Цель состоит в том, чтобы управлять 32 различными светодиодами почти случайным образом. Фактически эти светодиоды будут разделены на две независимые группы по 16 светодиодов, и два из них будут гореть одновременно. Для упрощения опишем работу только одной половины электронного блока, вторая половина идентична.
В основе установки лежит использование 16-канального аналогового мультиплексора/демультиплексора. Этот тип схемы можно сравнить с поворотным переключателем с 16 положениями.
Подобно своему механическому аналогу, мультиплексор/демультиплексор может одновременно устанавливать только одно соединение между общим выводом и одним из 16 каналов.
Ранжирование соединения зависит исключительно от двоичного кода, присутствующего на его четырех входах: A, B, C и D.
Обычно этот код генерируется двоичным счетчиком, и последовательность соединений всегда происходит в одном и том же порядке, который со временем может стать монотонным.
В нашем приложении каждый вход мультиплексора/демультиплексора независимо управляется низкочастотным генератором с различной постоянной времени.
Результатом является квазислучайная комбинация порядков подключения, особенно потому, что изменения температуры имеют тенденцию увеличивать десинхронизацию генераторов.
Описание схемы
Как мы упоминали в предыдущем абзаце, описание будет ограничено половиной схемы для управления 16 светодиодами.
Четыре вентиля схемы триггера Шмитта, каждый из которых связан с регулируемым компонентом, резистором и конденсатором, образуют четыре регулируемых низкочастотных генератора.
Это соответственно R1, R5, C1 для контактов 8, 9, 10 IC1; R2, R6, C2 для контактов 4, 5, 6 микросхемы IC1; R3, R7, C3 для контактов 1, 2, 3 микросхемы IC1; и, наконец, R4, R8, C4 для контактов 11, 12, 13 IC1.
Выходы 10, 11, 4 и 3 четырех генераторов соответственно управляют четырьмя двоичными входами A, B, C и D мультиплексора IC2.
Общая точка, представляющая по аналогии движок поворотного переключателя, подключена к плюсовому выводу источника питания через ограничительный резистор R9.
16 выводов подключены к анодам светодиодов, а катоды через общий провод к земле.
Каждый аналоговый переключатель пропускает номинальный ток 25 мА, но в действительности он может работать с более высоким максимальным током.
Питание осуществляется от батареи 9В, а конденсаторы С5 и С6 обеспечивают сильную развязку в ближайшей точке схемы.
Другая половина схемы идентична, и в номенклатуре компоненты обозначаются так же штрихом.
Строительство
Как вы уже заметили на фотографиях этого проекта светодиодного цветка, весь эстетический интерес заключается в принятой круглой форме.
К сожалению, круглая форма подразумевает создание более сложной печатной платы (PCB), если только вы не используете следующий метод:
Начните с создания печатной платы на квадратной эпоксидной плате любым известным вам методом.
Просверлив все отверстия для компонентов, приступайте к сверлению центрального отверстия диаметром 5 или 6 мм, отмеченного точкой.
Затем начертите круглую форму, постепенно вырезая меньшие углы, и обработайте ее напильником.
По завершении этого этапа вставьте в центральное отверстие длинный металлический винт диаметром 5 или 6 мм вместе с гайкой и шайбой.
Закрепите его в патроне дрели, настроенной на низкую скорость.
Крепко удерживая сверло, используйте фиксированную контрольную точку и проведите плоской стороной напильника по периферии печатной платы.
Это приведет к идеальной круглой форме, которую можно дополнительно отрегулировать, прикладывая небольшое усилие к напильнику в сверле.
Когда печатная плата будет готова, разместите 10 резисторов, 6 конденсаторов, 8 регулируемых компонентов и не забудьте про разъемы для интегральных схем.
Когда с электроникой покончено, остается чисто творческая часть проекта.
В модели используется ватный тампон, обычно встречающийся в туалетных принадлежностях, которые можно приобрести в различных магазинах. Однако у вас есть право выбрать другую модель.
Возможно, вам придется соответствующим образом отрегулировать размеры печатной платы.
