При подключении соблюдайте маркировку на печатной плате, контроллере и иллюстрации в руководстве по эксплуатации. При надлежащем уходе это довольно простая задача, не требующая специальных навыков или опыта.
Бегущие огни на светодиодах. Схемы, инструкции, принцип работы
В этой статье я расскажу о наиболее распространенных схемах, используемых для достижения этой цели — светодиодных лампах. При правильном подходе и прямых руках можно получить довольно красочные «конструкции» по следующей схеме.
В этой статье мы рассмотрим такую тему, как схема работы светодиодных светильников. Эти цепи можно использовать в автомобиле, мотоцикле, велосипеде и т.д. и т.п., так как они будут привлекать внимание посторонних.
Мы создали 3 различные схемы работы светодиодных ходовых огней, используя очень простые компоненты.
В первой схеме мы реализовали мигающие светодиоды с помощью транзистора на основе неустойчивого мультивибратора.
Вторая схема основана на микросхеме CD4017, на которой мы гоняем светодиоды. В этом случае светодиоды просто загораются последовательно один за другим.
Третья схема также реализована с помощью CD4017. В этой схеме светодиоды будут светиться по-другому, т.е. это будут двунаправленные светодиоды.
Эти цепи могут быть использованы для украшения вашего автомобиля или пригодиться при экстренной остановке, когда ваш автомобиль сломается и вам понадобится помощь.
В следующих разделах мы подробно рассмотрим каждую из этих схем, например, схему, необходимые компоненты и принцип их работы.
Простая схема бегущих светодиодных огней
Компоненты для этого проекта
2 x 2N2222A (NPN транзистор) 2 x 22 мкФ конденсатор — 50 В (поляризованный) 2 x 46 кОм резистор (1/4 Вт) Яркий белый светодиод 6 x 8 мм Источник питания 12 В
Принцип работы
Из схемы видно, что проект основан на простом нестабильном мультивибраторе. Когда схема включена, один транзистор включен (в насыщении), а другой выключен (в выключенном состоянии).
Если предположить, что T1 включен, а T2 выключен, конденсатор C2 заряжается от последовательного свечения светодиодов. Когда светодиоды подключены к сети, они загораются.
В это время транзистор Т2 выключен из-за разряда конденсатора С1 (так как отрицательная пластина подключена к базе Q2). По истечении постоянной времени C1R1 конденсатор C1 полностью разряжается и начинает заряжаться через R1.
Направление зарядки меняется на противоположное. Когда конденсатор заряжен, он генерирует достаточное напряжение (0,7 В) для включения транзистора T2. В этот момент конденсатор C2 начинает разряжаться через Q2.
Когда пластина конденсатора C2, соединенного с базой транзистора T1, становится отрицательной, транзистор T1 выключается, и эта светодиодная группа выключается.
Теперь конденсатор C1 заряжается от соответствующих светодиодов, включенных последовательно (через базу T2). Поскольку этот набор светодиодов подключен к пути тока, он светится.
Конденсатор C2 теперь разряжен и после полной разрядки начинает заряжаться через R2. Когда заряд накапливается в конденсаторе C2 и напряжение достигает 0,7 В, активируется транзистор T1. С этого момента процесс повторяется, как и раньше. Это создает эффект бегущего света.
Схема бегущих светодиодных огней на микросхеме
Вторая конструкция из серии бегущих светодиодных ламп представляет собой схему с десятичным счетчиком CD4017 и таймером 555.
Необходимые компоненты
1 x ИС десятичного счетчика CD4017 1 x ИС таймера 555 1 x резистор 18 кОм (1/4 Вт) 1 x резистор 2,2 кОм (1/4 Вт) потенциометр 1 x 100 кОм 1 x конденсатор 1 мкФ — 50 В (поляризованный) 1 x керамический дисковый конденсатор 0,1 нФ (код 100 пФ 101) 10 x 8 мм ярких белых светодиодов источник питания 5 В
Принцип работы схемы бегущих огней на LED, используя микросхему
В этом проекте мы разработали простую схему, в которой светодиоды загораются один за другим, создавая эффект преследования одного светодиода другим. Давайте посмотрим, как это работает.
Первое, что можно увидеть на схеме, это то, что в ней есть две части: интегральная схема таймера 555 и интегральная часть счетчика CD4017 со светодиодами. Интегральная схема таймера 555 в этом проекте настроена как нестабильный мультиметр.
