Устройство служит для создания светового эффекта типа "разбегающихся" в разные стороны двух световых лучей. Его можно использовать для декорации и светового оформления витрин магазинов, на танцевальных площадках, автомобилисты применяют линейки с бегущими огнями в качестве вспомогательных стоп-сигнальных огней. Комбинируя несколько линеек, можно построить разнообразные светящиеся фигуры, например, многоугольные звезды.
Электрическая схема устройства показана на рис.1. Устройство можно условно разделить на три функциональных блока: тактовый генератор, блок формирования алгоритма светового эффекта и исполняющее устройство управления (14-ю светодиодами).
Рис.1
Генератор построен на двух логических элементах микросхемы 4011, состоящей из 4 логических элементов 2И-НЕ (схему можно заменить отечественным аналогом 564ЛА7, К561ЛА7. Частота работы генератора определяется емкостью конденсатора О и сопротивлением резистора R1 и потенциометра R16, предназначенного для изменения частоты генератора. Экспериментально установлено, что оптимальная частота получается при сопротивлении потенциометра около 100 кОм.
Функцию последовательного зажигания светодиодов в линии выполнено с помощью двух четырехразрядных сдвиговых регистров типа 4015. Регистр 4015 имеет последовательный вход и параллельный выход, в качестве замены можно использовать сдвиговые регистры 564ИР2, К561ИР2, КР1554ИР46.
Как известно, сдвиговый регистр - это цифровой элемент, у которого на выходных разрядных регистрах последовательно устанавливается высокий логический уровень с приходом синхроимпульса. Выход самого старшего разряда регистра QD DD2.1 используется для обнуления устройства, остальные семь выходов используются для управления светодиодами. После обнуления регистра на информационном входе первого сдвигового регистра DD2.2 постоянно присутствует высокий уровень, равный напряжению питания. После поступления очередного синхроимпульса с тактового генератора состояние на входе D переписывается на выход QA сдвигового регистра DD2.2. Одновременно синхроимпульс поступает но счетный вход CLK второго сдвигового регистра DD2.1, но на его информационном входе присутствует низкий уровень, подаваемый с последнего выхода сдвигового регистра DD2.2, и на выходе остается неизменным низкий уровень.
Приход очередного синхроимпульса приводит к перемещению информации с выхода QA на выход QB регистра DD2.2. Одновременно на выходе QA вновь будет записан высокий уровень, который постоянно присутствует на информационном входе D первого сдвигового регистра. Такая ситуация повторяется еще двукратно, и после четвертого синхроимпульса на всех выходах регистра DD2.2 будет присутствовать высокий логический уровень. При этом на информационном входе второго сдвигового регистра DD2.1 теперь присутствует высокий уровень, подаваемый с выхода QD первого регистра DD2.2. Затем пятый синхроимпульс приведет к переписи информации со входа D на выход QA DD2.1. Последующие два синхроимпульса приведут к появлению на следующих выходах высокого уровня аж до прихода восьмого синхроимпульса, когда высокий уровень появится на выходе QD регистра DD2.1. Этот высокий уровень поступает на входы RST обоих регистров и обнуляет их. Затем процесс повторяется сначала.
Таким образом, выполняется последовательное заполнение выходов регистров, которое используется для управления линейкой светодиодов. Однако запитывание светодиодов непосредственно с этих выходов ограничило бы максимальный ток, протекающий через светодиоды, уменьшающий яркость их свечения. Для использования максимальной яркости свечения светодиодов в устройстве применен выходной преобразователь на интегральной микросхеме ULN2003 (аналоги: Kl 109КТ22, Kl 109КТ23). ИМС ULN2003 содержат в своей структуре 7 транзисторов Дарлингтона, обычно применяются в качестве буферных каскадов для согласования 5- и 12-вольтовых периферийных устройств и для управления семисегментными знаковыми индикаторами в мупьтиплексорных системах.
В описываемом устройстве каждый драйвер микросхемы управляет парой светодиодов (рис.2).
Рис.2
Конденсаторы С2 и C3 выполняют роль сглаживания питания и подавления возможных импульсных выбросов переменного тока.
На рис.3 показано размещение элементов на печатных платах, которые выполнен ы односторонним монтажом, перемычки между печатными проводниками на платах обозначены литерой Z.
Рис. 3
(нажмите для увеличения)
Платы одинакового размера монтируют одну над другой на разделительных втулках длиной 2...3 см и соединяют с помощью винтов с круглыми головками и гаек. Можно соединить платы и без использования втулок, при этом на одно соединение понадобятся винт длиной 3...4 см и три гайки. В верхнюю печатную плату, на которой припаяны светодиоды, вставляют винты и зажимают их гайками до самих головок.
Затем на винты накручивают по второй гайке на глубину, достаточную для размещения на оси винтов нижней печатной платы, и зажимают последнюю оставшимися гайками (рис.4).
Рис.4