2350 ›Блог› Направи си сам светофар

Дъщеря ми е чисто техничен човек - никога не е играла с кукли. Някои от любимите й играчки са колите! Нейният „личен автомобилен парк“ вече надхвърля стотина автомобила за дълго време ... От ранна възраст тя обича да сглобява автомобили от дизайнери.

Аня участва в кръга за дизайн и моделиране в станцията на младите техници близо до дома си. Представете си, на същото място, преди 27 години, и аз бях ангажиран в кръг за авиационно моделиране! И 10 години по-рано Леня Якубович учи в същия кръг ... да, същото.

2009 година. Моделиращ кръг. С учител. Единственото момиче ...

Сега Аня е на 9 години [по времето на това писане, 2011 г.] - тя обича да бърка, да пили, да изгаря, да лепи нещо. Напоследък той „се опитва“ в дизайна: разработва и произвежда триизмерни модели (апартаменти, къщи, градове и др.). Наскоро получи сертификат за оформлението на детската площадка.

Решихме с нея да „съживим“ един от моделите, които тя създаде: „Не трябва ли да сглобим светофар?“ И двамата харесаха идеята. Отдавна исках да я въвлека в електрониката, а тя - да се научи как да запоява (и като цяло е луда по радио компонентите). Добре решено - направено!

Заслужава да се отбележи, че през моите 35 години изучаване на електроника, никога не съм виждал светофарна верига ... Първата мисъл - да вземеш микроконтролер, да напишеш програма ... - изчезна: за дете е трудно да обясни как работи процесорът и как се изпълнява програмата. Трябва да събирате по проста логика. И когато порасне, той ще преправи схемата на контролера - в същото време ще се включи в „програмиране“ и ще „усети“ всички предимства на микропроцесорите пред простата логика.

Исках да вляза в интернет, но схемата се роди от само себе си: събуждайки се в събота сутринта, ми се струваше, че някъде го видях, (очевидно в съня) генератор - брояч - декодер - диодна матрица ... (от начин, по-късно се качих в интернет - няма схеми за светофари! Така че запазете - ексклузивно. Крайната схема е точно по-долу.)

Вечерта седнахме и скицирахме скица. Трябваше да прегледам няколко книги, за да избера подходящите микросхеми и да видя пиновете им. В същото време обяснявам на Аня как работи броячът, декодерът. С нея рисуваме диаграми: дъщеря ми доста лесно разбираше как броячът брои импулсите и ги издава в кода 1-2-4-8, как работи декодерът и защо е необходима диодна матрица, в края тя започва да се подсказва сама.

Ето финалната схема.

Тактовият генератор, сглобен по стандартната схема на три NAND елемента (K555LA3), генерира импулси с честота на повторение около 1 Hz. Това е минималното време на светене на един цвят (например жълт) - 1 секунда. Освен това импулсите се подават към броячния вход на двоичния брояч (K555IE5). Броячът ги "брои" от 0 до 15 и извежда 1-2-4-8 в кода към входа на 16-битов декодер (K155ID3). В зависимост от „номера“, издаден от брояча, на съответния изход на декодера се формира логическо 0.

За първоначалната инсталация на брояча в нулево състояние е добавена схема за нулиране (Reset), на 4-тия логически елемент NAND. Той формира преход от логика 0 към логика 1 след включване. Нулирането също беше подадено към декодера, за да не изпраща сигнали към изходите, докато броячът не бъде нулиран.

Диодната матрица "определя" времето на светене на всеки цвят: по време на първия импулс (изход на декодера 0), т.е. 1 секунда, жълтата светлина свети, следващите 7 импулса (изходи 1 - 7) светват зелено, след това отново жълто - за един импулс (изход 8) и отново 7 импулса (изход 9 - 15) - светва червено. Когато броенето приключи, всичко започва от нулата!

Сигнали от диодни матрици се подават към токови превключватели, които захранват светодиодите със съответните цветове в светофарите на оформлението.

След малко размисъл решихме да въведем режим "нощ" - "мигащо жълто". За да направите това, в схемата беше въведен превключвател, който задава сигнала за нулиране, забраняващ декодера да извежда сигнали към изхода (светофарът изгасва), а текущият превключвател на жълтата светлина се свързва директно към генератора на часовника.

След това те въведоха "ръчен" режим, така че да може да се "замразява" всяка светлина толкова дълго, колкото е необходимо - режим "полицейски". За да направите това, превключвателят изключва генератора на часовника от входа на брояча, без да задава режима за нулиране. Имам 3 режима на работа.

Решихме да свържем светодиода, показващ светофара, към изхода на генератора на часовника, така че той не просто да светне при включване на захранването, а да мига, показвайки работата на главния генератор - получихме един вид „Debugger“ ".

Избрахме подходящ корпус, ключове, светодиоди. Изпили парче макет с подходящ размер. Те решиха да приготвят храна от 4 батерии АА, за това намериха успешно отделение за батерии.

След като се разрови в „кошчетата“ и намери необходимите микросхеми.

В процеса на избор на части попаднах на стар адаптер от „починал“ Ethernet хъб, издаващ 9 V. „Какво, изтощени батерии - причината за края на играта? Не!" - помислихме си. И решихме да направим „второ захранване“, като добавихме 5-волтов стабилизатор (7805) към веригата. Имаше и подходящ контакт за свързване на адаптер.

Решихме приблизителното местоположение на частите в кутията. За днес всичко е да спи.