Собираем автомат световых эффектов

Как быстро собрать простой автомат световых эффектов на микросхеме и светодиодах. Практическое руководство.

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Сегодня мы с вами на практике (я точно, но а вы – если будете все делать вместе со мной) соберем простую схему радиолюбительской конструкции, опубликованную на страницах сайта – “Автомат световых эффектов“

Для работы нам понадобятся две программы:
- последняя версия радиолюбительской программы для рисования печатных плат “Sprint Layout”
– программа для снятия скриншотов с экрана монитора компьютера
Различные версии программы “Sprint Layout” (включая и последнюю, 6-ю) во множестве гуляют на просторах интернета (в том числе и на сайте). Но нам нужна та версия, в которой возможна загрузка картинок (а не все версии, даже и среди шестой, поддерживают такую функцию). Такую версию программы, а она является самой последней на конец 2013 года, вы сможете скачать чуть ниже.
Если вы еще не знакомы с программой “Sprint Layout”, можете воспользоваться видеоуроком по работе в ней.
Ниже вы сможете скачать и довольно хорошую программу для снятия скриншотов с экрана монитора – “FastStone Capture“.
Эта программа с очень большими возможностями (в том числе позволяет записывать видео с экрана, все видеоуроки на сайте сделаны с помощью этой программы), и в тоже время очень проста.

  Sprint-Layout 6 (последняя версия на декабрь 2013 года) (23.5 MiB, 9,317 hits)

  Скачать программу FSCapture (2.5 MiB, 3,682 hits)

---

Итак, приступаем.
За основу берем схему автомата световых эффектов на микросхеме К561ЛА7:

А собирать будем схему “Пропеллер” (хотя это и не столь важно, можно выбрать любую схему из статьи).

Печатная плата автомата световых эффектов “Пропеллер”:

Теперь нам нужно собрать радиодетали согласно принципиальной схемы:

Немного о деталях:

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на микросхему К561ЛЕ5:

Транзисторы КТ315 можно использовать с буквенными обозначениями А-Г, или заменить их на транзисторы КТ3102, или применить их зарубежные аналоги:

Резисторы и конденсаторы – как на схеме.
Что делать если нет резисторов или конденсаторов нужных номиналов?
У меня, к примеру, в “закромах” не оказалось сопротивлений номиналом 3 мегаома.
Частота переключений светодиодов в схеме зависит от номиналов резисторов R1-R3 и конденсаторов С1-С3. Частоту переключения можно рассчитать по формуле:
F= 0,32/RC,  где:
– R – сопротивление (R1, R2 или R3) в Омах;
– С – емкость (С1, С2 или С3) в Фарадах
Давайте подсчитаем частоту переключения светодиодов в схеме:
- сопротивление резистора – 3 МОм = 3 000 000 Ом (три миллиона Ом)
– емкость конденсатора – 0,1 мкФ = 0,000 000 1 Фарад
Считаем:
F= 0,32/3 000 000 * 0,000 000 1 = 0,32/0,3 = 1,066 Гц = 1 Гц
Светодиоды будут переключаться с частотой 1 Гц (один раз в секунду)
Я применил в схеме резисторы R1-R3 номиналом 910 килоом и конденсаторы С1-С3 емкостью 1 микрофарад. Причем в схеме С1-С3 – неполярные конденсаторы, а я применил полярные (минусом на общий провод).

---

Продолжаем.
Детали мы собрали, теперь надо сделать печатную плату.
Картинка печатной платы в статье не очень хорошего качества, с нее не сделать копию для изготовления платы лазерно-утюжной технологией. Можно, конечно, взять перманентный маркер и, смотря на образец, нарисовать дорожки самому.
Но мы поступим по другому. Используя программу “Sprint Layout” и образец платы в статье, мы за несколько минут подготовим новую плату в программе для ее изготовления методом ЛУТ. Как это сделать.
Запускаем программу “FastStone Capture”:

Выбираем “белый квадратик” – “захват прямоугольной области”, нажав левую кнопку “мыши”, выделяем в статье печатную плату по ее контуру и отпускаем кнопку. Попадаем в редактор программы. Выбираем меню сохранить и сохраняем рисунок платы под любым именем в любом месте в формате .jpeg:

Запоминаем размеры платы, указанные на рисунке – 70 мм. на 45 мм.

