Практическая работа

Собираем автомат световых эффектов

Сегодня на практике соберем простую схему радиолюбительской конструкции – «Автомат световых эффектов»

Для работы нам понадобятся две программы:

– последняя версия радиолюбительской программы для рисования печатных плат «Sprint Layout».

– программа для снятия скриншотов с экрана монитора компьютера

Если вы еще не знакомы с программой «Sprint Layout», можете воспользоваться видеоуроком по работе в ней.

Ниже вы сможете скачать и довольно хорошую программу для снятия скриншотов с экрана монитора – «FastStone Capture» .

Эта программа с очень большими возможностями (в том числе позволяет записывать видео с экрана, все видеоуроки на сайте сделаны с помощью этой программы), и в тоже время очень проста.

Скачать программу FSCapture

За основу берем схему автомата световых эффектов на микросхеме К561ЛА7.

Собирать будем схему «Пропеллер» (хотя это и не столь важно, можно выбрать любую схему из статьи).

Печатная плата автомата световых эффектов «Пропеллер»:

Теперь нам нужно собрать радиодетали согласно принципиальной схеме:

Микросхему К561ЛА7 можно заменить на микросхему К561ЛЕ5:

Транзисторы КТ315 можно использовать с буквенными обозначениями А-Г, или заменить их на транзисторы КТ3102, или применить их зарубежные аналоги:

Резисторы и конденсаторы – как на схеме.

Что делать, если нет резисторов или конденсаторов нужных номиналов?

Частота переключений светодиодов в схеме зависит от номиналов резисторов R1-R3 и конденсаторов С1-С3. Частоту переключения можно рассчитать по формуле:

F= 0,32/RC, где:

– R – сопротивление (R1, R2 или R3) в Омах;

– С – емкость (С1, С2 или С3) в Фарадах

Давайте подсчитаем частоту переключения светодиодов в схеме:

– сопротивление резистора – 3 МОм = 3 000 000 Ом (три миллиона Ом)

– емкость конденсатора – 0,1 мкФ = 0,000 000 1 Фарад

Считаем:

F= 0,32/3 000 000 * 0,000 000 1 = 0,32/0,3 = 1,066 Гц = 1 Гц

Светодиоды будут переключаться с частотой 1 Гц (один раз в секунду)

Применим в схеме резисторы R1-R3 номиналом 910 кОм и конденсаторы С1-С3 емкостью 1 микрофарад. Причем в схеме С1-С3 – неполярные конденсаторы, а я применил полярные (минусом на общий провод).

Детали мы собрали, теперь надо сделать печатную плату.

Используя программу «Sprint Layout» и образец платы, подготовим плату в программе для ее изготовления методом ЛУТ.

Запускаем программу «FastStone Capture»:

Выбираем «белый квадрат» – «захват прямоугольной области», нажав левую кнопку «мыши», выделяем в статье печатную плату по ее контуру и отпускаем кнопку. Попадаем в редактор программы. Выбираем меню сохранить, и сохраняем рисунок платы под любым именем в рабочей папке в формате .jpeg:

Запоминаем размеры платы, указанные на рисунке – 70 на 45 мм.

Запускаем программу «Sprint Layout», скачанную выше. Программа запускается не сразу, ей надо время для обработки макросов (библиотеки элементов, а в ней хранится более 13 тысяч всяких деталей):

Наводим курсор в рабочее поле и щелкаем правой кнопкой. В появившемся окне выбираем меню «Свойства»:

В появившемся окне выставляем размеры платы (70 на 45 мм).

Выбираем меню «Загрузить рисунок», появляется окно, через которое загружаем наш рисунок печатной платы:

В рабочем поле появится наш рисунок печатной платы «Пропеллера». Как видим, рисунок не вписывается в размеры платы на рабочем поле (рисунок больше по размеру). Выбираем в окне «Загрузить рисунок» окошко «разрешение» (в нем по умолчанию стоит 96 dpi) и, увеличивая или уменьшая разрешение, подгоняем рисунок под размеры платы:

Далее, выбирая соответствующие меню в левой колонке программы («контакт» и «дорожка») расставляем контакты и рисуем дорожки:

После того, как мы расставим все контакты и нарисуем дорожки, рисунок можно будет удалить (опять через меню «Загрузить рисунок»):

Все, плата в программе готова. Распечатываем ее и, применяя лазерно-утюжную технологию, изготавливаем плату. Припаиваем детали, проверяем правильность монтажа и наслаждаемся световыми эффектами и своим трудом.

А если вам захочется изменить частоту переключения светодиодов, или из-за отсутствия деталей нужных номиналов придется подбирать их по формуле? Все это приведет к тому, что вам придется выпаивать и впаивать радиодетали в плате, что не очень-то и удобно. Даже рассчитав номиналы деталей по формуле, вы вряд ли получите нужную частоту переключения – детали имеют разброс в своих номиналах.

В этом случае нам поможет предварительное макетирование собираемой схемы.

Для предварительного макетирования можно использовать макетную плату для монтажа без пайки.

Конечно, не все можно собрать на макетной плате, но вот такие электронные конструкции, схемы на микроконтроллере – самое то. Ну, а после настройки схемы, уточнения номиналов деталей и т.п., ее уже можно смело переносить на печатную плату.

Внешний вид макетной платы для монтажа без пайки:

Собираем автомат световых эффектов на макетной плате.

1. Так как плата состоит как бы из двух частей, сначала соединяем шины питания монтажными перемычками:

2. Устанавливаем микросхему К561ЛА7 и соединяем перемычками выводы 1-2, 5-6, 8-9, 12-13. Соединяем 7 вывод с «минусом» (см. на рисунке), а 14 – с «плюсом»:

3. Устанавливаем транзисторы:

4. Подсоединяем транзисторы к микросхеме:

Здесь мы подключили базы транзисторов к выводам микросхемы 3,4 и 10 соответственно.

5. Устанавливаем конденсаторы С1-С3 (электролитические конденсаторы емкостью 1 мкФ):

6. Устанавливаем резисторы R1-R3 (у меня они номиналом 910 кОм):

7. Соединяем эмиттеры транзисторов с «минусом»:

8. Устанавливаем светодиоды (например, разноцветные) и резисторы R4-R6:

9. Проверяем правильность монтажа (я нашел у себя одну ошибку), устраняем ошибки и подключаем макетную плату к блоку питания напряжением 9 вольт:

Теперь подбором деталей устанавливаем частоту переключения светодиодов, пробуем заменить транзисторы другим типом (для практики, если есть желание). Как только добьемся нужного результата, переносим детали на печатную плату и собираем всю конструкцию.

6