Бегущие огни на одной микросхеме своими руками

Бегущие огни с выбором программ

Для более четкого представления о работе прибора рассмотрим некоторые его основные узлы. Начнём рассматривать работу бегущих огней с микросхемы К155ЛА3 которая является набором из четырёх логических элементов 2И-НЕ изображённого на рис.1.

К155ЛА3

1,2,4,5,9,10,12,13 — входы X1-X8;
3 — выход Y1;
6 — выход Y2;
7 — общий;
8 — выход Y3;
11 — выход Y4;
14 — напряжение питания;

Мы используем только два элемента 2И-НЕ. Ниже приведённая схема генератора выдаёт чередование прямоугольных импульсов логического нуля и логической единицы показанных на графике.

Генератор

На генераторе предусмотрена регулировка скорости и продолжительности чередования логических импульсов с помощью R1 и C1.

Если к выводу 6 подключить светодиод через резистор 1 кОм – то мы увидим, что у нас получилась простая мигалка на микросхеме с регулируемой скоростью мерцания.
Далее рассмотрим микросхему К155ТМ2 – которая включает в себя два независимых D-триггера, срабатывающих по положительному фронту тактового сигнала, к ней и осуществим подключение тактового генератора.

Условное графическое обозначение К155ТМ2 приведено на рис.2. На рис.3 приведена структурная схема и таблица истинности одного из элементов микросхемы, где каждый элемент состоит из четырёх элементов 2И-НЕ.

К155ТМ2К155ТМ2

А ниже приводится «расшифровка» выводов микросхемы:
1 — инверсный вход установки «0» R1;
2 — вход D1;
3 — вход синхронизации C1;
4 — инверсный вход установки «1» S1;
5 — выход Q1;
6 — выход инверсный Q1;
7 — общий;
8 — выход инверсный Q2;
9 — вход Q2;
10 — инверсный вход установки «1» S2;
11 — вход синхронизации C2;
12 — вход D2;
13 — инверсный вход установки «0» R2;
14 — напряжение питания;

Далее мы кратко рассмотрим работу одного каскада триггера изображённого на рис.4.

Работа одного каскада триггера

Подключим вывод 2 к инверсному выводу 6 и подключим к выводу 3 тактовый генератор. При поступлении логической единицы на вывод 3 на выводе 5 будет переключение на логическую единицу, при прохождении очередной логической единицы на вывод 3 — произойдёт переключение на логический ноль (вывод 5) и так будет происходить переключение до бесконечности. На выводе 6 (который является инверсным) будет зеркальное значение 5-го вывода.

А бегущие огни составим из тактового генератора и четырёх элементов триггера (2 микросхемы К155ТМ2) рис.5

Бегущие огни из тактового генератора и четырёх элементов триггера

На схеме мы видим не фиксируемую кнопку S2 которая служит для переключения подпрограмм и селектор S1 которым осуществляется переключение основных программ. Если сделать небольшие изменения в схеме — отсоединить вывод идущий к 13 ноге D1.2 и подключить его к выводу 10 D1.2 и сделать то же самое на второй микросхеме, то изменятся и программы индикации (изменение отмечено на схеме пунктиром). Если использовать многосекционный селектор S1, то можно подключить отмеченное пунктиром изменение к селектору и тем самым увеличить число программ.

В схеме используются лампочки напряжением 2.5-3.6 вольта, но если использовать светодиоды, то надобность в транзисторах отпадает (на схеме отмечено красным квадратом) и подключение светодиодов осуществляется к Т,Т1,М,М1,Р,Р1,F,F1 рис.5а.

Бегущие огни из тактового генератора и четырёх элементов триггера

Если использовать лампы на 220 вольт, то вместо транзисторов нужно подключить симисторы или как их ещё называют симметричные тиристоры, триодный тиристор или триак. Условное графическое обозначение симистора на рис.6

Симистор

Симистор можно представить двумя тиристорами, включенными встречно-параллельно. Он пропускает ток в обоих направлениях. Симистор имеет три электрода: один управляющий и два основных для пропускания рабочего тока. Структура этого полупроводникового прибора показана на рис.6а. На рис.6 б внешний вид симистора КУ208.

На Рис.7 показана схема бегущих огней с симисторным управлением.

Схема бегущих огней с симисторным управлением

Собранный девайс изнутри и внешний вид устройства.

Бегущие огни

Бегущие огни

Используемые детали в бегущих огнях можно заменить на импортные и отечественные аналоги: К155ЛА3 на SN7400, К155ТМ2 на SN7474N, транзисторы КТ315 на КТ342; КТ503; КТ3102; 2N9014; ВС546В, а КУ208 на BT134; BT136. Светодиоды можно применять любые. Стоимость деталей приблизительно составляет 60 — 100 рублей.

Данную схему легко переработать и изменить алгоритм работы.

Сама схема имеет минимум легкодоступных деталей, легка в сборке и при правильном монтаже в наладке не нуждается.

Бегущие огни на светодиодах своими руками

В продаже имеется огромное количество различных мигающих цветными огоньками светодиодных девайсов, способных сделать ярче любой праздник. Зачем покупать стандартные светодиодные мигалки, когда намного интереснее за несколько часов своими руками собрать оригинальное и полностью функциональное устройство, способное переключать светодиоды в определенной последовательности, тем самым создавая эффект бегущих огней. Для начинающих радиолюбителей, эта самоделка будет замечательным проектом выходного дня.

На этом рисунке изображена схема бегущих огней на светодиодах.

Схема бегущих огней на светодиодах своими руками

Схема бегущих светодиодных огней на микросхеме NE555, CD4017, CD4022

Устройство состоит из двух микросхем, принцип работы очень простой. Задающий генератор импульсов выполнен на универсальной микросхеме NE555. Сигнал с генератора поступает на вход двоичного счетчика дешифратора CD4017 или CD4022 эти микросхемы аналогичные и полностью взаимозаменяемые. Микросхема имеет 10 выходов, к которым подключены светодиоды. При подаче тактовых импульсов с генератора импульсов на вход счетчика происходит последовательное переключение между выходами микросхемы.

Светодиоды зажигаются в строгой последовательности от 1 до 10 и поэтому получается эффект бегущих огней. Скорость переключения светодиодов регулируется за счет изменения частоты задающего генератора импульсов подстроечным резистором P1. Напряжение питания светодиодов устанавливается подбором сопротивления резистора R1. Схема питается напряжением от 5 до 15 вольт. Так же обратите внимание на нумерацию светодиодов на схеме. Если вы хотите, чтобы светодиоды зажигались один за другим, то разместите их по порядку указанном на схеме.

На этом рисунке изображена печатная плата бегущих светодиодных огней на двух микросхемах.

 Печатная плата бегущих светодиодных огней на двух микросхемах своими руками

Печатная плата бегущих светодиодных огней на двух микросхемах своими руками

Детали устройства легко помещаются на печатной плате размером 65х45 мм. Микросхемы для удобства я установил в DIP панельки, стоят копейки, в случае замены микросхемы не надо ничего паять.

Бегущие огни на светодиодах

Светодиоды с платой соединяются проводами. На каждый канал микросхемы можно подключить не более трех светодиодов. В своей самоделке решил поставить по два светодиода на каждый канал и разместить светодиоды один на против другого таким образом, чтобы получился круговой эффект вращения из двух точек. Вы можете размещать светодиоды в любой последовательности, создавать фигуры, вариантов много, фантазируйте…

Хочу заострить ваше внимание на том, что если будете ставить разноцветные светодиоды. На один канал можно ставить светодиоды, только одного цвета. Все потому, что у разноцветных светодиодов разное сопротивление и поэтому будет светиться только, тот у которого меньшее сопротивление. Конечно можно это дело исправить, если заменить резистор R1 перемычкой, а на каждый светодиод поставить отдельный резистор. Тогда все светодиоды будут светиться, как надо.

Светодиодные бегущие огни на микросхеме

Моей задачей было собрать автономное, карманное устройство, которое будет служить световым дополнением к музыкальному «Бумбоксу», поэтому светодиоды и плату с батарейкой, аккуратно разместил в пластиковом корпусе от электромагнитного реле. Светодиоды залил термо клеем. Таким образом приклеил печатную плату. Поставил выключатель и один диод IN4007 для защиты устройства от переполюсовки.

Бегущие огни на светодиодах

Получилось симпатичное карманное устройство, которое можно взять с собой и наслаждаться бегущими по кругу светодиодными огоньками.

Бегущие огни на светодиодах своими руками

А, что делать если хочется подключить большую нагрузку, например светодиодные ленты? Тогда придется немного усовершенствовать схему. На каждый канал надо поставить транзисторный ключ.

Схема транзисторного ключа

В данной схеме хорошо работают практически любые транзисторы структуры n-p-n например: BD139, TIP41C, MJE13006, MJE13007, MJE13008, MJE13009, КТ815, КТ805, КТ819 и другие аналогичные подберите в зависимости от требуемой нагрузки. Все транзисторы надо закрепить на радиаторе, коллекторы транзисторов по схеме соединяются вместе, поэтому изолировать от радиатора не надо. Резисторы R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 подключите к выходам микросхемы. Питание схемы возьмите от общего источника питания.