В этом режиме он генерирует импульс, частота которого определяется R1 (2,2 кОм), R2 (18 кОм), VR1 (100 кОм) и C1 (1 мкФ). Частоту импульсов можно контролировать, регулируя POT 100 кОм.
Этот импульс подается на вход декадного счетчика IC CD4017 в качестве тактового входа. Чтобы понять принцип работы CD4017, для каждого тактового импульса, поступающего на тактовый вход, счетчик увеличивается на 1, в результате чего каждая выходная клемма становится ВЫСОКОЙ для каждого соответствующего тактового импульса.
Поскольку это десятичный счетчик, счет будет равен 10, а поскольку к выходным клеммам подключены яркие белые светодиоды, каждый светодиод будет загораться, когда соответствующий контакт перейдет в высокий уровень.
Через 10 часов измерение обнуляется и начинается заново. Если светодиоды расположены по кругу, у нас возникает ощущение, что мы преследуем светодиоды.
Микроконтроллер ATtiny2313 для бегущих огней
Это устройство относится к серии микроконтроллеров AVR компании Atmel. Благодаря своей высокой производительности он чаще всего используется для управления преследователем. Микроконтроллеры легко программируются, универсальны и поддерживают реализацию различных электронных устройств.
ATtiny2313 работает по простой схеме, где порт для вывода и ввода идентичны. На этом микроконтроллере легко выбрать программу (одну из 12), так как он не перегружен лишними опциями. Модель доступна в двух корпусах, SOIC и PDIP, с 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.
Существует два типа микроконтроллеров в зависимости от параметров питания:
- 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 потребляет энергию не более 1 мА.
Как уже упоминалось, в память микроконтроллера заложено 11 комбинаций световых схем, а возможность последовательного выбора всех комбинаций светодиодов — это 12 программа.
Схема бегущих огней и принцип её работы
Созданная схема светодиодных ходовых огней основана на микроконтроллере, расположенном в центре. Все его выходы подключены к светодиодам:
- 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.
Клемма 1 — PA2 или reset — не является активной в схеме, поэтому резистор R1 подключен к цепи питания ATtiny2313. Плюсовая часть питания 5 В подается на контакт №20 — VCC, а минусовая часть — на контакт №10 (GND). Конденсатор полярности C1 используется для предотвращения неисправностей и ослабления помех МК.
Учитывая, что каждый вывод имеет небольшую емкость нагрузки, имеет смысл разместить на нем светодиоды с номинальным током до 20 мА.
Подходят как классические smd3258, так и светодиоды повышенной яркости в корпусах DIP. Всего имеется 13 светодиодов. Функция ограничения тока реализуется с помощью резисторов R6-R18.
Схема управляется переключателем SA1, кнопками SB1-SB3 и цифровыми входами PD0-PD3, которые подключены через резисторы R2, R3, R6 и R7. Такая конструкция позволяет включать и выключать светодиоды в 11 различных режимах, задавая определенную программу с помощью поворотной ручки SB3. Переключатель SA1 используется для изменения скорости мигания. Для этого:
- SA1 переводится в замкнутое положение.
- Скорость изменяется кнопками SB1 (ускорение) и SB2 (замедление).
Обратите внимание, что включение выключателя с помощью этих кнопок изменяет яркость светодиодов от тусклого мерцания до максимальной мощности.
Варианты сборки
Существует два недорогих и относительно простых способа монтажа маячков: на печатную плату или на макетную плату. В обоих случаях в качестве базы рекомендуется использовать корпус PDIP на плате DIP-20. Остальные компоненты также должны быть размещены в корпусах DIP.
Для монтажа на макетной плате достаточно модели размером 50×50 мм с шагом 2,5 мм. Светодиоды можно устанавливать не только на самой плате, но и на внешней планке, подключая их к схеме гибкими кабелями.
Миниатюрная печатная плата является более практичным вариантом для случаев, когда рабочие лампы на светодиодах изготавливаются вручную для активного использования в будущем.
Например, когда они прикреплены к велосипеду или автомобилю. В этом случае вам 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 приобрести для этой схемы микросхему Attine2313 SOIC с SMD резисторами. Это уменьшает общий размер схемы почти наполовину. Также можно установить очень яркие SMD-светодиоды на отдельном блоке.
