Macchina per la formazione di effetti luminosi. Schema, descrizione

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Macchina per effetti di luce

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Nella popolare letteratura tecnica radiofonica sono descritte molte macchine a microchip che consentono di creare vari effetti di luce per decorare alberi di Natale, illuminare maschere decorative e attrazioni. La base di tali automi sono gli stessi trigger controllati, come nel modello a semaforo, dagli impulsi dei generatori di clock. Passando da uno stato logico all'altro, i trigger controllano i circuiti di alimentazione di diverse lampade a incandescenza (o ghirlande) con segnali di uscita, che creano gli effetti di luce desiderati.

Proponiamo per la verifica sperimentale una semplice macchina che crea l'effetto "ombra in esecuzione"(Fig. 1, a).

Il dispositivo è costituito da un generatore di impulsi sugli elementi DD1.1 e DD1.2, un inverter DD1.4, che conta i D-flip-flop DD2.1 e DD2.2, un nodo logico sugli elementi 2I-NOT DD3.1 -DD3.4 e transistor VT1- VT4 con lampade a incandescenza HL1-HL4 nel circuito del collettore. Il resistore trimmer (o variabile) R1 può modificare senza problemi la frequenza del generatore di clock entro 1 ... 2 Hz.

Due trigger del microcircuito K155TM2 (DD2), interconnessi in serie, formano un contatore binario di impulsi che arrivano al suo ingresso dal generatore. Di conseguenza, all'uscita del primo trigger, la frequenza degli impulsi è inferiore alla metà e all'uscita del secondo è quattro volte inferiore. Gli elementi DD3.1-DD3.4, che funzionano come decodificatori degli stati logici dei trigger di contatore, formano segnali che accendono le lampade a incandescenza in un certo ordine. La lampada HL1 si accende quando all'uscita dell'elemento DD3.1 appare una tensione di alto livello, che apre il transistor VT1. In questo stato, questo elemento logico può trovarsi solo a un livello di bassa tensione su uno dei suoi ingressi, cioè durante quei periodi di tempo in cui uno dei trigger è nello stato zero. Se entrambi i trigger sono in un unico stato, l'uscita dell'elemento DD3.1 sarà una bassa tensione, il transistor VT1 sarà chiuso e la lampada HL1 sarà spenta.

Analizzeremo il funzionamento dell'automa nel suo insieme secondo i grafici mostrati in Fig. 1b. Consideriamo che al momento iniziale dopo l'accensione, i D-flip-flop del contatore si sono rivelati nello stato zero. Di conseguenza, le lampade HL1-HL3 si sono accese perché in quel momento è apparsa una tensione di alto livello all'uscita degli elementi DD3.1-DD3.3, che ha aperto i transistor VT1-VT3.

Il primo impulso del generatore con il suo fronte ha commutato il trigger DD2.1 in uno stato singolo. Passa immediatamente a uno stato simile e attiva DD2.2. Pertanto, la lampada HL1 si è spenta (un livello di bassa tensione è apparso all'uscita dell'elemento DD3.1) e la lampada HL4 si è accesa (un livello di alta tensione è apparso all'uscita dell'elemento DD3.4). Il secondo impulso ha portato il trigger DD2.1 allo stato zero (il trigger DD2.2 è rimasto nello stato singolo). Ora la lampada HL2 si spegne e il resto brilla. Il terzo impulso commuta il primo trigger su un singolo stato e il secondo su zero. Ciò significa che la spia HL3 si spegne e il resto è acceso. Al quarto impulso, entrambi i trigger del contatore sono nello stato zero e la spia HL4 si spegne.

A partire dal quinto (poi dal nono, tredicesimo, ecc.) impulso che compare all'ingresso del contatore binario, si ripete il ciclo descritto dell'automa. E se le lampade sono disposte a ghirlanda, le lampade sbiadite creeranno un effetto "ombra che scorre".

Con un tale automa, puoi anche ottenere l'effetto "fuoco in corsa" se, tra le uscite degli elementi DD3.1-DD3.4 e le corrispondenti resistenze limitatrici R2-R5, accendi gli elementi di un altro chip K155LAZ con inverter (simile all'elemento DD1.3.). Quindi, ad ogni ciclo di funzionamento della macchina, una sola lampada lampeggerà e il "fuoco" "correrà" lungo la ghirlanda. La velocità di movimento del "fuoco" è maggiore, maggiore è la frequenza del generatore di clock.

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