Схема принципиальная Программируемая новогодняя "елочка"

Предлагаемая елочка имеет небольшие размеры и может стать украшением новогоднего праздника. На ней размещены гирлянды из двухцветных светодиодов, цвет свечения и характер переключения которых можно программировать.
Елочка "создает" множество световых эффектов. Например, зажженная или погашенная гирлянда будет "перемещаться" от ее верхнего угла
вниз по диагонали, и затем процесс снова повторится. Можно "зажечь" одну, две или все гирлянды, изменять цвет их свечения и скорость переключения.
Схема елочки показана на рис. 1.

В ее состав входят сдвиговый регистр DD2, управляющий двухцветными светодиодами HL1—HL20, сгруппированными в гирлянды, размещенные на макете елочки; генератор тактовых импульсов на элементах DD1.1, DD1.2; генератор питающих импульсов на элементах DD1.3—DD1.6; транзисторы VT1, VT2 и стабилизатор напряжения DA1. Изменение цвета и числа светящихся гирлянд осуществляют переключателем SA1 и нажатием на кнопки SB1, SB2. В зависимости от положения переключателя SA1 вся елочка может окраситься в зеленый или красный цвет.
Питание устройства осуществляется от источника переменного напряжения 12...15 В понижающего трансформатора (адаптера). Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и после сглаживания конденсатором С2 поступает на стабилизатор напряжения DA1, от которого питаются все микросхемы, транзисторы и гирлянды светодиодов.
После подачи питающего напряжения начинают работать оба генератора. Тактовые импульсы поступают на вход С (вывод 3) регистра DD2. При поступлении каждого импульса в первый разряд регистра DD2 будет записан логический уровень, присутствующий на входе D, и одновременно будет происходить сдвиг ранее записанной информации в сторону возрастания номеров разрядов. В исходном состоянии на выходах регистра DD2 присутствует низкий логический уровень. Если переключатель SA1 находится в положении "Кр." (красный), то общая линия питания гирлянд соединена с
общим проводом и ни один светодиод не горит.
При кратковременном нажатии на кнопку SB1 на входе D регистра DD2 установится высокий логический уровень и в его первый разряд будет записана лог. 1 — красным цветом загорится первая гирлянда на светодиодах HL1—HL3. При поступлении тактового импульса первая гирлянда погаснет и загорится следующая. Так создается эффект "бегущего огня" с одной включенной гирляндой. Если нажать на кнопку SB1 дважды, то "бегущий огонь" будет состоять из двух включенных гирлянд - - так можно изменять число светящихся гирлянд. При долговременном удерживании кнопки SB1 в нажатом состоянии можно зажечь все гирлянды и елочка будет светиться красным цветом. После этого кратковременное нажатие на кнопку SB2 вызовет гашение одной гирлянды и возникнет световой эффект "бегущая тень" по красному полю. Этой кнопкой можно изменять число погашенных гирлянд вплоть до полного погасания елочки.
Аналогичные световые эффекты будут при установке переключателя SA1 в положение "Зел." - зеленый, при этом общая линия питания гирлянд будет соединена с линией + 12 В, и поэтому нажатием на кнопку SB1 гирлянды зеленого цвета выключают, а на кнопку SB2 — включают.
В положении переключателя SA1 "Зел.+Кр." одновременно горят все гирлянды, а световые эффекты будут двухцветными. При этом на общую линию питания всех гирлянд поступает напряжение с выхода генератора питающих импульсов (эмиттеры транзисторов VT1, VT2). При высоком уровне на выходе этого генератора гирлянды могут светить только зеленым цветом, а при низком -только красным. Поэтому нажатием на кнопки SB1 и SB2 изменяют не число светящихся гирлянд, а цвет их свечения. В этом режиме можно получить световые эффекты: красный "бегущий огонь" по зеленому полю, зеленый "бегущий огонь" по красному полю и чередование цветов гирлянд.
Скорость переключения гирлянд устанавливают подстроенным резистором R2. При этом необходимо изменять длительность нажатия на кнопки SB1 и SB2 для включения, выключения или изменения цвета одной гирлянды. При максимальной скорости переключения нажатие на кнопки приведет к мгновенному изменению цвета, включению или выключению всех гирлянд.
Все детали монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.

Для установки микросхем использованы панели. Можно применить постоянные резисторы С2-23, МЛТ, подстроечный резистор однооборотный, герметичный типа WIW1041, оксидные конденсаторы -К50-35, остальные К10-17, КМ-6. Кнопки SB1, SB2 — IT-1104RT, переключатель SS12F23VG. Микросхему BU4094 можно заменить на CD4094 в корпусе DIP, транзисторы 2N3906 — на отечественные КТ6136А, 2N3904 — на КТ6137А. Помимо указанных на схеме, можно применить светодиоды L-57EGW.
Для питания устройства можно применить источник переменного (12... 15 В) или постоянного (15... 16 В) напряжения с допустимым выходным током до 150...200 мА.
После изготовления печатной платы необходимо притупить острые края напильником. Это делается для того, чтобы избежать неприятных ситуаций при попадании елочки в руки детей. Дополнительно в качестве защитного элемента и декоративной отделки после проверки работоспособности по периметру платы с помощью безопасного клея крепят тесьму (шнур) зеленого цвета (рис. 3).

Похожие материалы: