Біжать вогні на світлодіодах

Один з варіантів використання твердотільних джерел світла в декоративних цілях – біжать вогні на світлодіодах. Способів виготовлення цього нескладного пристрою – маса. Розглянемо деякі з них.

Найпростіша схема біжать вогнів на 12 вольт

В інтернеті найбільш часто зустрічається проста «старомодна» схема з використанням лічильника і генератора (малюнок 1).

adf0671976bd44fb79490f457ecdb38c Біжать вогні на світлодіодах

Малюнок 1

Робота схеми гранично проста і зрозуміла. Генератор побудований на основі таймера імпульсів, а лічильник виконує свою основну функцію – вважає імпульси і видає відповідні логічні рівні на своїх виходах. До виходів підключені світлодіоди, які спалахують при появі логічної одиниці і відповідно гаснуть при нулі, створюючи тим самим ефект біжать вогнів. Швидкість перемикання залежить від частоти генератора, яка в свою чергу залежить від номіналу резистора R1 і конденсатора С1.

Найменування мікросхем наведені радянські, але вони мають легкодоступні імпортні аналоги. Якщо необхідно збільшити яскравість світлодіодів, то для збільшення струму потрібно підключати їх через буферні транзистори, т. к. самі виходи лічильника мають досить скромну навантажувальну здатність.

Підключаємо «мізки»

Для одержання більш складних ефектів, схема повинна будуватися на мікроконтролері (далі МК). Хоча в інтернеті є безліч схем біжать вогнів на мікроконтролері, побудованих на звичайній логіці, що реалізують різну послідовність запалювання світлодіодів, їх використання невиправдано і недоцільно в наші дні.

Схеми виходять більш громіздкими і дорогими. МК дозволяє гнучко управляти окремими світлодіодами або їх групами, зберігати в пам’яті безліч програм світлових ефектів і при необхідності чергувати їх по заздалегідь заданій послідовності або за зовнішньою командою (наприклад, кнопки). При цьому схема виходить досить компактною і досить дешевою.

Розглянемо основний принцип побудови схеми біжать вогнів на світлодіодах з використанням мікроконтролера.

Для прикладу візьмемо мікросхему ATtiny2313 – 8-розрядний МК вартістю близько 1$. Найпростіша схема може бути реалізована безпосереднім підключенням світлодіодів до висновків I/O (малюнок 2). Ці висновки МК здатні забезпечити струм до 20 мА, що більш ніж достатньо для індикаторних світлодіодів.

Необхідне значення струму задається резисторами, включеними послідовно діоди. Значення сили струму розраховується за формулою I=(u піт-ULED)/R. Схеми живлення і скидання МК на рисунку не наведено, щоб не ускладнювати схему. Ці ланцюги стандартні і виконуються у відповідності з рекомендаціями виробника, наведеними в Data Sheet. При необхідності точного завдання часових інтервалів (тривалості запалення окремих світлодіодів або повного циклу) можна використовувати кварцовий резонатор, що підключається до виводів 4 і 5 МК.

Якщо такої необхідності немає, можна обійтися вбудованим RC-генератором, а вивільнені висновки призначити як стандартні виходи і підключити ще кілька світлодіодів. Максимальна кількість світлодіодів, яке можна підключити до цього МК – 17 (на малюнку 2 показаний варіант підключення 10 світлодіодів). Але краще залишити один-два висновки для кнопок управління, щоб була можливість перемикати режими біжить вогню.

2fa8829dfe49f1b316f32e0ace7650e3 Біжать вогні на світлодіодах

Малюнок 2

Ось і все, що стосується «заліза». Далі все залежить від програмного забезпечення. Алгоритм може бути будь-яким. Наприклад, можна записати в пам’ять кілька режимів і налаштувати інтервал повторення кожної або підключити дві кнопки: одну для перемикання режимів, іншу для регулювання швидкості. Написання подібної програми – досить просте завдання навіть для людини ніколи не працював раніше з МК, проте якщо вивчати програмування лінь або ніколи, а «оживити» біжить вогонь на світлодіодах дуже хочеться – завжди можна завантажити готове.