Një opsion për përdorimin e burimeve të dritës në gjendje të ngurtë për qëllime dekorative janë dritat LED. Ka shumë mënyra për ta bërë këtë pajisje të thjeshtë. Le të shohim disa prej tyre.
Në internet, më i zakonshmi është një qark i thjeshtë "i modës së vjetër" duke përdorur një njehsor dhe një gjenerator (Figura 1).
Foto 1
Funksionimi i qarkut është jashtëzakonisht i thjeshtë dhe i qartë. Gjeneratori është ndërtuar në bazë të një kohëmatësi pulsi, dhe numëruesi kryen funksionin e tij kryesor - numëron pulset dhe prodhon nivelet përkatëse logjike në daljet e tij. LED janë të lidhura me daljet, të cilat ndizen kur shfaqet një logjik dhe, në përputhje me rrethanat, dalin në zero, duke krijuar kështu efektin e dritave të drejtimit. Shpejtësia e kalimit varet nga frekuenca e gjeneratorit, e cila nga ana tjetër varet nga vlerat e rezistencës R1 dhe kondensatorit C1.
Emrat e mikroqarqeve janë sovjetikë, por ato kanë analoge të importuara lehtësisht të arritshme. Nëse keni nevojë për të rritur , atëherë për të rritur rrymën ju duhet t'i lidhni ato përmes tranzistorëve tampon, sepse Vetë daljet e njehsorit kanë një kapacitet ngarkese mjaft modeste.
Për të marrë efekte më komplekse, qarku duhet të ndërtohet në një mikrokontrollues (në tekstin e mëtejmë MK). Edhe pse në internet ka shumë qarqe dritash ndezëse në një mikrokontrollues, të ndërtuara mbi logjikën e zakonshme, duke zbatuar sekuenca të ndryshme të ndriçimit LED, përdorimi i tyre është i pajustifikuar dhe jopraktik këto ditë.
Skemat rezultojnë të jenë më të rënda dhe më të shtrenjta. MK ju lejon të kontrolloni në mënyrë fleksibël LED individuale ose grupet e tyre, të ruani shumë programe me efekt ndriçimi në memorie dhe, nëse është e nevojshme, t'i alternoni ato sipas një sekuence të paracaktuar ose me një komandë të jashtme (për shembull, nga një buton). Në këtë rast, qarku rezulton të jetë shumë kompakt dhe mjaft i lirë.
Le të shqyrtojmë parimin bazë të ndërtimit të një qarku të dritave të drejtimit në LED duke përdorur një mikrokontrollues.
Për shembull, le të marrim çipin ATtiny2313 - një MK 8-bit që kushton rreth 1 dollarë. Qarku më i thjeshtë mund të zbatohet duke lidhur direkt LED me kunjat I/O (Figura 2). Këto kunja MK janë të afta të sigurojnë një rrymë deri në 20 mA, e cila është më se e mjaftueshme për LED tregues.
Vlera e kërkuar aktuale vendoset nga rezistorët e lidhur në seri me diodat. Vlera aktuale llogaritet duke përdorur formulën I=(U fuqia -U LED)/R. Qarqet e furnizimit me energji MK dhe rivendosjes nuk janë paraqitur në figurë në mënyrë që të mos rrëmbejnë qarkun. Këto qarqe janë standarde dhe kryhen në përputhje me rekomandimet e prodhuesit në Fletën e të Dhënave. Nëse është e nevojshme të vendosni saktësisht intervalet kohore (kohëzgjatja e ndezjes së LED-ve individuale ose një cikël i plotë), mund të përdorni një rezonator kuarci të lidhur me kunjat 4 dhe 5 të MK.
Nëse nuk ka nevojë të tillë, mund t'ia dilni me një gjenerator RC të integruar, të caktoni kunjat e liruara si dalje standarde dhe të lidhni disa LED të tjera. Numri maksimal i LED-ve që mund të lidhen me këtë MK është 17 (Figura 2 tregon një opsion për lidhjen e 10 LED-ve). Por është më mirë të lini një ose dy dalje për butonat e kontrollit, në mënyrë që të mund të ndërroni mënyrat e ndezjes.
Figura 2
Kjo është e gjitha për harduerin. Atëherë gjithçka varet nga softueri. Algoritmi mund të jetë çdo gjë. Për shembull, mund të ruani disa mënyra në memorie dhe të vendosni intervalin e përsëritjes për secilën, ose të lidhni dy butona: njëri për të ndërruar modalitetet, tjetri për të rregulluar shpejtësinë. Shkrimi i një programi të tillë është një detyrë mjaft e thjeshtë edhe për një person që nuk ka punuar kurrë më parë me një mikrokontrollues, por nëse jeni shumë dembel ose nuk keni kohë për të studiuar programim dhe vërtet dëshironi të "ringjallni" një zjarr të ndezur në LED. , gjithmonë mund të shkarkoni softuer të gatshëm.
Qarku shtëpiak i dritave të drejtimit LED i paraqitur në këtë artikull bazohet në një qark mjaft të njohur. Në kujtesën e programit ruhen deri në 12 programe me efekte të ndryshme ndriçimi, të cilat mund të zgjidhen sipas dëshirës. Kjo përfshin zjarrin e ndezur, hijen e ndezur, zjarrin në rritje, etj.
Kjo makinë automatike e efekteve të ndriçimit ju lejon të kontrolloni trembëdhjetë LED, të cilat janë të lidhura nëpërmjet rezistencave kufizuese të rrymës direkt në portat e mikrokontrolluesit ATtiny2313. Siç u përmend më lart, 11 kombinime të ndryshme të pavarura të modeleve të dritës janë të lidhura në kujtesën e mikrokontrolluesit dhe është Gjithashtu është e mundur që të kalohen në mënyrë sekuenciale të gjitha 11 kombinimet një herë, ky Tashmë do të ketë një program të 12-të.
Butoni SA3 ju lejon të kaloni midis programeve.
Duke përdorur butonat SA1 dhe SA2, mund të kontrolloni shpejtësinë e lëvizjes së dritave ose frekuencën e dridhjes së çdo LED (nga shkëlqimi i vazhdueshëm në dridhjen e dritës). E gjitha varet nga pozicioni në cilin pozicion është çelësi SA4. Kur çelësi SA4 është në pozicionin e sipërm sipas diagramit, shpejtësia e dritave të drejtimit rregullohet dhe në pozicionin e poshtëm rregullohet frekuenca e dridhjes.
Kur instaloni LED në një linjë, duhet të ndiqni të njëjtin rend siç është numëruar në diagramin nga HL1 në HL11.
Mikrokontrolluesi ATtiny2313 është i fiksuar nga një oshilator i brendshëm me një frekuencë prej 8 MHz.
(1.1 Mb, shkarkuar: 3,657)
Krijimi i një rripi LED të ndezur është një mundësi e shkëlqyer për përdorimin e një burimi drite për qëllime dekorative. Bërja e një zjarri të ndezur me duart tuaja është mjaft e thjeshtë, veçanërisht pasi në fund produkti mund të ketë efekte të ndryshme, duke përfshirë zbehjen e dritës dhe funksionimin e alternuar të elementeve.
Kjo pajisje i përket serisë së mikrokontrolluesve AVR nga marka Atmel. Është nën kontrollin e tij që më së shpeshti bëhet një shirit dritash drejtimi, pasi karakteristikat e performancës së modelit janë mjaft të larta. Mikrokontrolluesit janë të lehtë për t'u programuar, shumëfunksionalë dhe mbështesin zbatimin e pajisjeve të ndryshme elektronike.
ATtiny2313 është bërë sipas një dizajni të thjeshtë, ku portat e daljes dhe të hyrjes kanë kuptime identike. Zgjedhja e një programi (një nga 12) në një mikrokontrollues të tillë është shumë e lehtë, sepse nuk është i mbingarkuar me opsione të panevojshme. Modeli është i disponueshëm në dy paketa - SOIC dhe PDIP, dhe secili opsion ka karakteristika identike:
Mikrokontrolluesi ka dy lloje në përputhje me parametrat e energjisë:
Në modalitetin e gatishmërisë, pajisja ka një konsum të energjisë jo më shumë se 1 µA.
Siç është treguar tashmë, memoria e mikrokontrolluesit është e pajisur me 11 kombinime të qarqeve të dritës, dhe aftësia për të zgjedhur të gjitha kombinimet e LED-ve në mënyrë sekuenciale është programi i 12-të.
