Красивый автоматический светодиодный ночник, схема и описание (CD4060, CD4511)

Схема и описание красивого автоматического ночника с семью светодиодами разных цветов. Они расположены рядом, вкруг, и направлены на потолок. В темноте эти светодиоды переключаются по алгоритму семисегментного кода для цифровых индикаторов.

Но внешне это похоже на хаотическое переключение, потому что светодиоды не составлены в цифры. В результате в темной спальне, на потолке образуются причудливые цветные пятна и узоры, постоянно меняющиеся. Выглядит это очень красиво и успокаивающе.

Кроме того есть переменный резистор, которым можно регулировать скорость переключения светодиодов. Ночник включается автоматически, когда в комнате темно и автоматически выключается, если в комнате светло.

Питается ночник от внешнего источника напряжением 5V. в качестве которого используется блок питания для зарядки сотовых телефонов. Но, можно использовать и другой источник питания. Допустимое напряжение от 4V до 15V.

Принципиальная схема

Принципиальная схема показана на рисунке 1. Схема выполнена на двух микросхемах. На микросхеме D1 выполнен генератор двоичного трехразрядного кода.

Микросхема D1 CD4060B, микросхема, состоящая из 14-разрядного двоичного счетчика и мультивибратора. Внешними элементами мультивибратора является RC-цепь C2-R2-R3-R1.

При помощи переменного резистора R3 можно регулировать частоту импульсов, генерируемых мультивибратором, чтобы можно было таким образом регулировать скорость изменения двоичного трехразрядного кода на трех старших выходах счетчика D1.

Рис. 1. Схема автоматического ночника на цветных светодиодах.

Трехразрядный двоичный код с выходов счетчика D1 поступает на вход дешифратора на микросхеме D2. Дешифратор D2 типа CD4511, он десятичный, и предназначен для работы со светодиодным семисегментным цифровым индикатором с общим катодом.

Здесь нужно объяснить почему используется только три его входа. Дело в том. что если использовать все четыре входа, то двоичные коды на входе будут соответствовать цифрам от 0 до 15, а дешифратор CD4511 может обрабатывать коды цифр только от 0 до 9.

Поэтому, в диапазоне от 10 до 15 на выходе дешифратора будут нули, и все светодиоды не будут гореть. Поэтому получается большая периодическая пауза в работе ночника, что крайне не приятно.

Здесь же используются только три разряда, а старший разряд дешифратора соединен с общим минусом, то есть, на него подан нуль Поэтому на него поступают коды цифр от 0 до 7. и никакой паузы в работе не наблюдается.

К выходам дешифратора подключены семь светодиодов. разных цветов. Конечно, цвета повторяются, потому что семи разных цветов нет, есть красный желтый, зеленый, синий, белый.

Ну и еще два каких-то. например, еще один зеленый и еще один красный. Желательно чтобы все светодиоды были повышенной яркости свечения.

Однако, даже у однотипных светодиодов, но разных цветов, яркость свечения может сильно отличаться. Последовательно светодиодам включены токоограничивающие резисторы R4-R10. Подбирая сопротивления этих резисторов можно уровнять яркости свечения светодиодов разных цветов.

Но делать сопротивления этих резисторов меньше 100 ом не желательно, потому что начинается нагрев микросхемы D2. Оптимальное сопротивление лежит где-то между 100 ом и 1 кОм/

Чтобы ночник автоматически включался с наступлением темноты, в его схеме есть фотореле. Оно состоит из фоторезистора R12 и резистора R11. Вместе они образуют управляемый светом делитель напряжения, поступающего на вывод 4 микросхемы D2.

Вывод 4 микросхемы CD4511 служит для выключения индикации. При подаче на него логического нуля на всех выходах микросхемы устанавливаются логические нули, и все светодиоды не светятся.

Детали и налаживание

Фотореле настраивают подбором сопротивления резистора R1. так чтобы в темноте светодиоды включались, а в светлое время выключались.

Можно сказать еще о двух входах дешифратора CD4511, которые здесь не используются. Вывод 3. - при подаче нуля на него на всех выходах устанавливаются единицы (будут гореть все светодиоды независимо от входного кода). Вывод 5. -при подаче единицы на него микросхема запоминает последнее состояние и отображает его, не реагируя на входной код, пока на вывод 5 снова не будет подан логический ноль.

Рис. 2. Печатная плата для схемы самодельного светодиодного ночника.

Большинство деталей размещено на печатной плате, показанной на рисунке 2. За пределами платы только переменный резистор R3 для регулировки скорости переключения светодиодов.

Андреев С. РК-04-2019.

Освещение

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