Современная электроника №7/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2024 Рис. 2. Акустический светодиодный драйвер с низковольтным питанием. Вариант 1. Рисунок печатной платы C13 110 50 СТОРОНА ПЕЧАТНЫХ ПРОВОДНИКОВ СТОРОНА КОМПОНЕНТОВ DD3 DD3 DD2 DD2 DD1 DD1 M1 M1 C3 C3 R7 R7 VD1 VD1 R1 R1 R24 R24 R25 R25 R26 R26 R27 R27 R28 R28 R29 R29 R30 R30 R31 R31 HL1 HL1 HL2 HL2 HL3 HL3 HL4 HL4 HL5 HL5 HL6 HL6 HL7 HL7 HL8 HL8 C8 C8 + + - - R19 R19 DA1 DA1 L1 L1 Б Б К К Э Э VT3 VT3 Б Б К К Э Э VT4 VT4 +1,5 В GND C2 C2 + + - - C1 C1 + + - - C11 C11 + + - - Б Б К К Э Э VT1 VT1 Б Б К К Э Э VT2 VT2 R9 R9 R2 R2 R3 R3 C7 C7 R6 R6 R14 R14 C4 C4 C5 C5 C6 C6 R10 R10 R11 R11 R5 R5 R4 R4 R12 R12 R13 R13 R8 R8 C10 C10 + + - - VD2 VD2 R16 R16 R15 R15 C9 C9 R21 R21 C14 C14 + + - - R20 R20 VD3 VD3 R18 R18 C13 + + - - R17 R17 C12 C12 R23 R23 R22 R22 В тёмное время суток или при затем - нении фотодиода VD1 транзисторы VT1 и VT2 закрыты, поэтому на вхо - де элемента DD1.1 поддерживает - ся уровень лог. «0», а на его выходе – лог. «1». Микрофон M1 оказывается подключённым через резисторы R5 и R6 практически к напряжению источ - ника питания. Конденсатор C2 необ - ходим для уменьшения переходного процесса в микрофонном усилителе при переключении логического эле - мента DD1.1. Звуковая команда (хлопок, разго - вор, звуки шагов) вызывает появле - ние на выходе микрофона переменно - го напряжения амплитудой несколько милливольт, которое, усиливаясь до уровня амплитудой 400–500 мВ, при - водит к запуску одновибратора. Бла - годаря триггерным свойствам элемен - та DD1.2 оказалась возможной подача на его вход медленно меняющегося напряжения с выхода микрофонно - го усилителя. В результате на выходе элемента DD1.4 формируется уровень лог. «1» на время, определяемое положени - ем движка подстроечного резистора R14. При этом повышающий преоб - разователь активируется и начинает вырабатывать стабильное выходное напряжение 5 В, которое подаётся на цифровой автомат, собранный на ИМС DD2 и DD3. Цифровой авто - мат обеспечивает последовательное зажигание светодиодов по принци - пу нарастания яркости. По проше - ствии времени выдержки линейка гаснет по принципу уменьшения яркости и только после этого ста - новится возможным повторный запуск одновибратора и активация драйвера. При появлении выходного напря - жения драйвера (5 В) через рези - стор R23 начинает заряжаться кон - денсатор C14. При этом на выходе логического элемента DD2.6 фор - мируется короткий отрицатель - ный импульс, который сбрасывает в исходное нулевое состояние все триггеры регистра DD3 и одновре - менно, инвертируясь элементом DD2.1, через диод VD3 и резистор R20 заряжает конденсатор C13. Напряже - ние уровня лог. «1», дважды инвер - тируясь элементами DD2.4 и DD2.5, поступает на информационные вхо - ды регистра «DR», «&» (выводы 1 и 2) и записывается во внутренние триг - геры регистра DD3 с каждым поло - жительным перепадом импульсов на его входе «С» (вывод 8). Генера - тор прямоугольных импульсов на элементах DD2.2, DD2.3 работает непрерывно при наличии питаю - щего напряжения 5 В. После завершения обнуляющего импульса на выходе элемента DD2.6 конденсатор С13 медленно разряжа - ется через резистор R21. Пока напря - жение на входе элемента DD2.4 не достигнет порогового значения, по входам «DR», «&» (выводы 1 и 2) реги - стра DD3 будет продолжаться загруз - ка логических единиц. Светодиодная линейка последовательно включит - ся и будет оставаться во включённом состоянии. Когда конденсатор C13 разрядит - ся до порогового значения напряже - ния элемента DD2.4, элементы DD2.4 и DD2.5 переключатся в противопо - ложное состояние и уровень лог. «0» начнёт записываться во внутренние триггеры регистра DD3 с каждым положительным перепадом импуль - сов на его входе «С» (вывод 8). Све - тодиодная линейка последователь - но погаснет и будет оставаться в выключенном состоянии до следу - ющего перезапуска одновибрато - ра и повышающего драйвера. Обя - зательным условием правильной работы устройства является неболь - шое превышение времени выдерж - ки одновибратора по сравнению с постоянной времени цепи С13–R21. Если это условие не будет выпол - няться, то все светодиоды линейки будут выключаться одномоментно по окончании времени выдержки одновибратора и выключения повы - шающего драйвера. Рисунок печат - ной платы первого варианта устрой - ства показан на рис. 2. Схема электрическая принципиаль - ная второго варианта устройства пока - зана на рис. 3. В отличие от первого варианта, микрофонный усилитель питается выходным током элемента DD1.1, что позволяет повысить эко - номичность автомата, а также в схе - му одновибратора добавлен германи - евый диод для уменьшения времени возврата в исходное состояние. Других отличий в верхней части схемы нет, поэтому подробно рассматривать её не будем. Остановимся более подроб - но на цифровом автомате, собранном на ИМС DD2…DD5. В отличие от первого варианта устройства, здесь нарастание ярко - сти происходит по принципу нарас - тающего «столба», когда очередной светодиод зажигается, погасает, затем зажигается вновь с одновременным