Схемы управления гирляндой на двухцветных светодиодах (К651ИЕ10, ИЕ8)
Сейчас светодиоды бывают двухцветные,с двумя выводами, цвет свечения которых зависит от направления тока через светодиод, практически в одном корпусе два светодиода, красный и зеленый, включенные встречно-параллельно. Такие светодиоды используются в аппаратуре как индикаторные режима включено / выключено. Стоят они не дорого, а светятся достаточно ярко, так что из них вполне можно сделать гирлянду для домашней ёлочки.
Гирлянда состоит из двадцати двухцветных двухвыводных светодиодов, которые включены последовательно. При этом необходимо, что бы все светодиоды были подключены в одинаковой полярности, только в этом случае гирлянда будет светиться каким-то одним из двух цветов.
На рисунке 1 показана схема автомата для управления гирляндой. Автомат периодически переключает направление тока через гирлянду и гасит её, таким образом, гирлянда мигает и меняет цвет.
Рис.1. Принципиальная схема управления гирляндой на двухцветных светодиодах.
Схема очень проста, состоит из источника тактовых импульсов на мигающем светодиоде Hl1, двоичного счетчика D1 и двухтактного мостового транзисторного ключа. Аналогичной схемы транзисторные ключи используются в аппаратуре радиоуправления и робототехники для управления микро-электродвигателями.
Если на базу VT1 подать логическую единицу, а на базу VT2 - ноль, то транзисторы VTЗ и VT6 откроются и гирлянда через резистор R7 подключится к плюсу питания, а нижний, по схеме, вывод НL21 -к минусу питания. Допустим, в таком включении цвет свечения будет красным.
Рис.2. Печатная плата для гирлянды на двухцветных светодиодах.
Если на базу VT2 подать логическую единицу, а на базу VT1 - ноль, то транзисторы VT4 и VT5 откроются и гирлянда через резистор R7 подключится к минусу питания, а нижний, по схеме, вывод НL21 - к плюсу питания. Направление тока через гирлянду изменится, и она будет светиться зеленым цветом. В состоянии, когда на базы VT1 и VT2 поступают одинаковые уровни, ток через гирлянду не течет, и она не светится.
Базы VT1 и VT2 через резисторы R3 и R4 подключены к двум соседним выходам двоичного счетчика D1. На вход счетчика поступают импульсы от тактового генератора, сделанного на основе мигающего светодиода HL1.
Во время работы мигающего светодиода ток через него меняется он нуля до некоторого значения, ограниченного резистором R1, в результате на резисторе R1 образуются импульсы с частотой мигания мигающего светодиода (1,5-2 Гц). Кроме основных импульсов имеются и некоторые помехи, напоминающие дребезг контактов, хотя контактов там нет. Эти помехи подавляет цепь К2-С1.
И так, импульсы поступают на вход счетчика D1 и состояние его выходов меняется следующей повторяющейся последовательностью: 00, 01, 10, 11... То есть, когда «00» гирлянда не светится, когда «01» светится одним цветом, когда «10» светится другим цветом, и когда «11» опять не светится. То есть, зажигается одним цветом, меняет цвет, гаснет и снова зажигается.
Гирлянда состоит из 20-ти светодиодов, но количество светодиодов может быть и любым другим. От количества светодиодов в гирлянде зависит напряжение питания гирлянды, которое должно быть как минимум на 10% больше суммарного напряжения падения всех светодиодов (одного цвета). То есть, если 20 светодиодов по 2,5V, то напряжение питания должно быть не ниже 55V.
Напряжение питания микросхемы может быть от 10 до 15V. Кроме показанных на схеме, можно использовать практически любые аналогичные светодиоды. HL1 - любой мигающий одноцветный с напряжением падения 1,5-2,5V, НL2-НL21 - двухцветные двухвыводные. Монтаж выполнен на печатной плате, показанной на рисунке 2.
Аналогичное устройство можно сделать и на других микросхемах. На рисунке 3 показана схема на основе микросхемы К561ИЕ8. Работает она аналогичным образом, только быстрее, так как переключение гирлянды происходит с частотой мигания мигающего светодиода (в схеме на рис.1 переключение в четыре раза медленнее).
Рис. 3. Схема двухцветной светодиодной гирлянды на микросхеме К561ИЕ8.
Микросхема К561ИЕ8 считает до трех, а затем обнуляется за счет соединения её выхода «3» с входом сброса «R». Может быть и вариант на основе популярной микросхемы К561ТМ2, это два D-триггера. Как известно, D-триггеры являются «элементарными кирпичиками» двоичных счетчиков и из двух D-триггеров можно сделать двухразрядный двоичный счетчик. Вот именно такая схема показана на рисунке 4.
Рис. 4. Схема двухцветной светодиодной гирлянды на микросхеме К561ТМ2.
D-триггеры микросхемы К561ТМ2 включены двухразрядным двоичным счетчиком, а базы транзисторов VT1 и VT2 подключены к прямым выходам этих триггеров.
Рис.5. Схема двухцветной светодиодной гирлянды на транзисторах.
Ну и в заключение, схема вообще без микросхем, - рис.5. Здесь импульсы от мигающего светодиода поступают непосредственно на базу VT1 и через инвертор на VT7, на базу VT2. Таким образом, на базы VT1 и VT2 приходят противофазные сигналы. Гирлянда не будет мигать, - только периодически менять цвет.
Антюхов В. В. РК-2014-11.