Сувенир «Новогодняя елка»

В журнале "Радио" была опубликова­на статья автора (Юдин П. "Су­венир "Новогодняя ёлка". — Радио, 2011, № 10, с. 51—53), в которой было приведено описание новогоднего суве­нира в виде ёлочки на основе бескорпусной микросхемы, смонтированной на печатной плате с маркировкой SY38, которая применялась в трёхцветной шариковой авторучке. В предлагаемой вниманию читателей статье приводится описание доработки этого сувенира, что позволило повысить надёжность работы и снизить требования к частото­задающим элементам. Несмотря на увеличение числа микросхем, все эле­менты удалось разместить на плате таких же размеров.

Схема доработанного устройства показана на рис. 1. Алгоритм работы и возможности бескорпусной микросхе­мы DD2, установленной на печатной плате с маркировкой SY38, были под­робно изложены в упомянутой выше статье. Для автоматического управле­ния сменой световых эффектов на мик­росхемах DA1, DD1 и транзисторе VT1 собран электронный переключатель, который имитирует работу кнопки, че­рез определённые промежутки време­ни соединяя вход 1 микросхемы DD2 с общим проводом.

Рис. 1

На микросхеме DA1 собран генера­тор импульсов с периодом следования около 4,5 с. Это значение задают эле­менты С1, R1 и R2. Счётчик DD1 подсчи­тывает импульсы генератора. Транзистор VТ1 работает как ключ, соединяю­щий управляющий вход микросхемы DD2 с общим проводом. Диод VD4 ис­ключает попадание на этот вход напря­жения 9 В. Питается микросхема DD2 от параметрического стабилизатора напряжения R6VD5. Питание на свето­диоды подают транзисторы VT2—VТ4, которыми управляют сигналы с выхо­дов 1, 2 и 3 микросхемы DD2. Эти выходы имеют два состояния. Одно из них — высоимпедансное, в этом случае соот­ветствующий транзистор закрыт. Дру­гое — низкоимпедансное, при котором выход соединён с общим проводом. В этом случае соответствующий тран­зистор открывается. Резисторы R7—R9 ограничивают базовые токи этих тран­зисторов, а резисторы R11, R12 и R15 — ток через светодиоды HL1 — HL42.

Работает устройство следующим об­разом. После подачи напряжения пита­ния включается первый световой эф­фект и начинает работать генератор на микросхеме DA1. Импульсы генератора поступают на вход CN (вывод 14) счёт­чика DD1, который начинает их счёт, и формируется продолжительность светового эффекта, которая, кроме пер­вого, составляет около 47 с. Как только на выходе 8 (вывод 9) счётчика появится высокий логический уровень, транзистор VТ1 откроется. При этом выключается первый световой эффект. После очередного переключения счёт­чика высокий уровень на выходе 8 сме­няется на низкий и транзистор VТ1 закрывается. Одновременно высокий уровень напряжения появится на выходе 9 (вывод 11) счётчика. Но на базу транзи­стора это напряжение VТ1 поступает через интегрирующую цепь R4СЗ и ста­билитрон VD3, поэтому этот транзистор отрывается с задержкой. В результате получается пауза между световыми эффектами около 4,5 с. По истечении 47 с выключится текущий световой эффект и включится следующий и т. д.

 

Большинство элементов, кроме све­тодиодов, смонтированы на односто­ронней печатной плате, изготовленной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Её чертёж показан на рис. 2. Применены резисторы МЛТ, С2-23, полярный конденсатор — импортный, остальные — К10-17, К73. Диоды КД522Б можно заме­нить любыми из серий КД103, КД521 или КД522. Микросхему NE555 можно заменить микросхе­мой КР1006ВИ1, а К561ИЕ8 — импортной серии 4017. Замена стабилитрона В2Х5V6 — любой маломощный стабилитрон с на­пряжением стабилизации 5...6 В и подходящий по размерам. Транзисторы КТ361Д можно заменить лю­быми маломощными структуры p-n-p с допустимым напряжением коллектор—эмиттер не менее 30 В.

Рис. 2

Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Плата с микросхе­мой DD2 приклеена к основной плате печатными проводниками вверх. Со­единения проведены отрезками изоли­рованных проводов. Резисторы R10, R13 и R14 установлены со стороны печатных проводников. Все светодиоды установлены на печатной плате в виде ёлочки, описание которой приведено в указанной выше статье.

Рис. 3

Нумерация выходов микросхемы SY38 (DD2) условная и показана на рис. 4. Её можно заменить бескорпусной микросхемой, расположенной на плате с мар­кировкой BL-5 (рис. 5), от распростра­нённого налобного светодиодного фона­ря с линейкой из пяти белых светодио­дов. Эта микросхема может обеспечить семь световых эффектов, которые сме­няют друг друга в следующем порядке:

свечение всех групп светодиодов;
мигание всех групп светодиодов с периодом около 0,25 с;
мигание всех групп светодиодов с периодом около 0,5 с;
поочерёдное зажигание и погаса­ние групп светодиодов "бегущий огонь" в одну сторону;
поочерёдное зажигание и погаса­ние групп светодиодов "бегущий огонь" в другую сторону;
"бегущий огонь" с большей скоро­стью;
"бегущий огонь" сначала в одну, затем в другую сторону.
Кроме того, алгоритм включения и смены световых эффектов несколько отличается, как и число выходов. Вклю­чение и смена эффектов производятся однократным соединением вывода 1 микросхемы с общим проводом. Для её подключения схему устройства надо изменить. В этом случае элементы R3, R4, VD1 —VD3 не устанавливают, а базу транзистора VТ1 соединяют с выводом 2 микросхемы DD1 через резистор сопротивлением 10 кОм. Резисторы R7—R9 под­ключают к выводам 4, 6 и 8 мик­росхемы DD2 (BL-5). Питание подают на вывод 3, общий про­вод подключают к выводу 2, а катод диода VD4 — к выводу 1.

Рис. 4

Рис. 5

Размеры основной печатной платы для установки платы BL-5 придётся уве­личить, а при тех же размерах придётся укоротить плату BL-5 до 26...27 мм, а провода выходов 4, 6 и питания припаи­вать уже не к контактным площадкам, а к печатным проводникам. Также можно использовать все пять выходов микро­схемы BL-5, добавив ещё две группы светодиодов и два транзистора с соот­ветствующими резисторами.

Автор: П. ЮДИН, г. Уфа
Источник: Радио №12, 2016