㈠ 八路彩燈控制器電路設計圖,要求用移位寄存器為核心元件,組成兩種花形,每種連續循環兩次
3 工作原理
3.1 系統方案
3.11 方案一
彩燈控制器電原理圖如下圖所示。ICl、IC2由555接成多諧振盪器。IC3由4位2進制計數器74LS93接成16進制計數器,其4個輸出端可分別輸出對計數脈沖的2、4、8、16分頻信號。IC4是雙D觸發器74LS74,在這里接成兩位2進制加法計數器。IC5是雙4選l數據選擇器74LSl53,這里只用了它的一組4選1數據通道。IC6是
3位單向移位寄存器74LSl64,它是產生移動燈光信號的核心器件。
驅動電路用8隻三極體組成8路射隨器作緩沖放大,去觸發作電流開關的8隻雙向可控硅,以控制彩燈
發光。
電路的十5V電源由220V/9V變壓器降壓,經D1一D4橋式整流,7805穩壓後給控制電路供電。
電路工作原理
從ICl⑧腳出來的脈沖信號分為兩路:一路作為計數脈沖送到IC3的⑩腳;另一路作為移位時鍾脈沖加到IC6的⑧腳。調節RWl改變ICl的振盪頻率,可以改變燈光的移動速度,以得到不同的動態效果。
IC2、IC4、IC5共同組成了一個電子開關。IC2輸出的計數脈沖經IC4兩位二進制計數,在IC4的兩個輸出端共可得到「00」一「11」4個邏輯狀態。這4個狀態作為IC5的4個數據通道選擇信號,對應從IC3輸送到IC5的QA、QB、QC、QD4個分頻信號。其作用相當於一個受控的一刀四位的機械轉換開關。當IC4輸出為「00」時,選通IC5的⑧腳;為「01」時,選定IC5的⑤腳……。調節RW2改變IC2的輸出脈沖周期,可以改變開關的切換時間,用以選擇每種花樣出現時間的長短。
從IC5第⑦腳輸出的數據信號送到IC6的輸入端,在時鍾脈沖作用下,數據在IC6的8位並行輸出端從Q0一Q7順序移動。這一移動的8位控制信號經功率驅動電路去推動8路彩燈,就出現了8路4花樣自動循環切換的流水彩燈。
3.12 方案二
彩燈控制電路如下圖所示,彩燈由發光二極體模擬替代,該電路由555定時器,7490計數器和74138解碼器組成。7490計數器的時鍾信號由555振盪器提供,改變555振盪器的頻率,即可控制彩燈閃爍的快慢。計數器輸出信號輸送至74138解碼器,由138解碼,根據計數器輸出不同的計數結果,即可控制138解碼器解碼得到不同的輸出信號,決定控制彩燈的循環變化。顯然,不同的計數器與解碼器電路得到的是不同的彩燈循環控制結果。若解碼器不變,在計數器的控制端輸入不同的控制信號,進行不同的技術,則在輸出端可見不同的彩燈循環輸出。
3.13 方案三
彩燈控制電路如圖所示,圖中SE9201為雙極和CMOS兼容工藝的大規模集成電路,採用DIP-18腳雙列直式塑封結構。該電路外圍元件少,外接一隻電位器RP與電容器C2,其阻容值就決定了內部振盪器的時鍾頻率。通常電容器取0.1-0.22μF,電位器為1MΩ,通過改變其電阻值就可以改變閃光快慢,待調到理想閃光頻率時再換用同阻值的固定電阻器。集成電路有B1—B4四個花樣選擇端,通過其與不同電平連接,可組成眾多變化的閃光花樣。Q1—Q8共八個輸出端,可驅動八路彩燈,SE9201使用電源為3—8V,典型值為5V。
這里的B1—B4相連,以實現四點追逐和全亮間隔閃光雙循環的基本花樣,當然,也可在次埠接入一個控制器,不停地變換閃光方式。
方案二電路原理圖
方案三電路原理圖
方案一的電路圖較之二和三來相對復雜,用的元器件較多;方案二電路圖簡單,用到的元器件少,但花樣少,不同的花樣需換用不同的計數器與解碼器,形式較為呆板;方案三用的元器件少,電路圖簡單易於維修組裝與調試,且花樣豐富多彩,四個選擇端可任意連接組成多達27種花樣,故採用方案三!
4 元器件的選擇
IC選用SE9201型彩燈專用集成電路。VD1—VD4採用N4004—1N4007型等硅整流二極體;VD5選用5V,0.5W穩壓二極體,如2CW21B,HZ5C—2型或5.1V,0.5V穩壓二極體,如2CW53—5V1,1N5231,1N5231B,1N5993,2CW5231,UZ—5.1B型等;VS1—VS8選用普通小型塑封單向晶閘管,如2N6565,MCR100—8,BT169型等,每路彩燈功率可達100W左右。R1採用RI—1W型金屬膜電阻器,其餘電阻可選用RTX—1/8W型碳膜電阻器。RP可用WH5小型碳膜合成電位器,它用可以調節彩燈循環點亮的速率。C1採用CD11—16V型電解電容器,C2用CT1型瓷介電容器。
5 元器件的簡要說明
5.1 SE9201的控制方式
SE9201具有8種基本花樣:①四點追逐;②彈性張縮;③跳馬右旋;④跳馬左旋;⑤依次亮同時滅;⑥同時滅依次亮;⑦左右擴張;⑧全亮間隔閃光。
下表提供27種花樣自動變換方式,自動全循環時,每種花樣閃光次數除全亮間隔閃光四次外,其他花樣都八次。而雙循環和全循環的每種花樣的閃光次數都為自動轉換次數的一半。
SE9201集成電路花樣的控制方式
次序 B1 B2 B3 B4 燈 光 變 換 花 樣
1 低 低 低 懸空 四點追逐
2 高 低 低 懸空 彈性張縮
3 低 高 低 懸空 跳馬右旋
4 高 高 低 懸空 跳馬左旋
5 低 低 高 懸空 依次亮同時滅
6 高 低 高 懸空 同時滅依次亮
7 低 高 高 懸空 八種花樣自動循環
8 高 高 高 懸空 全亮間隔閃光
9 低 低 B3、B4相連 四點追逐和依次亮同時滅雙循環
10 高 低 B3、B4相連 彈性張縮和同時滅依次亮雙循環
11 低 高 B3、B4相連 跳馬右旋為主間隔8種花樣自動轉換
12 高 高 B3、B4相連 跳馬左旋和全亮間隔閃光雙循環
13 低 低 B2、B4相連 四點追逐和跳馬右旋雙循環
14 高 低 B2、B4相連 彈性張縮和跳馬左旋雙循環
15 低 高 B2、B4相連 依次亮同時滅為主間隔8種花樣自動轉換
16 高 高 B2、B4相連 同時滅依次亮和全亮間隔閃光雙循環
17 低 低 B1、B4相連 四點追逐和彈性張縮雙循環
18 高 低 B1、B4相連 跳馬左右旋循環
19 低 高 B1、B4相連 依次亮同時滅和同時滅依次亮雙循環
20 高 高 B1、B4相連 全亮間隔閃光為主間隔8種花樣循環
21 低 B2、B3、B4相連 四點追逐為主間隔8種花樣循環
22 高 B2、B3、B4相連 彈性張縮和全亮間隔閃光雙循環
23 低 B1、B3、B4相連 四點追逐和同時亮依次滅雙循環
24 高 B1、B3、B4相連 跳馬右旋和全亮間隔閃光雙循環
25 低 B1、B2、B4相連 四點追逐和跳馬左旋雙循環
26 高 B1、B2、B4相連 依次亮同時滅和全亮間隔閃光雙循環
27 B1B2B3B4相連 四點追逐和全亮間隔閃光雙循環
6 製作與調試
除EL1—EL8外,所有電子元器件安裝在一塊自製的印製電路板上,並將 其裝入大小合適的塑料或木盒之內。如驅動大功率的電路,則需選用大功率的晶閘管,對於開機時正常,工作一段時間後出現某一路或幾路燈光常亮的故障,一般是由於採用質量差的晶閘管或器件溫升過高而造成,解決方法是更換質量較好的晶閘管或加散熱器。