Światła uliczne - zabawka

Question

Chciałbym zrobić dla syna zabawkę - sygnalizator świetlny. Może zawierać tylko 2 diody, zieloną i czerwoną, najlepiej, żeby był jakiś przycisk, który ...

elkard · Accepted Answer

Witam.
Jest tu taki schemat sygnalizatora, znaleziony kiedyś na elektrodzie. Ale jakoś teraz nie mogę znaleźć jego źródła.
Ale układ jest dość prosty. Po załączeniu zasilania odbywa się ciągłe cykliczne przełączanie trzech kolorów.

Dodano po 10 [minuty]:

No i znalazło się, nic w przyrodzie nie zginie. Jest tam też prezentacja działania tego sygnalizatora.
http://www.kpsec.freeuk.com/projects/trafficlight.htm

elkard · Accepted Answer

1. Tak. Rezystory diod obliczyłem zakładając napięcie przewodzenia 2V, w przybliżeniu. W katalogach dla tych kolorów spotyka się napięcie 2V, 2.1V, 2,2V różnie. Trochę mnie zaskoczył kolor zielony bo występowało 2.2V ale i 3.6V.
2. My chcemy tutaj aby tranzystor się w pełni nasycił aby uzyskać całkowity prąd kolektora jaki wynika z zastosowanych elementów w obwodzie kolektora, (+9V, dioda, rezystor, C-E, masa). Jeżeli prąd kolektora ma wynosić 20mA. To musimy zapewnić prąd bazy co najmniej 20mA / współczynnik wzmocnienia.
Napięcie na wyjściu układu 4017 w stanie wysokim jest w przybliżeniu równe napięciu zasilania tego układu.
3. Połączenie szeregowe diod LED miało by tę zaletę że wystarczyło by zastosować dla nich tylko jeden rezystor. Tylko aby suma napięć przewodzenia tych diod nie była większa od napięcia zasilającego. Przy napięciy2V nie będzie problemu. Ale gdyby to było 3,6V (3,6Vx3=10,8V) to przy napięciu zasilania 9V już nie uzyska się pełnego ich prądu. To wtedy można równolegle ale tu zaleca się już stosować rezystor dla każdej diody. Innych uwarunkowań niema. Można też łączyć sposobem mieszanym.

dstankie · Answer

Dziękuję serdecznie! To rozwiązanie jest o niebo lepsze niż to, które ja zaproponowałem

dstankie · Answer

Jeszcze jedno pytanie. Na stronie, do której link podałeś, jest użyta uniwersalna płytka drukowana. Mam wrażenie, że jest to płytka, w której wszystkie otwory w każdym rzędzie są połączone. Niestety, sklep w którym zamówiłem części, nie oferuje takiej płytki. Ostatecznie więc zdecydowałem się na:

http://sklep.avt.com.pl/p/pl/482009/plytka+uniwersalna+tht+jednostronna.html

Nie wiem, czy jest to wygodne rozwiązanie, ponieważ będę musiał robić czasami bardzo długie brakujące połączenia w rzędzie. Zastanawiam się, czy nie prościej by było np. skorzystać z takiej płytki:

http://sklep.avt.com.pl/p/pl/482002/plytka+uniwersalna+tht+jednostronna.html

Mam też wrażenie, że na tej płytce PDU22 można by to było zaprojektować prościej i bardziej "kompaktowo", rezygnując z pionowego układu wszystkich elementów i poziomego układu ścieżek. Nie wiem natomiast, czy uda mi się bezbłędnie zaprojektować taką płytkę.

Czy te oznaczenia PDU11, PDU22 to jakieś standardy? Czy są jakieś programy do projektowania płytek, w których można podać typ płytki, a program zaproponuje układ ścieżek? Chyba w dzisiejszych czasach nie trzeba robić tego ręcznie?...

elkard · Answer

Te typy płytek To nie są jakieś szczególne standardy, owszem rozstaw otworów jest dopasowywany do rozstawów nóżek elementów szczególnie jest to ważne dla układów scalonych itp.
Są programy do projektowania obwodów drukowanych ale nie w oparciu o płytki uniwersalne. Projektuje się nimi płytki konkretnie pod dany projekt.
Ja wczoraj tak z nudów taką płytkę do tego schematu zaprojektowałem. Gdybyś umiał sobie taką wykonać to było by najlepiej. Albo gdybyś zwrócił się z takim zapytaniem to może by Tobie ktoś ją wykonał za jakąś rozsądną cenę.
A gdyby jednak miała to być ta uniwersalna to ja osobiście wybrał bym tę PDU-11. Jakby co to mogę spróbować na jej bazie zrobić Tobie taki wzór połączeń. Chociaż ja nigdy płytek uniwersalnych nie używam... ale.

A tak by mogła wyglądać taka płytka (nie uniwersalna):

elkard · Answer

Witam. I jak tam, udało się zrobić ten układ.Bo jak by co to znalazłem jeszcze jeden podobny projekt.http://www.doctronics.co.uk/4017.htm

Dawid_s · Answer

Z jakiego programu do projektowania płytek korzystasz??

elkard · Answer

Robiłem to Eagle.

dstankie · Answer

Jeszcze nie zrobiłem, dzisiaj będę miał wszystkie elementy. Będę jednak póki co robił na płytce uniwersalnej. Kiedyś w czasach podstawówki/liceum (a było to już parę latek wstecz), zrobiłem parę płytek metodą laminat + lakier do paznokci + FeCl3 + wiertarka zrobiona własnoręcznie z silniczka elektrycznego. Ale dzisiaj chyba już mi się nie chce tak bawić... Od tamtego czasu technika poszła mocno do przodu. Mamy lakiery światłoczułe, lampy UV itd. Ale myślę, że kupienie tych rzeczy i do tego jeszcze jakiejś wiertareczki, hmm... "znacząco podwyższyłoby koszty projektu". Być może kiedyś w przyszłości się na to zdecyduję, jeśli znowu złapę bakcyla Jeszcze jednej rzeczy jestem ciekaw. Projektując płytkę do tego układu (nawiasem mówiąc dzięki serdeczne za to), dodałeś parę elementów. Te tranzystory to mają pracować jako takie małe wzmacniacze, żeby diody mocniej świeciły?... I czy układ z oryginalnego schematu będzie działał dużo gorzej?Dzięki

elkard · Answer

Tak, układ bez tranzystorów będzie działał dużo gorzej.
Wyjścia układ 4017 mają ograniczoną wydajność prądową, ledwo kilka miliamper. Pełne świecenie LED uzyskuje się przy 20mA. Z tego względu należy stosować tranzystory.
Różnica w jasności LED była by znacząca.

lord_blaha · Answer

Kolego, a czy nie myślałeś, żeby darowac sobie płytkę i zrobić układ "w pająku"?

harrry · Answer

Witam ja mam podobny problem z diodami Led chodzi o to że chciałem zasilić je z 12V albo przez opornik albo połączyć 4 diody szeregowo i chciałem zrobić 8 kanałów i połączyć je do portu LPT w komputerze i sterować je przez program Discolitez i moje pytanie dotyczy jak połączyć te diody jak je sterować przez tranzystory czy może coś innego bo wiem że żarówki 230V sterowne Discolitez steruje się opto-triakami a dowiedziałem się ze traki na napięciu stałym działa całkowicie inaczej niż na zmiennym i to nie będzie prawidłowo działać wiec proszę o pomoc w połączeniu tych diod LED. Z góry dziękuje za pomoc.

elkard · Answer

Do LTP to też musisz zastosować po tranzystorze do każdego wyjścia albo układ scalony ULN2803 który też zawiera tranzystory połączone w układ Darlingtona.
Tu znajdziesz takie rozwiązanie z takim układem.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic80521-150.html
I jak poszukasz tu na elektrodzie to znajdziesz jeszcze więcej na ten temat. Najlepiej właśnie w tym dziale.

dstankie · Answer

W takim razie jeszcze jedno pytanie. Co zmieni dodanie jeszcze jednego rezystora 100k i wykorzystanie wszystkich złącz potencjometru 1M, w porównaniu ze schematem oryginalnym? Dodano po 1 [minuty]: Nie, chyba jednak wolę na płytce. Dodano po 27 [minuty]: Mam pytanie do tego programu. Jak poprzestawiać nóżki w układzie scalonym? Szukałem dość długo ale nie znalazłem. W układzie NE555 twój układ nóżek jest inny niż u mnie po wstawieniu z biblioteki, wygodniejszy na potrzeby tego schematu.Czy mógłbyś mi ewentualnie użyczyć gotowych plików tego projektu, który zrobiłeś "z nudów"

elkard · Answer

Wykorzystanie wszystkich nóżek nie jest konieczne, jednak praktykuje się taki sposób połączenia dla pewniejszego działania układu. Gdyby ślizgacz potencjometru przestał należycie stykać ze ścieżką oporową to nie nastąpi wówczas całkowita jego przerwa tylko zostanie zachowana rezystancja tego potencjometru czyli w tym przypadku 1M.
Oczywiście w tym zastosowaniu nie jest to takie ważne ale ja jakoś tak z zawodowego przyzwyczajenia (żeby inaczej tego nie nazwać) łączę zawsze w taki sposób. Ale możesz podłączyć tylko dwie nóżki.
Dodatkowy rezystor (100k) nie pozwala na ustawienie wartości rezystancji w tej gałęzi poniżej dopuszczalnego minimum (określone to jest w karcie katalogowej układu 555). Pisałeś właśnie o problemach w przypadku skrajnego położenia potencjometru. To by miało przed tym zabezpieczać. Ale jeżeli nie ustawiał byś potencjometru w tak skrajne położenie to też nie jest on konieczny.
W bibliotece eagle (nie wiem czy w każdej) występują dwie wersje układu 555, między innymi ta którą ja użyłem.

Oto pliki eagle.

dstankie · Answer

Faktycznie, jak chwilę dłużej poszukałem, to też znalazłem tę wersję w bibliotece Dzięki serdeczne za pliki.Właśnie jestem po pierwszych próbach zmontowania układu na płytce PDU-22: http://sklep.avt.com.pl/photo/product_big/e/1/0/1_e102e3359e7d.jpgCóż mogę powiedzieć, nie jest różowo. Mam problem z wykonaniem "ścieżek". Cyna nie chce się łączyć pomiędzy dwoma sąsiednimi kwadracikami. Jeśli miałbym w celu łączenia tych kwadracików stosować drut miedziany czy jakikolwiek inny, to jaki jest sens używania płytki uniwersalnej, niewiele to się różni od "pająka"... No chyba, że do łączenia tego stosuje się jakiś inny wynalazek, o którym nie wiem. Dodano po 4 [godziny] 5 [minuty]: Schemat mi się udało bez większego problemu zrobić samemu w Eagle, gorzej z płytką, a chciałbym umieć sobie takie samemu projektować. Czy możesz dać mi trochę wskazówek co do sposobu projektowania płytki? Czy korzystasz z autoroutera czy raczej prowadzisz ścieżki ręcznie?

elkard · Answer

Jeżeli chodzi o montaż na tej płytce uniwersalnej to tak jest, chodź chyba jest to lepsze rozwiązanie niż pająk.
Podczas montażu dobrze by było używać wyprowadzeń poszczególnych elementów. Po włożeniu ich do otworów nie obcinać tylko ukształtowywać je w odpowiednich kierunkach, do następnych elementów

Co do Eagle to wcale nie używam autoroutera, prowadzę ręcznie. W ogóle to obecnie rzadko tym się zajmuje, czasem tak dla samej satysfakcji. A dawniej to projektowałem obwody drukowane zawierające ok. 30-tu układów cyfrowych i to bez pomocy komputera.
Co do wskazówek to trudno coś doradzić, to chyba trening i trening. Trzeba najpierw kombinować takie położenia elementów aby wyglądało na możliwie jak najmniejszą ilość skrzyżowań i aby połączenia były jak najkrótsze. I prowadzisz ścieżki. Jak zaczyna się coś komplikować to znów pomyśleć czy przestawienie jakiś elementów nie rozwiąże problemu. Czasem już nie daje się uniknąć zastosowania mostków albo płytki obustronnej. Nieraz robię tak że na schemacie odłączam niektóre elementy (jakieś znajdujące się na skraju układu), aby mi nie utrudniały pracy a później dołączam je z powrotem. Na początku płytkę robię większą a dopiero gdy uda mi się wykonać wszystkie połączenia optymalizuje ją, pomniejszam, itp.

Tak konkretnie to chyba nie da się coś doradzić, to jest na pewno kwestia wprawy. Wiem że jak kiedyś się tym zajmowałem regularnie to było mi o wiele łatwiej niż teraz gdy robię to sporadycznie. Ale przynajmniej jest teraz do pomocy odpowiedni program.

gorba · Answer

Witam, mógłbym dostać listę wszystkich elementów. Ta co jest, jest po Angielsku, a wolałbym po Polsku

elkard · Answer

Wszystkie elementy są podane na schemacie.
No ale proszę.

IC1 układ scalony NE555,
IC2 Układ scalony CD4017,
D1-D6 diody 4148,
LED1-LED3 diody elektroluminescencyjne (żółta, zielona, Czerwona),
T1-T3 tranzystory BC547,
R1, R3-R10 rezystory (wartości podane na schemacie),
R2 potencjometr montażowy 1M,
C1-C3 kondensatory (wartości na schemacie).

Wykaz ten dotyczy schematu z posty z dnia 17 Wrz 2008 14:27 i 23 Wrz 2008 12:36

Dzięki harrry, 7 dołożyłem.

harrry · Answer

Zapomniałeś napisać 7 bo układ scalony to CD4017 a nie jak napisałeś CD401 ale to jedynie pomyłka w pisowni

dstankie · Answer

W końcu wykonałem ten układ na płytce uniwersalnej, działa

Mam jednak wrażenie, że dioda czerwona świeci słabiej niż zielona i żółta. Zastanawiam się z czego może to wynikać... Może ta czerwona potrzebuje większego prądu? Albo trafił mi się egzemplarz tranzystora z mniejszym wzmocnieniem?...

Przy okazji jeszcze jedno pytanie: w jaki sposób zostały dobrane wartości rezystorów R5-R7 i R8-R10?

Dodano po 16 [minuty]:

A może dobrałem sobie za kiepską diodę? Chociaż wygląda podobnie do tej żółtej i zielonej:

http://sklep.avt.com.pl/p/pl/41879/dioda+led+czerwona+f10.html

Dla porównania:
http://sklep.avt.com.pl/p/pl/41884/dioda+led+zolta+f10.html
http://sklep.avt.com.pl/p/pl/41878/dioda+led+zielona+10+g.html

elkard · Answer

Różne diody mają różną jasność świecenia (typ diody, producent itd.). W katalogach podawany jest jasność diody przy prądzie 20mA i napięcie przewodzenia. Znając napięcie przewodzenia konkretnej diody oblicza się wartość rezystora. Ja tu przyjąłem jednakowe napięcie przewodzenia dla tych wszystkich trzech diod. I przy napięciu zasilania 12V wychodzi taka wartość rezystorów (R8-R10).
Znając dokładnie napięcie przewodzenia danej diody można precyzyjniej obliczyć wartości rezystorów dla prądu 20mA.
Jakim napięciem zasilasz ten układ. Jeżeli innym niż 12V to też należało by te rezystory na nowo obliczyć.
Jeżeli nie są znane te parametry diod to można przynajmniej zmierzyć ich prąd przewodzenia. Jeżeli nie ma 20mA to można zmniejszyć wartość rezystora.
Może okazać się konieczność zmiany czerwonej diody na jakąś lepszą, (jaśniejszą). Albo ograniczyć prąd dla pozostałych diod, aby zmniejszyć ich jasność.

dstankie · Answer

Układ jest zasilany z baterii 9V. Nie znam napięcia przewodzenia tych diod (nie znam producenta etc.) a zmierzyć sobie będę mógł jak wkrótce kupię miernik

(to samo z prądem przewodzenia). Tak czy inaczej, wolałbym jednak zwiększyć jasność tej czerwonej, bo przy dziennym świetle gdy świeci słońce jest mało widoczna (a ma to znaczenie przy zabawce dla dziecka).

Jeszcze jednej rzeczy nie rozumiem: czy to oznacza, że współczynnik wzmocnienia tranzystora nie ma tu żadnego znaczenia? I co z rezystorami R5-R7? Ja użyłem 22k, bo akurat nie miałem 10k pod ręką, czy to ma duże znaczenie?

elkard · Answer

Jeżeli napięcie zasilania wynosi 9V, to tak przyjmując orientacyjnie wcześniej wspomniane parametry możesz zmniejszyć rezystor do 360 Ohm, najlepiej tylko dla diody czerwonej. Aby właśnie ją podciągnąć do pozostałych.
Jeżeli chodzi o rezystory bazy tranzystora, to zakładając przybliżony minimalny współczynnik wzmocnienia 100 (w katalogu jest 90-290 i więcej) dając rezystor 22k jest jeszcze dwukrotny zapas prądu bazy niezbędnego do nasycenia tranzystora. Także tu nie powinno być problemu.
Jeżeli zmniejszenie rezystora czerwonej diody nie rozwiąże problemu to próbuj znaleźć bardziej odpowiednią diodę (diody). A może zastosować po np. trzy diody na każdy kolor. Albo żaróweczki. Swoją drogą są w ofertach diody jasne albo nawet super jasne. Coś powinno się udać dopasować.

dstankie · Answer

Jak rozumiem przyjąłeś napięcie przewodzenia ok. 2V? ( (9V - 2V)/0.02A = 350 Ω)Jakie jest napięcie pomiędzy jednym z wyjść 4017 a masą? Jak obliczasz prąd bazy niezbędny do nasycenia tranzystora? Pytałem o to, czy współczynnik wzmocnienia ma tu znaczenie, chodziło mi czy ten prąd który popłynie przez rezystor-diodę-kolektor-emiter zależy w jakikolwiek sposób od tego współczynnika? Czy też może tranzystor działa tutaj tylko jako taki zwykły przełącznik, tzn. gdy dostarczymy mu odpowiednio wysoki prąd na bazę, to będzie działał jak przewodnik C-E i dioda się zaświeci? Dzięki za sugestie. A przy 3 diodach na kolor to najlepiej połączyć je szeregowo czy równolegle?

dstankie · Answer

Zaciekawiło mnie w jaki sposób będzie się zachowywać rezystancja takiego trymera. W przypadku tylko 2 nóżek sprawa jest prosta, bo mamy liniową zmianę rezystancji. Ale gdy podłączymy 3, to o ile dobrze rozumuję, taki rezystor nastawny będzie odpowiadać układowi jak na załączonym obrazku:W jaki sposób obliczyć rezystancję czegoś takiego? Czyli jest to szeregowo R2 + (równolegle R1 i... zwarcie?). Chodzi mi o tę część R1 ze zwarciem, nie potrafię obliczyć tego z normalnego wzoru na rezystory równoległe, bo zwarcie ma rezystancję 0Ω co daje nieskończoność.

elkard · Answer

Tak połączony potencjometr będzie zachowywał się tak samo jak przy wykorzystaniu tylko dwóch nóżek. Rezystor R1 nie bierze tu w ogóle udziału, liczy się tylko R2.
Takiego łączenie potencjometru stosuje się na okoliczność gdyby jego ślizgacz uległ uszkodzeniu i nie stykał ze ścieżką oporową. Wówczas nie nastąpi całkowita przerwa potencjometru, tylko będzie wtedy rezystancję R1 + R2.