Радиодетали для сборки бегущих огней на светодиодах

  • Микросхема NE555
  • Микросхема CD4017 или CD4022
  • Подстроечный резистор P1 на 50К
  • Резистор R1 1К, R2 22К
  • Конденсатор С1 220 мкФ 25В, С2 10 мкФ 25В
  • Светодиоды с напряжением питания от 2 до 12В

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать бегущие огни на светодиодах

Бегущие огни на светодиодах

Устройство Бегущий огонь

Здесь пойдёт речь о том, как сделать бегущие огни на светодиодах своими руками. Схема устройства отличается простотой и реализована на логических микросхемах так называемой жёсткой логики – микросхемах серии ТТЛ. Само устройство включает три микросхемы.

Читайте также  Как сделать объёмную звезду?

Схема состоит из четырёх основных узлов:

генератора прямоугольных импульсов;

устройства индикации (16-ти светодиодов).

Вот принципиальная схема устройства.

Схема бегущих огней

Устройство работает следующим образом. После подачи питания светодиоды HL1 – HL16 начинают последовательно загораться и гаснуть. Визуально это выглядит как движение огонька слева направо (или наоборот). Такой эффект и называется «бегущий огонь».

Бегущий огонь

Генератор прямоугольных импульсов реализован на микросхеме К155ЛА3. Задействовано лишь 3 элемента 2И-НЕ этой микросхемы. С 8-го вывода снимаются прямоугольные импульсы. Частота их следования невелика. Это позволяет реализовать видимое переключение светодиодов.

По сути, генератор на элементах DD1.1 – DD1.3 задаёт темп переключения светодиодов, а, следовательно, и скорость «бегущего огня». При желании скорость переключения можно подкорректировать с помощью изменения номиналов резистора R1 и C1.

Стоит предупредить, что при других номиналах R1 и C1 генерация может быть сорвана – генератор не будет работать. Так, например, генератор отказался работать при сопротивлении резистора R1 равном 1 кОм. Поэтому изменять номиналы C1 и R1 можно лишь в некоторых пределах. Если генератор не запустился, то будет постоянно светиться один из светодиодов HL1 – HL16.

Счётчик на микросхеме DD2 необходим для подсчёта импульсов, поступающих от генератора и подачи двоичного кода на дешифратор К155ИД3. По схеме выводы 1 и 12 микросхемы-счётчика К155ИЕ5 соединены. При этом микросхема будет считать поступающие на вход C1 (выв. 14) импульсы и выдавать на выходах (1, 2, 4, 8) параллельный двоичный код, соответствующий количеству поступивших импульсов от 0 до 15. То есть на выходах (1, 2, 4, 8) микросхемы К155ИЕ5 последовательно сменяют друг друга 16 комбинаций кода (0000, 0001, 0010, 0011, 0100 и т.д.). Далее в работу включается дешифратор.

Работа устройства "Бегущий огонь"

Особенность микросхемы К155ИД3 заключается в том, что она преобразует двоичный четырёхразрядный код в напряжение логического нуля, который появляется на одном из 16 соответствующих выходов (1-11, 13-17). Думаю, такое объяснение не всем понятно. Попробуем разобраться.

Если обратить внимание на изображение микросхемы К155ИД3, то можно заметить, что у неё 16 выходов. Как известно, в двоичном коде из четырёх знаков можно закодировать 16 комбинаций. Больше никак не получится. Напомним, что с помощью четырёхзначного двоичного кода можно закодировать десятичные цифры от 0 до 15 (всего 16 цифр).

Это легко проверить, если возвести 2 (основание системы счисления) в степень 4 (количество разрядов или цифр в коде). Получим 2 4 = 16 возможных комбинаций. Таким образом, при поступлении на входы микросхемы К155ИД3 двоичного кода в диапазоне от 0000 до 1111 на выходах 0 — 15 появится логический ноль (светодиод засветится). То есть микросхема преобразует число в двоичном коде в логический ноль на выводе, который соответствует числу в двоичном коде. По сути это такой особенный дешифратор из двоичной системы в десятичную.

А почему светится светодиод? На выходе ведь логический ноль. По схеме видно, что аноды всех светодиодов подключены к плюсу питания, а катоды к выходам микросхемы К155ИД3. Если на выходе "0", то для светодиода это как бы минус питания и через его p-n переход течёт ток – светодиод светится. Если на выходе логическая единица "1", то ток через светодиод не пойдёт.

Если всё то, что было написано вам всё равно не понятно, то не стоит расстраиваться. Просто соберите предложенную схему, например, на беспаечной макетной плате и наслаждайтесь работой устройства. Схема проверена и исправно работает. Вот короткое видео работающего устройства.

Если в распоряжении уже есть стабилизированный блок питания (например, такой как этот), то интегральный стабилизатор DA1 (КР142ЕН5А) и элементы обвязки (C2, C3, C4) в схему устанавливать не надо.

Все номиналы элементов (конденсаторов и резисторов) могут иметь разброс ±20%. На работу устройства это не повлияет. Светодиоды HL1 — HL16 могут быть любого цвета свечения (красного, синего, зелёного) с рабочим напряжением 3 вольта. Можно, например, использовать яркие красные светодиоды диаметром 10 миллиметров. "Бегущий огонь" с такими светодиодами будет смотреться очень эффектно.

Как сделать бегущие огни на светодиодах?

Создание ленты бегущих светодиодов – это отличный вариант использования источника света в декоративных целях. Своими руками сделать бегущий огонь достаточно просто, тем более что в итоге изделие может обладать разными эффектами, включая затухание света и поочередную работу элементов.

Бегущие огни на светодиодах

Микроконтроллер ATtiny2313 для бегущих огней

Данное устройство относится к серии AVR микроконтроллеров бренда Atmel. Именно под его управлением чаще всего делают бегущую световую ленту, поскольку эксплуатационные характеристики модели достаточно высокие. Микроконтроллеры просты в программировании, многофункциональны и поддерживают реализацию разных электронных устройств.

ATtiny2313 сделан по простой схеме, где порт для вывода и ввода имеет идентичное значение. Выбрать программу (одну из 12) на таком микроконтроллере очень легко, ведь он не перегружен лишними опциями. Модель выпускается в двух корпусах – SOIC и PDIP, причем каждый вариант обладает идентичными характеристиками:

  • 8-битные общие регистры в количестве 32 штук;
  • возможности 120 операций за один тактовый цикл;
  • flash-память внутри системы на 2 кБ с поддержкой 10 тысяч циклов стирания и записи;
  • внутрисистемная EEPROM на 128 байт с поддержкой 100 тысяч циклов;
  • 128 байт встроенной оперативки;
  • 4 ШИМ-канала;
  • счетчик-таймер на 8 и 16 бит;
  • встроенный генератор;
  • удобный для разных целей интерфейс и другие функции.

Микроконтроллер ATtiny2313

Микроконтроллер имеет два вида в соответствии с энергопараметрами:

  • классическая модель ATtiny2313 обладает напряжением от 2,7 до 5,5 В и силой тока до 300 мкА на частоте 1 МГц в режиме активности;
  • вариант ATtiny2313А (4313) обладает характеристиками в 1,8-5,5 В и 190 мкА при той же частоте.

В режиме ожидания устройство имеет энергопотребление не больше 1 мкА.

Как уже было указано, память микроконтроллера оснащена 11 комбинациями световых схем, а возможность выбора всех комбинаций светодиодов последовательно – это и есть 12 программа.

Схема бегущих огней и принцип её работы

Создаваемая схема бегущих огней на светодиодах базируется на размещении микроконтроллера в центре. Все его порты вывода соединяются со светодиодами:

  • порт B или PB0-PB7 используется полностью для контроля над свечением;
  • максимально задействованы три вывода от порта D (PD4-PD6);
  • также работают PA0 и PA1, поскольку они свободны за счет реализуемого внутреннего генератора.

Вывод №1 – PA2 или Reset – не является активным звеном схемы, поэтому резистором R1 подсоединяется к цепи питания ATtiny2313. Плюсовая часть питания 5 В идет к выводу №20 – VCC, а минусовая — №10 (GND). Полярный конденсатор C1 устанавливается для предотвращения сбоев и гашения помех в работе МК.

Учитывая, что каждый вывод имеет малую нагрузочную способность, целесообразно ставить на них светодиоды с номиналом до 20 мА.

Подходят, как классические smd3258, так и led’ы повышенной яркости в DIP корпусе. Суммарно их должно быть 13 штук. Функция ограничения тока возлагается на резисторы R6-R18.

Работа схемы контролируется посредством посредством переключателя SA1, кнопок SB1-SB3 и цифровых входов PD0-PD3, которые подключаются через резисторы R2, R3, R6 и R7. Такая конструкция позволяет включать мигание светодиодов в 11 различных режимов, задавая конкретную программу кнопкой SB3. А с помощью переключателя SA1 изменяется скорость мигания. Для этого:

  1. SA1 переводится в замкнутое положение.
  2. Скорость изменяется кнопками SB1 (ускорение) и SB2 (замедление).

Обратите внимание, что при размыкании переключателя данными кнопками меняется яркость свечения светодиодов от еле заметного мерцания до максимальной мощности.

