Схема простой светодиодной мигалки для ёлочной игрушки (CD4060B)
Ёлочные игрушки с подсветкой обычно работают в составе гирлянды, но хорошим дополнением будет и некоторое количество самостоятельно мерцающих игрушек. На рисунке 1 показана схема интересного устройства, которое монтируется в ёлочную игрушку.
Оно с помощью шести разноцветных светодиодов создает эффект мерцания игрушки, свечения её разными цветами, причем, это мерцание начинается только в темноте, а на свету цвет свечения игрушки не меняется.
Рис.1. Принципиальная схема светодиодной мигалки на микросхеме CD4060B с реакцией на освещенность.
В основе схемы микросхема CD4060B, в которой есть двоичный счетчик и инверторы для схемы мультивибратора. Частота мультивибратора задается цепью С1-R3, подбором сопротивления R3 можно регулировать скорость мерцания ёлочной игрушки. К трем выходам микросхемы подключены по одной цепи из двух светодиодов через токоограничивающие резисторы R5-R10.
Работают выходы следующим образом, например, когда на выводе 7 D1 единица горит светодиод НL4, так как на него поступает ток через вывод 7 D1. Но светодиод Hl1 не горит, так как открытый верхний ключ выхода D1 (вывода 7) его шунтирует и на HL1 напряжение, хотя и есть, но его не достаточно для свечения светодиода. Когда на выводе 7 ноль ситуация меняется.
Теперь горит светодиод Hl1, так как на него поступает ток через нижний ключ выхода D1 (вывода 7), но светодиод НL4 не горит, так как открытый нижний ключ вывода 7 его шунтирует, и напряжение на нем недостаточно для свечения.
Аналогично работают и два других выхода (выводы 5 и 4). Состояние выходов изменяется согласно двоичному трехразрядному коду (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111). Таким образом есть восемь сочетаний свечения светодиодов, если учесть что светодиоды могут быть разного цвета, и расположены в разных частях ёлочной игрушки, то мерцание может получиться весьма разнообразным, даже может создаваться эффект как бы случайного состояния.
Фоторезистор R1 совместно с постоянным резистором R2 образуют свето-зависимый делитель напряжения. Чем ярче свет, тем меньше сопротивление R1 и тем больше напряжение на выводе 12 микросхемы D1, который отвечает за обнуление счетчика и блокировку мультивибратора.
Можно экспериментально подобрать сопротивление R2 таким образом, чтобы в темноте на выводе 12 D1 было напряжение сопоставимое с логическим нулем, а при обычном дневном свете - сопоставимое с единицей. Тогда днем на выводе 12 D1 будет логическая единица, значит, на всех выходах - нули, горят постоянно неподвижно Hl1, НL2, НL3.
Как только уровень естественного света снижается до уровня заданного подбором R2. напряжение на выводе 12 D1 опускается до логического нуля. Теперь мультивибратор и счетчик работают. Ёлочная игрушка мерцает разными цветами.
Если зависимость от уровня внешней освещенности не нужна, схему можно собрать по рисунку 2, удалив фоторезистор. По такой схеме ёлочная игрушка будет мерцать всегда, когда на неё подается питание.
Рис.2. Принципиальная схема светодиодной мигалки на микросхеме CD4060B.
Сопротивление резистора R2 на схеме показано условно, но зависит от номинального (темнового) сопротивления используемого фоторезистора, а так же от его чувствительности. Автор использовал фоторезистор от фотореле китайского производства, марка и параметры данного фоторезистора автору не известны, но при его использовании сопротивление R2 экспериментальным образом было определено в размере 100 кОм.
Светодиоды можно использовать любые, но для наибольшего эффекта желательны сверхяркие разных цветов, красные, желтые, зеленые, синие. Фоторезистор нужно расположить так чтобы на него не попадал свет от светодиодов.
Монтаж удобнее всего выполнить объемным «воздушным» способом на выводах микросхемы D1, и придать ему форму согласно форме ёлочной игрушки, внутри которой схема будет размещена.
Егоров М.Н. РК-2014-11.