Na mojí oblíbené TIPĚ.EU → jsem si koupil RGB LEDku. Chtěl jsem ji zapojit tak, že se tam budou střídat barvičky. Součastně jsem ale chtěl zapojení, kde si budu moct navolit i barvu „analogově“. No, tak jsem to dal dohromady a vzniko mi toto.
Popis obvodu
Ve schématu můžete najít časovač s 555kou( R1, R2, R14, C1, C2, IC1), IC2-A je pak binární čítač. Jeho výstupy jsou vedeny na integrační články (vždy R3 a C3, R5 a C4, …), který jak jistě všichni víte zaoblí hrany obdélníkového průběhu. Velikost tohoto zaoblení je dána konstantou τ=R . C . Toto zaoblené napětí pak jde do báze tranzistorů T1 až T4, které přes rezistory R4, 6, 8, 10 uzemňují dané ledky.
Současně jsou do bázi 3 tranzistorů vedeny i výstupy 3 potenciometrů, R11, 15, 13, které slouží jako 3 děliče napětí. Tedy do báze jde od 0 do téměř plného napájecího (+5V). Aby tím tranzistory neshořely, tak jsou tam rezistory R12, 13, 17.
Koncové výstupy jsem vyvedl do dutinkového konektoru (dobře se do něj zasunují LEDky nebo ona 1RGB LEDka), ale je možné tam LEDku/y přímo zapájet (nechtěl jsem tam tak drahou součástku dávat napevno).
Zapojení obsahuje i přepínač, kterým se přepíná právě mezi analogovým a digitálním chodem. V jedné poloze je připojeno napájení integrovaných obvodů a zem ke kondenzátorům integračních článků. Pokud jej přepneme, tak se předchozí odpojí a připojí k potenciometrům – děličům. Která poloha bude která závisí na použitém typu přepínače, ale u mého jednoduchého (také z TIPy) odpovídá, že když je „jezdec“ blíže k IO tak se jede na digital, a když jakoby dál od nich a blíže k potenciometrům tak se jedna o analog.
Bohužel toto zapojení obsahuje pár nevýhod. Všímavější z vás by si povšimli kombinace TTLkoveho NE555 a CMOSového 4520BE. Další nevýhodou je to, že LEDky se rychleji rozsvětsují, než zhasínají, což je způsobeno tím, že se kondenzátory integračních článku vybíjejí rychleji než nabíjejí. Pokud se přepnete na anolog, tak kondenzátory integračních článků tam v podstatě zůstanou pořád zapojeny. Takže když prudce otočíte potenciometrem, tak opět tyto kondenzátory jsou nabité na určité napětí a chvíli jim trvá, než se jejich úbytek změní na to, které jste tam právě nastavili. Nehledě na to, že jsem počítal s tím, že kondenzátory integračních článků budou menší, takže se mi je nepodařilo nacpat do jedné řady, a tak jsou tam nacpané, a na křivo.
Pár rad k osazování
Nezapomeňte osadit jumper pod NE555 ještě před samotným integrovaným obvodem / paticí. Jistě jste si také všimli, že každý z kondenzátorů tvořící integrační článek má jinou rozteč nožiček. To je proto, abyste ty nožičky mírně roztáhli a nemuseli tak použít další jumpery. Dle mojí zkušenosti bych vám poradil ať napájecí vodiče (nějaký zvonkáč, co doma najdete) připájel taky co nejdřív, protože pak jej tam cpát mezi přepínač a potenciometr… Machrovinkou by pak bylo připájet tu napájecí dvoulinku na USB konektor (to však doporučuji, až budete mít obvod ozkoušen).
První zapojení
Po zapnutí obvodu by měl (při zhaslých všech LED!) odebírat slušných 7mA na digitální režim. Tato hodnota však výrazně závisí na použitých součástkách, takže vám taky může odebírat i 12mA nebo naopak jen 4mA. Pro úplnost bych dodal, že každá z LEDek, pokud zrovna svítí, odebírá cca od 3mA až třeba do 20mA. Takže pokud obvod funguje jak má, tak proudový odběr skáče třeba od zmiňovaných 7mA až po 26mA. Může se ale stát, že máte zkrat třeba u některého tranzistoru a ten se projeví až na něj přijde napětí – tedy až po několika sekundách (tak jak se to stalo mně). Vyčkejte proto s Ampérmetrem pár vteřin.
Po prvním zapnutí (nebo také když obvod dlouho někde ležel nepoužíván) je možné že se hned nic nestane. Kondenzátory C3 až C6 se totiž musí nabít a to chvíli trvá. Pokud se však ani po několika sekundách nic nestalo, zkontrolujte teplotu součástek a pokud „nehoří“, podejte si Ampérmetr a změřte proudový odběr.
Pokud si však vůbec nejste jisti jestli vám to bude fungovat (třeba se vám moc nepovedla deska), zkuste obvod nejdříve bez obou integrovaných obvodů i LED a měřte proud. Měl by být opravdu malý – rozhodně ne víc než 20mA. Pokud se stále nic neděje, pak ověřte funkci generátoru signálu. Nejraději na to používám analogový Voltmetr, ale stačí i LEDka s odporem. Měřte napětí na výstupu NE555 (pin číslo 3), oscilace/blikání musí být znatelné na první pohled. Když oscilátor osciluje, pak stejným způsobem prověřte výstupy čítače. Myslím, že je jasné, kde potom hledat chybu.
Seznam součástek
- Integrované obvody (patice nejsou nutné, ale doporučuji):
- IC1…NE555 + patice DIL8
- IC2…4520BE + patice DIL16
- Genrátor signálu (dle těchto hodnot je perioda regulovatelná od cca 1 sekundy do 4):
- R1…33k
- R2…68k
- R14 (potenciometr/trimr)…500k/N
- C1…10µF
- C2…10 až 100nF
- Integrační články:
- R3, R5, R7, R9 …820 Ω
- C3, C4, C5, C6 …470 µF
- Potenciometry děličů:
- R11, R15, R16…co nejvyšší, třeba 500k
- Výstupní tranzistory:
- T1, T2, T3, T4 …BC 337
- R4, R6, R8, R10 …220 Ω
- Ostatní:
- DPS jednovrstvý s fotolakem (po domácku stříkaný nebo už koupen) rozměry min. 35 x 100 mm
- Přepínač 2 póly x 2 polohy do DPS(vzdálenost pinů kolem 5mm)
- 2 jumpery (drátové propojky – jeden pod NE555 a druhý vedle přepínače.
- dutinková lišta 8 pinů (prodává se po 10 – budete muset 2 ustřihnout, nebo to nějak nakombinat – 2×4, 5+3, …)
- a samozřejmě LEDka/y!
Dokumentace
Zde tedy přikládám předlohu s jedním velkým flekem místo přepínače, to proto že nevím o tom, že by existoval nějaký, který má takovou rozteč vývodů. Proto si po osvitu otevřete tento soubor (kde je naznačeno vedení cest v okolí přepínače) a proškrábejte požadovaný vzorek. Zde ještě osazovák.
Za zmínku stojí také, že, jak jste si mohli povšimnout připadalo mi trochu mrzuté obětovat RGB LEDku na takovéto chaotické zapojení, a tak jsem jej zjednodušil a vytvořil mini verzi tohoto RGB blikače.