edw 2003 10 s52, Literatura techniczna, Czasopisma, Elektronika Dla Wszystkich, edw podf
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
+
W y
śś
ś
św i e t l a c z
S t a r
Tr e k
2 6 7 9
Do czego to służy?
W filmach sf takich jak Star Trek czy Star
Wars, scenografowie wykazują się dużą po-
mysłowością w kreowaniu futurystycznych
wnętrz kosmicznych statków przyszłości.
Uwagę przyciągają tablice chaotycznie mi-
gających kolorowych lampek. Umieszczone
na ścianach i pulpitach sterowniczych most-
ków kapitańskich wyświetlają niesamowite
wzory. Oglądający ma wrażenie, że ten wzór
jest efektem pracy komputera, zobrazowa-
niem danych jakie właśnie przetwarza. Wy-
gląda to bardzo efektownie i przykuwa uwa-
gę. Pomyślałem więc, czy aby nie zbudować
takiej tablicy? Mogłaby się nieźle prezento-
wać gdzieś obok komputera, a może nawet
wbudowana w jego obudowę? Tuning kom-
putera jest ostatnio bardzo modny. Podświe-
tlanie blue-ledami czy indywidualizowanie
wyglądu obudowy wykonuje coraz więcej
osób. Wszystko po to, aby wyróżnić swój
„grey-box” z tłumu reszty mu podobnych.
Nic też nie stoi na przeszkodzie, aby taka ta-
blica intrygowała znajomych i przyjaciół
w innym miejscu, np. na biurku czy półce.
Sam efekt wizualny oferowany przez
opisany układ jest trudny do zobrazowania
słowami. Dlatego napisałem prosty progra-
mik komputerowy (Display.exe), który go
Wam zaprezentuje. Jeżeli mój dotychczaso-
wy opis nie przekonał Was do budowy tego
układu, to zapraszam do ściągnięcia tego
programu ze strony internetowej EdW
z działu FTP.
dwóch generatorów U2A–U2F i U2B–U2C,
dwóch liczników binarnych połączonych ka-
skadowo U4A–U3A i U4B–U3B oraz tran-
zystorów T1-T8 i T9-T16. Dlatego też opisa-
ny zostanie tylko jeden z tych bloków, a da-
lej drobna różnica między nimi.
Negatory U2A i U2F stanowią wraz z to-
warzyszącymi elementami generator sygnału
prostokątnego. Jest on wykorzystywany jako
sygnał zegarowy przez liczniki binarne
U4A i U3A. Potencjometrem P1 można
zmieniać jego częstotliwość w pewnych gra-
nicach. Kontrowersje może budzić zastoso-
wanie kondensatora elektrolitycznego C1 za-
miast kondensatora stałego. Jest to oczywi-
ście związane ze zmianą polaryzacji, jaka bę-
dzie na nim następować. Jednak nie ma to
większego znaczenia (kondensator to przeży-
je), a jest to rozwiązanie często spotykane
w literaturze.
Rys. 1 Schemat ideowy matrycy
Jak to działa?
Schemat podzielony jest na dwie części.
Pierwszą część (
rysunek 1)
stanowi matryca
złożona z 64 diod świecących D1-D64.
Zkażdą z nich współpracuje odpowiedni re-
zystor R1-R64. Ogranicza on prąd płynący
przez diodę do bezpiecznej dla niej wartości.
Druga część (
rysunek 2
) to układ stero-
wania matrycą. Można powiedzieć, że zbu-
dowany jest z dwóch podobnych bloków:
52
Elektronika dla Wszystkich
Liczniki U4A i U3A połączone są kaskadowo. W takt im-
pulsów zegarowych z generatora, na ich wyjściach pojawiają
się kolejne sekwencje słowa 8-bitowego. Wydajność prądowa
wyjść liczników jest niewielka i nie jest w stanie obsłużyć za-
potrzebowania prądowego diod świecących matrycy. Dlatego
zastosowany został bufor zbudowany na tranzystorach
T9-T16.
Do tego miejsca opis był wspólny dla obydwu bloków
układu. Elementy drugiego bloku pełnią te same funkcje.
Różnica tkwi tylko w sposobie sterowania matrycą. Negato-
ry dołączone do wyjść liczników U4A i U3A odwracają sy-
gnały logiczne tak, aby tranzystory T9-T16 mogły sterować
pracą diod świecących w matrycy od strony ich anod. Do
liczników U4B i U3B tranzystory podłączone są bezpośre-
dnio i sterują pracą diod świecących w matrycy od strony ich
katod.
I jeszcze kilka ogólnych wyjaśnień. Kondensator C5 jest
potrzebny do przeprowadzenia resetu liczników 4520. Dzięki
niemu, za każdym włączeniem zasilania zostaną one wyzero-
wane, czyli będą zliczać od zera. To z nim poniekąd związana
jest obecność „tajemniczego” rezystora R86. Na pierwszy rzut
oka nie robi on nic poza zużywaniem prądu. Tak jest w isto-
cie, ale ma to swoje uzasadnienie. Bez niego, po wyłączeniu
zasilania kondensator C3 nie rozładowywał się do zera przez
dobrą chwilę. Włączenie w tym czasie zasilania nie powodo-
wało wyzerowania liczników U3 i U4. Dzięki obecności tego
rezystora kondensator rozładowuje się niemal natychmiast po
wyłączeniu zasilania, a ponownemu załączeniu układu towa-
rzyszy reset liczników.
Rys. 2 Schemat ideowy układu sterowania matrycą
Rys. 3 Schemat montażowy matrycy
Elektronika dla Wszystkich
53
Przełącznik S1 pozwala na wybór pracy
układu. Liczniki 4520 mogą być sterowane
niezależnymi generatorami lub sygnałem
z jednego generatora. Wybranie pierwszej
opcji jest jednoznaczne z rozjeżdżaniem się
zliczeń sygnału zegarowego i chaotycznego
wyświetlania wzorów przez ledy. Wykorzy-
stanie jednego generatora powoduje, że wy-
świetlany wzór jest bardziej symetryczny
i uporządkowany.
Po tych wstępnych zabiegach można wre-
szcie chwycić za lutownicę i rozpocząć luto-
wanie. Zaczynamy od kilku zwór, których
nie dało się uniknąć. Dalej montujemy rezy-
story, podstawki pod układy scalone i gnia-
zda złocone CON1 i CON2. Kondensatory
elektrolityczne C1-C3 lutujemy obowiązko-
wo na leżąco.
Montaż płytki z diodami wymaga więk-
szej uwagi i staranności. Najpierw lutujemy
rezystory R1-R64. Przed wlutowaniem diod
świecących warto każdą z nich sprawdzić.
Czasami zdarza się, że niektóre nie świecą,
a wylutowywanie elementów z płytki dwu-
stronnej z metalizacją otworów nie należy do
przyjemności. Z tej też przyczyny warto
zwrócić baczną uwagę na biegunowość luto-
wanych diod. Łatwo bowiem przy lutowaniu
tylu diod pomylić się i wlutować diodę od-
wrotnie.
Uzyskanie odpowiednie-
go efektu wymaga staranne-
go montażu. Diody powinny
być lutowane w tej samej od-
ległości od płytki. Najłatwiej
osiągnąć to, lutując najpierw
cztery narożne diody D1,
D8, D57 i D64 na wybranej
(tej samej) odległości od
płytki. Ale uwaga! Tylko
jedną nóżkę. Drugiej na razie
nie lutujemy!
Pozostałe diody najlepiej
lutować rzędami, tzn. wkła-
damy diody w przewidziane dla nich miejsce
w pierwszym rzędzie. Odwracamy płytkę
stroną lutowania do góry i korygując położe-
nie wyprowadzeń diod, wyrównujemy je.
Wcześniej przylutowane cztery narożne dio-
dy dopilnują, żeby pozostałe diody lutowane
były w tej samej odległości od płytki.
Zwrócić trzeba uwagę na to, aby lutowane
diody opierały się o podłoże. Lutujemy tylko
po jednej nóżce każdej diody. Jest to bardzo
ważne. Pozwoli to na precyzyjne wyrówna-
nie diod w taki sposób, aby tworzyły równe
rzędy.
W ten sam sposób lutujemy kolejne rzędy
diod. Gdy wszystkie diody zostaną przyluto-
wane, odwracamy płytkę diodami do góry,
przeprowadzamy korekcję ich położenia. Cho-
dzi o to, aby wszystkie diody znajdowały się
w jednej linii, patrząc z każdego boku. Gdy już
wszystkie diody będą odpowiednio wyrówna-
ne, możemy obrócić płytkę stroną lutowania
do góry i przylutować drugą nóżkę każdej
diody.
Na końcu lutujemy wtyki CON1 i CON2
od strony druku (!). Jest to ważne, bo pozwo-
li na połączenie obu płytek „w kanapkę”. Do-
datkowo za pomocą śrub, nakrętek i ewentu-
alnie tulejek dystansowych skręcamy obie
płytki ze sobą. Cała konstrukcja stanie się
przez to bardziej odporna na uszkodzenia
mechaniczne.
I na koniec jeszcze jedna uwaga. W mo-
delu wszystkie diody są zielone, ale nic nie
stoi na przeszkodzie, aby zastosować inne
kolory diod. Można też użyć diod w różnych
kolorach.
Montaż i uruchomienie
Cały układ montuje się na dwóch płytkach
przedstawionych na
rysunkach 3
i
4
. Na
płytce z układami scalonymi znajdują się do-
datkowe otwory pod potencjometrami P1
i P2. Będzie można przez nie wsadzać śrubo-
kręt i regulować potencjometry po złączeniu
obu płytek.
Wykaz elementów
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
Półprzewodniki
D1-D64 .LED o dowolnym kolorze
T1-T8 . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
T9-T16 . . . . . . . . . . . . . . .BC558
U1,U2 . . . . . . . . . . . . . .CD4069
U3,U4 . . . . . . . . . . . . . .CD4520
Rezystory
R1-R64 . . . . . . . . . . . . . . . .1k
Ω
R65-R80 . . . . . . . . . . . . . .4,7k
Ω
R81-R84 . . . . . . . . . . . . . .47k
Ω
R85 . . . . . . . . . . . . . . . . .100k
Ω
P1,P2 . . . . . . . . . . . . . . .100k
Ω
Kondensatory
C1,C2 . . . . . . . . . . . .10
Ω
F/16V
C3 . . . . . . . . . . . . . .100
µ
F/16V
C4 . . . . . . . . .100nF ceramiczny
Inne
CON1,CON2 . .złącze krawędziowe
S1 . . . .przełącznik dwupozycyjny
Komplet podzespołów z płytką jest dostępny
w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-2679
Rys. 4 Schemat mon-
tażowy
sterownika
Dariusz Drelicharz
dariuszdrelicharz@interia.pl
54
Elektronika dla Wszystkich
[ Pobierz całość w formacie PDF ]