Приветствую, радиолюбители-самоделкины!
Новый год уже не за горами, до него осталось меньше двух месяцев — кажется, в этом году этого праздника действительно все ждут больше всех, а это отличный повод заранее к нему подготовиться, чтобы не жаловаться в преддверии праздника на отсутствие новогоднего настроения. Создают уютное новогоднее настроение не только апельсины на столе, но и различное световое оформление — гирлянды, лампочки, которые у многих лежат без дела весь год и становятся актуальны только в этот светлый праздник. Если при оформлении интерьера к празднику вы почувствовали, что в наличии имеются лишь старые и порядком наскучившие украшения, то это отличный повод для того, чтобы изготовить что-нибудь своими руками — но только не банальные снежинки из белой бумаги, а что-нибудь из электроники, например, переливающийся светильник на нескольких ярких светодиодах, который сможет подсветить, например, ёлку в темноте. В интернете существует довольно большое число схем для организации праздничной иллюминации, чаще всего они реализованы на микроконтроллерах и работают по заранее заданному алгоритму — как и многих фирменные гирлянды. Но микроконтроллеры, а тем более средства для их прошивки есть под рукой далеко не у каждого, поэтому элементарные схемы на составных элементах — отдельных резисторах, конденсаторах и транзисторах по прежнему остаются актуальны, тем более, что они наглядно демонстрируют работу электронных компонентов, например, процесс зарядки конденсаторов, как данная схема.
Как можно увидеть, она состоит всего из двух активных компонентов — двух транзисторов, работа которых заставляет работать мигалку. Правая часть схемы является обычным мультивибратором — классическая схема, которую многих собирают в начале радиолюбительского пути. Мультивибратор имеет всего два стабильных состояния — либо первый транзистор открыт, второй закрыт, либо наоборот, первый закрыт, второй открыт, так они чередуются с определённой частотой. Нагрузкой транзисторов служат резисторы R5, R8, в простой мигалке на мультивибраторе последовательно с ними обычно включены светодиоды, которые поочерёдно загораются. Но данная же схема гораздо более продвинута по своему функционалу по сравнению с мультивибраторов благодаря наличию левой части — светодиодной «линейке», где последовательно с каждым светодиодов включен конденсатор и резистор. Представить работу в общих чертах можно так — мультивибратор переключается с определённой частотой, то подавая напряжение на светодиоды, то наоборот соединяя их аноды (плюсы) к минусу схемы. Обратите внимание, что напряжение подаётся на левую часть схемы не напрямую от источника питания, а через резистор R5 — он нужен для правильной работы мультивибратора, а также он ограничивает ток через светодиоды, чтобы они не вышли из строя. Для полноценного понимая работы нужно вспомнить про работу конденсатора — конденсатор может быть разряжен, в этом случае его сопротивление достаточно мало и он стремится потребить ток, либо же он наоборот может быть разряжен, при этом между его выводами присутствует напряжение, которое он стремится отдать.
В данной же схеме ключевым свойством будет именно зарядка конденсатора — «пустой» конденсатор за счёт своего достаточно низкого сопротивления будет шунтировать параллельно соединённый с ним резистор, таким образом увеличивая яркость свечения светодиода, светодиод будет светится ярче за счёт дополнительного тока заряда конденсатора. Как можно увидеть, ёмкости всех конденсаторов с C1 по C4 различны, таким образом, будет иметь место эффект бегущего огонька — плавное снижение яркости свечения с первого по последний светодиод, ведь чем больше ёмкость конденсатора, тем больше времени ему нужно, чтобы полностью зарядится. На схеме указаны используемые ёмкости, подобранные самым оптимальным образом, но также можно экспериментировать и самостоятельно, настраивая нужную скорость и плавность эффекта бегущего огонька — ёмкость можно удобно варьировать, соединяя по несколько конденсаторов параллельно, в этом случае их ёмкости будут складываться.
Скорость миганий зависит от резисторов R6 и R7, которые на схеме указаны как переменные — для удобства настройки можно установить при сборке на плате небольшие подстроечные резисторы. После сборки схемы с их помощью можно настроить эффект так, чтобы бегущий огонёк успевал «добежать» до последнего, 4-го светодиода. После этого светодиоды погасают на определённое время, а затем эффект повторяется заново. Конденсаторы С5 и С6, стоящие в мультивибраторе, также влияют на частоту переключений, как и подстроечные резисторы. Данная схема хороша своей «дубовостью» — номиналы деталей можно варьировать в довольно больших пределах, это не повлияет на работоспособность, таким образом, всю схему можно собрать буквально из имеющихся под руками деталях — всё необходимое даже можно найти на какой-нибудь ненужной плате от неисправной электроники. Транзисторы в схеме используются маломощные структуры NPN, подойдут практически любые, самые распространённые можно назвать КТ315, BC547, BC847, КТ3102, буквенный индекс транзисторов — любой. Несколько слов и о других деталях схемы. Все резисторы — обычные маломощные, либо SMD, если необходимо сделать миниатюрную плату, конденсаторы — электролитические, обратите внимание, что они имеют полярность, которую нужно соблюдать при монтаже. В качестве светодиодов можно применить практически любые повсеместно распространённые в корпусах 5 мм и 3 мм, особенно предпочтительными будут сверхъяркие, они при своих небольших габаритах могут в темноте подсветить всю комнату. Цвет светодиодов может быть любым, но нужно учитывать, что светодиоды разных цветов будут иметь разую яркость свечения, поэтому для равномерности свечения их придётся уравнять, дополнительно включая небольшие резисторы последовательно со светодиодами, яркость которых нужно уменьшить.
Всю схему можно собрать на печатное плате, она не займёт много места даже при использовании габаритных выводных деталей. Технологии изготовления плат широко представлены в интернете со всеми подробностями, особенно актуальным считается ЛУТ метод. Ниже можно увидеть фотографию собранной платы.
Светодиоды можно как оставить на плате, так и вывести отдельно на проводах. Данная схема может быть модифицирована — вместо 4-х светодиодов можно установить и больше, добавляя аналогичные ступени и подбирая ёмкости конденсаторов для работы эффекта бегущего огонька. Также можно подключить в каждой ступени по два светодиода параллельно — это увеличит яркость, суммарное количество светодиодов станет в два раза больше. Напряжение питания схемы указано как 3В, оптимальным будет диапазон 3-5В, при увеличении напряжения питания будет увеличиваться также яркость свечения светодиодов. Данный диапазон питающих напряжений весьма удобен, ведь в качестве источника питания можно использовать и литиевый аккумулятор, и 3 последовательно включенные пальчиковые батарейки, и даже USB выход любого Power Bank’а или зарядного устройства, схема потребляет небольшой ток при работе.
Таким образом, данная схема является наглядным пособием по работе отдельных электронных компонентов, и в то же время может послужить в качестве неплохой новогодней иллюминации, особенно если оформить её в подходящий корпус, ведь, как известно, вещи, сделанные своими руками всегда гораздо приятнее в эксплуатации, хоть и несколько уступают заводским по функциональности. Удачной сборки!
Источник (Source)
Подборки: Мигалка Светодиоды Транзистор Мультивибратор Схема Электроника
Источник: