Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Световые и звуковые спецэффекты
 

Бегущие огни

Беглый светодиодный огонь
(Вариант 1)

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. И выглядит это вот таким образом:

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.

 

Беглый светодиодный огонь
(Вариант 2)

Как я и обещал, продолжаем рассматривать схемки, которые позволяют реализовать эффект бегущего огонька по различным световым устройствам - не только светодиодам, как мы выяснили в прошлый раз.

Итак, следующая схема, получается из первой добавлением еще одного счетчика ИЕ8 и пяточка деталей. А в результате, мы получаем не 10, а уже 18 выходов и возможность дальнейшего масштабирования.

Смотрим на схему:

Не пугаемся - это только поначалу она кажется страшной, а на самом деле ничего сложного в ней нет. Задающий генератор остался все тем же - на таймере 555 или КР1006ВИ1 - я даже частоту менять не стал. Что добавилось? Добавился еще один счетчик К561ИЕ8 и появился еще один функциональный компонент схемы - два логических ключа "И". Первый - D1, D4, R3 и второй - D2, D3, R2.

Посмотрим теперь, как все это работает.
При включении питания, через RC-цепочку R4C3 счетчики DD2 и DD3 обнуляются. На 3 выводе микросхем формируется логическая 1 - высокий уровень, а на всех остальных выходах 0 - низкий уровень. Поэтому импульсы с генератора проходят через первый логический ключ на DD3, и счетчик начинает переключаться. После достижение счетчиком значения "10", 11 вывод его устанавливается в 1, и через второй логический ключ импульсы начинают поступать на счетчик DD2. А поскольку первым же импульсом вывод 3 DD2 переключается в "0", то на DD3 импульсы поступать уже не могут.

После того, как DD2 пересчитает свои 10 импульсов, он опять переключит вывод 3 в состояние логической 1 и импульсы опять обреченно полезут на DD3. И так, пока питание не выключат.

Как и в прошлой схеме, при необходимости подключения большей нагрузки используем буферные транзисторы.

В следующей части я расскажу, как при таком же количестве микросхем сделать бегущий огонек на... 100 светодиодов! Уже страшно? Не бойтесь, схема ничуть не сложнее этой. Даже - проще!

 

Беглый светодиодный огонь
(Вариант 3)

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.

Схема первая - расширяемый светодиодный огонь.

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.

Схема 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

Источник: http://www.radiokot.ru/
http://www.patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо