чем достаточно для индикаторных светодиодов.

Необходимое значение тока задается резисторами, включенными последовательно диодам. Значение силы тока рассчитывается по формуле I=(Uпит-ULED)/R. Схемы питания и сброса МК на рисунке не приведены, чтобы не загромождать схему. Эти цепи стандартные и выполняются в соответствии с рекомендациями производителя, приведенными в Data Sheet. При необходимости точного задания временных интервалов (длительности зажигания отдельных светодиодов или полного цикла) можно использовать кварцевый резонатор, подключаемый к выводам 4 и 5 МК.

Если такой необходимости нет, можно обойтись встроенным RC-генератором, а освободившиеся выводы назначить как стандартные выходы и подключить еще пару светодиодов. Максимальное количество светодиодов, которое можно подключить к этому МК – 17 (на рисунке 2 показан вариант подключения 10 светодиодов). Но лучше оставить один-два вывода для кнопок управления, чтобы была возможность переключать режимы бегущего огня.

Рисунок 2

Вот и всё, что касается «железа». Дальше всё зависит от программного обеспечения. Алгоритм может быть любым. К примеру, можно записать в память несколько режимов и настроить интервал повторения каждой либо подключить две кнопки: одну для переключения режимов, другую для регулировки скорости. Написание подобной программы – достаточно простая задача даже для человека никогда не работавшего ранее  с МК, однако если изучать программирование лень или некогда, а «оживить» бегущий огонь на светодиодах очень хочется – всегда можно скачать готовое ПО.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика