Новогодняя ёлочка со светодиодными гирляндами

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

А. Носовец, И. Яндулкин, г. Новосибирск
Эта ёлочка может стать украшением новогоднего стола, она снабжена светодиодными гирляндами, и на ней легко разместить натуральные еловые веточки. Конструктивно ёлочка (рис. 1) представляет собой каркас, собранный из круглых дисков из оргстекла, скреплённых между собой металлическими шпильками или стойками. По краю каждого диска равномерно размещены восемь светодиодов, их аноды соединены, и они образуют один уровень (всего их восемь). Катоды светодиодов, расположенных друг над другом на разных уровнях, соединены с помощью отрезков проводов, которые одновременно служат для укрепления всего каркаса.



Схема ёлочки показана на рис. 2. Светодиод HL1 закреплён на вершине и светит постоянно, а на уровнях — остальные 64 светодиода. Светодиоды HL2—HL9 размещены на первом (верхнем уровне), HL10—HL17 — на втором и т.д. Резистор R1 ограничивает ток через светодиод HL1. резистор R2 — через светодиоды HL2, НL10, HL18, HL26, HL34, HL42, HL50, HL58. Резисторы R3—R9 ограничивают ток через другие светодиоды. Соединена ёлочка с устройством управления с помощью любого малогабаритного разъёма.

Конструкция и размеры элементов каркаса показаны на рис. 3. Сначала изготавливают восемь оснований уровней (рис. 4), для этого лучше использовать прозрачное оргстекло толщиной 3 мм. Центральное отверстие диаметром 3 мм служит для крепления к "стволу", состоящему из шпилек и стоек с резьбой. Отверстие диаметром 6 мм (на верхнем уровне не делают) предназначено для проводов, идущих от каждого из уровней (анодов светодиодов}. Остальные отверстия предназначены для выводов светодиодов и лужёного провода, соединяющего катоды.
Для упрощения разметки этих отверстий на бумаге рисуют "снежинку" с восемью лучами. Кладут на неё круглую заготовку из оргстекла, центруют и. отступая от края круга примерно 3 мм, сверлят отверстие диаметром 1 мм (для катода сеетодиода). От этого отверстия отступают 2 мм к центру и 2 мм вправо и сверлят ещё одно отверстие (для анода). И так для каждого свето-диода на всех уровнях- Аноды светодиодов вставляют в соответствующие отверстия так, чтобы светодиод выступал от основания уровней на несколько миллиметров Затем аноды светодиодов одного уровня/ соединяют между собой с помощью лужёного монтажного провода диаметром 0,4.„0,5 мм.
Собирают ёлочку, соединяя стойки друг с другом, но не надо забывать вставлять между ними основания уровней. При этом надо следить за тем, чтобы отверстия для проводов и свето-диоды располагались друг над другом. Затем с помощью лужёного монтажного провода соединяют катоды свето-диодов. размешенных друг над другом. Для этого провод вставляют в отверстие нижнего основания, закрепляют в нём и последовательно продевают через отверстия для катодов светодиодов всех уровней. Затем катоды припаивают к проводам. Для соединения светодиодов с разъёмом ХР1 и резисторами R2—R9 лучше применить тонкий провод сери и МГТФ. В зависимости от конструкции разьёма резисторы можно установить непосредственно на его выводах.
В первом варианте конструкции были применены светодиоды разного цвета свечения, но это оказалось не лучшим вариантом, поскольку световые эффекты смотрелись хуже. Поэтому рекомендуется применить светодиоды одного цвета. Они могут быть любыми маломощными, лучше в матовом корпусе.
Сигналы на елочку поступают от устройства управления. Схема одного из вариантов устройства показана на рис. 5.

За основу взята схема из статьи В. Рубашка "Мультипликационная светодиодная установка". ("Радиохобби", 1999, №6, с. 51, 52). На микросхеме DD4 собран генератор тактовых импульсов с частотой следования около 2 кГц. Двоичные счётчики DD1—DD3 формируют адресные сигналы для ППЗУ DS1, в котором хранится программа световых эффектов. Причём счётчик DD1 вместе с дешифратором DD5 отвечают за динамическую индикацию, другими словами "создают" рисунок, счётчик DD2 отвечает за работу выбранного эффекта — заставляет рисунок "двигаться", а счётчик DO3 изменяет эффекты, записанные в ППЗУ Всего эффектов несколько: "бегущие огни" сверху вниз, и наоборот; "бегущие огни" слева направо; одно- и двухзаходный винты и некоторые другие.
Для согласования выходов микросхем со светодиодами служат транзисторы VT1— VT8, каждый из которых подаёт напряжение на аноды светодиодов одного уровня. Транзисторы VT9—VT16 соединяют катоды светодиодов. расположенных друг над другом, с общим проводом.
С этим устройством управления можно обойтись без токоограничивающих резисторов R2—R9, установленных в ёлочке. Для питания использован стабилизированный блок питания с выходным напряжением 5 В и током до 500 мА.

Большинство деталей устройства управления были смонтированы на макетной печатной плате (рис. 6), которая размещена в пластмассовом корпусе, на котором, в свою очередь, закреплён каркас ёлочки. Но затем был разработан чертёж печатной платы, который представлен на рис. 7.

Можно применить резисторы МЛТ, ВС, С2-23, оксидный конденсатор — серии К53, К50, С1 -керамический или плёночный, его подборкой можно установить желаемую скорость работы световых эффектов. Этот конденсатор можно составить из нескольких, соединенных параллельно. Разъёмы можно применить любые малогабаритные. Для установки микросхем желательно применить панели.

Через некоторое время была разработана схема устройства управления на микроконтроллере, которая показана на рис. 8. В нём реализованы эффекты: бегущие линии по вертикали;
• бегущие линии по горизонтали;

• бегущие линии по диагонали;
• бегущие полосы по вертикали;
• бегущие полосы по горизонтали;
• бегущие полосы по диагонали;
• общее включение/выключение;
• включение/выключение отдельных светодиодов;
• псевдослучайное зажигание.
Световые эффекты реализованы в двух вариантах: быстрое включение/ выключение и плавное включение/ выключение. Разъём XS1 предназначен для программирования микроконтроллера, при этом перемычку S1 удаляют. Можно применить микроконтроллеры
серий AT89S8252, AT89S53. AT89S52. Чертёж печатной платы этого устройства управления показан на рис. 9.

Для управления ёлочкой можно применить и другое устройство управления, собранное, например, на плате Arduino или другом микроконтроллере.
Здесь открывается большое поле для творчества.
Чертежи печатных плат в формате Sprint LayOut. hex-файп дли ППЗУ и прошивка для микроконтроллера elka.zip, они так же имеются на FTР-сервере журнала Радио по адресу fttp://ftp.radio.ru/pub/2018/11/elka.zip.
Радио №11 2018
Ссылки
Переключатель гирлянд на регистре
Новогодний сувенир
Программируемая новогодняя "елочка"
Гирлянда - ХАМЕЛЕОН
Елка, которая любит музыку

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR