Привет, Хабр! Сегодня изучим и соберём несколько простых схем, которые можно использовать в новогодней иллюминации, для украшения вывесок и витрин, а также в играх и игрушках. То есть получим шанс отвлечься от житейских трудностей и при этом смастерить что-нибудь уникальное (если это уникально оформить).
Для самых ленивых и занятых любителей, у кого нет возможности или желания травить печатные платы, возиться с макетками и разыскивать необходимые детали, выпускается огромный ассортимент наборов для сборки по весьма скромной цене.
Каждый из эффектов, что мы сегодня рассмотрим, можно реализовать и на Ардуино или более современной микропроцессорной платформе. Но зачем тратить микроконтроллер, когда достаточно пары-тройки транзисторов? И на мой взгляд, интереснее разобраться, как работают простые аналоговые и цифровые схемы.
▍ Симметричный мультивибратор
Самый простейший световой эффект — электронная мигалка, в которой передают друг другу эстафету пара светодиодов или их групп. Её можно реализовать множеством способов. Старая добрая классика — симметричный мультивибратор на двух транзисторах.
Авторы этого китайского конструктора с Алиэкспресс предлагают собрать «неправильный» мультивибратор. Неправильность заключается в том, что на схеме не нарисовано активных сопротивлений в коллекторных цепях транзисторов, куда напрямую подключены светодиоды.
Иметь в цепи только P-N переходы и источник питания — это не очень хорошая идея. Потому что P-N переход светодиода функционирует как стабистор, удерживая напряжение на уровне, свойственном данному светодиоду. Для красного светодиода это примерно 1.7 вольта.
А биполярный транзистор имеет параметр Uкэ — напряжение между коллектором и эмиттером в режиме насыщения. Для транзистора S9014, или КТ3102 (BC547, 2SC2675), кому как больше нравится, это 300 милливольт или даже меньше.
Выходит, что светодиод и транзистор задают напряжение 2 вольта, а источник питания в виде двух мизинчиковых батареек ААА обеспечивает 3 В. Сила тока ничем не ограничивается, светодиоды и транзисторы должны сгореть.
Реальная жизнь отличается от идеализированной схемы. Каждый из элементов цепи, включая батарейки и проводники, имеет омическое сопротивление. В итоге «неправильная» схема прекрасно, стабильно и долго работает. Главное только выбрасывать разряженные батарейки не куда попало, а в специальные ящики в супермаркетах.
Если отсутствие последовательного резистора всё же не даёт вам покоя, можно его добавить: по одному на каждый светодиод или общий последовательно с источником питания.
На экзамене за такую схему без резисторов можно получить плохую оценку. Многие преподаватели не любят, когда студенты умничают, потому проще заранее нарисовать один резистор, а лучше два.
Как же работает мультивибратор? Он представляет собой два каскада с общим эмиттером, выход каждого из которых соединён со входом другого через конденсатор.
Такие каскады ещё называют транзисторными инверторами, потому что высокий логический уровень на входе даёт низкий на выходе, и наоборот. Это изменение не полярности, а уровня напряжения относительно общего провода схемы.
Ток с плюса питания через резистор в цепи базы открывает NPN транзистор. Считаем, что прямое смещение эмиттерного перехода составляет 700 милливольт. Тогда на сопротивлении 68 кОм напряжение составит 2.3 вольта, а ток по закону Ома 34 микроампера.
Транзисторы в наборе с буквенным индексом С, что означает коэффициент усиления по току от 200 до 600. При максимальном Hfe ток коллектора составит 34 * 600 / 1000 = 20 миллиампер. Это как раз максимальный допустимый ток большинства обычных 5-миллиметровых светодиодов.
Итак, мы «оправдали» схему. Транзисторы в данном мультивибраторе работают не в режиме насыщения, а в режиме усиления по току. Ток светодиода задаётся коэффициентом усиления транзистора, напряжением питания и сопротивлением резистора в цепи базы.
Резисторы последовательно светодиодам тут действительно не нужны. Но не следует питать схему напряжением выше 3 вольт, например, от USB. Если всё-таки есть такое желание или необходимость, придётся взять транзисторы с более низким Hfe, либо повысить сопротивление резисторов.
При 5 вольтах питания, чтобы получить ток базы 34 микроампера при 5 – 0.7 = 4.3 вольтах, понадобятся резисторы сопротивлением 130 килоом.
Напряжение на коллекторе открытого транзистора будет составлять 5 – 1.7 = 3.3 вольта. При токе 20 мА на транзисторе будет выделяться 3.3 * 20 / 2 = 33 милливатта тепла. Корпус SOT23 рассеивает до 200 милливатт, так что наши 33 не превышают пределов нормы.
Почему 33, а не 66? Потому что скважность импульсов меандра, выдаваемого симметричным мультивибратором, равна 2. Половину времени открыт один транзистор и светит его диод, половину — второй.
Вместо каждого из светодиодов можно спаять светодиодную ёлочку. Те, что спаяла я, тоже «неправильные», потому что в них напрямую параллельно соединены светодиоды разных цветов.
Мне просто повезло, что в распоряжении оказались зелёные и жёлтые светодиоды с почти одинаковым рабочим напряжением. Измерить это напряжение можно мультиметром в режиме проверки P-N переходов.
▍ Бегущие огни
Транзисторный мультивибратор может иметь не только два, но и три или больше каскадов. Получается эффект бегущих огней, одним из примеров которого является популярный радиоконструктор «светодиодное сердце».
Здесь мультивибратор уже нормальный. Транзисторы работают в режиме насыщения, а ток через группы параллельных светодиодов задаётся последовательными резисторами.
▍ Электронный жучок
Этот шестиступенчатый мультивибратор тоже собран на транзисторных инверторах, только на этот раз в виде не дискретных транзисторов, а микросхемы 74HC04, она же К561ЛН2.
Эта КМОП-микросхема имеет высокое входное сопротивление, что позволяет собрать времязадающие цепочки с резисторами большого сопротивления — полтора мегаома. Благодаря чему можно воспользоваться компактными и дешёвыми керамическими дисковыми конденсаторами 0.1 мкФ вместо дорогих и относительно крупногабаритных электролитических либо многослойных керамических.
Последовательность, в которой загораются и гаснут светодиоды, имитирует движение лапок жука. Эту электронную игрушку все почему-то упорно называют паучком, но у реального паука восемь ног, а у жука шесть.
Наверное, такое название придумали, чтобы не путать световой эффект с устройством тайного прослушивания переговоров, потому что «жучком» давно принято называть компактный замаскированный микрофон с радиопередатчиком и автономным источником питания.
Либо без источника питания и не очень компактный, но замаскированный, как эндовибратор «Златоуст», что когда-то разработал Лев Сергеевич Термен.
Все инверторные мультивибраторы работают по одному принципу. В момент открытия транзистора или вакуумного триода, потенциал его коллектора или анода становится ближе к общему проводу («земле» схемы).
Возникает отрицательный (в случае радиолампы, N-P-N биполярного или N-канального полевого транзистора) импульс, который передаётся конденсатором на вход следующего инвертора и вызывает закрытие транзистора или триода.
Далее конденсатор заряжается через времязадающий резистор, и ключ инвертора снова открывается, посылая закрывающий импульс на следующий каскад.
Термин «мультивибратор» был предложен голландским физиком Ван дер Полем, потому что в спектре колебаний этого генератора много гармоник, в отличие от «моновибратора», производящего синусоидальные колебания.
Также инвертор, а, соответственно, мультивибратор, можно собрать на операционном усилителе. На схеме ОУ работает в режиме компаратора. Неинвертирующий вход подключён к делителю R1R2 с выхода ОУ.
При высоком логическом уровне на выходе компаратора — точке с — будет напряжение, близкое к плюсу питания, при низком — близкое к минусу питания. Точные значения зависят от параметров выходного каскада микросхемы. Напряжение в точке а, то есть на неинвертирующем входе, равняется части выходного, определяемой соотношением сопротивлений плеч делителя.
Когда напряжение на инвертирующем входе (точка б) ниже напряжения на неинвертирующем, на выходе высокий логический уровень, и конденсатор С заряжается с выхода ОУ через резистор R.
Как только напряжение в точке б превысит половину выходного (точка а), компаратор переключится в низкий уровень на выходе, и конденсатор начнёт разряжаться через резистор R, до тех пор, пока напряжение в точке б не станет ниже напряжения точки а.
Чего никогда не произойдёт, если питание операционного усилителя однополярное, и символ земли означает минус питания. Доля выходного напряжения будет ниже его полного значения, ниже которого не сможет разрядиться конденсатор.
Потому очевидно, что символ земли здесь означает искусственную среднюю точку, равную половине напряжения однополярного питания, либо настоящую среднюю точку двухполярного питания операционного усилителя.
Изучать схемы следует внимательно. На схеме транзисторного мультивибратора не подписан буквенный индекс транзистора, потому непонятно, чему будет равняться ток светодиода. Схема на компараторе не уточняет особенности питания ОУ, о которых следует догадаться самим. Иначе при попытке воплощения конструкции первый мультивибратор сгорит, а второй не будет работать.
Когда конденсатор разрядится до напряжения ниже, чем в средней точке делителя R1R2, компаратор переключится в состояние высокого уровня на выходе, и процесс повторится.
▍ Колесо фортуны
Следующая схема бегущих огней использует как раз такой мультивибратор на компараторе, реализованный с помощью таймера NE555. Резистор между катодами светодиодов и землёй авторы схемы снова забыли. На этот раз зря, однако схема работает.
Разрядка времязадающего конденсатора С1 происходит через вывод 7 микросхемы таймера, а заряжается он посредством ИТУН — источника тока, управляемого напряжением, реализованного на транзисторе Q1.
Q1 включён по схеме с общим коллектором, она же эмиттерный повторитель. Напряжение на делителе R2R3 равняется напряжению базы минус прямое падение на эмиттерном переходе транзистора.
Если нажать кнопку, конденсатор С2 практически мгновенно зарядится до напряжения питания. При отпущенной кнопке он медленно разряжается через резистор R1. То есть ток заряда конденсатора С1, являющегося времязадающим для мультивибратора на NE555, будет сначала высоким, затем снижаться.
Соответственно, частота колебаний мультивибратора будет сначала выше, затем снижаться вплоть до полной остановки, когда конденсатор С2 разрядится.
Импульсы с выхода мультивибратора поступают на счётчик-дешифратор CD4017 (К561ИЕ8), к каждому из десяти выходов которого подключены светодиоды.
В результате при нажатии кнопки светодиоды поочерёдно загораются и гаснут по кругу. Скорость движения бегущего огонька постепенно снижается, и наконец он останавливается в одном из положений.
Такой эффект имитирует движение колеса фортуны или шарика в рулетке, и может быть использован в качестве генератора случайных чисел для новогодних азартных игр.
▍ Что дальше?
Также на базе счётчика-дешифратора можно сделать интересную ёлочную гирлянду. Если взять двухцветные или RGB-светодиоды с общим катодом, получится ещё интереснее.
Можно собрать музыкальную шкатулку, если к выходам счётчика-дешифратора подключить через обычные импульсные диоды или светодиоды времязадающие резисторы мультивибратора.
Если десяти ступеней секвенсора (так в электронной музыке называется прибор, генерирующий последовательность напряжений, задающих высоту тона) недостаточно, микросхемы CD4017 можно соединять последовательно.
Когда текущий счётчик досчитает до десяти, он перестаёт считать, потому что с десятого выхода получает запрещающий сигнал CP1. Это продолжится до тех пор, пока он не получит сигнал сброса MR.
Следующий счётчик получит тактирующий сигнал СP0 только в случае, если предшествующий досчитал до десяти и находится в режиме запрета тактирования. За это отвечает логический элемент И.
Немного жаль, что разработчики микросхемы не встроили в неё этот очень полезный во многих случаях элемент. Потребовалось бы добавить два вывода, и у микросхемы было бы 18 ножек. Один из входов элемента И можно соединить с входом запрета тактирования внутри микросхемы.
Спасибо за внимание! Напишите в комментариях, какие световые и звуковые эффекты, в том числе с применением микроконтроллеров и Ардуино, вы собирали и хотели бы собрать.
