Управляемый звуком светодиодный автомат световых эффектов (CD4026, CD4060)

Интересное самодельное устройство, которое меняет цвет свечения светодиодов соответственно соотношению частотных составляющих аудиосигнала.

Это устройство не является в полной мере цветомузыкальной установкой, потому что работает совсем по-другому. В цветомузыкальной установке на входе есть полосовые фильтры, которые разделяют входной аудиосигнал по частоте на несколько полос.

Каждой полосе соответствует какой-то цвет свечения. Экран ЦМУ меняет цвет соответственно соотношению частотных составляющих аудиосигнала. Это же устройство, схема которого здесь приводится, как уже сказано, в полной мере цветомузыкальной установкой не является.

Это цветомузыкальный автомат. Его работа по цвету не зависит от частоты входного сигнала. Нет в нем и полосовых фильтров, разделяющих входной сигнал на частотные полосы.

Практически, это автомат световых эффектов, в котором вместо задающего генератора используется входной аудиосигнал. Входной аудиосигнал воспринимается микрофоном и поступает на усилитель - формирователь, который его преобразуется в импульсы.

Эти импульсы поступают на счетчик, который делит их частоту на 1024. В результате деления, например, при частоте входного аудиосигнала 1000 Гц на выходе счетчика будет частота около 1 Гц, а, например, при частоте 3000 кГц, на выходе будет около 3 Гц.

Этот сигнал с выхода счетчика - делителя частоты и является тактовым, от которого и работает дальнейшая схема автомата световых эффектов. Таким образом, входной аудиосигнал только запускает автомат световых эффектов и регулирует скорость его работы.

Что же касается самого автомата световых эффектов, то он переключает четыре сверх ярких светодиода разных цветов по псевдо - хаотическому алгоритму. Достигается он при помощи счетчика для семисегментного индикатора. Анализ его работы показал, что эффектнее всего получается, если подключить светодиоды к сегментам «В», «Е», «F» и «G».

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке в тексте. Звук воспринимается электретным микрофоном М1. Сигнал от него поступает на усилительный каскад на транзисторе VT4, и далее, через подстроечный резистор R9, на формирователь импульсов на транзисторе VT5. Режим работы формирователя на VT5 регулируется резистором R9.

Он не только регулирует амплитуду напряжения ЗЧ, поступающего на базу VT5, но постоянную составляющую, которая поступает с коллектора VT4, и приоткрывает VT5. R9 подстраивают экспериментальным путем по наиболее эффективной работе схемы в целом. Счетчик - делитель, это D2.

С его вывода 15 импульсы частотой в 1024 раза меньше частоты входного ЗЧ сигнала, поступают на вход семисегментного счетчика D1. Его работа сходна со счетчиком К176ИЕ4, но его полным аналогом он не является.

Счетчик считает импульсы и его выходное состояние изменяется согласно алгоритму семисегментного кода для управления светодиодным цифровым индикатором. Как уже сказано, используются только выходы сегментов «В», «Е», «F» и «G».

Рис. 1. Принципиальная схема управляемого звуком светодиодного автомата световых эффектов.

Чтобы получить значительную яркость свечения сверхярких светодиодов на них нужно подать ток, выше максимального тока выходов микросхемы D1, поэтому светодиоды подключены через усилители тока на транзисторах VT1-VT4. Выходного тока транзисторов VT1-VT4 вполне достаточно чтобы обслуживать несколько «букетиков светодиодов».

В этом случае, «букетики светодиодов» нужно делать каждый со своими резисторами R3-R6. 4тобы цветовая картина была интереснее, последовательность цветов в дополнительных «букетиках» можно изменить. Наиболее эффектна работа устройства в затемненном помещении, при направлении светодиодов на потолок или стену.

Детали

Светодиоды можно использовать любые соответственно цвету свечения, желательно сверхяркие. Электретный микрофон любого типа, например, SZN-15 или любой другой. Микросхему CD4060B можно заменить на К561ИЕ16, при этом, С = 10 вывод, R = 11 вывод, 512 = 14 вывод.

Микросхему CD4026 можно заменить другой «...4026» или использовать отечественную микросхему К176ИЕ4 включив её согласно её типовой схеме включения.

Анисимов В. А. РК-02-18.

Комментарии (2):

Можно ли в данной схеме добавить побольше светодиодов?

Здравствуйте. Можно. Транзистор КТ815 достаточно мощный для того чтобы питать 10 и даже больше светодиодов с током потребления 15-50мА.
Например вы можете параллельно резистору R3 со светодиодом HL2 включить несколько дополнительных пар резистор+светодиод. Другой вариант - подключить светодиод параллельно HL2, но при этом немного уменьшить сопротивление R3.