Вспыхивающее сердце в рамке

Часто бывает не так просто выбрать подарок для близкого или любимого человека. К тому же подарок может быть достаточно дорогим. Представляем вашему вниманию электронный подарок: мерцающее сердце. Это устройство легко собрать и даже не такие опытные в сфере электроники люди смогут сделать это. Примерная стоимость «мерцающего сердца» составляет $25.

Однако, стоимость устройства можно снизить, если использовать часть компонентов из ваших «старых запасов». Вокруг основного элемента можно сделать дополнительные, — в нашем случае это будут буквы латинского алфавита «I» и «U» («I» по–английски «Я», а «U» — «тебя».)

Описание схемы

Принципиальная схема показана на рисунке 1. Она состоит из маломощного ждущего/несинхронизированного мультивибратора, IC1, используемого в несинхронизированном режиме для подачи синхроимпульсов управления частотой вспыхивания светодиодов. Для работы микросхемы в несинхронизируемом режиме выводы 4, 5, 6 и 14 соединяются с питанием +12 В постоянного тока, а выводы 7, 8, 9 и 12 соединяются с землёй. Выводы 1 и 3 соединяются с конденсатором С2, а выводы 2 и 3 соединяются с потенциометром R9. Если нет необходимости настраивать частоту вспыхивания диодов, то вместо потенциометра R9 может быть использован резистор постоянного сопротивления. Эти три вывода образуют схему синхронизации R–C. Выходные импульсы с микросхемы CD4047 поступают с выводов 10, 11 и 13. С выводов 10–11 осуществляется поочерёдное включение жёлтых светодиодов. Эти два вывода соединены с R6 и R7 соответственно.

Коллекторы транзисторов Q2 и Q3 соединены с резисторами R4 и R5 соответственно, которые соединены с катодами жёлтых светодиодов. Вывод 13 является выходом генератора и соединён с резистором R8, который соединён с базой Q1. Коллектор Q1 соединён с резистором R3, который соединён с катодами красных светодиодов. Эмиттеры всех трёх транзисторов соединены с землёй. Зелёные светодиоды соединены с резисторами R1 и R2, которые соединены с положительной цепью питания (+12 В постоянного тока). Резисторы R1–R8 являются токоограничивающими резисторами и необходимо подобрать резисторы с таким номиналом мощности, который предотвратил бы их перегрев. Яркость светодиод можно скорректировать путём использования резисторов с другими номиналами сопротивления. Питание схемы осуществляется от адаптера через фильтрующий конденсатор С1. Напряжение питания может лежать в пределах от 10 до 15 вольт постоянного тока, сила тока должна составлять по меньшей мере 500 мА.

Сборка

Пожалуй, самой сложной частью сборки устройства является изготовление печатной платы (см. рисунок 2). На изготовление платы прототипного устройства способом сухого переноса потребовалось несколько часов. Возможно, применяя иную технику, например фоторезист, вам удастся изготовить печатную плату быстрее. Как только плата протравлена и в ней сделаны отверстия на неё необходимо установить и припаять проволочные перемычки как показано на рисунке 3. Затем вокруг платы должны быть установлены 84 жёлтых светодиода, а затем следует установить 42 красных светодиода в форме сердца и затем 16 зелёных светодиодов, из которых состоят буквы «I» и «U». Затем на плату следует установить резисторы R1–R9 и конденсаторы С1 и С2, а затем подключить к плате адаптер питания. В прототипном устройстве для монтажа микросхемы и транзисторов использовались гнезда. Использование гнезда обязательно для микросхемы и необязательно для транзисторов. При работе с КМОП–ИС следует проявлять особую осторожность, поскольку статический разряд выведет её из строя. После окончания пайки, проверьте плату ещё раз на наличие ошибок. Если всё в порядке, от вы можете подавать на схему напряжение.

Работа устройства

Все красные светодиоды должны включаться и выключаться одновременно. Жёлтые светодиоды должны включаться и выключаться один за другим. Зелёные светодиоды должны светиться постоянно. Скорость вспыхивания можно отрегулировать с помощью потенциометра R9. В макете платы предусмотрены соединения для резистора постоянного сопротивления R9 (в том случае если вы решили сделать яркость светодиод постоянной). Если вы хотите дополнительно украсить ваше «вспыхивающее сердце», то вы можете расположить внутри светодиодного сердца фотографию, а также изготовить рамку по размеру печатной платы.

Компоненты

R1, R2 — 470 Ом, 0,5 Вт;
R3–R5 — 100 Ом, 3 Вт;
R6–R8 — 1000 Ом, 1,4 Вт;
R9 — 5000 Ом, потенциометр;
C1, C2 — 100 мкФ, 16 В, электролитический конденсатор с радиальными выводами;
IC1 — CD4047, ждущий/несинхронизированный мультивибратор малой мощности;
Q1–Q3 — 2N3643, NPN-транзисторы или эквивалентные им;
LED1–LED84 — жёлтый светоизлучающий диод;
LED85–LED126 — красный светоизлучающий диод;
LED127–LED142 — зелёный светоизлучающий диод;
PS1 — 12 В постоянного тока, 500 мА, адаптер напряжения.
Прочие компоненты: проволочные перемычки, припой, печатная плата, дрель и перьевые свёрла, гнездо под микросхему с 14 выводами, рамка или корпус.