Играй в нашу новую игру прямо в Telegram!
Комментарии (77)
AVX
05.01.2023 14:16+4Красиво, интересно, прямо вспомнились годы конец 90х - начало двухтысячных...
Однако, при прочтении заголовка возникла совершенно другая мысль, и про совсем другое: я подумал про эффекты в транзисторах и микросхемах под влиянием внешнего освещения. Подробности сейчас уже забылись, но суть такая: как-то я ремонтировал ноутбук, и застрял в области чипсета (не спрашивайте какой, где-то я писал про это, но даже не вспомню где и кому). Я измерял сопротивление по питанию, и получал раз за разом противоречивые результаты, пока до меня не дошло, что влияет на это наличие освещения и его интенсивность. То есть измеряю сопротивление по питанию чипа, чип освещается фонариком телефона (рядом совсем) - сопротивление одно, убираю освещение - другое. И толком нет информации по этому эффекту нигде, я нашёл в то время только одно упоминание на одном из форумов по ремонту железа.
Вот и сейчас подумалось - о, может быть, тут что-то прояснится. Но, всё оказалось проще.
nixtonixto
05.01.2023 15:28+5У советских транзисторов, если не ошибаюсь, КТ809, ещё сам кристалл под током светил в ИК-диапазоне.
rexen
05.01.2023 19:32+6Сомневаюсь. Вот работать как фотодатчик - любой голый кристалл может (или в ИК-прозрачном корпусе - как у КТ315 - ниже написали). Ибо, насколько я понимаю физику процессов, фотоны в кристалле провоцируют появление носителей заряда - просто физически выбивают электроны. А вот чтобы происходил обратный процесс - нужна особая "химимя". Светодиоды - была тут статья - это не просто обычные полупроводниковые диоды, в которые ток пустили в обратносмещённом подключении, а именно что НЕобычные диоды - в них присутствуют специальные примеси, провоцирующие релаксацию (или как оно там) при переходе электронов между энергетическими уровнями.
begin_end
06.01.2023 03:46+4Солнечные панели способны работать, как плохие излучатели нетеплового ИК. Возможно, в мизерной степени это будет у всех полупроводников.
VT100
05.01.2023 20:48+3Так-то — любой разогретый кристалл светит в дальнем ИК.
Можно ли и как отличить рекомбинантное излучение в базовом переходе от теплового в коллекторном?
engine9
05.01.2023 17:09+3Из КТ315 можно сделать ИК датчик :)
NickDoom
05.01.2023 21:05+2Сложно? Ближний? Дальний? Какой-нибудь прикольный механический сканер-недотепловизор можно замутить? ^_____^
engine9
06.01.2023 23:48+3Сделал прототип вот по такой схеме у Q2 β=500, у КТ315 β=200 реагирует на горящую спичку на расстоянии 10 см, появляется ток около 30 uA.
Питание 5 В.
NickDoom
07.01.2023 00:39+3Даже не трогая корпусировку? Фигассе магия О_о
Снимаю шляпу.
Спичка, видимо, всё-таки на грани с видимым? Какой самый холодный предмет видит? Гвоздь, например, из пламени горелки достать и поднести, пока красный?
engine9
07.01.2023 12:50+2Я сегодня вечером проведу эксперимент и напишу отчет, вчера я добавил к схеме еще один каскад из 945 транзистора с коэф. передачи тока около 500 и схема стала намного чувствительнее.
engine9
08.01.2023 01:12+2Итак, провел опыт. Плата собрата по типу из веток и желудей. Использовал три транзистора, КТ315Г (он был с самым высоким коэф. β=200), два C945 c β ≈500 все NPN структуры. Экранировал алюминиевым скотчем, оказалось что его клей изолирует слои друг от друга. Чтобы соединить куски экрана пропустил поверх первого слоя скотча тонкую очищенную луженую жилу от провода, припаянную к минусу питания. Нижняя жила оказалась бесполезной, клей так же изолировал от неё скотч.
Микроамперметр — Ц4353, ток измерялся с параллельно включенным светодиодом для страховки прибора и визуальной индикации.
25 см настольная лампа с люминисцентным газоразрядным светильником — 2 uA
5 см белый светодиод от фонарика (маломощный) — 10 uA
2 см IR светодиод от пульта — 60+ uA (зашкаливает прибор)
30 см вспышка головки спички — 30 uA
15 см горящая спичка — 30 uAРеакцию на нагретый в пламени свечи гвоздь примерно 2 uA но если поднести совсем близко (возможно это уже наводка сети влияет, т.к. он и на палец реагирует вблизи и это явно наводка судя по мерцанию светодиода частотой сети). Горячей пока не смог нагреть гвоздь, банально нечем.
Gartenzwerg
08.01.2023 04:19+1У кремния граница поглощения 1100нм. Выше этого он не видит. Это немного больше, чем длинна волны в светодиода пульта телевизора. Но может реагировать на температуру, если корпус нагревается ИК-излучение.
Lunathecat Автор
05.01.2023 20:36+4Неоновые лампы и тиратроны тоже фоточувствительны. Свет снижает напряжение пробоя.
NickDoom
05.01.2023 21:04+5Был такой фокус с загадочным монитором, включавшимся при попадании луча фонарика на его отсыревший шлейф :) Электрокоррозия, непрошеный p-n переход в окислах меди, ну и фотоэффект до кучи :) Со светом LVDS «впритирочку» дотягивал до уровня разборчивости…
VT100
06.01.2023 13:28+1В сети изредка попадаются сообщения о сбоях изображения на COG LCD при их фотографировании со вспышкой. Наверное — оно. Вот, например:
- Sitronix, ST7565R, 65 x 132 Dot Matrix LCD Controller/Driver. "The chip is not designed to resist the light or to resist the radiation."
- Ultrachip, UC1611s, 160COM x 256SEG Matrix LCD Controller-Driver w/ 16-shade per pixel. "MTP L IGHT & ESD S ENSITIVITY. The MTP memory cell is sensitive to photon excitation and ESD. Under extended exposure to strong ambient light, or when TST4 pin is exposed to ESD strikes, the MTP cells can lose its content before the specified memory retention time span. The system designer is advised to provide proper light & ESD shields to realize full MTP content retention performance."
Pyhesty
05.01.2023 14:57+3хабр - торт!
KAK BCTAPb!
спасибо за такую ламповую хардовую статью! )))
Lunathecat Автор
05.01.2023 20:37+1Пожалуйста! Спасибо за добрые слова!
NickDoom
05.01.2023 21:06+2А я уж за птичку начал переживать! Смотрю, а вместо неё кошка.
Неужели пЧичка теперь внутри?
Аааа, нееее, вот она. На месте :)
stalinets
05.01.2023 15:35Мне нужна простая и экономная схема, повторяющая мигалку в речном буе или бакене: светодиод (по яркости чуть ярче садового фонарика, чуть слабее фонарика-вспышки в смартфоне) горит полсекунды, не горит секунд 7, и так по кругу пока не сядут батарейки. Надо чтоб от 2 или 4 батареек АА или С надёжно моргало месяцев 8-9. Мне уже подсказали схемку на логической микросхеме sn74ahc1g14db, я их заказал для экспериментов, но там корпус будет очень уж мелкий для пайки, а крупнее не было, и вообще, может, есть варианты проще. Говорили и про таймер ne555, но для меня как крайне низкоуровневого радиолюбителя всё это сложновато, соберёшь - а оно не пойдёт, и без знаний тыкаешься в схему как слепой котёнок.
AntonSor
05.01.2023 16:34+5Да, как раз на 555-м. Типа того: https://cxem.net/calc/555_calc.php
CiceJis
06.01.2023 00:45+4В условиях батарейного питания, пожалуй, уместнее будет CMOS-версия таймера, например, LMC555 - там заявлено минимальное напряжение в 1.5В. А так да, самое то.
Bagatur
07.01.2023 11:07+1Только надо инвертировать сигнал на выходе. Иначе будет 7 секунд гореть - полсекунды - не гореть, а требуется наоборот.
ru_vlad
05.01.2023 16:38Надо чтоб от 2 или 4 батареек АА или С надёжно моргало месяцев 8-9.
Вот это вряд ли, 1-2 максимум и то если перепады температур будут небольшие.
NickDoom
05.01.2023 19:46+1Может, литиевые для фотовспышек, как они там назывались… 123, что ли… не помню уже :(
Жалко, что их не выпускают в формате «две AA подряд, одной палкой». Для фонариков было бы идеально.
stalinets
05.01.2023 21:41CR123A. Хорошие батарейки, но дорогие) Проще 4 штуки (ну в крайнем случае 6) щелочных АА.
vvzvlad
06.01.2023 23:18Да можно же C/D использовать.
stalinets
06.01.2023 23:26Они тоже очень дорогие, особенно "D". Это ж так, проектик на энтузиазме) А "C" сейчас тоже стали редкие. Так что несколько АА - самое то. Ну или взять 18650 из нерабочих "на запчасти" ноутбучных аккумуляторов, но там есть риск, что оно поначалу будет бодро работать, а потом внезапно сдохнет раньше времени, т.к. саморазряд и пр.
VT100
05.01.2023 20:51+2С учётом необходимости вспышек с большой скважностью (ЕМНИП) — можно порекомендовать микроконтроллер. Будет и схема проще и потребление между вспышками на уровне единиц мкА.
NickDoom
05.01.2023 20:54+1У Рудольфа Свореня в его культовой книге была схема на одном полевом транзисторе, вот как бы не единицы мкА она ела тоже.
IvanPetrof
07.01.2023 13:35Подзарядка от света (ветра, волн, не знаю что там у вас есть), как у садового фонарика, невозможна?
NickDoom
05.01.2023 16:53+2А я в детстве на сдвиговом регистре бегущие огни собрал, много они потом новых годов по ёлке бегали :) Хотел ещё подключить вместо кнопки (которой задавалась последовательность) микрофон с простейшим детектором огибающей, чтобы на любой тунц-тунц самозарождалась новая искорка и добегала до конца, но пока прикидывал — пережевался не лучшим образом школолапками сделанный хвост от ключей до лампочек, да и один ключ вроде сварился… но это не точно :)
Lunathecat Автор
05.01.2023 20:41+1Китайцы продают набор для сборки такой штуки на Али. Как раз на сдвиговом регистре с микрофоном и пиковым детектором. https://alii.pub/6kkmh0
Dynasaur
05.01.2023 16:54+4"можно использовать в новогодней иллюминации " Правильно! Празднование нового года - это серьёзно! Нужно начинать готовиться уже в начале января!
tuxi
05.01.2023 19:01+3Добавлю, классика на к155ла3
IvanPetrof
05.01.2023 19:12+5Я как-то в общаге, отлаживая какую-то схемку, тыкал щупами в распаянную на плате 155ла3, и случайно замкнул выход логического элемента на его вход.. И в этот момент замолчал радиоприёмник, настроенный на какую-то FM-станцию. Потом ещё некоторое время развлекался "глуша" эту станцию у соседей за стенкой.
shiru8bit
05.01.2023 19:13+2В бегущих огнях светодиоды включены группами параллельно через общий для группы резистор. Это тоже не сильно лучше первого 'неправильного' мультивибратора.
randomsimplenumber
05.01.2023 22:53+2В недорогих светодиодных лампах тоже так. Драйвер (стабилизатор тока) и несколько групп параллельно - последовательно включенных smd светодиодов. На гарантийный срок хватает ;)
shiru8bit
05.01.2023 23:12+2Так не хватает же. У меня лет за 10 ещё ни одна светодиодная лампа не проработала хотя бы близко к заявленному сроку службы, и в половине случаев служба заканчивалась как раз сгоранием светодиода.
104u
06.01.2023 01:24+1Зависит от того, какой ток и как сделано. В edge подсветках дешёвых ТВ параллелят по 5 штук, горят редко. Даже в дорогих светильниках можно найти запараллеленые светодиоды, но при этом, как правило, ток через них не то что не превышает максимального, а сильно меньше него
Ну и вообще, параллелят даже igbt в сварочниках и выходные диоды в них же, токи там огромные, дисбаланс запросто угробит что первые, что вторые
iig
06.01.2023 10:47+1Наверное, имеются в виду не лампы (которые с цоколем Е27 - нет никакого смысла разбивать 10 светодиодов на параллельные группы), а светильники 20Вт+ с линейными LED модулями. 80 последовательно включенных диодов без step-up зажечь может не удаться.
torgeek
05.01.2023 19:20+5Раз уж 2023 год заявлен как год роста интереса к фотонике, то нужен пример «разделённого» мультивибратора. То есть состоящего из двух мигающих светодиодов на электрически не связанных устройствах. Один вспыхивает и сигналит фотодиоду второго, что пора запуститься в ответ.
Как развитие — добавить третьего соучастника мигания :)Lunathecat Автор
05.01.2023 20:42Благодарю за идею! Сделаю такого.
NickDoom
05.01.2023 21:12+2Держите и от меня — «безумный светлячок», три провода, ноль, питание и управление. На них — крошечные бусинки из самого мелкого белого светодиода и ключа, который получает импульс, кратко зажигает светодиод и отправляет дальше следующий импульс.
И если это всё скомкать в какой-нибудь сосуд или прозрачный плафон, то оно там будет метаться вдоль комка проводов с бешеной скоростью :)
Задача, собственно, в миниатюризации ключей, чтобы получился светлячок, а не ленивый китайский дождик для фасадов торговых центров, с меееедленно капающими жиииирными звёздами :)
AVX
05.01.2023 21:09+2Да, и чтоб контроль был, что мигает именно тот светодиод. Например, через ШИМ какой-нибудь сигнал передавать. А то мало ли, где-то рядом гирлянда мигает. Заодно и контроль работоспособности светодиода будет - выгорел светодиод, схема останавливает мигание.
AiR_WiZArD
07.01.2023 05:11Ну без МК тут уже вряд ли обойтись, и весь шарм схема потеряет, все же на цифре можно все что угодно сделать, изменив пару строк.
AVX
07.01.2023 10:01В примитивном виде можно сделать какой-нибудь ВЧ сигнал и с модуляцией, а на другой стороне демодулятор. Но это ещë дороже МК выйдет. Зато тёплое аналоговое ????
engine9
06.01.2023 00:46+1Возможно у меня ложное воспоминание, но такой эксперимент был у кого-то на ютуб канале. Там создавались простые аналоговые "светлячки" которые мигали в ответ на световой импульс (с задержкой вроде бы) и со временем наблюдались интересные эффекты синхронизации вспышек.
AVX
06.01.2023 12:57+1Я бы посмотрел. Как хоть это нагуглить? "аналоговые светлячки" что-то ничего похожего не находит
engine9
07.01.2023 00:03+1Увы, не помню. Вот по этому запросу многое находится, но в основном по английски.
Lunathecat Автор
07.01.2023 00:48+1Тоже про них подумала. Где-то видела как минимум два варианта. Один из них аналоговый, на 555 таймере.
VT100
05.01.2023 21:00+2- При приближении транзистора (в первом мультивибраторе) к насыщению — коэффициент передачи тока будет падать естественным образом. Так-что можно особо не заморачиваться заменой транзисторов. Может быть — даже и без подбора резисторов оно проработает достаточно времени для "поиграться" от 5 В без катастрофических разрушений.
- Зарубежная серия 74HC не имеет ничего общего с нашей серией 561 кроме технологии производства (КМОП).
galapagos
06.01.2023 00:47+3Девочка с паяльником и грамотным изложением темы у меня вызывает восторг.
Сколько такой ерунды было спаяно еще на реле РЭС-10...
YRevich
06.01.2023 17:16+4В 80-е конструирование елочных гирлянд было среди радиолюбителей столь же модным, как сейчас создание метеостанций среди ардуинщиков (просмотите журналы "Радио" тех лет, если не в каждом, то в каждом втором очередную гирлянду на какой-нибудь заковыристой основе точно найдете). Но меня всегда раздражали все такие гирлянды из-за их мигания - резкой смены цветов или освещенности, которое долго выносить довольно трудно. Потому я тогда же изобрел способ плавного перетекания цветов без раздражающего мерцания. Несколько осовременную схему (в оригинале она была на транзисторах КТ815 и 155-й логике) привожу ниже. Схема была опубликована в одной из моих книжек, потому авторские права здесь соблюдены полностью.
Замечу, что указанные в схеме чипы 4000-й серии (работающие от 12 вольт) можно заменить на аналоги из несколько более современных 74HC (разводка выводов у них будет другая!), но их питание придется снизить до 5 вольт (транзисторы можно оставить прежними - они 5-ю вольтами вполне открываются).
Принцип работы понятен из диаграммы напряжений ниже схемы. Нагрузочная цепь со светодиодами питается от однополупериодного напряжения с выхода обмотки трансформатора (на схеме не показан). На затворы подаются разделенные во времени импульсы со скважностью 4, задающиеся RC-генератором так, чтобы их частота (подстраивается резистором R2) почти равнялась 50 Гц. В результате между пульсирующим питанием и открывающими импульсами на затворах возникают биения с разностной частотой: медленно гаснет свечение одного цвета и одновременно постепенно загорается соседний. Если повысить частоту генератора до 100 Гц, то цвета будут меняться парами — красный+зеленый будут сменять синий+желтый. Интересно будет, если ползунком R2 добиться полного совпадения частот - перетекание остановится, будет гореть один какой-то цвет, но недолго: 50 Гц, согласно ГОСТ, плавают в каких-то пределах, потому смена цветов опять скоро восстановится.
VT100
06.01.2023 20:38Спасибо, плодотворная идея.
Хотя тут — я ставлю на нестабильность локального генератора:Интересно будет, если ползунком R2 добиться полного совпадения частот — перетекание остановится, будет гореть один какой-то цвет, но недолго ...
engine9
07.01.2023 00:09Верно ли, что свет будет мерцать с частотой сети? Запараллеленые светодиоды и еще без токоограничительных резисторов приведет к перегоранию.
Если стабилизировать частоту генератора кварцем то получится индикатор отклонения частоты сети от 50 Гц. Огоньки будут бегать и однозначно сигнализировать занижение частоты или завышение.
AiR_WiZArD
07.01.2023 05:16+1В схеме лампочки нарисованы, а они инертны, так что моргать будет слабо, да и проблем с ограничением тока у них нет.
YRevich
07.01.2023 07:17+1Прошу прощения за неточность (за давностию лет простительно) - конечно, здесь имеются в виду лампочки, а не светодиоды. И лампочки мерцать не будут так, чтобы это было заметно для глаза. Если светодиоды, то просто добавьте ограничительные резисторы к каждому, но 50-герцовое мерцание тогда будет по полной программе. Придется добавлять по конденсатору, и ну так далее... навороты, в общем.
Что касается кварца, то эта идея напрашивается, однако она не работоспособна: для красивого эффекта разностная частота желательна порядка долей герца и не получится простыми методами подогнать его частоту под желаемую частоту биений. RC-генератор вполне себе здесь работает.
engine9
07.01.2023 20:07Да это я что-то затупил, там ведь нарисованы лампы, а не диоды :)
По поводу кварцевой стабилизации, я делал примерно подобный опыт (тактировал триггер осциллографа от стабилизированного кварцем генератора 50 Гц) а на вход осциллографа подавал синусоиду со вторички трансформатора. И синусоида "ехала" по экрану, когда вперед, когда назад :)
emusic
07.01.2023 17:11Отличный световой эффект получается при подключении транзистора или микросхемы непосредственно к электросети. :) А заодно и звуковой... :)
Lunathecat Автор
08.01.2023 04:23Чтобы спалить КТ315 или КТ361, хватало и Кроны. Транзистор со свистом испускал струю густого темно-серого дыма с резким отвратительным запахом.
AntonSor
Справедливости ради, уже существуют светодиоды со встроенным сопротивлением или стабилизатором тока. Любители тюнинга авто такие синие любят на 12 вольт.
iig
Более того, существуют светодиоды с встроенной мигалкой ;)
RranAmaru
Еще более ) существуют 3-х цветные rgb светодиоды плавно переливающиеся через все цвета радуги.
AiR_WiZArD
Ну и напоследок, существуют WS281X, в которых и драйвер, и полноценная схема управления встроены