Запускаем программу “Sprint Layout”, скачанную выше. Программа запускается не сразу, ей надо время для обработки макросов (библиотеки элементов, а в ней хранится более 13 тысяч всяких деталей):

Наводим курсор в рабочее поле и щелкаем правой кнопкой. В появившемся окне выбираем меню “Свойства”:

В появившемся окне выставляем размеры платы (70 на 45 мм).
Выбираем меню “Загрузить рисунок”, появляется окно, через  которое  загружаем наш рисунок печатной платы:

В рабочем поле появится наш рисунок печатной платы “Пропеллера”. Как видим, рисунок не вписывается в размеры платы на рабочем поле (рисунок больше по размеру). Выбираем в окне “Загрузить рисунок” окошко “разрешение” (в нем по умолчанию стоит 96 dpi) и, увеличивая или уменьшая разрешение, подгоняем рисунок под размеры платы:

Далее, выбирая соответствующие меню в левой колонке программы (“контакт” и “дорожка”) расставляем контакты и рисуем дорожки:

После того, как мы расставим все контакты и нарисуем дорожки,  рисунок можно будет удалить (опять через меню “Загрузить рисунок”):

Все, плата в программе готова. Распечатываем ее и, применяя лазерно-утюжную технологию, изготавливаем плату. Припаиваем детали, проверяем правильность монтажа и наслаждаемся световыми эффектами и своим трудом.

---

Все что вы прочли выше, конечно хорошо, при исправных деталях и безошибочном монтаже схема заработает сразу.
А если вам захочется изменить частоту переключения светодиодов, или из-за отсутствия деталей нужных номиналов придется подбирать их по формуле? Все это приведет к тому, что вам придется выпаивать и впаивать радиодетали в плате, что не очень-то и удобно. Даже рассчитав номиналы деталей по формуле, вы вряд-ли получите нужную частоту переключения –  детали имеют разброс в своих номиналах.
В этом случае нам поможет предварительное макетирование собираемой схемы.
Для предварительного макетирования я предлагаю использовать макетную плату для монтажа без пайки.
Внимательный читатель, заметив на сайте рекламу интернет-магазина радиодеталей “Десси”, может подумать, что вторая часть статьи написана в рекламных целях, мол, покупайте макетные платы в “Десси” и будет вам счастье.
Верите, или нет, но это не так.
Во-первых, реклама “Десси” на сайте потому, что я считаю этот интернет-магазин достойным внимания радиолюбителей (и по ценам, и по качеству обслуживания, я сам заказываю большую часть нужного в этом магазине).
А во-вторых, ради интереса, я приобрел такую плату, хотя и были сомнения. Но собрав первую схему,  я пришел к выводу, что такая вещь в радиолюбительском хозяйстве очень нужна.
Конечно, не все можно собрать на макетной плате, но вот такие электронные конструкции, схемы на микроконтроллере – самое то, – быстро и без запахов хвойного леса. Но а после настройки схемы, уточнения номиналов деталей и т.п., ее уже можно смело переносить на печатную плату.

Приступаем.
Внешний вид макетной платы для монтажа без пайки:

Собираем автомат световых эффектов на макетной плате.
1. Так как плата состоит как бы из двух частей, сначала соединяем шины питания монтажными перемычками:

2. Устанавливаем микросхему К561ЛА7 и соединяем перемычками выводы 1-2, 5-6, 8-9, 12-13. Соединяем 7 вывод с “минусом” (на рисунке надпись 8-й вывод, но это ошибка, которую я не сразу заметил), а 14  – с “плюсом”:

3. Устанавливаем транзисторы:

4. Подсоединяем транзисторы к микросхеме:

Здесь мы подключили базы транзисторов к выводам микросхемы 3,4 и 10 соответственно.

5. Устанавливаем конденсаторы С1-С3 (как я уже говорил, я применил электролитические конденсаторы емкостью 1 мкФ):

6. Устанавливаем резисторы R1-R3 (у меня они номиналом 910 кОм):

7. Соединяем эмиттеры транзисторов с “минусом”:

8. Устанавливаем светодиоды (они в статье все красного цвета, ну а я применил разноцветные) и резисторы R4-R6:

9. Проверяем правильность монтажа (я нашел у себя одну ошибку),  устраняем ошибки и подключаем макетную плату к блоку питания напряжением 9 вольт:

Теперь подбором деталей устанавливаем частоту переключения светодиодов, пробуем заменить транзисторы другим типом (для практики, если есть желание). Как только добьемся нужного результата, переносим детали на печатную плату и собираем всю конструкцию.
На все, включая фотографирование, у меня ушло около 10 минут

Ну а здесь вы можете посмотреть работу схемы “в живую”:

Если у вас возникли вопросы по статье, переходите на форум сайта и задавайте их.

---

---