Самодельная электронная игрушка, индикатор времени (CD4060)


Схема не сложной электронной игрушки на светодиодах, индикатор хода времени с хаотичным заполнением светящимися светодиодами. Если посмотреть на схему этого устройства ничего особенного не видно. Обычный двоичный счетчик, выходы которого управляют группами светодиодов.

Расположите эти светодиоды как на схеме и работа индикатора будет ясна, понятна и предсказуема, - все по логике бинарного кода. Но если эти же светодиоды расположить хаотично, например, в поле квадрата, подключив их случайным образом, можно получить интересный эффект заполнения темного квадрата светящимися точками (светодиодами), выглядящий как хаотический.

Просто, с течением времени все большая и большая часть этого квадрата будет покрываться светящимися точками. В процессе этого на нем будут появляться светящиеся острова и темные зоны. А закончится все полным свечением квадрата.

Принципиальная схема мигалки

Принципиальная схема хаотичного светодиодного индикатора времени

Рис. 1. Принципиальная схема хаотичного светодиодного индикатора времени.

Детали

Счетчик здесь CD4060, он удобен тем, что содержит не только счетчик, но и элементы мультивибратора. Светодиоды любого типа, но важно чтобы суммарное напряжение падение четырех не было больше 10V. Наилучший зрительный эффект при хаотичном расположении светодиодов на экранной панели.

Лыжин Р. РК-2010-04.


2 2700 Простые схемки
начинающим игрушка мигалка таймер
Комментарии (7):
#1 Артем Апрель 17 2020
+5

А может кто-нибудь объяснить полный (или хотя бы не полный) принцип действия данного устройства? Очень нужно. Буду благодарен за помощь.

#2 root Апрель 18 2020
+5

Здравствуйте. Микросхема CD4060 содержит внутри элементы для сборки генератора импульсов и двоичный счетчик.

Импульсы с этого генератора будут поступать на двоичный 14-ти разрядный счетчик, выходы десяти разрядов выведены на корпус микросхемы:

  • 7 (8)
  • 5 (16)
  • 4 (32)
  • 6 (64)
  • 14 (128)
  • 13 (256)
  • 15 (512)
  • 1 (2048)
  • 2 (4096)
  • 3 (8192).

Для работы внутреннего генератора к выводам 9-10-11 необходимо подключить внешние элементы - RC-цепочку или кварцевый резонатор.

Более подробно про микросхему CD4060 и то что у нее внутри: Микросхема CD4060B - двоичный счетчик со встроенным мультивибратором.

После подачи питания на схему (Рис. 1) начнет работать встроенный в микросхему генератор импульсов. Частота его тактов зависит от параметров внешних компонентов R1, R2, C2, меняя номиналы этих деталей можно задать нужную частоту.

Поскольку в микросхеме выход генератор импульсов подключен сразу к входу внутреннего двоичного счетчика, то через некоторое количество импульсов на одном из выходов этого счетчика появится высокий уровень сигнала, потом через некоторое время на других выходах, в соответствии с двоичным кодом и т.д.

В схеме (Рис. 1) используются только 4 выхода, каждый из которых подключен к электронному ключу, собранному на транзисторе. На каждый транзистор нагружено некоторое количество светодиодов.

Еще очень простая схема на CD4060 - Схема простой светодиодной мигалки для ёлочной игрушки (CD4060B). Здесь автор привел описание работы этой схемы. Также используйте поиск по сайту "CD4060" чтобы найти другие статьи и схемы с этой цифровой микросхемой.

#3 Артем Апрель 18 2020
+5

Спасибо большое за ответ и информацию.

#4 Артем Апрель 19 2020
+3

У меня есть ещё вопрос.
Схему я собрал, но там светятся все светодиоды в конце, кроме HL1. Можете помочь?

#5 root Апрель 19 2020
+3

Проверьте монтаж, возможно есть ошибка в подключении к выводам микросхемы. Предназначенная для сброса счетчика ножка 12 подключена к общему, поэтому досчитав до максимально возможного числа он останавливается. Это число в двоичном представлении может быть таким, при котором на выходе 6 микросхемы будет низкий уровень. Дождитесь завершения счета, когда все светодиоды будут светиться, попробуйте переподключить резистор R3 к любому из других свободных выходов микросхемы 7,5,4,1,2,3, чтобы светодиод HL1 засветился. После этого выключите питание схему и включите снова - теперь в конце счета все светодиоды должны светиться. Такое переподключение немного изменит порядок мигания HL1, но в этой конструкции игрушки оно допустимо.

#6 Артем Апрель 21 2020
+1

У меня есть ещё вопрос.
Каким образом происходит свечение веток по очереди (тип одна загорелась, она выключилась, включилась другая, и так далее), и как они объединяются в совместное свечение?

#7 root Апрель 21 2020
+1

На выходах микросхемы сигналы появляются по двоичной закономерности, каждый выход соответствует одному биту числа, которое есть числом совершенных тактов работающего внутреннего генератора.

Двоичная система счисления - Википедия.

Изобразили на рисунке состояния нескольких выходов микросхемы и получаемые двоичные числа в зависимости от комбинаций сигналов на выходах:
Как работает двоичный счетчик CD4060
Цвета на схеме:

  • синий - низкий уровень сигнала,
  • красный - высокий уровень сигнала.

В схеме (Рис. 1) автор использовал выходы 6, 14,13,15 чтобы комбинации свечения групп светодиодов менялись не сильно часто относительно частоты импульсов, поступающих с генератора.

Если резисторы R3-R6 подключить к выходам 7,5,4,6 микросхемы, то комбинации свечения светодиодов будут меняться быстрее.

Оставить комментарий:

cashback