Электроника — ёлке
Набор электронных новогодних украшений из четырех свободных устройств создал и изготовил ученик 9-го класса член руководимого мной радиокружка детского дворца творчества г. Саранска Алексей Пичушкин. На муниципальный выставке технического творчества в 2004 году он с этими украшениями занял первое место.
Тумблер гирлянд
Это устройство представляет собой плоскую ёлочку (из любого твёрдого 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, после этого разветвляется: одна его часть подается на транзистор VT2, а вторая через инвертор DD1.4 — на транзистор VT1.
За счет того, что сигналы подаются в противофазе, транзисторы раскрываются поочередно, и кроме этого поочередно происходит переключение гирлянд HL1, HL5, HL9 и HL2, HL6, HL10, включенных в коллекторные цепи транзисторов.
Второй генератор со собственными инверторами, выполненный на элементах DD2.1 — DD2.4, трудится равно как и первый, но с большей частотой. Он поочередно переключает транзисторы VT3 и VT4, каковые 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 тумблеров гирлянд:
а — с управлением от двух генераторов; б — с управлением от четырех генераторов
Второе устройство похоже на первое: также ёлочка с четырьмя светодиодными гирляндами. Принципиальная схема приведена на рис. 1б.
Но, в отличие от первого, гирлянды управляются четырьмя отдельными генераторами, трудящимися на разных 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 руководят транзисторными ключами VT1 — VT4, каковые включают соответствующие светодиодные гирлянды. Резисторы R9 — R12 ограничивают ток через светодиоды.
Резистор R13 и стабилитрон VD1 являются стабилизаторомнапряжения 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 необычная светомузыка. В нем музыкальный сигнал от микросхемы DD1 руководит четырьмя группами гирлянд по пять светодиодов в каждой.
Микросхема DD1 наровне с функцией музыкального синтезатора есть еще и задающим генератором, сигнал ЗЧ которого с вывода 1 DD1 через усилитель на транзисторе VT2 поступает на счетный вход бинарного счетчика DD2 (вывод 10). Любой 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, каковые включают светодиодные гирлянды.
Рис.
2. Принципиальная электрическая схема «музыкальных» гирлянд
Частота переключения гирлянд определяется ритмом мелодии — и в следствии создается прекрасный светомузыкальный рисунок.
Индикатор Нового года
Данный индикатор (рис.З) снабжает автоматическое гашение цифр и поразрядное зажигание 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, трудящегося 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
Трудится устройство следующим образом.
Импульсы частотой 1 …1,5 Гц с задающего генератора поступают на счетчик DD2, где на выходах 0 — 9 последовательно появляются большие логические уровни, каковые на выходах 0, 1, 2, 3 поочередно переводят, со своей стороны, RS-триггеры микросхемы DDЗ кроме этого в состояние большого логического уровня на выводах 2, 9, 10, 1. Эти сигналы разрешают работу эмиттерных повторителей на транзисторах VT1 — VT4. Наряду с этим случится последовательное зажигание цифр на индикаторах, начиная со старшего разряда.
Очередные два импульса с задающего генератора не воздействуют на состояние индикаторов. Следующие четыре импульса с генератора приведут к появлению больших уровней на выходах 6,7,8,9 счетчика, каковые будут переводить RS-триггеры в нулевое состояние, приводя к поочерёдному запиранию транзисторов VT1 — VT4 и гашение индикаторов. Потом процесс повторяется.
Любой цифровой индикатор сделан из семи светодиодов АЛ307. Излучающая часть светодиодов обточена в форме прямоугольников размерами 4×2 мм. Находятся светодиоды в порядке, простом для семисегментных индикаторов.
Выводы светодиодов соединяются так, дабы загоралась необходимая цифра. Для обеспечения однообразного сечения светодиодов величины сопротивлений резисторов R10 — R13 подбираются в зависимости от количества соединенных светодиодов в соответствующих индикаторах.
Литература
И.Ф. Потачин. Для новогодней ёлки. Издание «Радио», № 11, 2002
Ю. РОГОЖИН, начальник радиокружка Дворца детского технического творчества, г. Саранск