Варианты сборки

Существует два доступных и относительно простых варианта сборки бегущих огней: на печатной или макетной плате. И в том, и в другом случае желательно за основу брать схему в PDIP корпусе на панельке DIP-20. При этом нужно, чтобы остальные компоненты также были в DIP-корпусах.

При сборке на макетной плате будет достаточно модели 50×50 мм с шагом в 2,5 мм. Светодиоды можно будет разместить не только на самой плате, но и на внешней линейке, подключив их в схему с помощью гибких проводов.

Миниатюрная печатная плата более практичный вариант для тех случаев, когда бегущие огни на светодиодах своими руками делают для активной дальнейшей эксплуатации.

Читайте также  Ажурная майка спицами

Проект печатной платы

К примеру, когда они устанавливаются на велосипед или автомобиль. В этом случае понадобятся такие компоненты:

  • односторонний текстолит 55×55 мм;
  • конденсатор 100 мкФ-6,3В;
  • DD1 – Attine 2313;
  • резистор 10 кОм-0,25 Вт±5% (R1);
  • 17 резисторов 1 кОм-0,25 Вт±5% (R2-R18);
  • 13 светодиодов LED диаметром 3 мм (цвет не важен);
  • 3 кнопки KLS7-TS6601 или аналог (SB1-SB3);
  • переключатель движковый ESP1010 (SA1).

Радиолюбителям с практическим опытом сборки печатных плат лучше взять для этой схемы Attine2313 SOIC c SMD резисторами. За счет этого общие габариты схемы уменьшатся почти в два раза. Можно также отдельным блоком установить сверхъяркие SMD светодиоды.

Бегущие огни на 12V

Эта схема бегущих огней на 12 вольт широко известна в сети, так как имеет очень простую и понятную конструкцию. Генератором режима выступает таймер импульсов, а счетчик, подсчитывая их, подает на выходы соответствующие логические уровни. Светодиодный элемент, подключенный к каждому выходу, загорается при логической единице и гаснет при нуле. Эффект бегущих огней создается за счет последовательного мерцания. Скорость «бега» задается генератором, работа которого контролируется номинальными параметрами конденсатора C1 и резистора R1.

Бегущие огни на 12V

Яркость светодиодов усиливается за счет увеличения подаваемого тока, но для этого их следует подключать через буферные транзисторы. Дело в том, что выходы счетчика не отличаются высокой нагрузочной способностью.

В этой старой схеме приведены советские обозначения компонентов и микросхем, но в наше время не сложно найти соответствующие им аналоги зарубежного производства.

Прошивка

Микроконтроллер ATtine 2313 рекомендуется прошивать с помощью самодельного программатора, который подключается через RS-232 или популярный PoneProg2000. Перед началом прошивки надо выставить фьюзы так, как указано на рисунке.

Бегущие огни на ATtiny2313

В этой статье мы сделаем акцент на портах ввода/вывода МК ATtiny2313 и заставим их работать на выход. То есть ножка микроконтроллера (МК) будет выдавать сигнал либо логической единички, либо нуля. Приказывать, что выдавать на ножку, будем мы сами, а точнее, программа, которую мы с вами разработаем.

Все начинали изучать AVR c мигания светодиода. Мы даже делали целую гирлянду из 4 светодиодов в этой статье. Но что, если 4 светодиодов нам мало, и мы хотим чего-то большего? Ну раз хочется, то давайте сделаем!

Выбор микроконтроллера

«Подопытным кроликом» у нас будет старый добрый МК ATtiny2313

ATtiny2313

Долго не думая, находим в интернете на него даташит и смотрим цоколевку

ATtiny2313 распиновка

Так как я хочу навесить на него кучу светодиодов и сделать из них что-то подобие бегущей дорожки, для нас важно рассмотреть, какие пины (выводы МК) позволят мне это сделать. Что мне здесь надо найти? Это, конечно же, порты ввода/вывода. В ATtiny2313 их три группы: порт А, порт В и порт D. В группе порта А у нас три пина — это PA0, PA1,PA2. В группе порта В их уже восемь (PB0…PB7) и в группе порта D семь пинов (PD0…PD6). Итого в сумме 18 пинов, на каждый из которых можно навесить по светодиоду. То есть теоретически, наш МК может управлять 18 светодиодами, которые могут светится независимо друг от друга. Про порты ввода/вывода можно подробно прочитать на сайте easyelectronic по этой ссылке.

