Применение интегральных схем


НазваниеПрименение интегральных схем
страница4/15
Дата публикации12.04.2013
Размер2.21 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Журналистика > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Глава 3



СВЕТОКОММУТАТОРЫ
Множество забавных устройств может быть собрано на основе светокоммутаторов — устройств, переключающих све­товые источники в различных сочетаниях. Хотя на первый взгляд такие устройства могут показаться слишком триви­альными, они, несомненно, найдут практическое применение.

Например, совсем простые и прочные по конструкции светокоммутаторы могут использоваться в занимательных игрушках для детей. Сколько радости, к удивлению взрос­лых, получают дети от маленькой коробочки с несколькими переключателями, ручками управления и мигающими ог­нями.

Что касается более сложных устройств, то они также представляют определенный практический интерес. Некото­рые из таких устройств описаны в данной главе. В целом можно сказать, что конструкция и оформление светокоммута­торов, наилучшим образом удовлетворяющих поставленным целям, зависит лишь от воображения и интереса радиолю­бителя. К тому же можно вполне использовать светокомму­таторы совместно с другими устройствами, рассмотренными в данной книге, и создавать таким образом более сложные и полезные электронные системы.
3.1. Простой светокоммутатор
Схема одного из простейших светокоммутаторов, пред­ставленная на рис. 3.1, включает два попеременно переклю­чаемых светодиода. В схеме предусмотрен регулятор часто­ты, позволяющий изменять частоту мигания в пределах 0,3 -г- 25 Гц (1 Гц = 1 с-1, т. е. одно мигание в секунду).

Эта схема позволяет использовать сравнительно широкий диапазон напряжений питания; она работает от любого ис­точника постоянного тока напряжением 5 — 12 В. Ее можно подключать к одному из источников питания, описанных в гл. 1, например к четырем последовательно соединенным ба­тареям напряжением 1,5 В (для получения суммарного на­пряжения 6 В) или к одной батарее напряжением 9 В.

Следует, однако, иметь в виду, что сопротивления рези­сторов R4 и R5 должны подбираться в зависимости от напряжения питания. Чем выше напряжение питания, тем боль­ше должна быть величина сопротивления. Применение ре­зисторов с низким сопротивлением при высоких напряжениях питания приведет через некоторое время к перегоранию све-тодиодов.

Для уменьшения частоты мигания светодиодов можно увеличить емкость конденсатора Сь Так, если поставить конденсатор емкостью 100 мкФ, то частота мигания свето-коммутатора уменьшится примерно до 0,03 Гц. Уменьшение емкости конденсатора С1, например, до 0,1 мкФ вызовет уве­личение частоты мигания. При выборе частоты мигания сле­дует учитывать, что с увеличением частоты глаз перестает различать переключения светодиодов. При частоте мигания 15 Гц и выше радиолюбителю кажется, что оба светодиода включаются и выключаются одновременно.

При сборке и проверке светокоммутатора, радиолюби­тель, наверное, заметит, что светодиод Д2 остается включен­ным несколько дольше, чем светодиод Дь Это объясняется особенностями работы интегральной схемы таймера типа 555 при его использовании в таком светокоммутаторе. На это можно и не обращать внимания, но при желании время вклю­чения и выключения обоих светодиодов можно сделать оди­наковым, собрав светокоммутатор по схеме, приведенной на рис. 3.2.



Рис. 3.1. Простейший светокоммутатор.

Д1, Д2 — светодиоды с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; R1потенцией метр 500 кОм; R2 — резистор 470 Ом, 0,25 Вт; R3резистор 2,2 кОм, 025 Вт; R4, R5см. примечания; С1электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В. Примеча­ния. 1) При желании из схемы могут быть исключены Д] и R4 или Д2 и rs. 2) Ве­личины сопротивления резисторов R4 и R5 составляют 150 Ом при напряжении питания 5 — 8 В и 330 Ом при напряжении питания 9 — 12 В.
^ 3.2. Усовершенствованные светокоммутаторы
Светокоммутатор, показанный на рис. 3.2, работает в ос­новном так же, как и его более простой аналог, схема кото­рого дана на рис. 3.1. Оба светодиода включаются и выклю­чаются здесь попеременно, а частота переключения регули­руется с помощью переменного резистора R1. Главное отличие этого светокоммутатора заключается в том, что оба светодиода в нем имеют совершенно одинаковое время пере­ключения.



Рис. 3.2. Усовершенствованный светокоммутатор.

Д1, Д2 — светодиоды с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — двойной J — К-тригтер типа 7476; R1 — потенциометр 500 кОм; R2 — резистор 470 Ом, 0,25 Вт; R3резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; R4, R5 — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; С1 — электроли­тический конденсатор 10 мкФ, 35 В. Примечание. При желании из схемы могут быть исключены Д1 и R1 или Д2 и R5.
Чтобы этого достичь, в светокоммутатор введен еще один триггер J — К-типа ИС2. Для такого светокоммутатора возможный диапазон напряжений питания постоянного тока составляет 4,5 — 6 В.

Светокоммутатор может подключаться к трем-четырем батареям напряжением 1,5 В, соединенным последовательно (что обеспечивает напряжение питания соответственно 4,5 и 6 В), к одной батарее карманного фонаря напряжением 6 В или к стабилизированному источнику постоянного тока на­пряжением 5 В.

При использовании компонентов с величинами, указан­ными в спецификации к рис. 3.2, частота переключения све-тодиодов может регулироваться в пределах примерно от 0,1 Гц до 12 Гц, а при снижении емкости конденсатора С1 с 10 до 4,7 мкФ частота переключения повышается и составляет 0,35 — 25 Гц. Вполне понятно, что при увеличении ем­кости конденсатора C1 частота переключения понижается.



Рис. 3.3. Светокоммутатор с несколькими напряжениями питания.

ИC1 — таймер типа 555; ИС2 — двойной J — К-триггер типа 4027; Т1, Т2любой низкочастотный р-n-р-транзистор с рабочим током 200 мА и более; Д1, Д2светодиод или лампочка нака­ливания; R1 — потенциометр 500 кОм; R2 — рези­стор 470 Ом, 0.25 Вт; R3 — резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; R4, R5резистор 3,9 кОм, 0,25 Вт; R6. R7резистор 330 Ом, 0,25 Вт; R3, R9 — ре­зистор 10 кОм, 0,25 Вт; C1 — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В.
При различных конкретных применениях этого светоком­мутатора может оказаться, что питать его необходимо более высоким напряжением, скажем 9 или 12 В. В то же время схему, собранную по рис. 3.2, нельзя подключать к источни­кам питания напряжением выше 6 В. Для решения этой не­сложной проблемы необходимо сделать некоторые изменения в схеме и ввести еще несколько транзисторов, как показано на рис. 3.3. При этом следует иметь в виду, что здесь ИС2 представляет собой уже совсем другую микросхему.

Светокоммутатор, собранный по схеме на рис. 3.3, мож­но подключать к источникам питания постоянного тока напряжением до 12 В, а также использовать в этой схеме вместо светодиодов лампочки накаливания, Для подобной замены необходимо сделать следующее:

1. Выпаять резисторы R6 и R7.

2. Убедиться, что номинальное напряжение лампочек на­каливания соответствует выбранному напряжению пи­тания.

3. Выбрать лампочки накаливания мощностью, равной или меньше 2,5 Вт.

Наконец, для переключения лампочек накаливания с напряжением питания переменного тока 120 В может быть соб­ран светокоммутатор по схеме на рис 3.4, в которой попере­менно замыкаются и размыкаются контакты реле, включен­ного последовательно (по схеме ключа) с лампочками нака­ливания.



Рис. 3.4. Светокоммутатор мощностью 100 Вт.

ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — двойной J — К-триггер типа 4027; Т1 — любой низко­частотный р-n-р-транзистор; Д1 — любой маломощный выпрямительный диод; Р1 — двухполюсное реле, 12 В; R1 — потенциометр 500 кОм; R2 — резистор 470 Ом, 0,25 btj Rз — резистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; R4 — 3,9 кОм, 0,25 Вт; С1 — электролитический кон-, денсатор 10 мкФ, 35 В; Л1, Л2 — лампочка накаливания мощностью до 100 Вт,
Поскольку такой светокоммутатор управляет работой схе­мы, питание которой производится напряжением переменно­го тока 120 В, отпадает необходимость в использовании ба­тарей и может быть применен один из простых источников питания постоянного тока, описанный в гл. 2 (см., например, рис. 2.2). Такой светокоммутатор вместе с реле может пере­ключать 120-вольтные лампочки накаливания мощностью до 100 Вт.

Для радиолюбителей, не собиравших ранее схемы с на­пряжением питания 120 В, рекомендуется обратиться к бо­лее опытным товарищам с просьбой проверить сборку ре­лейной схемы, прежде чем включать лампочки в сеть.
^ 3.3. Простейший низковольтный светосигнализатор
Если главным требованием радиолюбителя является про­стота, то едва ли можно найти более простой вариант, чем однокомпонентная схема, показанная на рис. 3.5. Светодиод, используемый здесь, имеет небольшую встроенную интег­ральную схему, благодаря которой при подключении к ис­точнику питания постоянного тока напряжением 3 — 5 В он начинает мигать. Частота его мигания зависит от величины напряжения (чем оно ниже, тем выше частота мигания) и находится в пределах 2 - 5 Гц.



Рис. 3.5. Простейший низковольт­ный светосигнализатор.

Рис. 3.6. Простой светосигнализатор.

Д1 — светодиод типа FRL-4403 с красным свечением.
Существенным преимуществом такого светодиода являет­ся то, что в отличие от обычных светокоммутаторов для его работы не требуется времязадающих конденсатора и рези­стора. Что касается практического применения, то подобный мигающий светодиод можно подключать к выводам стаби­лизированного источника питания постоянного тока напря­жением 5 В (см., например, рис. 2.1). При этом светодиод будет служить сигнализатором включения данного источника.

В схеме на рис. 3.6 светодиод подключается через микро­переключатель к группе из трех последовательно соединен­ных батарей типа АА напряжением по 1,5 В. Такое устрой­ство с источником напряжения 4,5 В может уместиться в маленькой пластмассовой коробочке.

Практическое применение этого устройства целиком зави­сит от фантазии его создателя. Так, можно положить коро­бочку рядом с предметом, который необходимо найти в тем­ноте, что может пригодиться в походах. Устройство, пока­занное на рис. 3.6, может работать непрерывно в течение нескольких дней.
^ 3.4. Маломощный светокоммутатор
Небольшой светокоммутатор, который может непрерывно работать без смены батарей в течение от 3 мес до 1 года, выполняется по схеме, приведенной на рис. 3.7.

В этом светокоммутаторе частота мигания светодиода со­ставляет примерно 2 Гц. При использовании батарей типа АА он может проработать непрерывно в течение до 3 мес, а при применении батарей типов С и D время непрерывной работы увеличивается соответственно до 6 мес и 1 года. Практически длительность непрерывной работы зависит от качества и степени разряженности батарей. Изменение емко­сти конденсатора Ci позволяет регулировать частоту мига­ния светодиода: чем выше емкость, тем ниже частота.



Рис. 3.7. Маломощный светокоммутатор.

ИC1 — генератор-коммутатор типа LM3909; Д1любой светодиод; С1 — электролити­ческий конденсатор 100 мкФ, 35 В.
^ 3.5. «Мигающие ящики»
«Мигающий ящик» представляет собой светокоммутатор с несколькими светодиодами, которые включаются в совер­шенно произвольной последовательности. «Мигающий ящик» может служить забавной игрушкой для малышей, а в кра­сивом пластмассовом или деревянном оформлении — для ук­рашения квартиры или клуба.

В данном разделе рассмотрены три конструкции подоб­ного светокоммутатора. Все они работают одинаково, и ра­диолюбитель должен сам решить, какой из них изготовить в окончательном виде.

В светокоммутаторе на рис. 3.8 можно использовать лю­бое количество светодиодов красного свечения, причем он является простейшим из трех. Его единственный недостаток состоит в том, что эти светодиоды выпускаются промышлен­ностью только с красным свечением.

Этот светокоммутатор работает от двух батарей напря­жением по 1,5 В, соединяемых последовательно (что даст суммарное напряжение 3 В), или от стабилизированного источника питания напряжением 5 В (например, см. рис. 2.1). Батарейный источник питания обеспечивает небольшие раз­меры светокоммутатора и более удобен в случае, если све­токоммутатор редко используется. Однако если радиолюбителю нужен «мигающий ящик», который будет работать круглые сутки, то лучше подойдет внешний источник пи­тания.



Рис. 3.8. Принципиальная схема «мигающего ящика».

Д1, Д2, Д3,…, Дn — светодиод типа FRL-4403.
Светокоммутатор, показанный на рис. 3.9, более сложен по сравнению с описанным выше, но обладает таким явным Преимуществом, как возможность выбора комбинаций из трех основных цветов свечения светодиодов — красного, зеленого и желтого. Как и предыдущий «мигающий ящик», этот све­токоммутатор можно изготовить любых размеров.



Рис. 3.9. «Мигающий ящик» на базе интегральной схемы типа LM3909.

ИС1, ИС2 — генератор-коммутатор типа LM3909; Д, - любой светодиод: R1, R2 -резистор 1 кОм, 0.25 Вт; С, - электролитический конденсатор 470 мкФ, 35 D.



Рис. 3.10. «Мигающий ящик» с 16 светодиодами.

Д1Д16 любой светодиод со свечением красного, зеленого или желтого цвета; ИC1 — таймер типа 555; ИСг — шесть инверторов типа 7404; ИСз — 4-разрядный двоичный счетчик типа 7493; ИС4 — четыре D-триггера «защелка» типа 7475; ИСб — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; R1потенциометр 1 МОм; R2резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 10 кОм, 0,25 Вт; R4 — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; А - конденсатор 1 мкФ; Сз — конденсатор 100 дФ.
Однако при сборке светокоммутатора по схеме рис. 3.9 следует учесть ряд экономических соображений. Так, для получения каждого цвета свечения требуется использовать интегральную схему типа LM3909, светодиод, два резистора и один электролитический конденсатор, суммарная стоимость которых выше стоимости одного светодиода, требующегося в светокоммутаторе на рис. 3.8. Так что выбор остается за самим радиолюбителем: цвет или расходы?

Интегральная схема ИC1 может работать от одной бата­реи напряжением 9 В. Длительность работы зависит от ко­личества подключенных интегральных схем со светодиодами (на рис. 3.9 показаны лишь две интегральные схемы, но их количество может быть неограниченным). При использова­нии нестабилизированного источника питания напряжением !12 В (например, см. рис. 2.2) такой светокоммутатор может работать неограниченное время.

Наконец, «мигающий ящик» с 16 светодиодами, показан­ный на рис. 3.10, является наиболее сложным, так как в нем применяются пять различных типов интегральных схем. Он позволяет использовать 16 светодиодов с любым цветом све­чения. Кроме того, такой светокоммутатор является наибо­лее экономичным.

Рабочие характеристики «мигающего ящика» с 16 свето­диодами отличаются от рабочих характеристик первых двух рассмотренных светокоммутаторов, так как он действует на совершенно иных принципах. Во-первых, в нем в каждый данный момент не могут включаться одновременно два све­тодиода Во-вторых, в различные моменты времени в свето­коммутаторе загораются определенные световые рисунки. Хотя они длятся недолго, но создают характерную для дан­ного светокоммутатора последовательность.

Ввиду использования в данном светокоммутаторе в ос­новном микросхем ТТЛ серии 7400 его питание должно производиться от стабилизированного источника напряже­нием 5 В Возможность изменять частоту мигания светодио­дов с помощью регулятора компенсирует некоторые недостат­ки светокоммутатора с 16 светодиодами,
^ 3.6. Трехцветный светокоммутатор
Трехцветный светодиод ХС — 5491 является относительно новым светоизлучающим прибором и обладает уникальной способностью светиться либо красным, либо зеленым цветом в зависимости от полярности подаваемого на него напряже­ния Фактически он содержит два светодиода в одном кор--пусе, включенных встречно и имеющих каждый свой цвет свечения. Таким образом, подача напряжения одной поляр- ности вызывает включение одного светодиода, а смена полярности на обратную — включение второго светодиода.

Естественно, что отключение напряжения приводит к выклю­чению светодиодов.

Подача переменного напряжения на такой светодиод поз­воляет получать различные световые эффекты. При низкой частоте переменного напряжения кажется, что цвета свече­ния меняются с красного на зеленый и наоборот, однако с уве­личением частоты напряжения примерно до 10 Гц и более происходит смешивание цветов, что дает желтовато-коричне­вый или оранжевый цвет.



^ Рис. 3.11. Принципиальная схема трехцветного светокоммутатора.

Д1 — трехцветный светодиод типа ХС — 5491; ИС| — таймер типа 555; R1потен­циометр 1 МОм; R2 — резистор 47 кОм, 0,25 Вт; R3резистор 470 Ом, 0,25 Вт; R4, Rsрезистор 150 Ом, 0,25 Вт; C1 — конденсатор 0,1 мкФ.
Принципиальная схема, приведенная на рис. 3.11, позво­ляет использовать эти необычные цветовые характеристики светодиода ХС — 5491. С помощью регулятора частоты из­меняется частота переключения, а цепочка в составе Д1 — R4R5 создает путь для переменного тока, протекающего через светодиод. При увеличении емкости конденсатора Ci до 0,47 мкФ частота мигания снижается.

Пока трехцветный светодиод не стал широко распростра­ненным прибором, это маленькое устройство является тех­нической новинкой.
^ 3.7. Елочный светокоммутатор
С помощью светокоммутаторов можно создавать самые различные рисунки из мерцающих или мигающих светодио­дов. Например, 40 мигающих светодиодов можно располо­жить в виде новогодней елки, которая становится особенно красочной при разных цветах свечения,

По сравнению с другими описанными в книге устройст­вами такой светокоммутатор является довольно дорогим, так как используется большое количество светодиодов. Вместе с тем радиолюбитель может получить большое удовлетворение от своей выдумки, затраченных усилий и средств, сделав та­кой новогодний подарок, который будет служить многие годы.

Принципиальная схема елочного светокоммутатора при­ведена на рис. 3.12. Здесь даются полная схема стабили­зированного источника питания напряжением 5 В при токе 1 А, одна из четырех одинаковых групп светодиодов и схема управления этими четырьмя группами, обозначенными А, Б, В и Г. Каждая группа включает 10 светодиодов. На рис. 3.13 приведена рекомендуемая схема расположения светодиодов, дающая при их размещении на подходящем корпусе из де­рева или пластмассы рисунок в виде новогодней елки. Обо­значение светодиодов на рис. 3.13 соответствует обозначению тех же групп светодиодов на схеме рис. 3.12. Следует отме­тить, что все 10 светодиодов любой группы мигают одновре­менно, но каждая группа включается и выключается в раз­ное время. Это следует учитывать при выборе собственной схемы расположения светодиодов в пределах рисунка ново­годней елки.

Изготовление светокоммутатора следует начинать со сборки и проверки источника питания, который (см. рис. 3.12) состоит из силового трансформатора Tp1, выпрямителя мос­тового типа и стабилизатора напряжения 5 В. Затем реко­мендуется изготовить одну из четырех секций схемы управ­ления, выполняемую, например, на ИC1-A, транзисторе Т1, конденсаторе С2 и нескольких резисторах. Далее изготов­ляется одна из групп светодиодов с ограничительными рези­сторами, которая включается между коллектором транзисто­ра Т1 и положительным выводом источника питания.

Следует учесть, что все анодные выводы светодиодов под­ключаются к положительному выводу источника питания, а все катодные выводы через ограничительные резисторы — к коллектору транзистора Т1.

Изготовление трех остальных секций следует начинать только после наладки и проверки изготовленной части све­токоммутатора. При желании частота мигания группы свето­диодов может быть изменена путем изменения номиналов резистора R1 или конденсатора С1. Остальные части свето­коммутатора выполняются по схеме, показанной на рис. 3.12,
^ 3.8. Двунаправленный строчный светокоммутатор («бегущая дорожка»)
Можно собрать схему, в которой включение светодиодов обеспечивается в определенной последовательности. Такая коммутация может быть интересной и полезной при расположении еветодиодов в один ряд, где они включаются с одного или с другого конца.



