АВТОМАТ НОВОГОДНИХ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВОСЕМЬ КАНАЛОВ.
В автомате использован восьмиразрядный сдвиговый регистр К155ИР13, что позволяет получить устройство для управления восемью световыми излучателями (гирлянды, фонари), которые можно использовать при оформлении новогодних елок и т. д.
Рис. 1. Принципиальная схема автомата
Описываемый автомат позволяет задать любую комбинацию переключения (одна гирлянда, две вместе, две врозь, три вместе и т. д.), менять направление движения света, а также получить световой эффект, когда лампы поочередно зажигаются, а затем поочередно гаснут.
Устройство состоит из:
• Генератора тактовой частоты — DD1.1, DD1.2,
• Восьмиразрядного реверсивного сдвигового регистра — DD4,
• Коммутатора — DD3.1, DD3.2,
• Триггера для управления коммутатором — DD1.3, DD1.4,
• Узла управления режимами работы регистра DD4 на микросхеме DD2,
• Восьми выходных каскадов для управления на транзисторах VT2, VT9 и тиристорах VS1, VS8.
Регистр К155ИР13 имеет восемь входов Dl — D8 для записи параллельной информации и такое же число выходов 1 — 8, входы DR, DL для записи последовательной информации, управляющие входы SR, SL для выбора режима работы регистра, вход тактовых импульсов С и вход R установки триггеров в нулевое состояние. При подаче уровня логической «1» на оба управляющих входа SR и SL в регистр по первому тактовому импульсу по входу С записывается параллельная информация с входов Dl — D8. При уровне логической «1» на входе SR и уровне логического «0» на входе SL регистр переходит в режим «сдвиг вправо». Информация в регистре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться вправо от выхода «1» к выходу 8 с записью последовательной информации со входа DR. Если же на входе SR будет уровень логического «0», а на входе SL уровень логической «1», то регистр переходит в режим «сдвиг влево». Информация в регистре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью последовательной информации со входа DL.
Как работает данное устройство. Если при указанных на схеме положениях переключателей SA1 — SA9 нажать кнопку SB1, то на вывод 2 DD2.1, вывод 12 DD2.3 и вывод 13 DD1.3 будет подан уровень логического «0». В результате этого с вывода 3 DD2.1 и вывода 11 DD2.3 на входы SR и SL регистра DD4 будет подан уровень логической «1», триггер на элементах DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логической «1», который, поступая на вывод 10 DD3.2 и вывод 5 DD3.1, разрешит прохождение информации на входы DL и DR, поступающей на вывод 9 DD3.2 и вывод 4 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4 через элементы DD2.4 и DD2.2 в инверсном виде, а на выводе 8 DD1.4 будет уровень логического 0, который поступает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, запрещая прохождение информации на входы DL и DR регистра, поступающей на вывод 1 DD3.2 и вывод 2 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4. С приходом на вход С регистра DD4 первого тактового импульса в триггеры этого регистра по переднему фронту этого импульса с информационных входов Dl — D8 запишутся единицы, т. е. на выходах регистра 1 — 8 будут уровни логической «1». После отпускания кнопки SB1 на входе SR регистра будет уровень логического «0», а на входе SL останется уровень логической «1», так как на вывод 1 DD2.1 через переключатель SA1 подан уровень логического «0». В результате регистр перейдет в режим «сдвиг влево». По мере поступления тактовых импульсов информация в регистре будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью информации по входу DL, которая поступает уровнем логической «1» с выхода 1 регистра на вывод 5 DD2.2, инвертируется и уровнем логического «0» поступает на вывод 4 DD3.1, на выходе инвертируется и уровнем логической «1» поступает на вход последовательной записи DL, т. е. у нас получился кольцевой счетчик. Но так как в триггеры регистра записаны одни единицы, то и на входе DL будет постоянно уровень логической «1» и триггеры регистра будут оставаться в единичном состоянии. На выходах 1 — 8 регистра будут уровни логической «1», которые открывают транзисторы VT2 — VT9, тиристоры VS1 — VS8 будут закрыты, а лампы излучателей ELI — EL8 потушены. Аналогично, если мы переведем переключатели SA2 — SA9 в противоположное положение и нажмем кнопку SB1, то в триггеры регистра по первому тактовому импульсу запишутся нули, на выходах 1 — 8 регистра будут уровни логического 0, транзисторы VT2 — VT9 будут закрыты, тиристоры VS1 — VS8 открыты и лампы излучателей ELI — EL8 будут постоянно гореть.
Для получения эффекта бегущих огней переключателями SA2 — SA9 набирают нужное число одновременно горящих излучателей и нажимают кнопку SB1.
Например, когда переключатели SA2 — SA8 находятся в указанном на схеме положении, а переключатель SA9 — в противоположном, нажмем кнопку SB1, по первому тактовому импульсу по входу С в семь триггеров регистра запишутся единицы, а в восьмой триггер запишется нуль, т. е. на выходах регистра 1 — 7 будет уровень логической «1», а на выходе 8 — уровень логического «0». После отпускания кнопки SB1 регистр перейдет в режим «сдвиг влево» и по первому тактовому импульсу, произойдет сдвиг информации влево. Уровень логического «0» с выхода 8 регистра перейдет на выход 7, а на выходе 8 будет уровень логической 1, так как на вход DL с выхода 1 регистра поступает уровень логической «1». По седьмому тактовому импульсу уровень логического 0 будет на выходе 1, следовательно, на входе DL также будет уровень логического «0» и восьмой тактовый импульс перенесет это состояние на выход 8 и т. д. В результате лампы излучателей будут поочередно зажигаться от EL8 к EL1. Свет «побежит» влево.
Если теперь нажмем кнопку SB2, то на вывод 9 DD1.4 и на вывод 13 DD4 будет подан уровень логического «0». В результате триггер DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логического 0, а на выводе 8 DD1.4 — уровень логической «1». Уровень логической «1» с вывода 8 DD1.4 поступает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, разрешая прохождение информации, поступающей с выхода 8 и с выхода 1 регистра на входы DL и DR в инверсном виде. Одновременно с этим при поступлении уровня логического «0» на вход R регистра происходит сброс всех триггеров регистра в нуль.
После отпускания кнопки SB2 по первому тактовому импульсу произойдет сдвиг влево, так как регистр находится в режиме «сдвиг влево». Одновременно в последний триггер регистра будет записан уровень логической «1», так как уровень логического «0» с выхода 1 регистра инвертируется, проходя через DD3.1, и поступает на вход DL уровнем логической «1». По второму тактовому импульсу в седьмой триггер регистра перепишется уровень логической «1» с восьмого, а в восьмой вновь со входа DL будет записана единица. По восьмому тактовому импульсу все триггеры регистра примут единичное состояние. По следующим восьми тактовым импульсам в регистр будут записываться нули, так как уровень логической «1» с выхода 1 регистра, пройдя через DD1.3, инвертируется и поступит на вход DL нулем. В результате лампы излучателей ELI — EL8 будут поочередно гаснуть от EL8 к EL1, а затем поочередно загораться.
При переводе переключателя SA1 в противоположное положение автомат будет работать также, как описано выше, только теперь регистр DD4 будет работать в режиме «сдвиг вправо» и направление зажигания ламп излучателей изменится на противоположное от EL1 к EL8. Детали устройства, кроме блока питания и тиристоров, смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 4.
Рис. 4. Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout - Lights.rar
Блок питания автомата выполнен на микросхеме К142ЕН5В. Трансформатор Т1 мощностью 10W, обеспечивающий на обмотке II переменное напряжение 8... 10V при токе не менее 500 мА.
Постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменный резистор R3 СПЗ-4, электролитические конденсаторы К50-6, переключатели МТ1 (SA1 — SA9), кнопки КМ1-1 (SB1, SB2). Вместо диодов Д246 (VD5 — VD8) подойдут диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 400V и выпрямленный ток, превышающий суммарный ток, потребляемый всеми лампами.
С указанными диодами и тиристорами максимальная мощность каждого из восьми каналов может достигать 500 Вт. Если требуется увеличить мощность, например, до 1 кВт на канал, то необходимо диоды VD5 — VD8 заменить на более мощные, например на ВЛ25. В зависимости от реальной мощности используемых ламп каждый тиристор следует установить на радиаторе с соответствующей площадью поверхности. Такими же радиаторами снабжают и диоды VD5 — VD8. При использовании в каждом канале ламп мощностью менее 500 Вт тиристоры в радиаторах не нуждаются.
Правильно смонтированный автомат налаживания не требует и начинает работать сразу.
© Ссылка на источник http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/lighting_effects.htm