Схемы на к561ла7 своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
На базе микросхемы К561ЛА7 можно собрать генератор, который может быть применен на практике для генерации импульсов для каких либо систем или импульсы после усиления через транзисторы или тиристоры могут управлять световыми приборами (светодиодами, лампами). В итоге на данной микросхеме возможно собрать гирлянду или бегущие огни. Далее в статье вы найдете принципиальную схему подключения микросхемы К561ЛА7, печатную плату с расположением радиоэлементов на ней и описание работы сборки.
Принцип работы гирлянды на микросхеме КА561 ЛА7
Микросхема начинает генерировать импульсы в первом из 4 элементов 2И-НЕ. Длительность импульса свечения светодиода зависит от номинала конденсатора С1 для первого элемента и соответственно С2 и С3 для второго и третьего. Транзисторы фактически являются управляемыми "ключами", при подаче управляющего напряжения от элементов микросхемы на базу, открываясь они пропускают электрический ток от источника питания и питают цепочки светодиодов.
Питание осуществляется от источника питания 9 В, с номинальным током не менее 100 мА. При правильном монтаже электросхема не нуждается в настройке и сразу работоспособна.
Обозначение радиоэлементов в гирлянде и их номиналы согласно выше приведенной схемы
R1, R2, R3 3 мОм - 3 шт.;
R4, R5, R6 75-82 Ом - 3 шт.;
С1,С2,С3 0,1 мкф - 3 шт.;
НL1-HL9 светодиод АЛ307 - 9 шт.;
D1 микросхема К561ЛА7 - 1 шт.;
На плате показаны дорожки для травления, габариты текстолита и расположение радиоэлементов при пайке. Для травления платы возможно применение платы с односторонним покрытием медью. В данной случае на плате устанавливается все 9 светодиодов, если светодиоды будут собраны в цепочку - гирлянду, а не смонтированы на плате, то ее габариты возможно сократить.
Технические характеристики микросхемы К561ЛА7:
Напряжение питания 3-15 В;
- 4 логических элемента 2И-НЕ.
Рассмотрим схемы четырех электронных приборов построенных на микросхеме К561ЛА7 (К176ЛА7). Принципиальная схема первого прибора показана на рисунке 1. Это мигающий фонарь. Микросхема вырабатывает импульсы, которые поступают на базу транзистора VT1 и в те моменты, когда на его базу поступает напряжение единичного логического уровня (через резистор R2) он открывается и включает лампу накаливания, а в те моменты, когда напряжение на выводе 11 микросхемы равно нулевому уровню лампа гаснет.
График, иллюстрирующий напряжение на выводе 11 микросхемы показан на рисунке 1А.
Рис.1А
Микросхема содержит четыре логических элемента "2И-НЕ", входы которые соединены вместе. В результате получается четыре инвертора ("НЕ". На первых двух D1.1 и D1.2 собран мультивибратор, вырабатывающий импульсы (на выводе 4), форма которых показана на рисунке 1А. Частота этих импульсов зависит от параметров цепи, состоящей из конденсатора С1 и резистора R1. Приблизительно (без учета параметров микросхемы) эту частоту можно рассчитать по формуле F = 1/(CxR).
Работу такого мультивибратора можно пояснить так: когда на выходе D1.1 единица, на выходе D1.2 - нуль, это приводит к тому, что конденсатор С1 начинает заряжаться через R1, а вход элемента D1.1 следит за напряжением на С1. И как только это напряжение достигнет уровня логической единицы, схема как-бы переворачивается, теперь на выходе D1.1 будет ноль, а на выходе D1.2 единица.
Теперь уже конденсатор станет разряжаться через резистор, а вход D1.1 будет следить за этим процессом, и как только напряжение на нем станет равно логическому нуля схема опять перевернется. В результате уровень на выходе D1.2 будут импульсы, а на выходе D1.1 тоже будут импульсы, но противофазные импульсам на выходе D1.2 (рисунок 1А).
На элементах D1.3 и D1.4 выполнен усилитель мощности, без которого, в принципе, можно обойтись.
В данной схеме можно использовать детали самых разных номиналов, пределы, в которые должны укладывать параметры деталей отмечены на схеме. Например, R1 может иметь сопротивление от 470 кОм до 910 кОм, конденсатор С1 иметь емкость от 0,22 мкФ до 1,5 мкФ, резистор R2 - от 2 кОм до 3 кОм, таким же образом подписаны номиналы деталей и на других схемах.
Рис.1Б
Лампа накаливания - от карманного фонаря, а батарея питания - либо плоская на 4,5В, либо "Крона" на 9В, но лучше если взять две "плоские", включенные последовательно. Цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ815 показана на рисунке 1Б.
Второе устройство - реле времени, таймер со звуковой сигнализацией окончания установленного временного промежутка (рисунок 2). В основе лежит мультивибратор, частота которого сильно увеличена, по сравнению с пред-идущей конструкцией, за счет уменьшения емкости конденсатора. Мультивибратор выполнен на элементах D1.2 и D1.3. Резистор R2 взять такой же как R1 в схеме на рисунке 1, а конденсатор (в данном случае С2) имеет значительно меньшую емкость, в пределах 1500-3300 пФ.
В результате импульсы на выходе такого мультивибратора (вывод 4) имеют звуковую частоту. Эти импульсы поступают на усилитель, собранный на элементе D1.4 и на пьезокрамический звукоизлучатель, который при работе мультивибратора издает звук высокого или среднего тона. Звукоизлучатель - пьезокерамический зуммер, например от звонка телефона-трубки. Если он имеет три вывода нужно подпаять любые два из них, а потом опытным путем выбрать из трех два таких, при подключении которых громкость звука максимальная.
Рис.2
Мультивибратор работает только тогда, когда на выводе 2 D1.2 будет единица, если ноль - мультивибратор не генерирует. Происходит это потому, что элемент D1.2 это элемент "2И-НЕ", который, как известно, отличается тем, что если на его один вход подать нуль, то на его выходе будет единица независимо от того, что происходит на его втором входе.
Приведена принципиальная схема простого самодельного фото-реле на микросхеме серии К561. Фотореле предназначено для включения освещения снаступлением темноты и его выключения на рассвете. Датчиком уровня естественной освещенности служит фототранзистор FT1.
Ток на лампу подается через ключевой каскад на высоковольтных полевых ключевых транзисторах, работающих аналогично механическому выключателю. Поэтому, светильник может быть как на основе лампы накаливания, так и на основе любой энергосберегающей лампы (светодиодной, люминесцентной). Единственное ограничение - мощность лампы не должна быть более 200W.
Схема фотореле
В исходном состоянии, когда темно, конденсатор С1 заряжен. На выходе элемента D1.3 - единица. Она открывает полевые ключевые транзисторы VT2 и VТЗ, и через них поступает переменное напряжение 220V на светильник Н1. Резистор R5 ограничивает ток заряда емкости затворов полевых транзисторов.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного фото-реле на микросхеме К561ЛА7.
Когда светло сопротивление эмиттер -коллектор фототранзистора FT1 снижается (он открывается). Напряжение на соединенных вместе входах D1.1 равно логическому нулю. На выходе D1.1 -единица.
Транзистор VТ1 открывается и разряжает конденсатор С1 через резистор R3, ограничивающий ток разряда С1. Напряжение на соединенных вместе входах D1.2 падает до логического нуля. На выходе D1.2 возникает логический ноль. Транзисторы VТЗ и VТ2 закрыты, поэтому напряжение на светильник не поступает.
После очередного уменьшения освещенности сопротивление эмиттер-коллектор FT1 возрастает (фототранзистор закрывается). Через R1 на соединенные вместе входы элемента D1.1 поступает напряжение логической единицы. На выходе D1.1 - ноль, поэтому транзистор VТ1 закрывается.
Теперь конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через R4. Спустя некоторое время (1,5-2 минуты) напряжение на нем достигает логической единицы. На выходе D1.3 напряжение увеличивается до логической единицы. Транзисторы VT2 и VТЗ открываются и светильник включается.
Благодаря задержке времени, вызванной зарядкой конденсатора С1 через R4, схема не реагирует на резкое и кратковременное увеличение освещенности, которое может иметь место, например, от влияния фар проезжающего в зоне видимости FT1 автомобиля.
Логическая схема питается от источника на диоде VD4 и параметрическом стабилизаторе VD1-R6. Конденсатор С2 сглаживает пульсации. Наиболее опасный в схеме элемент это резистор R6.
На нем падает значительное напряжение и мощность. При монтаже его выводы желательно не обрезать, а изогнуть и установить резистор так, чтобы его корпус был над платой и над всем монтажом. То есть, чтобы не возникало условия для пробоя на другие детали через пыль или влажность.
Детали и печатная плата
При мощности потребления светильником не более 200W транзисторам VТ2 и VТЗ никаких радиаторов не нужно. Можно работать и со светильником мощностью до 2000W, но с соответствующими радиаторами для этих транзисторов.
Схема собрана на миниатюрной печатной плате, показанной на рисунке.
Рис. 2. Печатная плата для схемы самодельного фотореле.
Вместо фототранзистора L-51P3C можно использовать другой фототранзистор, а так же, фоторезистор или фотодиод в обратном включении (анодом вместо эмиттера, катодом вместо коллектора).
В любом случае сопротивление R1 нужно подобрать так чтобы схема надежно срабатывала (в случае с фотодиодом сопротивление R1 придется существенно увеличить, а с фоторезистором, - его сопротивление будет зависеть от номинального сопротивления фоторезистора).
- Микросхема D1 - К561ЛЕ5 или К561ЛА7, а так же, К176ЛЕ5, К176ЛА7 или импортные аналоги типа CD4001, CD4011.
- Транзистор КТ3102 - любой аналогичный.
- Транзисторы IRF840 можно заменить на BUZ90 или другие аналоги, а так же, отечественными КП707Б - Г.
- Стабилитрон КС212Ж можно заменить любым стабилитроном на 10-12V.
- Диоды 1N4148 можно заменить любыми КД522, КД521. Выпрямительный диод
- 1N4004 можно заменить на 1N4007 или КД209.
- Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 12V.
Налаживание
Все налаживание схемы фотореле сводится к настройке фотодатчика подбором сопротивления R1. При желании или необходимости менять настройку оперативно этот резистор можно заменить переменным.
Большую роль играет пространственная установка фотореле и светильника. Нужно сделать так, чтобы фотореле, а именно, фототранзистор располагался вне попадания на него прямого света от светильника. Например, если светильник расположен под непрозрачным навесом, то FT 1 должен быть где-то над этим навесом.
Логическая микросхема. Состоит из четырёх логических элементов 2И-НЕ. В состав каждого из этих элементов входят четыре полевых транзистора, два n-канальных - VT1 и VT2, два p-канальных - VT3 и VT4. Два входа А и В могут иметь четыре комбинации входных сигналов. Принципиальная схема и таблица истинности одного элемента микросхемы показаны ниже.
Логика работы К561ЛА7
Рассмотрим логику работы элемента микросхемы . Если на оба входа элемента подать напряжение высокого уровня, то транзисторы VT1 и VT2 будут находиться в открытом состоянии, а VT3 и VT4 в закрытом. Таким образом, на выходе Q будет напряжение низкого уровня. Если на любой из входов подать напряжение низкого уровня, то один из транзисторов VT1, VT2 будет закрыт, а один из VT3, VT4 открыт. Это установит напряжение высокого уровня на выходе Q. Такой же результат, естественно, будет если на оба входа микросхемы К561ЛА7 будет подано напряжение низкого уровня. Девиз логического элемента И-НЕ - ноль на любом входе даёт единицу на выходе.
В статье рассмотрим схему простого пробника на одной отечественной микросхеме которая поможет прозвонить различные цепи, проверять диоды, резисторы и кремниевые транзисторы. В роли индикаторов могут быть как светодиоды, так и миниатюрный динамик или наушник от телефона. Схема довольно примитивна, для начинающего радиолюбителя не составит труда собрать данную схему.
Работает устройство следующим образом. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, следующих с частотой ровно 1000 Герц. Импульсы генератора поступают на согласующий каскад (элемент DD1.3), а после него – на инвертор (элемент DD1.4). Если на выводе 10 микросхемы сигнал высокого уровня, то на выводе 11 присутствует низкий уровень, и соответственно наоборот. Таким образом формируется переменное напряжение, которое через щупы Х1 и Х2 подается в прозваниваемую цепь.
Дополнительный конденсатор и выключатель (С1 и SA1) используются при проверке пробником конденсаторов. Когда контакты выключателя замкнуты, частота генерируемых импульсов уменьшается примерно до 0,5 Герц. Если теперь щупы пробника подключить к выводам исправного конденсатора, светодиоды будут загораться и сразу гаснуть (длительность свечения зависит от ёмкости проверяемого конденсатора).
Если щупы замкнуть между собой или подключить к замкнутой цепи проверяемого устройства, загорятся оба светодиода и в наушнике BF1 раздастся громкий звук. При наличии в цепи полупроводникового прибора, например диода, загорится только один светодиод, громкость звука св наушнике упадёт.
Если микросхема исправна и монтаж выполнен правильно, то пробник заработает сразу же после подачи питания.
Питается пробник от источника постоянного напряжения 9 вольт. Монтаж можно выполнить навесным методом на длинной и узкой плате в виде отвертки - индикатора одним концом и щупом на другом, соединяя их проводом около 80 см.
Все радиокомпоненты устройства отечественные, но если есть аналог в зарубежных деталях то можно заменить:
DD1 - К561ЛА7, К176ЛА7, 564ЛА7, К561ЛЕ5, К176ЛЕ5, 564ЛЕ5
C1 - 5 мкФ х 6,3 вольт
C2, C3 - 0,01 мкФ
R1 - 100 кОм - МЛТ-0,125 Ватт
R2 - 100 Ом МЛТ-0,125 Ватт
HL1, HL2 - АЛ307А, подойдут и с другими буквенными индексами.
BF1 - капсюль ДЭМШ-4, динамик или наушник
На рис. 2.12 представлена электрическая схема сенсорного триггера с двумя сенсорами. Рассмотрим работу схемы на примере блока 1 (блок 2 аналогичен блоку 1).
С помощью коаксиального кабеля (РК-75) от телевизионной антенны конденсатор С1 подключается к небольшой токопроводящей площадке с максимальными размерами 60 х 60 мм. Длина коаксиального соединения может достигать 1 м. Экран кабеля подключается к общему проводу. Конденсатор С1 пропускает сетевые наводки от тела человека с частотой 50 Гц.
Диоды VD1, VD2 выпрямляют переменное напряжение наводок, и оно через ограничивающий резистор R1 поступает на вход первого инвертора. Полевые транзисторы на входе логического элемента обладают высокой чувствительностью и, кроме инверсии сигнала, еще и усиливают его.
Рис. 2.12. Электрическая схема триггера с двумя сенсорами
Резистор R2 необходим для нейтрализации ложных срабатываний от помех из-за колебания входных токов элемента D1.1. На выходе элемента импульсный сигнал свободно проходит через конденсатор С2 (гальваническую развязку) и уже имеет форму меандра сетевой частоты, она детектируется диодами VD3, VD4 и сглаживается конденсатором СЗ.
Далее положительный фронт импульса (при касании сенсора) усиливается и дважды инвертируется логическими элементами D1.2, D1.3. С вывода 8 микросхемы K561ЛA7 положительный фронт импульса проходит через диод развязки VD6 и управляет триггером Шмита на элементе D2.1. Элемент D2.1 находится в состоянии ожидания и удерживается делителем напряжения R4R5. Низкий логический уровень, поданный на вход D2.1, через диод VD7 от блока 2 переключит элемент (на его выходе появится и будет удерживаться состояние высокого логического уровня) транзисторный ключ откроется, включит реле. Оно своими контактами коммутирует маломощную нагрузку. Высокий логический уровень, поступивший на вход триггера Шмита через диод VD6 от блока 1, перебросит триггер в другое устойчивое состояние, транзисторный ключ на VT1 закроется, и реле отключит нагрузку.
Диод VD5 препятствует броскам обратного напряжения при коммутации реле, защищая транзистор. Напряжение питания схемы может варьироваться от +5 до +15 В. При максимальных значениях напряжения питания чувствительность сенсорного устройства уменьшается, оказывается необходимым точнее подобрать значения элементов Rl, R2, R3 и конденсаторов С1, С2. Наилучшие результаты получены при питании схемы стабилизированным напряжением 58 В. Разумеется, исполнительное реле следует подбирать исходя из напряжения питания.
На рис. 2.13 представлена другая очень чувствительная схема, реагирующая на прикосновение человека к сенсорной пластине Е1 даже через одежду.
В схеме предусмотрены регулировки чувствительности (подстроечный резистор R4) и задержки срабатывания (подстроечный резистор R1). Популярная микросхема DA1 КР1006ВИ1 (зарубежный аналог NE555) включена по стандартной схеме. Через 210 с после воздействия на сенсор (задержка определяется значениями элементов времязадающей цепи R1R2C1) на выводе 3 появляется исходный (низкий) уровень напряжения.
Транзистор VT1 закрывается, но не выключает реле, так как используется тиристор VS1 в ключевом режиме. Реле находится во включенном состоянии до тех пор, пока не будет (хотя бы кратковременно) нарушена цепь питания схемы переключателем S1. Контакты реле К1 коммутируют цепь маломощной нагрузки.
Рис. 2.13. Очень чувствительная схема сенсорного датчика
Данный электронный узел можно использовать универсально, как сигнальное устройство или устройство управления любой маломощной активной нагрузкой.
Резистор R4 исключать из схемы нельзя, так как без него устройство работает ненадежно. Как видно из рисунка, R4 задает смещение тиристору и тем регулирует его порог срабатывания. Если все элементы схемы правее (по схеме) точки А исключить, то получится надежный сенсорный узел, где выход DA1 (вывод 3) будет способен управлять любыми электронными устройствами. Амплитуда управляющего напряжения в этом случае составит 2/3 напряжения питания.
Время летит очень быстро. Не успеешь оглянуться – а на “носу” Новый год, пора подбивать итоги прожитого года, не стыдно ли, оглядываясь назад, за прожитые дни. Да и предстоящий праздник надо как-то разнообразить новыми новогодними самоделками, собранными своими руками на радость родным и близким.
Сегодня мы с вами рассмотрим несколько новогодних схем автоматов световых эффектов для украшения праздника, простых, не содержащих дефицитных деталей и легких в сборке.
Первая схема:
Миниатюрная елка с “бегущим огнем”
Такая елка на светодиодах станет украшением праздничного стола и обязательно порадует всех ваших друзей и знакомых:
На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор прямоугольных импульсов, на транзисторах VT3 и VT4 – электронные ключи, которые коммутируют группы светодиодов. Светодиоды расположены на печатной плате в виде елки. Частота генерируемых импульсов зависит от номиналов сопротивлений R2, R3 и конденсаторов С1 и С2 (чем больше их номинал – тем меньше частота генератора).
Транзисторы VT3 и VT4 подключены к выходам генератора через токоограничительные резисторы R5 и R6 соответственно. Импульсы с генератора поочередно открывают транзисторы. Когда открыт транзистор VT3 – светятся светодиоды HL1-HL3, HL10-HL14, HL18, HL19. А когда открыт транзистор VT4 – HL4-HL9, HL15-HL17, HL20. Их переключение создает эффект бегущего огня. Питание осуществляется от батареи напряжением 9 вольт.
Все детали монтируют на односторонней печатной плате:
Детали применять можно любого типа, светодиоды – с маленьким током потребления, типа КИП.
Вторая схема.
Она не совсем вторая. На базе этой схемы, с использованием одной широкодоступной микросхемы, нескольких транзисторов и светодиодов, можно собрать большое количество разнообразных автоматов световых эффектов.
Такие автоматы световых эффектов станут украшением новогоднего праздника, прекрасным новогодним подарком.
Основа этой схемы трехфазный генератор собранный на микросхеме К561ЛА7 (в крайнем случае ее можно заменить на К561ЛЕ5).
Что из себя представляет микросхема К561ЛА7 и ее полный аналог CD4011A:
Первый автомат световых эффектов “Треугольник”.
Светодиоды на плате этого автомата расположены по контуру треугольника:
При работе генератора на его выходах последовательно формируются импульсы положительной полярности, которые поочередно открывают транзисторы, в результате чего создается эффект движения “огней” по периметру.
Второй автомат световых эффектов “Пропеллер”.
Схема не отличается от предыдущей, а световой эффект “пропеллер” обеспечивается соответствующим расположением светодиодов на плате:
Экспериментируя с расположением светодиодов на плате, вы сможете получить множество других световых эффектов.
Третий автомат световых эффектов “Снежинка”.
Устройство создает эффект падающей снежинки, который достигается последовательным зажиганием (с вращением) трех расположенных “концентрично” гирлянд из одноцветных светодиодов.
От предыдущих схем эта отличается количеством светодиодов в гирлянде (четыре вместо трех) и с отсутствием в связи с этим токоограничительных резисторов R4-R6:
Гирлянды подключаются к соответствующим точкам А-В на схеме.
Схема печатной платы:
Внешний вид автомата:
Четвертый автомат световых эффектов “Бегущие огни”.
Эта схема ничем не отличается от схемы “Снежинки” – также по 4 светодиода в гирлянде, но расположены они по другому. Эта конструкция создает оригинальный эффект “бегущих огней” в виде вращающейся световой линейки:
Внешний вид “Бегущих огней”:
Пятый автомат световых эффектов “Звезда”.
Автомат создает эффект испускания лучей звездой.
Отличие этой схемы от предыдущих – в числе светодиодов и способа их включения:
Чертеж печатной платы “Звезда”:
А вот так выглядит автомат световых эффектов “Звезда”:
Шестой автомат световых эффектов “Бегущая букашка”.
Вспыхивающие последовательно светодиоды этого устройства создают эффект перебирания лапками насекомого, при этом его брюшко и головка светятся постоянно.
Схема гирлянды “Бегущая букашка”:
Гирлянды А-Б-В имитируют лапки, а гирлянда Г (светящаяся постоянно) имитирует брюшко и головку.
Печатная плата “Бегущей букашки”:
Внешний вид автомата световых эффектов “Бегущая букашка”:
Седьмой автомат световых эффектов “Бегущая волна”.
Последовательные вспышки нескольких гирлянд, каждая из которых состоит из трех светодиодов, расположенных в виде обратной галочки, создает в этой конструкции “бегущей волны”.
Эта схема отличается от предыдущих – используется четвертый элемент микросхемы:
Печатная плата автомата световых эффектов “Бегущая волна”:
Микросхемы К176ЛА7 и К561ЛА7 содержат по четыре двухвходовых базовых элемента И с инверсией выходного сигнала. Технические данные можно посмотреть в таблице.
Зарубежным аналогом микросхем 164ЛА7 и К176ЛА7 является микросхема CD4011, а микросхем 564ЛА7 и К561ЛА7 микросхема CD4011A
Читайте также: