gwiazdka LED.pdf

Gwiazdka na choinkę

Do czego to służy?

Pierwszym i podstawowym celem za−

projektowania proponowanej konstrukcji

była dla mnie chęć stworzenia sobie o−

kazji do złożenia Czytelnikom, którzy łas−

kawie czytują moje artykuły najserde−

czniejszych Życzeń z okazji zbliżających

się Świąt Bożego Narodzenia. Życzę

Wam, moi Drodzy zdrowia i odpoczynku,

także od spraw związanych z naszym

wspólnym hobby: elektroniką. Zanim jed−

nak zasiądziemy przy świątecznym stole

warto, zgodnie z tradycją pomyśleć o o−

zdobieniu bożonarodzeniowej choinki i o

drobnych upominkach dla młodszego ro−

dzeństwa.

Znajdujemy się w szczególnie uprzy−

wilejowanej sytuacji, ponieważ komu jak

komu, ale elektronikowi łatwo wykonać

jakiś interesujący drobiazg, który może

zostać ofiarowany jako upominek komuś

z najbliższych, lub być efektowną świą−

teczną dekoracją. Pomiędzy projektami,

które przez te wszystkie lata opisaliśmy

na łamach Elektroniki dla Wszystkich

można znaleźć wiele, które po starannym

wykonaniu mogą sprawić radość naszym

bliskim Nie mam tu oczywiście na myśli

mojego osławionego „Pipka dręczy−

ciela“, ale wiele układów generujących

ciekawe efekty akustyczne lub optyczne,

zabawki i inne konstrukcje nadające się

na upominki.

Konstrukcja, której wykonanie chciał−

bym dzisiaj zaproponować moim Czytel−

2317

nikom reprezentuje „klasyczny“ reper−

tuar urządzeń publikowanych w pismach

przeznaczonych dla elektroników − hob−

bystów w okresie przedświątecznym.

Nie ma chyba bowiem nic bardziej typo−

wego, jak „elektroniczna“, generująca e−

fekty świetlne gwiazdka na choinkę. Nie

ma więc chyba sensu zagłębić się w roz−

ważania o celu budowy takiego układu,

ale od razu przejść do jego opisu.

Chciałbym jedynie zaznaczyć, że pro−

ponowany układ jest niezwykle prosty w

budowie i jego wykonania mogą się

podjąć nawet „elektroniczni przedszkola−

cy“. Także koszt nabycia elementów po−

trzebnych do jego budowy nie nadszar−

pnie z pewnością niczyjego budżetu

świątecznego.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowanego

układu został pokazany na rysunkach 1 i

2. Radziłbym jednak popatrzeć także na

rysunek 3, na którym została przedsta−

wiona mozaika ścieżek płytki drukowanej

układu wykonawczego gwiazdki, ponie−

waż bez obejrzenia płytki zasada działania

układu może się wydać niejasna.

Schemat pokazany na rysunku 2 jest

trywialnie prosty: przedstawia on po pro−

su 48 diod LED połączonych szeregowo −

równolegle w osiem grup. Liczba „8“

jest w elektronice jakby liczbą „ma−

giczną“, chyba wszyscy wiecie, dlacze−

go. Kolejne grupy diod tworzą jakby

kręgi, promieniście rozchodzące się od

środka gwiazdy. Grupy diod zostały poł−

ączone ze sobą od strony plusa zasilania

tak, że wystarczy dołączyć je z drugiej

strony do minusa (oczywiście szeregowo

z układem ograniczającym płynący przez

nie prąd) aby uzyskać świecenie dowol−

nej grupy.

Na rysunku 1 możemy zobaczyć sche−

mat jednego z możliwych sterowników

gwiazdki. Specjalnie napisałem „jednego

z możliwych“ ponieważ takim sterowni−

kiem może być wiele układów, także opi−

sanych już w EdW i EP. Na przykład,

naszą gwiazdkę możemy podłączyć do

wyjścia CENTRONICS dowolnego kom−

putera za pośrednictwem AVT−2027

Rys. 1 Ukłład sterujjący

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

spowoduje ich wyłączenie i zaświecenie

diod z grupy trzeciej. Nie najmniejszego

sensu opisywać wszystkich stanów i

kombinacji włączonych i wyłączonych

grup diod LED, ponieważ jest ich ... sami

policzcie, ile. Nadejście ... (też policzcie!)

impulsu spowoduje włączenie wszy−

stkich grup diod LED, a kolejny impuls

wyłączy wszystkie diody i prezentacja e−

fektu świetlnego rozpocznie się od po−

czątku.

Układ powinien być zasilany napię−

ciem stałym o wartości ok. 12VDC, nie−

koniecznie stabilizowanym. Ze względu

na znaczną ilość diod LED, które mogą

zostać jednocześnie włączone pobór

prądu przez gwiazdkę jest relatywnie du−

ży i może dojść do 250mA.

Rys. 2 Wyświietllacz

Montaż i uruchomienie.

Na rysunkach 3 i 4 zostały pokazane

mozaiki ścieżek płytek obwodów druko−

wanych i rozmieszczenie na nich elemen−

tów. Montaż obydwóch płytek wykonuje−

my w typowy sposób rozpoczynając o

„Najprostszego interfejsu CENTRON−

ICS“ opisanego w numerze 3/97EdW.

Do sterowani gwiazdką można także wy−

korzystać AVT−2047 wraz z dedykowa−

nym mu modułem wykonawczym

średniej mocy i wiele innych ukła−

dów. W najprostszym przypadku

sterownikiem może być po prostu

odpowiednio zaprogramowana pa−

mięć EPROM wraz z adresującym

ją licznikiem i ośmioma tranzysto−

rami dołączonymi do jej wyjść da−

nych. Skupmy się jednak na obec−

nie proponowanym sterowniku.

Najważniejszym elementem u−

kładu sterownika gwiazdki jest

podwójny czterobitowy licznik bi−

narny typu 4520. Liczniki zostały

połączone ze sobą szeregowo, a

do wszystkich ośmiu ich wyjść zo−

stały dołączone bazy tranzystorów

sterujących grupami diod naszej

gwiazdki. Z bramek IC 2A i IC2B

został zbudowany prosty genera−

tor multistabilny, którego częstotli−

wość pracy możemy regulować w

szerokich granicach za pomocą

potencjometry montażowego

PR1.

Po włączeniu zasilania stan wy−

soki utrzymujący się przez chwilę

na wejściach RST liczników powo−

duje ich wyzerowanie, tak że po

naładowaniu się kondensatora C1

zliczanie impulsów generowanych

przez IC2A i IC2B rozpoczyna się

od stanu 00000000(BIN) liczni−

ków. W tym momencie żadna z

grup diod LED gwiazdki nie jest

zasilana.

Nadejście pierwszego impulsu

zegarowego spowoduje ustawie−

nie na wyjściu liczniku

00000001(BIN) i włączenie pier−

wszej, najbliższej środka gwiazdki

grupy diod LED. Kolejny impuls spowo−

duje „zapalenie“ drugiej grupy, po trze−

cim impulsie włączone zostaną obie naj−

bliższe środka grupy, a czwarty impuls

Rys. 3 Schemat montazowy wyświietllacza

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

wlutowania zworki na płytce sterownika, a

kończąc na diodach LED na płytce gwiaz−

dki. Równe wlutowanie 48 diod LED mo−

że nastręczyć problemów mniej wpra−

wnym konstruktorom i dlatego też posłu−

żymy się tu wypróbowaną przy montażu

wielu podobnych układów metodą.

Lutujemy najpierw trzy diody z najbar−

dziej odległej od centrum gwiazdki grupy

tak, aby utworzyły one trójkąt równobo−

czny. Lutujemy tylko po jednej nóżce każ−

dej z diod, zwracając uwagę na zachowa−

nie ich identycznej odległości od powie−

rzchni płytki. Następnie wkładamy wypro−

wadzenia wszystkich pozostałych diod w

przeznaczone dla nich punkty lutownicze.

Musimy zwracać baczną uwagę na pola−

ryzację tych elementów i pamiętać, że

punkty lutownicze katod diod mają kształt

kwadratowy. Po włożeniu wszystkich

diod w płytkę całość odwracamy o 180 O i

kładziemy na gładkiej powierzchni. Lutuje−

my po jednej nóżce pozostałych diod i wy−

równujemy starannie ich szeregi. Ostat−

nią czynnością przy montażu płytki gwiaz−

dy będzie przylutowanie wolnych do tej

pory wyprowadzeń diod LED.

Płytkę sterownika możemy połączyć

z płytką gwiazdki za pomocą odcinka

przewody taśmowego 9 żyłowego, któ−

rego długość nie jest, w granicach roz−

Wykaz ellementów.

Kondensatory

C1 2,2µF

C2 470nF

C3 1000µF/16

C4 100µF

C5, C6

100nF

Rezystory

PR1 potencjometr montażowy miniatu−

rowy 200k

Ω

R10, R11, R12, R13, R14, R15,

R16, R17

Rys. 4 Schemat montażowy sterowniika

Półłprzewodniikii

D1 ... D48 diody LED 5mm ( nie wchodzą

w skład kitu, należy je zakupić osobno)

IC1 4520

IC2 4011

IC3 7805

T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8

BC548 lub odpowiednik

sądku niczym ograniczona. Możemy za−

tem umieścić gwiazdkę na szczycie na−

wet dużej choinki, a sterownik wraz z

zasilaczem (najlepiej tzw. wtyczkowym)

pod choinką, wśród stosów prezentów

gwiazdkowych.

Zbiigniiew Raabe

Kompllet podzespołłów z płłytką jjest

dostępny w siiecii handllowejj AVT

jjako kiit AVT−2317

Pozostałłe

CON1

ARK2 (3,5mm)

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Ω

R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 560

R9 10k

Linijka świetlna

na dekoderach 7442

Do czego to służy?

Weszło już w zwyczaj, że pod koniec

i na początku nowego roku na łamach

Elektroniki dla Wszystkich pojawiają się

opisy najróżniejszych układów elektro−

nicznych służących generacji efektów

świetlnych. Powody takiego lokalizowa−

nia w czasie tych opisów są oczywiste:

święta Bożego Narodzenia i rozpoczy−

nający się w styczniu karnawał. Można

przypuszczać, że choinki bożonarodze−

niowe naszych Czytelników zostały już

zelektronizowane do granic możliwości,

a Ich domowe czy szkolne dyskoteki

mogą każdego oszołomić niespotykaną

ilością efektów świetlnych i akusty−

cznych. Mam jednak nadzieję, znajdzie

się tam jeszcze miejsce na opracowane

przeze mnie proste urządzenia, które

jak mam nadzieję spotkają się z uzna−

niem moich Czytelników.

Opracowane zostały dwa nowe efek−

ty świetlne: jeden bardzo prosty w wy−

konaniu, z którym zapoznamy się już

dzisiaj i drugi, bardziej skomplikowany,

z którego opis zostanie opublikowany w

najbliższej przyszłości.

W listach jakie nadsyłacie do redakcji

EdW niejednokrotnie wspominacie, że

Waszym posiadaniu znajdują się jeszcze

liczne cyfrowe układy scalone całkowi−

cie sprawne, lecz już technicznie prze−

starzałe. Najczęściej chodzi o układy se−

rii UCY produkcji byłego CEMI. Zapytu−

jecie też, co z takich układów można

zrobić, jak można wykorzystać te ele−

menty? Odpowiedź najczęściej była

przecząca: nie można przecież cofnąć

postępu techniki i układów serii UCY

nie będziemy mogli z pewnością wyko−

rzystać do budowy nowoczesnego ukła−

du cyfrowego. Do budowy nowoczes−

nego układu cyfrowego nie, ale może

da się te elementy wykorzystać do bu−

dowy zabawek, czy też prostych efek−

tów świetlnych. W artykule, który za−

częliście czytać postaram się udowo−

dnić, że jest to możliwe.

Proponowany układ należy do grupy

najpopularniejszych układów efektów

świetlnych, tzw. linijek. Jest bardzo pro−

sty w wykonaniu i jak już wiecie, do je−

go budowy będzie można wykorzystać

najtańsze, „złomowe“ elementy. Wyko−

rzystując praktycznie dowolną ilość i−

dentycznych modułów będziemy mogli

zbudować linijkę świetlną z przesu−

2316/1

wającym się punktem o praktycznie do−

wolnej długości.

mentem jest scalony rewersyjny licznik

BCD typu 4510. Układ ten, stosowany

już w naszych konstrukcjach posiada

spore możliwości, z których wykorzy−

stamy tylko dwie: zliczanie impulsów

podawanych na wejście zegarowe i pre−

zentację wyników w kodzie BCD oraz

możliwość zmiany kierunku zliczania (o−

dejmowanie lub dodawanie do zawar−

tości licznika kolejnych impulsów).

Jako generator impulsów zegarowy

pracuje moja „ukochana“ kostka, oczy−

wiście NE555 − IC3. Częstotliwość wy−

twarzanego przez ten układ przebiegu

prostokątnego określona jest pojem−

nością C5 oraz rezystancją R10, R11 i

PR1. Za pomocą potencjometru monta−

żowego PR1 możemy w szerokich gra−

nicach zmieniać jej wartość, a zatem

szybkość przesuwania się punktu

świetlnego.

Jak to działa?

Schemat elektryczny proponowane−

go układu został pokazany na rysunku 1.

Możemy go podzielić na dwie części:

górna przedstawia układ sterujący efek−

tem linijki świetlnej, a dolna, którą w

wykonaniu praktycznym możemy po−

wielić w zasadzie dowolną ilość razy po−

kazuje moduł wykonawczy sterujący

dziesięcioma diodami LED. Część ste−

rująca została zaprojektowana z wyko−

rzystaniem nowoczesnych układów

scalonych, natomiast do budowy modu−

łu wykonawczego możemy zastosować

układy 7442 serii standard, nawet scala−

ki produkcji CEMI.

Omawianie układu rozpoczniemy od

części sterującej, której centralnym ele−

Krok D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 0 0 0001111111 1 1

2 0 0 0110111111 1 1

3 0 0 1011011111 1 1

4 0 0 1111101111 1 1

5 0 1 0011110111 1 1

6 0 1 0111111011 1 1

7 0 1 1011111101 1 1

8 0 1 1111111110 1 1

9 1 0 0011111111 0 1

10 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Ciąg impulsów prostokątnych gene−

rowanych przez IC3 podawany jest na

wejście zegarowe licznika BCD − IC2. W

zależności od położenia jumpera JP1

kolejne impulsy są dodawane lub ode−

jmowane od bieżącej zawartości liczni−

ka. Zwarcie wejścia U/!D do plusa zasi−

lania powoduje wymuszenie trybu zli−

czania w górę, natomiast dołączenie go

do masy spowoduje przejście licznika w

tryb zliczania w dół.

Zastosowany w układzie licznik zreali−

zowany w technologii CMOS nie byłby

w stanie wysterować dużej ilości wejść

układów TTL, a w szczególności ukła−

dów TTL serii standardowej. Dlatego też

zastosowałem w układzie cztery bufory −

wzmacniacze prądowe zrealizowane na

tranzystorach T1 ... T4. Sterują one wej−

ściami dekoderów 7442, których może−

my zastosować znaczną ilość.

Układ, a także dołączone do niego

moduły wykonawcze zasilany jest na−

pięciem stabilizowanym typowym dla u−

kładów TTL +5VDC, pobieranym z wy−

jścia scalonego stabilizatora napięcia

IC4

Przejdźmy teraz do krótkiego opisu

modułu, a właściwie modułów wyko−

nawczych, których schemat pokazany

jest w dolnej części rysunku 1.

Jedynym elementem czynnym

wchodzącym w skład tego modułu jest

scalony dekoder kodu BCD

na kod 1 z 10 typu 7442.

Wejścia tego układu stero−

wane są z wyjść modułu

sterującego, natomiast do

wyjść zostało dołączone

dziesięć diod LED. W zależ−

ności od kombinacji stanów

logicznych na wejściach ko−

lejne diody zostają dołącza−

ne do zasilania od strony

masy, tak że uzyskujemy e−

fekt „biegnącego“ świateł−

ka, przesuwającego się w

zależności od ustawienia

jumpera w module steruj−

ącym w lewo, lub w prawo.

Zasadę działania układu de−

kodera 42 najlepiej ilustruje

zamieszczona poniżej tabela

prawdy tego elementu.

Jak widać, niski stan logiczny „prze−

suwa się“ na wyjściach układu w miarę

nadchodzenia kolejnych impulsów ze−

garowych, powodując powstawanie e−

fektu „biegnącego punktu“.

Rys. 2 Schemat montażowy

gnęło za sobą konieczność zastosowa−

nia kilku zworek, oznaczonych na stro−

nach opisowych płytek kreskami i sym−

bolami „Z“. Od wlutowania właśnie

tych zworek rozpoczniemy montaż u−

kładu, który wykonany w całkowicie ty−

powy i wielokrotnie już opisywany spo−

sób. Zmontujemy jedną płytkę modułu

sterownika i dowolną ilość płytek ukła−

dów wykonawczych, z których za po−

mocą prostego lutowania odcinków

srebrzanki zbudujemy naszą linijkę

śwetlną.

Montaż i uruchomienie.

Na rysunku 2 zostały pokazane mo−

zaiki ścieżek płytek obwodów druko−

wanych oraz rozmieszczenie na nich e−

lementów. Płytki zostały wykonane na

laminacie jednostronnym, co pocią−

Rys. 1 Schemat iideowy lliiniijjkii

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: