Biegające światełko SMD, Elektronika PDF
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->Do czego to służy?Prezentowany układ jest atrakcyjną za−bawką i ozdobą. Dla wielu jego atrakcyj−ność powiększa fakt, iż wykonany jestz użyciem miniaturowych elementówSMD.Diody tworzące pierścień zapalają siękolejno, dając efekt obracającego się świa−tełka.Szybkość obracania się punktu świetl−nego można dobrać we własnym zakre−sie, zmieniając wartość stałych czaso−wych obwodów RC.2379Biegające światełko SMDJak to działa?Schemat ideowy układu pokazany jestna rysunku 1. Podstawą konstrukcji jestpopularny układ scalony 7414 (sześć in−werterów z wejściem Schmitta) w wersjiHC. W tym wypadku celowo zastosowa−no układ rodziny HC, ponieważ zakres za−lecanych napięć zasilania wynosi 2...6V,a wydajność prądowa wyjść jest znaczniewiększa niż w przypadku układu 40106z rodziny CMOS4000, mającego identycz−ny układ wyprowadzeń i zalecany zakresnapięć zasilania 3...18V.Przy niskich napięciach zasilania (poniżej6V) układy rodziny 74HCXX są wręcz ideal−ne, właśnie ze względu na bardzo niskie mi−nimalne napięcie zasilające (2V) i stosunko−wo dużą wydajność prądową wyjść.W prezentowanym układzie z powo−dzeniem można też zastosować kostkęCMOS 40106, pod warunkiem zasilaniaukładu napięciem w zakresie 4,5...6V lubjeszcze wyższym.Bramki U1A, U1C, U1E tworzą zamknię−ty łańcuch, który z trzema obwodami RC(R1C1, R2C2, R3C3) stanowi generator. Ry−sunek 2 pokazuje przebiegi na wejściachi wyjściach poszczególnych inwerterów,oznaczonych na rysunku 1 literami A...F.Przy analizie przebiegów z rysunku 2 wartopamiętać, że układ zawiera bramki z wej−ściem Schmitta, czyli wejścia z histerezą,mające progi przełączania górny i dolny.Przypuśćmy, że w chwili t1na wyjściubramki A (nóżka 2) stan zmienia się z niskie−go na wysoki (L−H). Kondensator C2 zaczy−na się ładować przez rezystor R2. Napięciena kondensatorze i wejściu bramki C ro−śnie. Gdy przekroczy (górny) próg przełą−czania bramki C, stan wyjścia C zmienia sięz wysokiego na niski. Następuje to w chwi−li oznaczonej t2. Zmiana stanu na wyjściuC zapoczątkowuje proces rozładowywaniakondensatora C3 przez rezystor R3. Popewnym czasie, w chwili t3, napięcie nawejściu bramki E przekracza (dolny) prógprzełączania i stan wyjścia bramki E zmieniasię z niskiego na wysoki. Oczywiście powo−duje to ładowanie kondensatora C1 przezrezystor R1. Po pewnym czasie, w chwili t4,napięcie na wejściu bramki A przekracza(górny) próg przełączania, a więc wyjściebramki A zmienia stan z H na L. Zapocząt−kowuje to proces rozładowywania konden−satora C2, a w chwili t5zmienia się stanwyjścia bramki C. To z kolei zapoczątkowu−je proces ładowania kondensatora C3i w chwili t6zmienia się stan wyjścia E. Stanniski na wyjściu E wpływa na stan konden−satora C1, i w chwili t7stan wyjścia A znówzmienia się na wysoki.Cykl się powtarza. Na ry−sunku 2 strzałkami za−znaczono opisane zależ−ności.Kolejność zapalaniasię diod świecącychwyznaczają stany nawyjściach bramek B,D i F. Rysunki 1 i 2 poka−zują, że w każdej chwiliświecą się dwie diody,i że diody zaświecająsię kolejno, począwszyod D1 do D6. Odpowie−Rys. 1. Schemat ideowy56ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99dnie rozmieszczenie tych diod pozwalauzyskać znakomity efekt obracającegosię światełka.Na schemacie ideowym i na rysunku 2pokazano, iż wszystkie trzy stałe czaso−we RC są jednakowe. Jeśli ktoś chce,może je zróżnicować, uzyskując nieco in−ny efekt, obracającego się, i jakby “buja−jącego się” światełka.Rys. 2.W układzie przewidziano dodatkowyrezystor ograniczający R4. Nie jest on po−trzebny przy małych napięciach zasilania.Jest natomiast konieczny przy większychnapięciach zasilania do ograniczenia prą−du diod LED. W praktyce po wykonaniuukładu i wybraniu źródła zasilania należysprawdzić, jak zmienia się jasność diodprzy różnych wartościach R4, a także pozwarciu rezystora R4. Aby to umożliwić,w składzie zestawu przewidziano trzyróżne wartości R4 (22Ω, 47Ω i 100Ω).wcześniej wykonały prostsze układy z ze−stawu AVT−2377. Dobra pinceta jest nie−zbędna. Zaleca się wykorzystać “trzeciąrękę”, znaną także z oferty AVT. Najtru−dniejszym zadaniem może się okazaćwlutowanie układu scalonego. Zaleca sięw pierwszej kolejności przylutowaćostrożnie tylko jedną skrajną nóżkę, a gdyustawienie jest właściwe − pozostałe wy−prowadzenia.Układ 74HC14jest wprawdzieu k ł a d e mCMOS, jednakjego wejścia sązabezpieczonei wystarczy za−chować stan−dardowe środkiostrożności (do−brzebyłobyuziemić grot lu−townicy).Na wszelkiwypadek, w ze−stawieAVT−2379przewi−dzianodwakomplety ele−mentów SMDi dwie płytki dru−kowane. Przy−dadzą się w ra−zie uszkodzenia któregoś z nich w trakciemontażu. Gdyby się nic nie uszkodziło,można zmontować dwa identyczne ukła−dy, dodając jedynie diody LED.Przy zasilaniu napięciem 3V z jednejniewielkiej baterii litowej należy raczej za−stosować diody czerwone, mające niższenapięcie pracy. Przy zasilaniu napięciem6V z dwóch baterii litowych, albo napię−ciem 4,5V z trzech ogniw 1,5−woltowych(np. ogniw LR44), można z powodzeniemzastosować diody o dowolnych kolorach,nawet diody niebieskie.W każdym przypadku przed włącze−niem zasilania należy koniecznie spraw−dzić poprawność montażu, najlepiej z po−mocą lupy, choćby silnej lupy z “trzeciejręki”.Układ wykonany ze sprawnych ele−mentów nie wymaga uruchomiania i odrazu powinien pracować poprawnie. We−sołej zabawy!Piotr GóreckiZbigniew OrłowskiWykaz elementówC1−C3 . . . . . . . . . . . . .100nF SMD (6szt)R4 . . . . . . . . . . . . .22Ω, 47Ω, 100Ω SMD(po 2 szt. − patrz tekst)R1−R3 . . . . . . . . . . . . . . .1M SMD (6szt.)U1 . . . . . . . . . . . . . .74HC14 SMD (2szt.)D1−D6 . . . .LED czerwone 3mm lub 5mmpłytka drukowana . . . . . . . . . . . . . .(2szt)BT1 . . . . . .bateria CR2032 lub inne 3...6VUwaga! W skład zestawu AVT−2379wchodzą dwie takie same płytki i dwa kom−plety elementów SMD, w tym trzy wartościrezystora R4. Bateria nie wchodzi w składzestawu.Komplet podzespołów z płytkąjest dostępny w sieci handlowejAVT jako kit AVT−23792Montaż i uruchomienieUkład można zmontować na płytce po−kazanej na rysunku 3. Montaż nie powi−nien sprawić trudności osobom, któreRys. 3. Schemat montażowyELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH9/9957 [ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl lemansa.htw.pl
//-->Do czego to służy?Prezentowany układ jest atrakcyjną za−bawką i ozdobą. Dla wielu jego atrakcyj−ność powiększa fakt, iż wykonany jestz użyciem miniaturowych elementówSMD.Diody tworzące pierścień zapalają siękolejno, dając efekt obracającego się świa−tełka.Szybkość obracania się punktu świetl−nego można dobrać we własnym zakre−sie, zmieniając wartość stałych czaso−wych obwodów RC.2379Biegające światełko SMDJak to działa?Schemat ideowy układu pokazany jestna rysunku 1. Podstawą konstrukcji jestpopularny układ scalony 7414 (sześć in−werterów z wejściem Schmitta) w wersjiHC. W tym wypadku celowo zastosowa−no układ rodziny HC, ponieważ zakres za−lecanych napięć zasilania wynosi 2...6V,a wydajność prądowa wyjść jest znaczniewiększa niż w przypadku układu 40106z rodziny CMOS4000, mającego identycz−ny układ wyprowadzeń i zalecany zakresnapięć zasilania 3...18V.Przy niskich napięciach zasilania (poniżej6V) układy rodziny 74HCXX są wręcz ideal−ne, właśnie ze względu na bardzo niskie mi−nimalne napięcie zasilające (2V) i stosunko−wo dużą wydajność prądową wyjść.W prezentowanym układzie z powo−dzeniem można też zastosować kostkęCMOS 40106, pod warunkiem zasilaniaukładu napięciem w zakresie 4,5...6V lubjeszcze wyższym.Bramki U1A, U1C, U1E tworzą zamknię−ty łańcuch, który z trzema obwodami RC(R1C1, R2C2, R3C3) stanowi generator. Ry−sunek 2 pokazuje przebiegi na wejściachi wyjściach poszczególnych inwerterów,oznaczonych na rysunku 1 literami A...F.Przy analizie przebiegów z rysunku 2 wartopamiętać, że układ zawiera bramki z wej−ściem Schmitta, czyli wejścia z histerezą,mające progi przełączania górny i dolny.Przypuśćmy, że w chwili t1na wyjściubramki A (nóżka 2) stan zmienia się z niskie−go na wysoki (L−H). Kondensator C2 zaczy−na się ładować przez rezystor R2. Napięciena kondensatorze i wejściu bramki C ro−śnie. Gdy przekroczy (górny) próg przełą−czania bramki C, stan wyjścia C zmienia sięz wysokiego na niski. Następuje to w chwi−li oznaczonej t2. Zmiana stanu na wyjściuC zapoczątkowuje proces rozładowywaniakondensatora C3 przez rezystor R3. Popewnym czasie, w chwili t3, napięcie nawejściu bramki E przekracza (dolny) prógprzełączania i stan wyjścia bramki E zmieniasię z niskiego na wysoki. Oczywiście powo−duje to ładowanie kondensatora C1 przezrezystor R1. Po pewnym czasie, w chwili t4,napięcie na wejściu bramki A przekracza(górny) próg przełączania, a więc wyjściebramki A zmienia stan z H na L. Zapocząt−kowuje to proces rozładowywania konden−satora C2, a w chwili t5zmienia się stanwyjścia bramki C. To z kolei zapoczątkowu−je proces ładowania kondensatora C3i w chwili t6zmienia się stan wyjścia E. Stanniski na wyjściu E wpływa na stan konden−satora C1, i w chwili t7stan wyjścia A znówzmienia się na wysoki.Cykl się powtarza. Na ry−sunku 2 strzałkami za−znaczono opisane zależ−ności.Kolejność zapalaniasię diod świecącychwyznaczają stany nawyjściach bramek B,D i F. Rysunki 1 i 2 poka−zują, że w każdej chwiliświecą się dwie diody,i że diody zaświecająsię kolejno, począwszyod D1 do D6. Odpowie−Rys. 1. Schemat ideowy56ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 9/99dnie rozmieszczenie tych diod pozwalauzyskać znakomity efekt obracającegosię światełka.Na schemacie ideowym i na rysunku 2pokazano, iż wszystkie trzy stałe czaso−we RC są jednakowe. Jeśli ktoś chce,może je zróżnicować, uzyskując nieco in−ny efekt, obracającego się, i jakby “buja−jącego się” światełka.Rys. 2.W układzie przewidziano dodatkowyrezystor ograniczający R4. Nie jest on po−trzebny przy małych napięciach zasilania.Jest natomiast konieczny przy większychnapięciach zasilania do ograniczenia prą−du diod LED. W praktyce po wykonaniuukładu i wybraniu źródła zasilania należysprawdzić, jak zmienia się jasność diodprzy różnych wartościach R4, a także pozwarciu rezystora R4. Aby to umożliwić,w składzie zestawu przewidziano trzyróżne wartości R4 (22Ω, 47Ω i 100Ω).wcześniej wykonały prostsze układy z ze−stawu AVT−2377. Dobra pinceta jest nie−zbędna. Zaleca się wykorzystać “trzeciąrękę”, znaną także z oferty AVT. Najtru−dniejszym zadaniem może się okazaćwlutowanie układu scalonego. Zaleca sięw pierwszej kolejności przylutowaćostrożnie tylko jedną skrajną nóżkę, a gdyustawienie jest właściwe − pozostałe wy−prowadzenia.Układ 74HC14jest wprawdzieu k ł a d e mCMOS, jednakjego wejścia sązabezpieczonei wystarczy za−chować stan−dardowe środkiostrożności (do−brzebyłobyuziemić grot lu−townicy).Na wszelkiwypadek, w ze−stawieAVT−2379przewi−dzianodwakomplety ele−mentów SMDi dwie płytki dru−kowane. Przy−dadzą się w ra−zie uszkodzenia któregoś z nich w trakciemontażu. Gdyby się nic nie uszkodziło,można zmontować dwa identyczne ukła−dy, dodając jedynie diody LED.Przy zasilaniu napięciem 3V z jednejniewielkiej baterii litowej należy raczej za−stosować diody czerwone, mające niższenapięcie pracy. Przy zasilaniu napięciem6V z dwóch baterii litowych, albo napię−ciem 4,5V z trzech ogniw 1,5−woltowych(np. ogniw LR44), można z powodzeniemzastosować diody o dowolnych kolorach,nawet diody niebieskie.W każdym przypadku przed włącze−niem zasilania należy koniecznie spraw−dzić poprawność montażu, najlepiej z po−mocą lupy, choćby silnej lupy z “trzeciejręki”.Układ wykonany ze sprawnych ele−mentów nie wymaga uruchomiania i odrazu powinien pracować poprawnie. We−sołej zabawy!Piotr GóreckiZbigniew OrłowskiWykaz elementówC1−C3 . . . . . . . . . . . . .100nF SMD (6szt)R4 . . . . . . . . . . . . .22Ω, 47Ω, 100Ω SMD(po 2 szt. − patrz tekst)R1−R3 . . . . . . . . . . . . . . .1M SMD (6szt.)U1 . . . . . . . . . . . . . .74HC14 SMD (2szt.)D1−D6 . . . .LED czerwone 3mm lub 5mmpłytka drukowana . . . . . . . . . . . . . .(2szt)BT1 . . . . . .bateria CR2032 lub inne 3...6VUwaga! W skład zestawu AVT−2379wchodzą dwie takie same płytki i dwa kom−plety elementów SMD, w tym trzy wartościrezystora R4. Bateria nie wchodzi w składzestawu.Komplet podzespołów z płytkąjest dostępny w sieci handlowejAVT jako kit AVT−23792Montaż i uruchomienieUkład można zmontować na płytce po−kazanej na rysunku 3. Montaż nie powi−nien sprawić trudności osobom, któreRys. 3. Schemat montażowyELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH9/9957 [ Pobierz całość w formacie PDF ]