Простые бегущие огни на микросхеме-счетчике К561ИЕ8. Преобразователь на мощных полевых транзисторах и микросхеме К561ИЕ8 Временная диаграмма работы счетчика К561ИЕ8

Это устройство разрабатывалось к новогодним праздникам, в качестве ёлочного украшения, которое вместе с печатной платой можно поместить на ветке ёлки. Но, применение может быть и шире, например, в качестве индикатора или указателя направления.

Устройство выполнено на одной микросхеме К561ИЕ8. На выходе, на одном краю печатной платы, расположено в линию девять сверхярких индикаторных светодиодов. При работе автомата сначала загорается один крайний светодиод, а потом последовательно загораются и все остальные пока не будут гореть все. Потом гаснут, и все повторяется опять. Зрительный эффект - линия растет из точки.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке 1. Основа схемы - счетчик К561ИЕ8 и генератор импульсов на мигающем светодиоде HL1. Мигающий светодиод HL1, в процессе мигания ток через него сильно меняется, соответственно меняется и напряжение на резисторе R1, - на нем образуются импульсы, вполне логического уровня. Они и подаются на вход счетчика.

Интересно то, что эти импульсы сопровождаются хаотичными короткими импульсами, напоминающими помехи от дребезга контактов. Причина их не ясна, так как в светодиоде точно никаких механических контактов нет. Но чтобы эти короткие импульсы не сбоили счетчик на его входе включена цепь R2-C1.

Рис. 1. Схема бегущих огней на микросхеме К561ИЕ8.

Как известно, в процессе работы, счета входных импульсов, состояние выходов счетчика К561ИЕ8 меняется следующим образом, - единица переходит с одного выхода на другой последовательно, согласно количеству посчитанных импульсов.

То есть, единица есть только на одном из выходов, в то время, как на всех других выходах нули. Если ключи со светодиодами подключить непосредственно к выходам микросхемы, то получится так, что всегда будет гореть только один светодиод, а эффект будет напоминать бегущую точку.

Но нужен был эффект удлинения линии, поэтому на диодах VD1-VD17 собрана схема, удерживающая открытыми ключи ранее включенных светодиодов.

Монтаж

Монтаж выполнен на печатной плате, показанной на рис. 2.

Рис. 2. Печатная плата для схемы бегущих огней.

Рис. 3. Расположение компонентов на плате.

Детали

Светодиоды можно использовать любые, желательно сверхяркие. Мигающий светодиод -любой мигающий индикаторный красный. Красный потому что у него ниже напряжение падения. Микросхему К561ИЕ8 можно заменить на К176ИЕ8 или использовать зарубежный аналог CD4017 или другой «4017».

Эту же схему вполне возможно приспособить для переключения гирлянд. Просто, вместо светодиодов HL2-HL10 нужно будет подключить устройства для переключения гирлянд, например, обмотки маломощных реле или светодиоды твердотельных реле или оптосимисторов.

Анисимов В. А. РК-11-16.

Довольно популярная микросхема К561ИЕ8 (зарубежный аналог CD4017) является десятичным счетчиком с дешифратором. В своей структуре микросхема имеет счетчик Джонсона (пятикаскадный) и дешифратор, позволяющий переводить код в двоичной системе в электрический сигнал появляющийся на одном из десяти выходов счетчика.

Счетчик К561ИЕ8 выпускается в 16 контактном корпусе DIP.

Технические параметры счетчика К561ИЕ8:

• Напряжение питания: 3…15 вольт
• Выходной ток (0): 0,6 мА
• Выходной ток (1): 0,25 мА
• Выходное напряжение (0): 0,01 вольт
• Выходное напряжение (1): напряжение питания
• Ток потребления: 20 мкА
• Рабочая температура: -45…+85 °C

Габаритные размеры микросхемы К561ИЕ8:

Назначения выводов К561ИЕ8:

• Вывод 15 (Сброс ) — счетчик сбрасывается в нулевое состояние при поступлении на данный вывод сигнала лог.1. Предположим, вы хотите, чтобы счетчик считал только до третьего разряда (вывод 4), для этого вы должны соединить вывод 4 с выводом 15 (Сброс). Таким образом, при достижении счета до третьего разряда, счетчик К561ИЕ8 автоматически начнет отсчет с начала.
• Вывод 14 (Счет) – вывод предназначен для подачи счетного тактового сигнала. Переключение выходов происходит по положительному фронту сигнала на выводе 14. Максимальная частота составляет 2 МГц.
• Вывод 13 (Стоп) – данный вывод, в соответствии от уровня сигнала на нем, позволяет останавливать или запускать работу счетчика. Если необходимо остановить работу счетчика, то для этого необходимо на данный вывод подать лог.1. При этом даже если на вывод 14 (Счет) по-прежнему будет поступать тактовый сигнал, то на выходе счетчика переключений не будет. Для разрешения счета вывод 13 необходимо соединить с минусовым проводом питания.
• Вывод 12 (Перенос) – данный вывод (вывод переноса) используются при создании многокаскадного счетчика из нескольких К561ИЕ8. При этом вывод 12 первого счетчика соединяют с тактовым входом 14 второго счетчика. Положительный фронт на выходе переноса (12) появляется через каждые 10 тактовых периодов на входе (14).
• Выводы 1-7 и 9-11 (Q0…Q9) — выходы счетчика. В исходном состоянии на всех выходах находится лог.0, кроме выхода Q0 (на нем лог.1). На каждом выходе счетчика высокий уровень появляется только на период тактового сигнала с соответствующим номером.
• Вывод 16 (Питание) – соединяется с плюсом источника питания.
• Вывод 8 (Земля) – данный вывод соединяется с минусом источника питания.

Временная диаграмма работы счетчика К561ИЕ8

На рисунке ниже приведено условное обозначение микросхемы К561ИЕ8:

Несколько примеров применения счетчика К561ИЕ8

Бегущие огни на светодиодах

Схема позволяет организовать быстрое поочередное свечение каждого светодиода. Источник тактовых импульсов построен на таймере NE555, который включен в схему как генератор прямоугольных импульсов. Частота импульсов на выходе NE555, а следовательно и скорость бегущих огней, регулируется переменным резистором R2.

Так же можно увеличить число светодиодов путем каскадного подключения счетчиков. Такую работу К561ИЕ8 вы можете посмотреть в программе Proteus.

(13,5 Kb, скачано: 2 270)

С помощью десятичного счетчика К561ИЕ8 можно собрать . При нажатии кнопки SА1 происходит разряд конденсатора С1 через резистор R1. Когда кнопка SА1 отпущена, конденсатор C1 будет заряжаться через резистор R2, вызывая нарастающий фронт на тактовом входе (14) счетчика К561ИЕ8. Это приведет к тому, что на выходе Q1 появляется высокий логический уровень (практически напряжение питания), в результате чего будет светиться светодиод HL1.

В то же время конденсатор С2 начнет заряжаться через сопротивления R4 и R5. Когда напряжение на нем достигнет примерно половины напряжения питания, это приведет к сбросу счетчика. Выход Q1 перейдет в низкий уровень, светодиод погаснет и конденсатор С2 будет разряжаться через диод VD1 и резистор R3. После этого схема будут оставаться в таком стабильном состоянии, пока кнопка SА1 не будет нажата снова.

Изменяя сопротивление R4 можно выбирать необходимый интервал таймера в диапазоне от 5 секунд и 7 минут. Ток потребления данной схемы в состоянии ожидания составляет несколько микроампер, в режиме работы примерно 8 мА в основном за счет свечения светодиода.

Эта схема имитирует огни полицейского проблескового маячка. В результате работы устройства, чередуется мигание красных и синих светодиодов, причем каждый цвет мигает по три раза.

Генератор тактовых импульсов для счетчика К561ИЕ8 построен на таймере NE555. Ширина этих импульсов может быть изменена путем подбора сопротивлений R1, R2 и емкости C2. Импульсы с выхода счетчика, через диоды, поступают на два транзисторных ключа, которые управляют миганием светодиодов.

Данная микросхема удобна для реализации различных схем, где необходимо поочерёдное переключение каких либо нагрузок. Приведённая схема обеспечивает поочерёдное включение девяти пар светодиодов, применение более мощных ключей позволит подключать лампы накаливания, светодиодные ленты, реле и пр.

Рассмотрим принцип работы: на логических элементах (2ИЛИ-НЕ) DD1.1 и DD1.4 собран генератор прямоугольных импульсов с частотой 3-10 Гц, которая устанавливается подстроечным резистором R2, или подбором конденсатора C1, импульсы поступают на счётный вход микросхемы DD2. В момент включения устройства зарядный ток конденсатора С2 создаёт на резисторе R3 положительный импульс, который с помощью элементов DD1.2 и DD1.3 преобразуется в логическую единицу, далее он подаётся на вход сброса счётчика и счёт начинается всегда с 3 вывода (в противном случае при подаче питания, единица на выходах может установится произвольно). Как только единица «добежит» до вывода 11 счётчика, через элементы DD1.2 и DD 1.4 сбросит счётчик на начало и цикл повторится. При желании количество каналов можно уменьшить, перенеся сброс с 11 вывода на следующий за последним каналом.

Данная схема работала в спойлере авто (до встречи с ГАИ), пары светодиодов расположены с противоположных сторон, таким образом огни с двух сторон сбегаются в точку.

Список радиоэлементов

Микросхемы К176ИЕ8 и К561ИЕ8 - десятичные счетчики-делители. Они имеют 10 дешифрированных выходов QO...Q9. Схема счетчиков содержит пятикаскадный высокоскоростной счетчик Джонсона и дешифратор, преобразующий двоичный код в сигнал на одном из десяти выходов.

Если на входе разрешения счета ЕС счётчиков К561ИЕ8 и К176ИЕ8 присутствует низкий уровень, то счетчик выполняет свои операции синхронно с положительным перепадом на тактовом входе С. При высоком уровне на входе ЕС действие тактового входа запрещается и счет останавливается. При высоком уровне на входе сброса R счетчик очищается до нулевого отсчета.

На каждом выходе дешифратора высокий уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером. Счетчик имеет выход переноса С вых. Положительный фронт выходного сигнала переноса появляется через 10 тактовых периодов и используется как тактовый сигнал для счетчика следующей декады. Максимальная тактовая частота для счетчиков К561ИЕ8 и К176ИЕ8 равна 2 МГц.

Длительность импульса запрета счета должна превышать 300 нс, длительность тактового импульса не должна быть меньше 250 нс. Время действия импульса сброса должно превышать 275 нс. Возможные логические и импульсные состояния счетчиков К561ИЕ8 и К176ИЕ8 сведены в таблицу.

Зарубежным аналогом микросхемы К561ИЕ8 является микросхема CD4017A .

К561ИЕ8 - технические данные

Состояние счётчиков К561ИЕ8 и К176ИЕ8

Принципиальная схема

В импульсных шифраторах информация о номере команды заключена в количестве передаваемых импульсов. В радиолюбительской литературе встречаются различные варианты схемной реализации таких шифраторов. Ниже приводится наиболее компактный вариант, позаимствованный из .

Девятиканальная аппаратура позволяет включать и выключать исполнительные устройства модели в любой последовательности, а также включать некоторые команды на длительное время с возможностью оперирования в это время другими командами. В шифраторе предусмотрена кнопка оперативного сброса дешифратора приемника и выключения ложной команды, если произошло срабатывание дешифратора по случайной помехе.

Передатчиком команд управляет ключевой транзистор VT1, в базу которого подаются импульсы с выхода тактового генератора, собранного на элементах DD1.2 и DD1.3. Генератор вырабатывает импульсы только при наличии на выводе 2 DD1.2 логической единицы.

Схема работает следующим образом. При включении напряжения питания выключателем SA1 короткий положительный импульс с выхода дифференцирующей цепочки C4R3 поступает на вход сброса «R» счетчика DD2, обнуляя его. На выходе «О» счетчика устанавливается уровень логической единицы, на остальных выходах — логические нули (рис. 2.11, г—ж, интервал времени 0—tj на графиках).

Если ни одна из кнопок не нажата, то этот единичный уровень (через нормальнозамкнутые контакты всех кнопок) поступает на вход инвертора DD1.1. На выходе (вывод 11) последнего устанавливается логический нуль, запрещающий работу тактового генератора (рис. 2.11, а). Электронный ключ VT1 разомкнут, команды не передаются.

При нажатии любой кнопки, например SB3, на вход инвертора DD1.1 подается уровень логического нуля с выхода 3 DD2. На выходе инвертора устанавливается единичный уровень, разрешая работу тактового генератора (момент tj на рис. 2.11, а). Положительные импульсы с его выхода начинают поступать на базу электронного ключа, приводя в действие передатчик команд (рис. 2.11, б). Через инвертор DD1.4 импульсы поступают и на вход счетчика (рис. 2.11, в). Счет ведется по положительным перепадам этих импульсов, поэтому положительный перепад на выходе 3 DD2 появляется по окончании формирования третьего импульса (рис. 2.11, ж).

Кнопка SB3 должна удерживаться в нажатом положении до выполнения команды моделью (момент t3 на рис. 2.11). Поэтому в момент t2 положительный перепад с выходе 3 DD2, проин-вертированный элементом DD1.1, запретит работу тактового генератора. Формирование кодовой посылки из трех импульсов закончится. К моменту отпускания кнопки t3 на выходе 0 счетчика присутствует логический нуль (рис. 2.11, г). Следовательно, в этот момент на выводе 2 DDI.2 появится логическая единица, снова разрешив генерацию. Продолжится счет импульсов на выходах DD2 до 10, после чего появившаяся на выходе 0 DD2 логическая единица оборвет генерацию окончательно.

Количество генерируемых импульсов после отпускания командной кнопки всегда будет дополнять количество командных импульсов до 10. Это необходимо для сброса переданной команды (обнуления аналогичного счетчика) в дешифраторе модели. Начиная с момента t4 шифратор готов к передаче очередной команды. Период следования импульсов тактового генератора примерно равен 40 мс.

Следовательно, время передачи самой длинной команды из девяти импульсов не будет превышать 0,4 с. В дешифраторе предусмотрена выдержка в 0,5 с, препятствующая прохождению информации с выхода дешифратора в процессе работы счетчика. По истечении этого времени работа счетчика будет гарантированно закончена, и не возникнет неоднозначности в приеме команды.

Кнопка S10 предназначена для общего сброса всех команд и установки счетчика дешифратора в исходное состояние. Для правильного восприятия импульса сброса его длительность должна превышать 0,6 с.

Детали и конструкция

Микросхемы DDI и DD2 можно заменить импортными аналогами CD4011 и CD4017 соответственно. Транзистор VT1 — любой маломощный обратной проводимости. Времязадающий конденсатор С2 должен быть пленочным, остальные — любых типов.

Печатная плата шифратора никаких особенностей не имеет.

Настройка

Настройка заключается в установке периода следования импульсов задающего генератора. Для этой цели вход элемента DD1.1 временно отключают от кнопки SB9 и соединяют с корпусом. Генератор в этом случае работает в непрерывном режиме. Подключив осциллограф к выводу 4 DD1.3, подбором сопротивления R1 устанавливают период равным 40 мс.

При желании можно существенно увеличить темп передачи команд, уменьшив пропорционально величину постоянной времени R1C2. Такое изменение обязательно нужно будет учесть при настройке параметров дешифратора.

Днищенко В. А.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.

СПб.: Наука и техника, 2007. - 464 е.: ил.