Достаточно простой и доступный для массового повторения автомат световых эффектов, позволяющий получить шестнадцать различных программ переключения четырех независимых источников света.

АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА ППЗУ

Данный автомат рассчитан на шестнадцать программ, каждая из которых состоит из шестнадцати комбинаций. Поэтому можно в одной программе реализовать комбинированные световые эффекты, например “бегущие огни” вперед и назад, “бегущая тень” вперед и назад, “накапливающееся включение и выключение”. Наилучший световой эффект получается при расположении источников света в виде цепочки или гирлянды.

В автомате реализован автоматический перебор программ переключения источников света. Автомат имеет три режима работы. В первом режиме предусмотрен автоматический перебор всех программ, причем каждая программа повторяется десять раз, после чего осуществляется переход к следующей программе и соответственно к другому световому эффекту. Этот режим использует все возможности и преимущества данного автомата.

Второй режим предусматривает непрерывное повторение одной программы переключения источников света. Для этого необходимо во время выполнения нужной программы переключить режим работы автомата. Предусмотрена возможность перебора программ с целью более быстрого поиска нужной программы. Третий режим работы обеспечивает постоянное свечение всех источников света. Он предназначен для быстрого обнаружения перегоревших ламп.

Принципиальная схема автомата световых эффектов и блока питания приведена на рис. 1. Автомат состоит из задающего генератора импульсов (DD1.1 и DD1.2), формирователя короткого импульса (DD1.3 и DD1.4), схемы выбора светового эффекта (DD2), схемы выбора программы (DD3, DD4), постоянного программируемого запоминающего устройства (DD5), транзисторных ключей (VT2—VT5) для управления тиристорами (VS1—VS4).

Автомат работает следующим образом. При подаче питания генератор импульсов, собранный на логических элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2, начинает вырабатывать импульсы. Частоту этих импульсов можно изменять переменным резистором R3, при этом будет изменяться скорость переключения источников света. Эти импульсы через формирователь короткого импульса поступают на счетный вход счетчика DD2. Выходы 1, 2, 4, 8 этого счетчика соединены с адресными входами А0—A3 ППЗУ DD5. Счетчик DD2 обеспечивает последовательный перебор шестнадцати световых комбинаций одной программы. С адресными входами А4—А7 ППЗУ DD5 соединены выходы счетчика DD4. Этот счетчик обеспечивает перебор шестнадцати программ переключения источников света. С помощью счетчика DD3 обеспечивается десятикратное повторение каждой программы. В первом режиме работы автомата (положение “1” переключателя SB1) на счетный вход счетчика DD3 поступает последовательность импульсов с выхода переноса счетчика DD2 (вывод 12). В положении “М” переключателя SB2 импульсы с выхода переноса счетчика DD3 поступают на счетный вход счетчика DD4. Происходит переключение программы на очередную.

Если переключатель SB2 находится в положении “Б”, то импульсы с выхода переноса счетчика DD2 поступают на счетный вход счетчика DD4. Переключение программ происходит без десятикратного повторения.

При установке переключателя SB1 в положение “2” импульсы с выхода переноса счетчика DD4 перестанут поступать на счетчики DD3, DD4. На входах А4—А7 ППЗУ DD5 зафиксируется та программа, адрес которой был сформирован на выходах 1, 2, 4, 8 счетчика DD4 в момент переключения режима. Эта программа будет повторяться до тех пор, пока переключатель SB1 не будет возвращен в положение “1”.

В положении “З” переключателя SB3 реализуется третий режим работы автомата. При этом на выходах Q1—Q4 микросхемы DD5 будут сформированы напряжения, соответствующие уровню логической 1, что вызовет свечение всех ламп накаливания HL1—HL4. Это значительно облегчает поиск перегоревших ламп накаливания в цепочках, гирляндах и т. д.

С выходов Q1—Q4 микросхемы DD5 сигналы поступают на эмиттерные повторители VT2—VT5. Выходы ППЗУ выполнены по схеме с открытым коллектором, поэтому выходное напряжение снимается с нагрузочных сопротивлений R7—R10. Эмиттерные повторители управляют работой тиристоров VS1—VS4, в анодные цепи которых включены лампы накаливания HL1—HL4. Если предполагается использовать лампы накаливания с рабочим напряжением 220 В, то необходимо использовать выпрямительный мост VD6—VD9, как и показано на схеме. Если лампы рассчитаны на напряжение 120...130 В, диодный мост VD6—VD9 можно исключить.

Если автомат световых эффектов будет удален от источников света, целесообразно ввести четыре светодиода для контроля за работой автомата. Светодиоды включаются анодами к эмиттерам ключевых транзисторов VT2—VT5, а катодами на общий провод.

В блоке питания автомата трансформатор Т1 мощностью 5...10 Вт и с напряжением на обмотке II 7...10 В. Самодельный трансформатор наматывают на магнито-проводе Ш 20Х20: обмотка I содержит 2640 витков провода ПЭВ 0,12, обмотка II — 100 витков провода ПЭВ 0,22. Транзистор КТ807А можно заменить на любой из серий КТ815, КТ817. Для более надежной работы блока питания транзистор VT6 необходимо установить на радиатор. Вместо выпрямительной сборки КЦ405Е можно использовать мостик из других выпрямительных диодов с подходящими электрическими параметрами. Электролитические конденсаторы С1, СЗ, С4 могут быть типа К50-6, К50-3. Конденсатор С2 керамический типа КМ, КТ, КД. Резисторы типа МЛТ или любые другие малогабаритные. Счетчик DD4 К155ИЕ7 можно заменить на К155ИЕ5, счетчик DD3 К155ИЕ6—на К155ИЕ1, К155ИЕ7. При замене на К155ИЕ7 программы переключения источников света будут повторяться не десять, а шестнадцать раз. Для управления лампами накаливания применены тиристоры КУ202Н, при этом ток нагрузки не должен превышать 2 А. При установке тиристоров VS1—VS4 на радиаторы ток нагрузки может достигать 10 А.

Карту программирования ППЗУ в полном виде в рамках данной статьи представить невозможно, поэтому в качестве примера приведена карта программирования двух программ переключения источников света (табл. 1). Первая программа реализует эффект “бегущий огонь и реверс бегущего огня”, вторая программа эффект “накапливающееся включение и реверс накапливающегося включения”.

Программирование ППЗУ К556РТ4 осуществляется путем подачи одиночных программирующих импульсов на выход соответствующего программируемого разряда и на вывод питания. При этом пережигаются соответствующие перемычки во внутренней шифраторной матрице микросхемы, что эквивалентно записи в нужные разряды логической 1. Для программирования ППЗУ К556РТ4 в любительских условиях можно использовать программатор, описанный в [2]. Автор использовал программатор, схема которого приведена на рис. 2. С помощью переключателей SA1—SA8 набирается адрес нужного слова, переключателем SA9 выбирают разряд, подлежащий программированию. При нажатии на кнопку “Запись” срабатывает генератор одиночного импульса, собранный на микросхеме DD1. С выхода элемента DD1.4 импульс длительностью около 100 мс открывает ключ на транзисторе VT1. Кратковременно срабатывает реле, и на программируемый разряд и вывод питания ППЗУ подается напряжение 10...15 В. Если единица записалась в нужный разряд, светодиод HL1 должен загореться. Если единица не записалась, следует повторить операцию записи, увеличивая напряжение от 10 до 15 В. Реле РЭС-10 РС4.524.304, РС4.524.315 или РС4.524.317.

Если при эксплуатации автомата возникнет необходимость в увеличении количества световых эффектов, можно использовать несколько микросхем ППЗУ, объединив их выводы по схеме “монтажное ИЛИ”. Адресные входы микросхем следует соединить параллельно, а выбором микросхем управлять по входам выборки (выводы 13, 14 К556РТ4) с помощью переключателей. Используя эту возможность, можно значительно увеличить количество реализуемых световых эффектов

Монтаж автомата желательно производить на макетной плате для микросхем, используя для соединений тонкий многожильный провод, либо на специально из готовленной печатной плате При отсутствии ошибок в монтаже автомат налаживания не требует и начинает работать сразу после подачи напряжения питания

При работе с автоматом световых эффектов следует помнить, что его детали гальванически связаны с сетевым напряжением Поэтому монтаж и наладку следует производить при отключенном напряжении питания. Корпус автомата желательно изготовить из диэлектрического материала.

Литература

1. Золотарев А. Мельник В. Поздняков Ю. Многофункциональный автомат световых эффектов. В помощь радиолюбителю, Вып.95 с.52

2. Назаров Н. Программатор для микросхем К556РТ4 — В помощь радиолюбителю, Вып.83 с.26

3. Аналоговые и цифровые интегральные схемы /Под ред. С.В. Якубовского/ М., Советское радио ,1985

А.Коваль,
В помощь радиолюбителю, Вып.108 с.3