Автомат световых эффектов "Счастливое сердце"

Предлагаемое устройство содержит светодиодное табло из 58 светодиодов разных цветов свечения. Они объединены так, что образуют три символических изображения сердечек, вложенных друг в друга.

Каждое из них имеет свой цвет, они зажигаются и гаснут последовательно друг за другом, создавая световой эффект "счастливое сердце". Конструкция может служить хорошим подарком или украшением помещения.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 1. На логических элементах DD1.1, DDI .2 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой следования примерно 2...3 Гц, а на логических элементах DD1.3, DDI.4 — инверторы. Микросхема DD2 — сдвиговый регистр, она имеет две одинаковые независимые секции по четыре разряда в каждой. В данном устройстве используется одна из них. На вход тактового сигнала С регистра DD2.1 поступают импульсы с выхода генератора, а на информационный вход D — проинвертированный логический уровень с выхода третьего разряда регистра.

К выходам регистра через резисторы R4, R11 и R16 подключены транзисторы VT1—VT3, которые коммутируют три группы светодиодов, расположенных на печатной плате так, что они образуют контуры трех сердечек, вложенных друг в друга (см. рис. 2).

Резисторы R2, R3, R5—R10, R12, R13, R15 ограничивают ток и выравнивают яркость свечения светодиодов HL1—HL58. Напряжение питания поступает через диодный мост VD1—VD4.

Работает устройство следующим образом. После подачи питающего напряжения через резистор R14 начнется зарядка конденсатора С2, пока он заряжается, на входе R регистра DD2.1 присутствует высокий уровень и устанавливает на его выходах низкий уровень — транзисторы VT1—VT3 закрыты и светодиоды не светят. На выходе элемента DD1.3 и информационном входе D регистра DD2.1 — высокий уровень. Генератор начнет работать, и с выхода элемента DD1.4 импульсы поступят на вход С этого регистра. По фронту первого импульса произойдет "запись" лог. 1 в первый разряд регистра DD2.1 и на его выходе 1 (вывод 5) будет установлен высокий уровень, транзистор VT3 откроется и начнут светить светодиоды HL47—HL58, образующие центральное сердечко. По фронту второго импульса произой дут сдвиг лог. 1 во второй разряд и одновременно запись ее в первый. Откроется транзистор VT2, и дополнительно станут светить светодиоды HL27—HL46, образующие среднее сердечко. По фронту третьего импульса высокий уровень установится на выходах 1, 2 и 3 регистра DD2.1, начнут светить светодиоды HL1—HL26, образующие внешнее сердечко. Таким образом, в этот момент светят все светодиоды. Но как только на выходе элемента DD1.3 появится низкий уровень, а на вход С регистра DD2.1 поступит очередной импульс, в первый разряд регистра запишется лог. О, транзистор VT3 закроется и светодиоды HL47—HL58 (центральное сердечко) погаснут, далее поочередно в такт с импульсами генератора погаснут среднее и внешнее сердечки. На выходе элемента DD1.3 установится высокий уровень, после чего весь описанный выше процесс станет периодически повторяться.

Все детали устройства смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, показанной на рис. 3. Использованы резисторы С2-23, конденсатор СЗ — К50-35 или аналогичный импортный, остальные — К10-17, КМ-6. Все микросхемы серии К561 можно заменить аналогичными из серии 564, однако следует иметь в виду, что шаг выводов микросхем серии 564 вдвое меньше, чем у К561, поэтому их выводы необходимо удлинить отрезками луженого провода. Кроме того, микросхемы серии К561 заменимы импортными аналогами: К561ТЛ1 — CD4093A, К561ИР2 — CD4015B. Транзисторы КТ3102ГМ допустимо заменить на транзисторы серий КТ3102, КТ315 с любыми буквенными индексами. Светодиоды АЛ307БМ можно заменить на КИПД21А-К, АЛ307ГМ — на КИПД21А-Л, АЛ307ЖМ — на КИПД21А-Ж.

В авторском варианте светодиоды в каждом сердечке одного цвета свечения. Во внешнем — красного, в среднем — зеленого, а в центральном — желтого. При монтаже светодиоды необходимо вставлять в отверстия печатной платы "до упора", а пайку проводить быстро, чтобы не перегреть светодиод и не испортить его. Кроме того, необходимо внимательно следить за правильностью их установки на плату — анод и катод легко перепутать. К квадратным контактным площадкам припаивают аноды светодиодов, а также первые выводы микросхем и плюсовой вывод оксидного конденсатора. Неиспользованные входы второго регистра микросхемы DD2 (выводы 15, 1, 14) необходимо соединить навесными проводами с ее выводом 8. Если монтаж проведен без ошибок и все детали исправны, устройство начинает работать сразу и не требует налаживания. При желании скорость переключения сердечек можно изменить подбором резистора R1 или конденсатора С1. Для питания устройства автор применил нестабилизированный блок питания (выпрямитель и сглаживающий конденсатор) от игровой приставки с выходным напряжением 12...14 В при выходном токе до 100 мА. Следует учесть, что напряжение на конденсаторе СЗ не должно быть более 15 В, поскольку это предельное значение для питания микросхем DD1, DD2, а также не менее 12 В, так как при меньшем значении яркость свечения светодиодов резко уменьшится.