При подаче на вход счетчика IC1 непрерывной последовательности из десяти управляющих импульсов напряжение высокого логического уровня будет поочередно формироваться на выходах DO0-DО9, 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. В то же время с учетом того, что в определенный момент времени в предлагаемой конструкции всегда светится только один светодиод, ток через все диоды ограничен одним общим резистором R2.
Все детали модуля бегущих огней размещены на небольшой двусторонней печатной плате размером 55x35 мм. Изображение печатной платы приведено на рис. 14.
Рис. 14. Печатная плата модуля бегущих огней
Расположение деталей на печатной плате приведено на рис. 15.
Рис. 15. Расположение деталей на печатной плате модуля бегущих огней
Питание модуля осуществляется от источника постоянного напряжения 5 В. Это могут быть обыкновенная плоская батарейка типа 3336Л или четыре пальчиковых элемента по 1,5 В, так как надежная работа данного модуля обеспечивается и при изменении питающего напряжения в пределах от 4,5 до 6,0 В. В качестве источника питания можно использовать обычный сетевой выпрямитель на напряжение 6 В при токе 200–300 мА. Если в данной конструкции применить светодиоды с низким рабочим током (2 мА), а сопротивление резистора R2 увеличить до 1 кОм, общая потребляемая мощность устройства будет значительно снижена. В этом случае при питании от одной плоской батарейки модуль сможет непрерывно работать несколько десятков часов.
Импортные транзисторы ВС548В можно заменить, например, отечественными транзисторами n-p-n-типа КТ3102ВМ. Светодиоды можно заменить маленькими электрическими лампочками, рассчитанными, например, на напряжение 4,5 В. В этом случае резистор R2 заменяется перемычкой.
В предлагаемом варианте исполнения модуля бегущих огней все светодиоды размещены вдоль одной из сторон печатной платы. Однако в каждом конкретном случае расположение светодиодов зависит лишь от фантазии исполнителя. Светодиоды можно расположить, например, в виде небольшой гирлянды. Это может быть и какая-либо буква или инициалы. При этом светодиоды соединяются с платой с помощью тонкого многожильного кабеля.
Собранный без ошибок в монтаже и из исправных деталей, модуль бегущих огней почти не нуждается в налаживании, за исключением подбора рабочей частоты задающего генератора, которая определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1.
При желании скорость перемещения бегущих огней можно изменять подбором значения сопротивления резистора R1. Для увеличения скорости сопротивление резистора R1 следует уменьшить, а для уменьшения скорости перемещения бегущих огней сопротивление резистора R1 необходимо увеличить.
4.2. Мерцающий цветок [9]
Приятным сюрпризом на елке, без сомнения, окажется двухцветный мерцающий цветок. В этом устройстве используются семь двухцветных LED-диодов, которые на печатной плате располагаются в форме лепестков цветка. При этом они поочередно светятся то зеленым, то красным цветом. Расположенный в центре цветка светодиод также двухцветный, однако в то время, когда остальные LED-диоды загораются, например, зеленым цветом, он светится красным, и наоборот. Это простое устройство конструктивно выполнено в виде отдельного модуля, который можно разместить на елке в качестве украшения или вмонтировать в какую-либо игрушку или сувенир.
Модуль разноцветного мерцающего цветка представляет собой обычный переключатель, в котором напряжение питания поочередно подается на две группы светодиодов. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 16.
Рис. 16. Принципиальная схема модуля мерцающего цветка
Предлагаемое устройство, которое выполнено всего на одной микросхеме и двух транзисторах, условно можно разделить на три функциональных блока: задающий генератор, блок управления и схему индикации.
Задающий генератор, формирующий импульсы управления, выполнен на микросхеме IC1, которая включена по схеме нестабильного мультивибратора. При этом частота переключения мультивибратора определяется величиной сопротивления резистора R1 и значением емкости конденсатора С1. Переключающие импульсы с выхода задающего генератора (вывод IC1/3) подаются на базы транзисторов Т1 и Т2, с помощью которых обеспечивается непосредственная подача напряжения на соответствующие группы светодиодов.
При формировании на выходе микросхемы IC1 (вывод IC1/3) непрерывной последовательности положительных и отрицательных управляющих импульсов транзисторы Т1 и Т2 будут поочередно отпираться. Так, при отпирании положительным импульсом транзистора Т1 через его открытый переход «коллектор-эмиттер», аноды соответствующей группы двойных светодиодов D1-D7 окажутся подключенными через резисторы R5 и R7 к плюсу источника питания, что приведет к свечению этих диодов одним из цветов. По окончании управляющего импульса транзистор Т1 вновь закроется, а светодиоды погаснут. При отпирании отрицательным импульсом транзистора Т2 через его открытый переход «коллектор-эмиттер» к плюсу источника питания через резисторы R6 и R8 окажутся подключенными аноды второй группы двойных светодиодов D1-D6. В результате эти светодиоды начнут светиться другим цветом. По окончании импульса транзистор Т2 вновь закроется, а светодиоды погаснут. Поступление на базы транзисторов последовательности управляющих импульсов от задающего генератора (IC1) обеспечит поочередное свечение диодов до тех пор, пока не будет отключено питание. Расположенный в центре цветка двухцветный светодиод D7 включен таким образом, что в то время, когда остальные диоды загораются зеленым цветом, он светится красным, и наоборот.
Все детали модуля мерцающего цветка размещены на печатной плате размером 68x42 мм. Рисунок печатной платы приведен на рис. 17.
Рис. 17. Печатная плата модуля мерцающего цветка
Расположение деталей на печатной плате прибора приведено на рис. 18.
Рис. 18. Расположение деталей на печатной плате модуля мерцающего цветка
Вместо двухцветных светодиодов можно использовать и любые одноцветные LED диоды. В этом случае один двухцветный диод просто заменяется двумя обычными светодиодами разных цветов, соединив их катоды. Однако при этом необходимо внести соответствующие изменения и в рисунок печатной платы, просверлив дополнительные отверстия.
Указанный на схеме р-n-р-транзистор ВС557В (Т2) можно заменить, например, на отечественный транзистор типа КТ668В. Вместо n-р-n-транзистора ВС547В (Т1) можно установить отечественный транзистор типа КТ3102БМ.
Установку элементов на печатной плате следует проводить в обычном порядке, то есть сначала необходимо впаять перемычку и панельку микросхемы, затем резисторы и конденсатор СЗ, транзисторы и конденсаторы С1 и С2. После этого можно установить на печатную плату модуля светодиоды. В процессе монтажа элементов особое внимание необходимо обращать на правильное расположение выводов транзисторов, электролитических конденсаторов и светодиодов. При этом у светодиодов при определении назначения выводов не следует руководствоваться их длиной. В любом случае у двухцветных LED диодов средний вывод является общим катодом. В то же время соответствие цветов оставшихся двух выводов можно проконтролировать с помощью обычной батарейки на напряжение 4,5 В. Для этого достаточно к минусу батарейки подсоединить вывод катода, а к плюсу через резистор сопротивлением 470 Ом поочередно подсоединить оставшиеся выводы.
Таким образом можно определить, какой из них является анодом красного светодиода, а какой — анодом зеленого. При окончательной установке светодиодов на печатную плату можно руководствоваться обозначениями, приведенными на рисунке расположения элементов.