Qarku i krijuar i dritave të drejtimit LED bazohet në vendosjen e mikrokontrolluesit në qendër. Të gjitha portat e tij të daljes janë të lidhura me LED:
Pini nr. 1 - PA2 ose Reset - nuk është një lidhje aktive në qark, kështu që rezistenca R1 është e lidhur me qarkun e energjisë ATtiny2313. Pjesa pozitive e furnizimit 5 V shkon në pinin nr. 20 - VCC, dhe pjesa negative - nr. 10 (GND). Kondensatori polar C1 është instaluar për të parandaluar dështimet dhe për të shtypur ndërhyrjen në funksionimin e MK.
Duke pasur parasysh që çdo kunj ka një kapacitet të ulët ngarkese, këshillohet të instaloni LED me një vlerësim deri në 20 mA mbi to.
Të dy smd3258 klasike dhe LED me shkëlqim të lartë në një paketë DIP janë të përshtatshme. Duhet të jenë gjithsej 13 prej tyre. Funksioni kufizues i rrymës u është caktuar rezistorëve R6-R18.
Funksionimi i qarkut kontrollohet përmes çelësit SA1, butonave SB1-SB3 dhe hyrjeve dixhitale PD0-PD3, të cilat lidhen përmes rezistorëve R2, R3, R6 dhe R7. Ky dizajn ju lejon të ndizni LED-të që ndezin në 11 mënyra të ndryshme duke vendosur një program specifik me butonin SB3. Dhe duke përdorur çelësin SA1, shpejtësia e ndezjes ndryshohet. Për këtë:
Ju lutemi vini re se kur hapni çelësin me këta butona, shkëlqimi i LED-ve ndryshon nga dridhje mezi e dukshme në fuqinë maksimale.
Ekzistojnë dy opsione të arritshme dhe relativisht të thjeshta për montimin e dritave: në një tabelë të qarkut të printuar ose në një tabelë buke. Në të dyja rastet, këshillohet që qarku të merret në një paketë PDIP në një prizë DIP-20 si bazë. Në këtë rast, është e nevojshme që komponentët e mbetur të jenë edhe në paketat DIP.
Kur montoni në një dërrasë buke, do të mjaftojë një model 50x50 mm me hapje prej 2,5 mm. LED mund të vendosen jo vetëm në vetë tabelën, por edhe në një linjë të jashtme, duke i lidhur ato me qarkun duke përdorur tela fleksibël.
Një tabelë miniaturë e qarkut të printuar është një opsion më praktik për ato raste kur dritat e drejtimit LED bëhen me duart tuaja për përdorim të mëtejshëm aktiv.
Për shembull, kur ato janë instaluar në një biçikletë ose makinë. Në këtë rast, do t'ju nevojiten komponentët e mëposhtëm:
Radioamatorët me përvojë praktike në montimin e pllakave të qarkut të printuar janë më mirë të përdorin Attine2313 SOIC me rezistorë SMD për këtë qark. Për shkak të kësaj, dimensionet e përgjithshme të qarkut do të zvogëlohen me pothuajse gjysmën. Mund të instaloni gjithashtu LED SMD super të shndritshëm si njësi të veçantë.
Ky qark i dritave 12 volt është i njohur gjerësisht në rrjet, pasi ka një dizajn shumë të thjeshtë dhe të kuptueshëm. Gjeneratori i modalitetit është një kohëmatës pulsi, dhe numëruesi, duke i numëruar ato, furnizon nivelet përkatëse logjike në daljet. Elementi LED i lidhur me secilën dalje ndizet në një logjik dhe fiket në zero. Efekti i dritave të drejtimit krijohet nga dridhjet e njëpasnjëshme. Shpejtësia e "funksionimit" përcaktohet nga një gjenerator, funksionimi i të cilit kontrollohet nga parametrat nominalë të kondensatorit C1 dhe rezistencës R1.
Shkëlqimi i LED-ve rritet duke rritur rrymën e furnizuar, por për këtë ato duhet të lidhen përmes transistorëve tampon. Fakti është se daljet e banakut nuk kanë një kapacitet të lartë ngarkese.
Ky diagram i vjetër tregon emërtimet sovjetike për komponentët dhe mikroqarqet, por në ditët e sotme nuk është e vështirë të gjesh analoge të huaja që korrespondojnë me to.
Këtu do të flasim se si të bëni dritat e drejtimit në LED me duart tuaja. Qarku i pajisjes është i thjeshtë dhe zbatohet në të ashtuquajturat çipa logjikë të fortë - çipa të serisë TTL. Vetë pajisja përfshin tre mikroqarqe.
Qarku përbëhet nga katër nyje kryesore:
gjenerator pulsi katror;
banak;
dekoder;
pajisje ekrani (16 LED).
Këtu është një diagram skematik i pajisjes.
Pajisja funksionon si më poshtë. Pas futjes së energjisë, LED HL1 - HL16 fillojnë të ndizen dhe fiken në mënyrë të njëpasnjëshme. Vizualisht, kjo duket si një dritë që lëviz nga e majta në të djathtë (ose anasjelltas). Ky efekt quhet "zjarr që rrjedh".
Gjenerator pulsi drejtkëndor i implementuar në një mikroqark K155LA3. Përdoren vetëm 3 elementë 2I-NOT të këtij mikroqarku. Impulset drejtkëndore merren nga kunja e 8-të. Frekuenca e tyre është e ulët. Kjo lejon që të realizohet ndërrimi i dukshëm i LED-ve.
Në fakt, gjeneratori i bazuar në elementët DD1.1 - DD1.3 vendos shkallën e ndërrimit të LED-ve, dhe, rrjedhimisht, shpejtësinë e "zjarrit që rrjedh". Nëse dëshironi, shpejtësia e kalimit mund të rregullohet duke ndryshuar vlerat e rezistencës R1 dhe C1.
Vlen të paralajmërohet se me vlerësimet e tjera të R1 dhe C1, gjenerimi mund të ndërpritet - gjeneratori nuk do të funksionojë. Kështu, për shembull, gjeneratori refuzoi të punonte me një rezistencë të rezistencës R1 të barabartë me 1 kOhm. Prandaj, vlerat e C1 dhe R1 mund të ndryshohen vetëm brenda kufijve të caktuar. Nëse gjeneratori nuk ndizet, njëra prej LED-ve HL1 - HL16 do të ndizet vazhdimisht.
Numëruesi në çipin DD2 është i nevojshëm për të numëruar pulset që vijnë nga gjeneratori dhe për të furnizuar kodin binar në dekoderin K155ID3. Sipas diagramit, kunjat 1 dhe 12 të çipit kundër K155IE5 lidhur. Në këtë rast, mikroqarku do të numërojë hyrjen C1(pin 14) pulson dhe nxjerr në daljet (1, 2, 4, 8) një kod binar paralel që korrespondon me numrin e impulseve të marra nga 0 në 15. Kjo është, në daljet (1, 2, 4, 8) mikroqarqet K155IE5 zëvendësojnë njëri-tjetrin në mënyrë sekuenciale 16 kombinime kodesh (0000, 0001, 0010, 0011, 0100, etj.). Më pas, dekoderi vihet në punë.
Tipar i çipit K155ID3është se ai konverton një kod binar katër-bitësh në një tension logjik zero, i cili shfaqet në një nga 16 daljet përkatëse (1-11, 13-17). Mendoj se ky shpjegim nuk është i qartë për të gjithë. Le të përpiqemi ta kuptojmë.
Nëse i kushtoni vëmendje imazhit të mikroqarkut K155ID3, do të vini re se ai ka 16 dalje. Siç e dini, 16 kombinime mund të kodohen në një kod binar katërshifror. Nuk do të funksionojë më. Kujtoni që duke përdorur kodin binar katërshifror mund të kodoni shifra dhjetore nga 0 në 15 (16 shifra gjithsej).
Kjo mund të verifikohet lehtësisht duke ngritur 2 (bazën e sistemit të numrave) në fuqinë 4 (numri i shifrave ose shifrave në kod). marrim 2 4 = 16 kombinime të mundshme. Kështu, kur një kod binar në rangun nga 0000 përpara 1111 në daljet 0 - 15 do të shfaqet një zero logjike (LED do të ndizet). Kjo do të thotë, mikroqarku konverton numrin binar në një zero logjike në dalje, e cila korrespondon me numrin binar. Në fakt, ky është një dekoder kaq i veçantë nga binar në dhjetor.
Pse ndizet LED? Prodhimi është zero logjike. Diagrami tregon se anodat e të gjitha LED-ve janë të lidhura me furnizimin me energji plus, dhe katoda me daljet e mikroqarkut K155ID3. Nëse dalja është "0", atëherë për LED është si një furnizim minus me energji dhe përmes tij p-n rryma rrjedh nëpër kryqëzim - LED ndizet. Nëse dalja është logjike një "1", atëherë asnjë rrymë nuk do të rrjedhë nëpër LED.
Nëse gjithçka që është shkruar ende nuk është e qartë për ju, atëherë mos u mërzitni. Thjesht montoni qarkun e propozuar, për shembull, në një dërrasë buke pa saldim dhe shijoni funksionimin e pajisjes. Qarku është testuar dhe funksionon siç duhet.
Nëse tashmë keni një furnizim të stabilizuar me energji elektrike (për shembull, si ky), atëherë stabilizuesi i integruar DA1 ( KR142EN5A) dhe elementët e rripit (C2, C3, C4) nuk kanë nevojë të instalohen në qark.
Të gjitha vlerat e elementeve (kondensatorë dhe rezistorë) mund të ndryshojnë ±20%. Kjo nuk do të ndikojë në funksionimin e pajisjes. LED-et HL1 - HL16 mund të jenë të çdo ngjyre (e kuqe, blu, jeshile) me një tension pune prej 3 volt. Për shembull, mund të përdorni LED të kuqe të ndezura me një diametër prej 10 milimetrash. "Zjarri i ndezur" me LED të tillë do të duket shumë mbresëlënës.
Aktualisht, ka shumë skema me dritat në internet. Në artikullin tonë do të shikojmë qarkun më të thjeshtë, të montuar në dy mikroqarqe të njohura: kohëmatësin 555 dhe numëruesin CD4017.
Ne do të montojmë sipas këtij diagrami (kliko mbi të për ta zmadhuar):
Skema nuk është shumë e ndërlikuar siç duket në shikim të parë. Pra, për ta mbledhur atë, na duhen:
1) tre rezistorë me një vlerë nominale: 22 KiloOhm, 500 KiloOhm dhe 330 Ohm
2) Çipi NE555
3) Çipi CD4017
4) 1 kondensator mikrofarad
5) 10 LED sovjetike ose kineze në 3 volt
.JPG)
Aktualisht, shumica e mikroqarqeve prodhohen në të ashtuquajturat Paketa DIP. DIP nga anglishtja - Paketa e dyfishtë në linjë, që fjalë për fjalë do të thotë "montim me dy rreshta". Kunjat e mikroqarqeve në paketën DIP janë të vendosura në drejtime të kundërta nga njëra-tjetra. Hapësira e kunjave është përgjithësisht 2.54 mm, por ka edhe përjashtime. Në varësi të numrit të kunjave ka mikroqarku, quhet streha për këtë mikroqark. Për shembull, çipi 555 ka 8 kunja, prandaj paketa e tij quhet DIP-8.
I shënova të ashtuquajturat "çelësat" në rrathë të kuq. Këto janë shenja të veçanta me të cilat mund të zbuloni fillimin e shënimit të kunjave të mikrocirkut
Kunja e parë ndodhet pranë çelësit. Numërimi shkon në drejtim të kundërt të akrepave të orës
Kjo do të thotë që në çipin NE555N kunjat numërohen si më poshtë:
E njëjta gjë vlen edhe për çipin CD4017, i cili është prodhuar në një paketë DIP-16.
.JPG)
Kunjat numërohen nga këndi i poshtëm i majtë.
Ne mbledhim dritat tona të drejtimit. Në tabelën e bukës ato duken diçka si kjo:
.JPG)
Dhe këtu është qarku në veprim:
I gjithë qarku funksionon në këtë mënyrë: një gjenerator pulsi drejtkëndor është mbledhur në një kohëmatës 555. Shpejtësia e përsëritjes së pulsit varet nga rezistenca R2 dhe kondensatori C1. Më pas, këto impulse drejtkëndëshe numërohen nga çipi numërues CD4017 dhe, në varësi të numrit të pulseve drejtkëndore, nxjerr sinjale në daljet e tij. Kur numëruesi në çip mbushet, gjithçka fillon përsëri. LED-të pulsojnë në një rreth për sa kohë që ka tension në qark.
Mbani në mend se ka shumë analoge të mikroqarqeve 555 dhe CD4017. Madje ka edhe analoge sovjetike. Për kohëmatësin 555 është KR1006VI1, dhe për çipin e kundërta K561IE8.