Рис. 3.12. Принципиальная схема елочного светокоммутатора:

а) источник питания, б) схема управления, в) группа светодцодов (одна из четырех) MB1 — двухполупериодный выпрямитель мостового типа на напряжение 50 В при токе 4 A; CH1 — стабилизатор напряжения 5 В при токе 1 А типа 7805; ИС1 — А, ИC2 — Б, ИС2 — А,ИС2 — Б — Двойной таймер типа 556;T1, Т2 — n-р-n—транзистор с коллекторным током 800 мА; Tpi — силовой трансформатор с выходным напряжением 12 В при токе 1 A; R} — Rgрезистор 2,2 кОм, 0,25 Вт; Ctэлектролитический конденсатор 100 мкФ, резистор 1 МОм, 0,25 Вт; R9Raрезистор 330 Ом, 0,25 Вт; KaRie35 В; С2 — С5 — электролитический конденсатор 1 мкФ, 35 В. Примечание. В группе еветодиодов используется 40 еветодиодов со свечением красного, зеленого и желтого цвета и 40 резисторов с сопротив­лением 150 Ом, 0,25 Вт.



Рис. 3.13. Рекомендуемая схема расположения светодиодов в новогодней елке.
В светокоммутаторе, показанном на рис. 3.14, используют­ся 8 еветодиодов, включающихся по одному в каждый дан­ный момент. Частота включения может изменяться с по­мощью регулятора, а направление включения выбирается переключателем выбора направления. Последний имеет три положения (подобно переключателю сигналов поворота в ав­томобиле). Так, в положении 1 этого переключателя свето-диоды включаются последовательно от Д8 до Д1, а в положе­нии 3 — наоборот от Д1 до Д8. Переключение светодиодов происходит с одинаковой скоростью в обоих направлениях. В нейтральном положении переключателя (положение 2) переключение останавливается и ни один светодиод не го­рит.

Если приложить немного фантазии, то можно использо­вать такой светокоммутатор в различных устройствах на­пример в качестве указателя поворота для игрушечных авто­мобилей. Электропитание светокоммутатора осуществляется от батареи напряжением 6 В, четырех батарей напряже­нием 1,5 В или стабилизированного источника напряжением .5 В.



^ Рис. 3.14. Принципиальная схема двунаправленного строчного светокоммутатора.

Д1Д8 — светодиод с красным свечением; ИC1 — таймер типа 555; ИС2 — двоичный счетчик типа 74191; ИСз — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; Я)-г потенциометр i МОм; R2резистор 100 кОм, 0,25; Л3 — резистор 10 кОм, 0,25 Вт; R4резистор 22 кОм, 0,25 Вт; R$ ~ резистор 150 Ом, Oj25 Вт, Cj — электролитический конденсатор 1 мкФ, 35 В,



Рис. 3.15. Рекомендуемая схема распо­ложения светодиодов для спиральных светокоммутаторов.
^ 3.9. Спиральные светокоммутаторы
При использовании коммутации светодиодов в определен­ной последовательности предоставляются увлекательные воз­можности. Например, что можно сделать с 16 светодиодами, включаемыми последовательно и с любой скоростью? Эти светодиоды можно расположить в виде спирали, и при опре­деленной скорости переключения получается впечатление движущейся спирали, к которой иногда прибегают гипноти­зеры на сеансах гипноза. Такой светокоммутатор создает тот же эффект, что и вра­щающийся диск с не­сколькими светодиодами, и даже если он и не ока­зывает гипнотизирующе­го действия, то, несомнен­но, привлекает внимание.

На рис. 3.15 показан вариант расположения 16 светодиодов по спирали. На первый взгляд обра­зуемая светодиодами фи­гура не похожа на спи­раль, однако если просле­дить последовательно гла­зами от светодиода Д1 до светодиода Д16, то можно убедиться, что это будет действительно спираль. Схема расположения, приведенная на рис. 3.15, пригодна для обоих спи­ральных светокоммутаторов, описанных в данном разделе. Радиолюбитель может использовать этот рисунок для трени­ровки в просверливании отверстий в любых пригодных мате­риалах для монтажа светодиодов.

Обе схемы управления светокоммутаторамй (рис. 3.16 и 3.17) имеют одинаковый принцип действия. Схема на рис. 3.16 гораздо проще и дешевле, но при ее использовании спираль вращается лишь в одном направлении — от свето­диода Д1 к светодиоду Д16. При расположении светодиодов по схеме, показанной на рис. 3.15, создается эффект свер­тывающейся спирали, которая как бы ведет за собой глаз наблюдающего.

Схема на рис. 3.17 позволяет выбирать прямое и обрат­ное вращение спирали. Установка переключателя выбора на­правления вращения в положение 1 обеспечивает раскручи­вание спирали, а в положение 3 — свертывание спирали. В положении 2 этого переключателя получается необычайный колебательный эффект, при котором кажется, что спи­раль периодически свертывается и развертывается. Подоб­ный эффект довольно трудно получить с помощью обычного механизма с диском, вращаемым электродвигателем.

В обеих схемах скорость вращения спирали выбирается с помощью регулятора скорости. Питание обеих схем произ­водится от четырех последовательно включенных батарей на­пряжением 1,5 В, а при желании обеспечить длительную или непрерывную работу светокоммутатора следует использовать стабилизированный источник питания напряжением 5 В при токе 1 А (см. рис. 2.1). Светодиоды могут выбираться одина­кового или различных цветов свечения (красного, зеленого или желтого).

Желаемый гипнотический эффект спирали можно полу­чить опытным путем, уменьшая или увеличивая скорость вра­щения с помощью регулятора, При слишком низкой скоро­сти кажется, что светодиоды мерцают последовательно друг за другом, а при слишком высокой скорости — что все све-тодиоды включаются одновременно. Изменение величины емкости конденсатора С1 в обеих схемах позволяет изменять диапазон регулирования скорости вращения спирали: при увеличении емкости светодиоды мигают менее часто, а при снижении емкости скорость вращения спирали возрастает.



^ Рис. 3.16. Простая схема спирального светокоммутатора.

Д1Д16светодиод с красным свечением; ИC1 — таймер типа 555; ИС2 — 4-разрядный двоичный счетчик типа 7493; ИС3 — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; R1 — потен­циометр 1 МОм; R2 — резистор 220 кОм, 0,25 Вт; R310 кОм, 0,25 Вт; R4рези­стор 150 Ом, 0,25 Bт; C1 — электролитический конденсатор 1 мкФ, 50 В.



^ Рис. 3.17. Принципиальная схема двунаправленного спирального светокоммутатора.

Д1 — Д16 — светодиод с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — 4-разрядный двоичный счетчик типа 7493; ИСз — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; ИС4 — четыре двухвходовых вентиля «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» типа 7486; ИС6 — двойной J — К-триггер типа 7476; ri — потен­циометр 1 МОм; R2 — резистор 220 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 10 кОм, 0,25 Вт; R4 — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; Rbl Rsрезистор 22 кОм. 0,25 Вт; Ciэлектролитичеекий конденсатор 1 мкФ, 50 В,
^ 3.10. Неконтактный коммутатор на 10 светодиодов
Обычно несколько источников света (ламп) включаются и выключаются с помощью группы выключателей. При этом последовательно с каждой лампой подключается выключа­тель, т. е., например, для управления 10 лампами требуется 10 выключателей.



Рис. 3.18. Принципиальная схема неконтактного светокоммутатора на 10 светодиодах.

ИС1 — схема управления точечными и сегментными индикаторами типа LM3914; Д1 — Д10 — любой светодиод; R1потенциометр 1 МОм; R? — резистор 1 кОм, 0,25 Вт.
В настоящее время, однако, имеется возможность вклю­чать любой из 10 источников света с помощью одного пере­менного резистора. В одном из крайних положений ползунка резистора все источники выключены, а при перемещении пол­зунка в другую сторону источники включаются последова­тельно один за другим. Таким образом, можно включать ка­кой-либо один источник с помощью всего одного элемента управления.

В устройстве, принципиальная схема которого показана на рис. 3.18, источники-светодиоды включаются один за дру­гим (от Д1 до Д10) при движении ползунка регулятора от отрицательного вывода источника питания в сторону его по­ложительного ВЫВОДА Естественно, что при смещении ползунка в обратную сторону светодиоды будут включаться и выключаться в обратном порядке.

