Üdvözlök Mindenkit!

Ebben a cikkben bemutatom hogyan készíthetünk D-tároló segítségével egy látványos Led-es villámot. A leírás lehet egy kicsit foghíjas lesz, mert nem a közelmúltban készítettem a szerkezetet (már majdnem 2 éve), ennek ellenére próbálok minél pontosabb és érthetőbb lenni. Először is jöjjön egy videó miről is van szó.

Tehát akkor a kapcsolásról:
A kapcsolási rajz Innen tölthető le, Eagle4.15-ben készült, így az ennél újabb vezriók is biztos megnyitják, de még néhány régebbi is.
A kapcsolás D-tárolókból áll, pontosan 20 darabból, ez 10 darab IC-t jelent. Ezek ismétlő Johnson regisztert alkotnak. A Led-ek minden sorban párhuzamosan vannak összekötve, így egy D-tároló kimenete egy sornyi ledet vezérel. A kimenetek természetesen nem képesek meghajtani ennyi ledet, mivel max 20mA-t tudnak a kimenetükön, ezért a legegyszerűbb egy Tranzisztorral megoldani a Led-ek kapcsolgatását. Tranzisztornak bármilyen megfelel ami képes a Led-ek áramfelvételével megbirkózni. A kapcsoláson lehet látni, hogy térvezérlésű tranzisztorokat (FET) használtam, csupán abból a megfontolásból, hogy ezeket logikai szintekkel is remekül lehet vezérelni. A kapcsolás 5V-ról üzemel, ezért a Led-ek elé ellenállásokat kell betenni. Ezeknek az értéke változik a Led-ek számától függően, ezzel a képlettel ki lehet számolni mekkora értékű is kell hozzá. (U_T - U_Led )/(n*20mA) ahol U_T a tápfeszültség, esetemben 5V, U_Led a ledek feszültsége 20mA áramfelvétel mellett (meg kell mérni, vagy katalógusból kikeresni), n pedig az egy sorban lévő Led-ek darabszáma. Például, ha Led-ek 3V-osak és 8 darab van egy sorban 5V tápfeszültség mellett, akkor a képletbe behelyettesítve: (5-3)/(8*20m)=12,5 ohmot kapunk eredményül. Ilyen értékű ellenállást nem gyártanak, ezért egy olyat kell választani amely közelíti ezt az értéket, de mindenképp nagyobb legyen az értéke, hogy a Led-ek ne kapjanak túláramot. Ha nem áll rendelkezésre 5V akkor érdemes egy Feszültség stabilizátort használni (feszstab.) Ebből van többféle is más-más feszültséggel és árammal, pl 3V 5V 8V 12V 15V stb. és 0,1A 0,5A 1A 3A és még pár nagyobb darab is akad. Maga a meghajtó rész nem sok áramot igényel, max 20-40 mA a Led-ek viszont falják az áramot, főleg ha elég sok van belőlük. Az általam tervezett változatban 175 darab Led van ezek együtt kb 3,5A-t vesznek fel, de mivel az ellenállásokat kicsit nagyobb értékűekre választotam, ezért sikerült kicsivel 3A alá visszaszorítanom az áramfelvételt. Ezért egy 5V-os 3A-es feszstabot kellet beípíteni. Ez már melegik rendesen, hűtőbrodára kell szerelni! Ennyit a világításról, egy kicsit a tényleges működésről.

A D-tárolókat 74LS74 Ic-k tartalmazzák mindegyik 2darabot. Azért, hogy a számláló először egymás után bekapcsolja a kimeneteket, majd csak utána kapcsolja ki azokat az első tárolót kivéve mindegyik tároló bemenetét az előző fokozat kimenetére kell kötni, ide megy a Fet Gate-je is, tehát lpéldául: Q₅ kimenetre rá van kötve D₆ és fentről az ötödik sort vezérlő Fet Gate-je is. Ahoz hogy miután feltöltődött a villám ki is süljön az első tároló bemenetét az utolsó tároló negált kimenetére kell kötni. Ha ezzel megvagyunk még össz kell kötni a Reset lábakat is. Ezeket egy közös gombra kötjük, így egyszerre lehet kinullázni az összes sort, Valamint az órajel lábakat is közösíteni kell, mert enélkül nem kezdődik el a számolás.

Az áramkör órajelét egy 555-össel felépített időzítő szolgáltatja. Az időzítőben található egy potméter is, ezzel lehet szabályozni a villám "sebességét".

A terven lehet látni egy nagyobb csatlakozót is, ez egy számítógép tápjának a csatlakozója, innek kapja a kapcsolás a 12V-os feszültséget. Azért nem 5V-ot mert ha megmérjük az 5V-os ág feszültségét akkor az valahol 4,5 és 6V között lesz a kisebb feszültséggel nincs is baj de a 6V az már kiégetheti a Led-eket.

Az alkatrészek:
R1, R2, R4, R5 1kOhm
R3 (ezzel lehet beállítani a sebességet) 5kOhm
R6-R25 100Ohm
C1 legalább 4700uF 10V
C2, C4 100nF
C3 22uF (ezzel lehet beállítani a sebességet) nagyobb kondenzátorral lassabb lesz, kisebbel gyorsabb.
Fet-ek: BS170 X 20darab
IC-k: NE555 1darab
74LS74 X 10darab
7805 (feszstab, legalább 3A)
Led (bármilyen színű) amennyit csak szeretnél, nekem 175db sárga Led
egy nyomógomb, és esetleg egy számítógépes csatlakozó
Javaslom, hogy az IC-ket ne egyből a panelba forrasszuk, be hanem forraszunk be nekik foglalatokat, nem olyan drágák és ha valami gond van az IC-vel akkor nem kell küszködni a kiforrasztással, mert csak a foglalatból kell kivenni.

A NYÁK terv szintén Eagle-ben készült, ITT elérhető. A panel nem a legjobb tervezésem, csak egy oldalas panel állt rendelkerésemre és a villám alakja is érdekesre sikeredett, de a feladatát kitűnően ellátja. A Nyák terven látni több sárga vonalat is, ezeket vezetékkel kell összekötni (ezért nem a legjobb tervezésem). Ha mindent kiszámoltunk, beforrasztottunk és mértere vágtunk máris elvezhetjük a fényjátékunk szépségét.

A kapcsolás nem a legegyszerűbbek közé tartozik, és nem könnyű forrasztani sem, mivel közel 1000 forasztási pontot tartalmaz (kb 3 órán át melegedtem a páka mellett), de kiváló forrasztási gyakorlat egy tapasztaltabb építő számára.

Sajnos készítés közben nem csináltam róla képeket, és már beépítésre került a középiskolás tablómba. Nos azt hiszem végére is étem a cikknek...

Sikeres utánépítést mindenkinek!

Zyst