Характеристики светодиодов

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Бегущие огни на ATtiny2313

Ну и осветительные светодиоды — это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

Бегущие огни на ATtiny2313

В нашей статье мы будет использовать индикаторные светодиоды. Светодиод — это токовый прибор, т.е. для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Поэтому подключать их напрямую к МК с питанием в 5 Вольт запрещено. Для них это обернется летальных исходом. В первую очередь сгорят те, кто требует для своей работы небольшого напряжения: красные, желтые и оранжевые светодиоды. Сгореть могут как светодиоды, так и выход МК. Чтобы такого не произошло, надо последовательно со светодиодом ставить токоограничивающий резистор. Лучше всего такой резистор подобрать с помощью магазина сопротивления, либо с помощью потенциометра, включенного по схеме реостата. После того, как мы добились умеренного свечения светодиода, замеряем наше сопротивление и ставим постоянный резистор близкий к измеренному номиналу.

Если такой возможности нет, то делаем простейший расчет.Например, у вас в арсенале имеются желтые светодиоды. Питание нашего МК 5 Вольт, следовательно, напряжение логической единички также 5 Вольт. Так как на желтом светодиоде у нас падение напряжения составляет примерно 2 Вольта, значит, на токо-ограничивающем резисторе должно упасть 3 Вольта. Ток через светодиод берем в среднем 15-20 мА. Исходя из закона Ома высчитываем значение сопротивления: I=U/R ——> R=U/I=3/15=0,2 килоома или 200 Ом. На практике, резистора, номиналом в 200-500 Ом, хватает за глаза.

Способы подключения светодиода на порт МК

1) Это прямой способ, при котором включение светодиода происходит при наличии высокого логического уровня, то есть единички на выходе порта МК:

Бегущие огни на ATtiny2313

2) Инверсный способ, при котором светодиод загорается только тогда, когда на выходе порта будет низкий логический уровень, то есть ноль.

Бегущие огни на ATtiny2313

Умеренно-светящийся светодиод потребляет силу тока в 15-20 мА. То есть если запитать одновременно все светодиоды с помощью нашего МК, то скорее всего он не выдержит такого издевательства и испустит белый дымок сгоревшего кремния. Значит, если мы сразу зажжем 18 светодиодов и каждый будет кушать по 15-20 мА, то у в сумме наш МК должен выдать 360 мА. В даташите на него пишут, что максимум, что с него можно «выжать» — это 200 мА (строка в самом низу)

Бегущие огни на ATtiny2313

Индикаторные светодиоды, в зависимости от исполнения (SMD или штырьковые), потребляют при номинальном свечении ток от 2-3 мА и до 20-30 мА. Поэтому, все зависит от того, какие светодиоды мы выберем для нашего эксперимента. Но помните, что сумма токов питания светодиодов не должна превышать максимальное значение МК. В нашем случае это 200 мА. Ну а так для повышения надежности долговременной работы радио-электронной аппаратуры (РЭА) рекомендуется использовать нагрузку по мощности 70% от номинала, а по напряжению и току — 80% от номинала. Поэтому, если номинальный ток светодиода 20 мА, то мы будем его пытать на токе 0.7 * 20 = 14 мА. Применимо к МК — это 160 мА вместо 200 мА.

Управление мощной нагрузкой с помощью МК

Если не терпится и хочется поджигать лампочки накаливания, либо мощные осветительные светодиоды, то можно поставить транзисторные ключи на биполярных транзисторах. В этом случае +Uпит может быть больше, чем напряжение питания МК.

Бегущие огни на ATtiny2313

Почти та же схема, но включение происходит при логическом нуле на выходе МК. Здесь обратите внимание на то, что при таком инверсном включении +Uпит не должно превышать напряжение питания МК.

Бегущие огни на ATtiny2313

Важный момент применимый к обеим схемам — питание нагрузки. Если питаемся от напряжения МК, то схема примитивна: в базовой цепи один резистор (RБ). Если же нагрузку питаем от внешнего источника питания, например 40 Вольт, то еще добавляем в схему резистор Rбэ . Чаще всего его номинал берут в 1 кОм.

Расчет резистора базы для режима насыщения

Как же рассчитать примерно значение резистора базы? Есть нехитрые формулы. Для того, чтобы их разобрать, рассмотрим вот такую схемку:

расчет транзисторного ключа

Для начала можно найти ток базы:

IБ — это базовый ток, в Амперах

kНАС — коэффициент насыщения. В основном берут в диапазоне от 2-5. Он уже зависит от того, насколько глубоко вы хотите вогнать ваш транзистор в насыщение. Чем больше коэффициент, тем больше режим насыщения.

IK — коллекторный ток, в Амперах

β проще всего измерить с помощью транзисторметра.

Ну а дальше дело за малым

Это самый простой расчет без всяких заморочек. Более подробно читайте в этой статье.

Читайте также  Карась запеченный в соли

Для управления какой-либо мощной нагрузкой, можно применить схему с транзистором и реле:

Бегущие огни на ATtiny2313

О фьюзе RSTDISBL

Ножка PA2 может выполнять функцию не только вывода порта А, но и также участвует при программировании МК. Если с помощью фьюза «RSTDISBL» мы разрешим этому выводу «притвориться» выходом, то потом не сможем перепрограммировать данный МК с помощью ISP программатора, а другой программатор, я к сожалению, пока еще не приобрел. Но если вы собираетесь делать эту конструкцию навека, то можете без проблем поставить галочку на фьюз «RSTDISBL» и повесить на этот вывод светодиод). Поэтому, я не буду задействовать эту ножку МК как выход. То есть в сумме у меня будет 17 светодиодов, вместо 18. Жертвуя одни светодиодом, я даю себе право использовать многократно свой МК, не прибегая к помощи другого программатора.

Пишем программу для чайников

Далее открываем программу AtmelStudio 6 и начинаем писать программу. Эта программа специально написана для новичков, чтобы они уловили суть всего процесса.

Бегущие огни на светодиодах. Схемы, инструкции, принцип работы

В данной статье расскажу о наиболее распространенных схемах, которые используются для достижения цели — светодиодные бегущие огни. При должном подходе и прямых руках, используя приведенные ниже схемы Вы можете получить достаточно красочные «поделки»

В этой статье разберем такой вопрос, как схема бегущих огней на светодиодах. Эти схемы могут быть использованы на автомобиле, мотоцикле, велосипеде и т. Д., Поскольку они будут привлекать внимание зрителей.

Мы создали 3 различных схемы бегущих светодиодных ходовых огней, используя очень простые компоненты.

В первой схеме мы реализовали мигающие светодиоды с помощью транзистора на основе Astable Multivibrator.

Вторая схема основана на микросхеме CD4017, где у нас есть светодиоды Chasing. При этом светодиоды просто включаются один за другим последовательно.

Третья схема также реализована с использованием CD4017. В этой схеме светодиоды будут светиться другим образом, то есть двухходовыми светодиодами.

Эти схемы могут быть использованы для украшения автомобиля или может быть полезна во время аварийной остановки, когда ваш автомобиль сломался и вам нужна помощь.

Мы увидим детали каждой из этих цепей, такие как принципиальная схема, необходимые компоненты и работа в следующих разделах.

Простая схема бегущих светодиодных огней

Компоненты для этого проекта

2 х 2N2222A (NPN Транзистор)
2 x 22 мкФ — 50 В конденсатор (поляризованный)
Резистор 2 x 46 кОм (1/4 Вт)
Яркий белый светодиод 6 х 8 мм
12 В блок питания

Принцип работы

Из принципиальной схемы ясно, что проект основан на простом Astable Multivibrator. При включении цепи один транзистор будет включен (в режиме насыщения), а другой будет выключен (в режиме отсечки).

Предполагая, что Т1 включен, а Т2 выключен, конденсатор C2 будет заряжаться через последовательные светодиоды. Поскольку светодиоды подключены на пути тока, они загорятся.

В течение этого времени транзистор Т2 выключен из-за разрядного конденсатора С1 (поскольку отрицательная пластина подключена к базе Q2). После постоянной времени C1R1 конденсатор C1 полностью разряжается и начинает заряжаться через R1.

Направление зарядки обратное. Когда конденсатор заряжается, он создает достаточное напряжение (0,7 В) для включения транзистора Т2. В это время конденсатор C2 начинает разряжаться через Q2.

Когда пластина конденсатора C2, которая подключена к базе транзистора Т1, становится отрицательной, транзистор Т1 выключается, и этот набор светодиодов выключается.

Теперь конденсатор C1 начинает заряжаться от соответствующих последовательных светодиодов (через базу Т2). Так как этот набор светодиодов подключен в текущем тракте, они будут включены.

Теперь конденсатор С2 разряжается и после полной разрядки начинает заряжаться через R2. Когда заряд накапливается в конденсаторе C2, когда напряжение достигает 0,7 В, он включит транзистор Т1. С этого момента процесс повторяется, как и раньше. Соответственно создается эффект бегущих огней.

Схема бегущих светодиодных огней на микросхеме

Вторым проектом в серии бегущих светодиодных огней является схема с использованием счетчика CD4017 Decade Counter и 555 таймера IC.