Микросхема HCi на рис. 3.18 представляет собой схему управления точечными и сегментными индикаторами на све­тодиодах, причем здесь она работает в режиме управления точечным индикатором, обеспечивая последовательное вклю­чение светодиодов.

Соответствующая модификация схемы позволяет получать эффект «столбика термометра» (режим управления сегмент­ным индикатором), при котором в каждый момент вклю­чается несколько светодиодов. Скажем, можно отрегулиро­вать схему на включение светодиода Д6. При этом будут включаться все светодиоды с меньшими номерами, а при установке регулятора на светодиод Д8 — все светодиоды от Д1 до Д7. Для получения такого эффекта вывод 9 микро­схемы HCi подключается не к положительному, а к отрица­тельному выводу источника питания.

Очевидно, что к выводу 9 можно подключить переключа­тель, который позволит выбирать тот или иной режим рабо­ты, т. е. управление светодиодами. Постарайтесь сами осу­ществить правильное подключение этого переключателя. Для питания коммутатора можно использовать либо батарею на­пряжением 9 В, либо нестабилизированный источник питания напряжением 12 В, описанный в разд. 2.5.
^ 3.11. Простой тестер для проверки светодиодов
При правильном использовании светодиоды будут рабо­тать длительное время. Однако любой радиолюбитель может допустить ошибки при сборке схем, которые могут иногда приводить к перегоранию светодиодов. В каждом таком слу­чае вам придется проверять исправность светодиода. Кроме того, некоторые светодиоды имеют нестандартную марки­ровку, затрудняющую правильное определение их анодных и катодных выводов. Такие светодиоды также следует прове­рять перед включением.

Обе эти задачи могут быть решены с помощью простой схемы проверки, приведенной на рис. 3.19. Эта схема может использоваться для проверки сгоревших светодиодов или для определения, какой вывод является анодом, а какой — ка­тодом.

Проверяемый светодиод подключается к схеме, как пока­зано на рисунке. Загорание светодиода свидетельствует о его годности. При этом, если устройство все же не работает после сборки, неисправность следует искать в другом месте.



Рис. 3.19. Принципиальная схема простого тестера.
Теперь предположим, что выбранный радиолюбителем светодиод не имеет маркировки выводов. Если при подклю-чении к схеме проверки он загорается, то его выводы можно определить по обозначению анодного и катодного выводов схемы проверки. Если светодиод не включается, то это оз­начает, что либо светодиод неисправен, либо радиолюбитель неправильно подключил выводы светодиода. В последнем случае следует переключить выводы светодиода, и если он исправен, то он загорится. Такой тестер весьма полезен, если радиолюбитель приобрел много светодиодов неизвестного качества и необходимо произвести их быструю сортировку на годные и негодные.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

Применение интегральных схем iconВопросы на экзамен спиэ
Основные этапы технологического процесса изготовления биполярных интегральных схем
Применение интегральных схем icon1 цифровые электронные схемы 2
Логический элемент, или вентиль,— это схема, реализующая одну из основных логических функций. В оставшейся части этой главы мы рассмотрим...
Применение интегральных схем iconИсследование комбинационных схем
Изучение принципов действия типовых комбинационных схем: дешифраторов, шифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров
Применение интегральных схем iconВопросы к экзамену по курсу «Операционные системы» для потока ас-09
Эволюция вычислительных систем: третий этап (компьютеры на основе интегральных микросхем)
Применение интегральных схем iconНизкочастотные усилители на интегральных микросхемах
Статья подготовлена по мате­риалам обзора «Линейные интегральные микросхемы», который по заявкам радиолюбителей распространяет Письменная...
Применение интегральных схем iconЛабораторная работа №3(I)
Цель работы: ознакомиться с базовыми логическими элементами, при­меняемыми в цифровой технике, принципами построения на их основе...
Применение интегральных схем iconСектор разработки технических условий и организации схем Службы технологического присоединения

Применение интегральных схем iconРеферат на тему: «графен»
Высокая подвижность носителей заряда (максимальная подвижность электронов среди всех известных материалов) делает его перспективным...
Применение интегральных схем iconПрименение компл мер для увеличения продовол
«Зелёной революцией» в сельском хоз-ве н-ют применение компл мер для увеличения продовол
Применение интегральных схем iconЗадани е
...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница