Схемы на cd4017 своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 18.09.2024

Приведена схема таймера (реле времени) для включения или выключения различных приборов на установленное время от 1 до999 секунд. Время в таймере задается с точностью до одной секунды. Для установки времени срабатывания служат три поворотных галетных переключателя, каждый на десять положений.

Одним переключателем задаются единицы секунд, вторым - десятки секунд, третьим - сотни секунд. Для запуска служит кнопка.

Схема реле времени

Схема собрана на цифровых микросхемах CD4521, CD4017 и CD4023. Все эти микросхемы, а так же, и кварцевый резонатор, сейчас можно приобрести на китайском сайте AliExpress (набираете в поиске, например, CD4521, и получаете несколько предложений). Во всяком случае, автор приобретал их именно через этот сайт, с почтовой доставкой.

Схема показана на рисунке 1. Схема состоит из задающего генератора на микросхеме D1 типа CD4521. Эта микросхема содержит логические элементы для построения схемы мультивибратора и 24-х разрядный двоичный счетчик. Мультивибратор сделан кварцевый, с кварцевым резонатором на частоту 4,194304 МГц.

В результате деления частоты в счетчике микросхемы, на её выходе Q22 (вывод 14) имеются импульсы, следующие с частотой в 1 Гц. Согласен с тем, что вместо этой CD4521 можно применить К176ИЕ5 или К176ИЕ12 с резонатором на 32768 Гц, но, увы, микросхемы К176 уже много лет не выпускаются, и приобрести их сейчас уже стало проблематично.

Далее, с выхода генератора секундных импульсов на D1, импульсы поступают на трехдекадный счетчик на микросхемах D2, D3 и D4. Переключателем S1 устанавливают единицы секунд, переключателем S2 устанавливают десятки секунд, а переключателем S3 устанавливают сотни секунд.

Логические уровни со всех трех переключателей собираются на входы логического элемента D5.3. Как только на всех его трех входах оказываются логические единицы, на его выходе возникает логический ноль. Этот ноль приходит на RS-триггер на элементах D5.1 и D5.2.

Триггер переключается, и на выходе элемента D5.2 возникает логическая единица, которая обнуляет счетчики D2-D4. А на выходе D5.1 возникает логический ноль, который выключает ключ на транзисторах VT1 и VT2, и, следовательно, находящееся в их коллекторной цепи, реле К1,

Рис. 1. Принципиальная схема надежного реле времени с задержкой от 1 до 999 секунд.

ер, нужно задать переключателями S1-S3 нужное время, и нажать и отпустить кнопку S4. При этом RS-триггер на элементах D5.1-D5.2 устанавливается в состояние, в котором на выходе элемента D5.1 - единица, а на выходе D5.2 - ноль. Поэтому ключ на транзисторах VT1 и VT2 открывается и через него поступает напряжение на обмотку реле К1. А ноль на выходе D5.2 поступает на выводы 15 D2-D4 и позволяет им считать импульсы, генерируемые микросхемой D1.

Как только насчитает их столько, сколько задано переключателями S1-S3 триггер D5.1-D5.2 переключится и схема вернется в исходное положение (VT1-VT2 закрыты, счетчики D2-D4 обнулены).

Детали и питание

Напряжение питания может быть от 5 до 15V, в основном зависит от реле. Здесь реле автомобильное, на 12V, потому и напряжение питания 12V. Отечественного аналога CD4521 нет, но как сказано выше, можно заменить типовой схемой секундного генератора на ИМС К176ИЕ5 и резонаторе на 32768 Гц.

Отечественным аналогом является микросхема К561ИЕ8. Счетчик - делитель на 10, с дешифратором.
Уже опередили.

Лет 30 назад делал на ней кодеры/декодеры команд дистанционного радиоуправления. Ошибочных срабатываний ни разу не было.

Сам как-то делал с этими двумя микросхемами так называемые бегущие огоньки. Под первоначальным спроектировал микросхемы
Вверх тормашками Ну всё работало. но в
Коллегии На эту тему мне поставили зачет.

Все они важны, все они нужны. Вместо 561ЛА7(CD4011) я предпочитаю использовать К561ТЛ1(CD4093). Эта такая по функциональности и цоколевке как 561ЛА7, только с триггером Шмидта на входе, там небольшой гистерезис что позволяет более четко работать схемам. И схемы с использованием К561ТЛ1 не требуют ни какой переделки. И гистерезис не большой , ок 2 в при 15в питания, и менее 1в, при 5в питания. Но, наличие гистерезиса делает фронты и спады резкими, что делает стабильную работу схеме.

Довольно популярная микросхема К561ИЕ8 (зарубежный аналог CD4017) является десятичным счетчиком с дешифратором. В своей структуре микросхема имеет счетчик Джонсона (пятикаскадный) и дешифратор, позволяющий переводить код в двоичной системе в электрический сигнал появляющийся на одном из десяти выходов счетчика.

Счетчик К561ИЕ8 выпускается в 16 контактном корпусе DIP.

Технические параметры счетчика К561ИЕ8:

Напряжение питания: 3…15 вольт
Выходной ток (0): 0,6 мА
Выходной ток (1): 0,25 мА
Выходное напряжение (0): 0,01 вольт
Выходное напряжение (1): напряжение питания
Ток потребления: 20 мкА
Рабочая температура: -45…+85 °C

Габаритные размеры микросхемы К561ИЕ8:

Назначения выводов К561ИЕ8 :

Вывод 15 (Сброс) — счетчик сбрасывается в нулевое состояние при поступлении на данный вывод сигнала лог.1. Предположим, вы хотите, чтобы счетчик считал только до третьего разряда (вывод 4), для этого вы должны соединить вывод 4 с выводом 15 (Сброс). Таким образом, при достижении счета до третьего разряда, счетчик К561ИЕ8 автоматически начнет отсчет с начала.
Вывод 14 (Счет) – вывод предназначен для подачи счетного тактового сигнала. Переключение выходов происходит по положительному фронту сигнала на выводе 14. Максимальная частота составляет 2 МГц.
Вывод 13 (Стоп) – данный вывод, в соответствии от уровня сигнала на нем, позволяет останавливать или запускать работу счетчика. Если необходимо остановить работу счетчика, то для этого необходимо на данный вывод подать лог.1. При этом даже если на вывод 14 (Счет) по-прежнему будет поступать тактовый сигнал, то на выходе счетчика переключений не будет. Для разрешения счета вывод 13 необходимо соединить с минусовым проводом питания.
Вывод 12 (Перенос) – данный вывод (вывод переноса) используются при создании многокаскадного счетчика из нескольких К561ИЕ8. При этом вывод 12 первого счетчика соединяют с тактовым входом 14 второго счетчика. Положительный фронт на выходе переноса (12) появляется через каждые 10 тактовых периодов на входе (14).
Выводы 1-7 и 9-11 (Q0…Q9) — выходы счетчика. В исходном состоянии на всех выходах находится лог.0, кроме выхода Q0 (на нем лог.1). На каждом выходе счетчика высокий уровень появляется только на период тактового сигнала с соответствующим номером.
Вывод 16 (Питание) – соединяется с плюсом источника питания.
Вывод 8 (Земля) – данный вывод соединяется с минусом источника питания.

Временная диаграмма работы счетчика К561ИЕ8

На рисунке ниже приведено условное обозначение микросхемы К561ИЕ8:

Несколько примеров применения счетчика К561ИЕ8

Бегущие огни на светодиодах

Если вы хотите построить бегущие огни на 10 светодиодах, то для этого можно использовать микросхему К561ИЕ8 совместно с таймером NE555.

Схема позволяет организовать быстрое поочередное свечение каждого светодиода. Источник тактовых импульсов построен на таймере NE555, который включен в схему как генератор прямоугольных импульсов. Частота импульсов на выходе NE555, а следовательно и скорость бегущих огней, регулируется переменным резистором R2.

Так же можно увеличить число светодиодов путем каскадного подключения счетчиков. Такую работу К561ИЕ8 вы можете посмотреть в программе Proteus.

Таймер на К561ИЕ8

С помощью десятичного счетчика К561ИЕ8 можно собрать простой таймер. При нажатии кнопки SА1 происходит разряд конденсатора С1 через резистор R1. Когда кнопка SА1 отпущена, конденсатор C1 будет заряжаться через резистор R2, вызывая нарастающий фронт на тактовом входе (14) счетчика К561ИЕ8. Это приведет к тому, что на выходе Q1 появляется высокий логический уровень (практически напряжение питания), в результате чего будет светиться светодиод HL1.

В то же время конденсатор С2 начнет заряжаться через сопротивления R4 и R5. Когда напряжение на нем достигнет примерно половины напряжения питания, это приведет к сбросу счетчика. Выход Q1 перейдет в низкий уровень, светодиод погаснет и конденсатор С2 будет разряжаться через диод VD1 и резистор R3. После этого схема будут оставаться в таком стабильном состоянии, пока кнопка SА1 не будет нажата снова.

Изменяя сопротивление R4 можно выбирать необходимый интервал таймера в диапазоне от 5 секунд и 7 минут. Ток потребления данной схемы в состоянии ожидания составляет несколько микроампер, в режиме работы примерно 8 мА в основном за счет свечения светодиода.

Полицейский проблесковый маячок

Эта схема имитирует огни полицейского проблескового маячка. В результате работы устройства, чередуется мигание красных и синих светодиодов, причем каждый цвет мигает по три раза.

Генератор тактовых импульсов для счетчика К561ИЕ8 построен на таймере NE555. Ширина этих импульсов может быть изменена путем подбора сопротивлений R1, R2 и емкости C2. Импульсы с выхода счетчика, через диоды, поступают на два транзисторных ключа, которые управляют миганием светодиодов.

Вообще, стробоскопический эффект можно получить, скажем, внедрением обычного мультивибратора. Но эффект такой простой мигалки будет отличаться от полицейской тем, что в последней лампы вспыхивают несколько раз, а затем переключаются.

Теперь взгляните на схему:

В схеме имеются 2 микросхемы. Одна из них – это любимый многими таймер 555.

Таймер работает в этой схеме низкочастотный генератор импульсов прямоугольного вида. Регулировать частоту этих импульсов, следовательно, и частоту вспышек ламп, можно путем подбора конденсатора C1 и резистора R1, который является подстроечным для более удобной регулировки.

Таймер производит последовательность импульсов прямоугольного вида, которые поступают на вход микросхемы CD4017 (отечественный аналог – К176ИЕ8).

Микросхема CD4017 является счетчиком-дешифратором и имеет 10 выводов, из которых в единичный момент времени может открываться только один. Каждый входной импульс перемещает логическую единицу последовательно с одного выхода на другой.

Итак, схема разработана таким образом, что она объединяет в один канал импульсы с трех выводов.

Когда к этому единому каналу подключается нагрузка, скажем, светодиод, то получаются 3 последовательные вспышки по количеству входных импульсов.

Используя тот же принцип, можно подключить еще один светодиод, объединив следующие 3 выхода микросхемы.

Вообще, для двух аналогичных нагрузок (ламп) можно получить до 5 последовательных вспышек для каждой лампочки, поскольку количество выходов у микросхемы 10.

При усилении выходов микросхемы дополнительными транзисторами появляется возможность подключать более мощные нагрузки, скажем, галогенные лампочки. Или же к выходу можно подключить электромагнитное реле и управлять уже сетевыми нагрузками.

Плата разработана для транзисторов такого типа, как КТ819.

Транзисторы этого типа способны проводить довольно значительные токи, то есть к имеющейся схеме можно подключить галогенные лампочки небольшой мощности. Но также возможно использование и других транзисторов с обратной проводимостью, только необходимо обращать внимание на цоколь и допустимый ток через них.

Таймер 555 служит только для получения входных импульсов и лишь уменьшает количество компонентов. Вместо него можно установить обычный мультивибратор.

Диапазон питающих напряжений для этой схемы будет составлять от 4,5 до 16 В. Более высокое напряжение подавать не рекомендуется, поскольку максимально допустимое напряжение питания для таймера 555 составляет 18 В.

Преимущества светодиодов перед лампами накаливания в цветомузыкальных приставках — неоспоримы:

более широкий цветовой спектр
более насыщенный цвет
разнообразные исполнения
низкое потребление
высокая скорость срабатывания

Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы будем рассматривать на конкретных примерах.

Схемы цветомузыки в авто

Как сделать самодельную цветомузыку

Большое количество схем самодельной цветомузыки опубликовано бывает на форумах радиолюбителей. Одни из предназначены только для опытных, другие – для начинающих умельцев. В принципе, все схемы построены по одному принципу, который и рекомендуется уяснить, чтобы сборка не представляла собой больше нечто неосуществимое и очень сложное.

Простая схема

Самодельная цветомузыка на светодиодах

Собрать по такой схеме цветомузыку способен даже школьник, ведь она состоит всего из одного транзистора. Название его КТ815Г. Эту цветомузыку можно собрать на диодах, позаимствованных от простого карманного фонарика. Делается все следующим образом:

Светодиоды, которые мы сняли с карманного фонарика, разделяем пополам;
Находим подходящий короб, в котором будем собирать нашу схему. Идеально подойдет в данном случае вместо короба прямоугольная пластиковая коробка от использованного обувного крема;
Переключатель выносим. Он будет менять режим светомузыки на простое освещение.

Самодельная цветомузыкальная установка

Примечание. Светодиоды будут мигать под басы и чем больше громкость, тем ярче они светятся. Что касается каналов, то достаточно двух, не подключенных к динамику.

Источником питания в нашем случае будут выступать три пальчиковые батареи;
Остается только поставить самодельную цветомузыку в багажник и наслаждаться эффектом.

Цветомузыка на микросхемах NE555 и CD4017

Схема состоит из использования микросхемы NE555, выполняющей роль астабильного мультивибратора для обеспечения тактовых импульсов для CD4017.

Для каждого тактового импульса, получаемого на тактовом входе (pin14) интегральная схема CD4017, выходы Q0-Q9 (см. схему контактов CD 4017) запускаются один за другим выборочно. Скорость, с которой будут загораться светодиоды зависит от частоты тактовых импульсов, генерируемых NE555.

Соберите схему на печатной плате хорошего качества или общей плате.
Микросхемы должны быть установлены на держателях.
Скорость работы светодиодов можно регулировать путем изменения R2.
Конденсатор С1 должен быть рассчитан на 15В.
Использование различных цветных светодиодов может привести к лучшему визуальному эффекту.

Рассмотренные выше схемы — наиболее распространенные, для самостоятельной сборки цветомузыки. На просторах интернета можно найти еще много других. но общий принцип будет аналогичным. По мере необходимости — будем дополнять. В первую очередь будем рассматривать цветомузыку на светодиодных лентах, но это чуть позже…

Сложные схемы

Самодельная простая цветомузыка и схема

Они позволят создать более профессиональные с точки зрения пользователя, схемы.

Первый вариант схемы

Собирается она на пяти диодах. Все они пятимиллиметровые и на 3 V, имеют прозрачные линзы. В качестве транзистора берется КТ815 или КТ972. Его задача усиливать и выполнять роль ключа. Делается все так:

Примечание. В результате этого получаем очень удачную цветомузыкальную схему. Светодиоды очень эффектно светятся в такт музыки, схема потребляет мало тока, а низкие частоты воспроизводятся просто супер. Только надо быть начеку: от громкой музыки светодиоды могут не выдержать и перегореть.

Второй вариант схемы

Находим транзистор КТ817, провода, штекер от наушников и СД ленту. Начали:

Транзистор спаиваем по следующей схеме;
Затем добавляется СД лента и все перемещается в багажное отделение автомобиля.

Как сделать цветомузыку с RGB-лентой.

Цветомузыка с RGB лентой функционирует от 12 Вольт и хорошо подойдет автомобилистам. Такой вариант цветомузыки является смесью основного функционала обеих схем, рассмотренных ранее, и может применяться в качестве как цветомузыки, так и подсветки. Светомузыкальный режим активируется посредством послания звукового сигнала в микрофон. Как светильник лента может излучать красный, зеленый и синий цвета — red, green, blue, соответственно. На поверхности аппарата находится специальный переключатель, с помощью которого можно выбрать желаемый режим и потом его изменить тем же переключателем.

Изучим алгоритм действий для полного понимания работы этой приставки. Основной источник сигнала — микрофон, который преобразует звуковые колебания, исходящие от фонограммы. Из-за незначительности полученного сигнала он нуждается в усилении, добиться чего можно с помощью транзистора или специального операционного усилителя. Следующее действие — запуск автоматического регулятора уровня APУ, эффективно удерживающего звуковые колебания в определенных рамках и готовящего их к обработке. Фильтры, встроенные в конструкцию, разделяют сигнал на 3 части. Каждая часть работает в одном диапазоне частот. В окончании просто усильте подготовленный сигнал тока, в чем поможет специальный транзистор, работающий в ключевом режиме.

Светомузыка из гирлянд

Схемы простой самодельной цветомузыки

Вполне удачное решение, которое потребует применение лампочек из новогодних гирлянд:

Гирлянды(см.Цветомузыка из гирлянды своими руками) надо собрать вместе несколько штук и зафиксировать изолентой;
Сделать переходник для соединения с головным устройством и соединить провод.

Примечание. Схема в данном случае будет подразумевать восемь проводников витой пары, которые передают сигнал с контактов ГУ на блок управления цветомузыкой.

Принцип работы цветомузыкального автомата.

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия — прожектора, фары. Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности — это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу — цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную. Соответствено, требуется участие как минимум — одного, а максимум — группы операторов-осветителей.

Цветомузыка из светодиодов

Оригинальная схема для изготовления красивой цветомузыки. В данном случае нужен корпус, который делается из оргстекла. Приступим:

Подбираем две пластины размерами 5х15 см и две пластины квадратные 5х5 см;
В одной из деталей делается пару отверстий (для питания и наушников);
Матируем и шкурим все пластины;
Находим светодиоды, которые тоже матируем для лучшего эффекта;
Корпус собираем с помощью термопистолета, который идеально подходит для работ с оргстеклом;
Собираем теперь электрическую схему для цветомузыки по этой схеме:

Как сделать цветомузыку самому

Подключаем провод от наушников с соответствующим разъемом к автомагнитоле и наслаждаемся эффектом.

Корпус из оргстекла можно установить в салоне авто, где угодно. Все будет зависеть от индивидуальных предпочтений, длины провода и т.д. В процессе работ надо обязательно учитывать следующее:

Выходное напряжение адаптера и номинальное напряжение каждого из диодов должно быть взаимосвязано. Другими словами, общее число диодов, задействованных в схеме, должно равняться отношению выходного напряжения адаптера.

Примечание. Как пример, если адаптер 12В, а напряжение на каждый диод дается в 3В, то общее количество светодиодов должно равняться 4-м.

Использовать желательно 3-х жильный провод, один из жил которого надо оставить незадействованным.

Схема с сигналом от динамика

Самодельные цветомузыкальные установки

Еще одна популярная схема создания цветомузыки. Делаем следующее:

Берем сигнал с динамиков(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами).

Примечание. При этом очень важно не замкнуть выход УЗП*. С этой целью распаиваем только один провод.

УЗП* — Усилитель звуковой платы

Устраивает переключатель так, чтобы он включал светодиоды по музыке;
Подбираем сопротивление по схеме ниже, где указан номинал для включения одного диода;

Как сделать цветомузыку в домашних условиях

Примечание. Если цветомузыка будет собираться из 4-х светодиодов, то значение R должно равняться 820 Ом.

Что необходимо, для изготовления цветомузыки

Резисторы для цветомузыкальной установки, собственного производства, могут использоваться только постоянные, с мощностью 0.25-0.125. Подходящие резисторы, можно увидеть на рисунке ниже. Полоски на корпусе показывают величину сопротивления.

Также в схеме применяются R3 резисторы, и подстроечные R — 10, 14, 7 и R 18 вне зависимости от типа. Главное требование, возможность установки на плату, применяемую при сборке. Первый вариант светодиодной цветомузыки, собирался с применением резистора переменного типа с обозначением СПЗ-4ВМ и импортными — подстроечными.

Что касается конденсаторов, то использовать нужно детали с рабочим напряжением на 16 вольт, не менее. Тип, может быть любой. При затруднениях в поиске конденсатора С7, можно соединить параллельно, два меньших по ёмкости, для получения требуемых параметров.

Применяемые в схеме светодиодной цветомузыки конденсаторы С1, С6 должны быть способны работать на 10 вольтах, соответственно С9–16В, С8–25В. Если вместо старых советских конденсаторов, планируется использовать новые, импортные то стоит помнить, что они имеют различие в обозначении, нужно заранее определить полярность конденсаторов, которые будут устанавливаться, иначе можно перепутать и испортить схему.

Ещё для изготовления цветомузыки потребуется диодный мост, с напряжением 50В и рабочим током, около 200 миллиампер. В случае, когда нет возможности установить готовый диодный мост, можно сделать его из нескольких выпрямительных диодов, для удобства их можно убрать с платы и смонтировать отдельно с применением платы меньшего размера.

Параметры диодов, выбираются аналогично применяемых в заводском исполнение моста, диодов.

Светодиоды, должны быть красного, синего и зёленого цвета свечения. Для одного канала их понадобится шесть штук.

Что касается транзисторов, то подойдут VT1 и VT2, индекс обозначения не важен.

Ещё один необходимый элемент, стабилизатор напряжения. Используется пятивольтовый стабилизатор, импортного производства, с артикулом 7805. Также можно применять 7809 (девятивольтовый), но тогда из схемы нужно исключить резистор R22, а вместо него ставится перемычка, соединяющая минусовую шину и средний вывод.

И последнее, что необходимо иметь для сборки, это трансформатор с подходящими параметрами напряжения.

Общая схема для проведения сборки цветомузыки, в которой используются описанные детали на фото ниже.

Читайте также: