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
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.
Комментарии (7):
А может кто-нибудь объяснить полный (или хотя бы не полный) принцип действия данного устройства? Очень нужно. Буду благодарен за помощь.
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:
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.
Спасибо большое за ответ и информацию.
У меня есть ещё вопрос.
Схему я собрал, но там светятся все светодиоды в конце, кроме HL1. Можете помочь?
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.
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?
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:
Цвета на схеме:
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.