Рассмотрим устройство многофункционального автомата световых эффектов со следующими техническими данными:
— общее число световых эффектов 32;
— число коммутируемых источников света 8.
Кроме того, в автомате обеспечены возможности:
— программирования световых эффектов по желанию пользователя;
— контроля исправности всех ламп в блоке индикации;
— многократного повторения понравившегося светового эффекта;
— возобновления работы устройства в автоматическом режиме.
Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Автомат
содержит тактовый генератор на элементах DD1.2-DD1.4, трехразрядный двоичный счетчик шагов в световом эффекте (DD2.1), пятиразрядный двоичный счетчик числа эффектов (DD2.2, DD3), коммутатор на логических элементах DD4.1, DD4.2, управляемый RS-триггером (DD4.3, DD4.4), блок памяти (DD5), блок управления и коммутации U1-U4, усилители мощности (VS1-VS8), нагрузкой которых являются лампы накаливания EL1-EL8.
Автомат работает следующим образом. При включении питания конденсатор С1 разряжен и напряжение на нем равно, нулю. Высоким уровнем с выхода элемента DD1.1 обнуляются счетчики DD2, DD3. В последующем конденсатор С1 заряжается практически до напряжения источника питания, и напряжение на выходе элемента DD1.1 принимает низкий уровень, разрешающий работу счетчиков DD2, DD3. Задающий генератор вырабатывает импульсы, частоту которых можно изменять резистором R1 «Темп» в пределах 2…6 Гц. Эти импульсы поступают на трехразрядный двоичный счетчик числа шагов в световом эффекте, выходы которого подключены к входам А0-А2 ПЗУ DD5. Изменение кода на выходах счетчика DD2.1 при неизменных уровнях на остальных входах ПЗУ DD5 обеспечивает формирование одного светового эффекта. Импульсы с выхода старшего разряда счетчика DD2.1 проходят на вход счетчика DD2.2, DD3 через коммутатор DD4.1, DD4.2 только в том случае, если на нижний по схеме вход элемента DD4.2 с выхода RS-триггера (DD4.3, DD4.4) подается высокий уровень.
В свою очередь, RS-триггер находится в единичном состоянии, если тумблер SA1 «Режим» установлен в положение «Автомат». Таким образом, в автоматическом режиме после завершения каждого светового эффекта на выходе старшего разряда счетчика DD2.1 формируется отрицательный перепад напряжения, который увеличивает выходной код счетчика DD2.2, DD3 на 1. В результате осуществляется монотонный перебор 32 световых эффектов. Если переключатель SA1 «Режим» поставить в положение «Эффект», то триггер на элементах DD4.3, DD4.4 устанавливается в нулевое состояние и выходной код счетчика DD2.2, DD3 в дальнейшем остается неизменным. На индикаторах постоянно воспроизводится тот световой эффект, который выполнялся в момент переключения тумблера SA1. Если тумблер SA1 вновь установить в положение «Автомат», то автоматический перебор световых эффектов возобновляется. При нажатии на кнопку SB1 «Контроль» на вход А8 ПЗУ DD5 подается высокий уровень. ПЗУ запрограммировано таким образом, что при этом на всех выходах ПЗУ формируется низкий уровень, обеспечивающий включение всех ламп для контроля их исправности. Принцип управления тринисторами VS1-VS8 состоит в следующем. Если на выходе ПЗУ формируется низкий уровень напряжения, то светодиод светится и отпирает оптически связанный с ним фототранзистор. При этом через управляющий переход тринистора течет ток, тринистор отпирается и включает лампу накаливания (или группу ламп).
При высоком уровне напряжения на выходе ПЗУ светодиод не светится, тринистор закрыт и ток через нагрузку отсутствует Следует отметить, что ток через лампу течет только в течение положительного полупериода сетевого напряжения. Поэтому для обеспечения полной яркости свечения ламп цепь «тринистор-нагрузка» следует подключить к выходу двухполупериодного выпрямителя напряжения. Максимальный ток нагрузки в каждом из каналов составляет 2 А. Автомат содержит два источника питания: стабилизированный 5 В, 0,5 А — для микросхем и не стабилизированный 9 В, 200 мА — для питания оптронных ключей. Отметим, что описанная схема управления тринисторами с помощью оптронных ключей значительно предпочтительнее транзисторной схемы управления, так как отсутствие гальванической связи между устройством управления и усилителем мощности исключает возможность цодачи сетевого напряжения на устройство управления в случае выхода тринистора из строя.
Карта программирования ПЗУ на 12 световых эффектов приведена в табл.
Читателям предлагается самим дополнить таблицу программирования с целью реализации всех 32 световых эффектов. Конкретный набор программ в конце концов определяется эстетическими запросами и фантазией пользователя. В производственных условиях ПЗУ программируют чаще всего с помощью программаторов, в память которых заносят необходимую программу. В любительских условиях возможно использование ручного программатора (напримерhttp://299792458.3dn.ru/news/2010-10-30-680) . Следует отметить, что описанное устройство может использоваться и в сочетании с цветомузыкальнои установкой при условии, что она имеет восемь независимых каналов. Такая комбинация позволяет получать разнообразные аудиовизуальные программы высокой сложности.
«Массовая радиобиблиотека». Выпуск 1249.
Э.М.Фромберг. Конструкции на элементах цифровой техники.
Загрузка...