Необходимые компоненты

1 х CD4017 декадный счетчик IC
1 х 555 таймер IC
Резистор 1 x 18 кОм (1/4 Вт)
1 х 2,2 кОм резистор (1/4 Вт)
Потенциометр 1 х 100 кОм
1 х 1 мкФ — 50 В конденсатор (поляризованный)
Керамический дисковый конденсатор 1 х 0,1 нФ (код 100 пФ 101)
10 х 8 мм ярко-белые светодиоды
5 В блок питания

Принцип работы схемы бегущих огней на LED, используя микросхему

В этом проекте мы разработали простую схему , в которой светодиоды включаются один за другим и дают нам эффект одного светодиода, гоняющегося за другим. Посмотрим как это работает.

Первое, что видно на принципиальной схеме — есть две части: часть таймера 555 и часть интегрального счетчика CD4017 со светодиодами. ИС таймера 555 в этом проекте настроена как нестабильный мультивибратор.

В этом режиме он генерирует импульс, частота которого определяется компонентами R1 (2,2 кОм), R2 (18 кОм), VR1 (100 кОм) и C1 (1 мкФ). Частотой импульса можно управлять, регулируя POT 100 кОм.

Этот импульс подается на ИС счетчика декадных сигналов CD4017 в качестве его тактового входа. Понимая работу CD4017, для каждого тактового импульса, который он получает на входе тактового входа, счет увеличивается на 1, и в результате каждый выходной контакт будет ВЫСОКИМ для каждого соответствующего тактового импульса.

Так как это десятичный счетчик, мы получим счет 10, и, поскольку мы подключили ярко-белые светодиоды к выходным контактам, каждый светодиод включится, когда соответствующий контакт станет ВЫСОКИМ.

После 10 тактовых импульсов отсчет сбрасывается и начинается с начала. Если светодиоды были размещены по кругу, мы получаем ощущение погони за светодиодами.

Двухполосная схема бегущих огней на светодиодах

Схема бегущих огней двухполосная

Это еще одна работающая схема, но разница между этой и предыдущей заключается в том, что в предыдущей схеме она была разработана как односторонняя цепь светодиодов, тогда как в этой схеме светодиоды будут работать двумя способами.

Компоненты для сборки этой цепи

1 х CD4017 декадный счетчик IC
1 х 555 таймер IC
Резистор 1 x 18 кОм (1/4 Вт)
1 х 2,2 кОм резистор (1/4 Вт)
1 х 470 Ом резистор (1/4 Вт)
Потенциометр 1 х 100 кОм
1 х 1 мкФ — 50 В конденсатор (поляризованный)
Керамический дисковый конденсатор 1 х 0,1 нФ (код 100 пФ 101)
8 х 1N4007 PN диоды перехода
Яркие белые светодиоды 11 х 8 мм

Принцип работы двухполосной системы

Работа над проектом двухсторонних светодиодов аналогична предыдущему проекту, за исключением того, что ориентация светодиодов отличается.

Часть таймера 555 (операция аналогична описанной в приведенной выше схеме) генерирует импульсный сигнал, который подается на счетчик CD4017 в качестве входа тактовой частоты. LED6, который подключен к Q0 CD4017, загорится первым.

LED5 и LED7, которые подключены к Q1 CD4017, загорятся рядом. Соединения продолжаются, как показано на принципиальной схеме, и этот процесс продолжается до Q5, который подключен к LED1 и LED11. До этого этапа одностороннее освещение светодиода будет завершено.

Чтобы добиться двухстороннего освещения светодиода, Q6 подключен к LED2 и LED10, Q7 подключен к LED3 и LED9 и так далее.

Конечный эффект будет состоять из двухходовых светодиодов, и последовательность будет следующей: LED6 (Q0), LED5 — LED7 (Q1), LED4 — LED8 (Q2), LED3 — LED9 (Q3), LED2 — LED10 (Q4) , LED1 — LED11 (Q5) в одну сторону и затем LED2 — LED10 (Q6), LED3 — LED9 (Q7), LED4 — LED8 (Q8), LED5 — LED7 (Q9).

В принципе, на это можно завершить наше повествование о том, каким образом раюотают бегущие светодиодные огни и какие схемы можно использовать в этих случаях. Показанные примеры — достаточно сложны для пониманиЯ, но просты для того, чтобы сделать их своими руками. И если вы не понимаете ничего в электронике, то просто спаяв все детали, как показано на схемах, вы обязательно получите конечный продукт — бегущие светодиодные огни, работающие в разных режимах.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: