Как сделать бегущие огни на светодиодах?

Как сделать бегущие огни на светодиодах?

Создание ленты бегущих светодиодов – это отличный вариант использования источника света в декоративных целях. Своими руками сделать бегущий огонь достаточно просто, тем более что в итоге изделие может обладать разными эффектами, включая затухание света и поочередную работу элементов.

Пособие, как сделать стоп-сигнал с бегущими огнями своими силами

Динамичные световые огни всегда привлекают к себе внимание. Этим пользуются для создания рекламы. Устанавливают их на автомобили с целью привлечь внимание водителей. В статье рассматривается схема и дается инструкция, как бегущие огни на автомобильных светодиодах сделать своими руками на стоп-сигнале.

Бегущие огни на светодиодах. Схемы, инструкции, принцип работы

В данной статье расскажу о наиболее распространенных схемах, которые используются для достижения цели – светодиодные бегущие огни. При должном подходе и прямых руках, используя приведенные ниже схемы Вы можете получить достаточно красочные “поделки”

В этой статье разберем такой вопрос, как схема бегущих огней на светодиодах. Эти схемы могут быть использованы на автомобиле, мотоцикле, велосипеде и т. Д., Поскольку они будут привлекать внимание зрителей.

Мы создали 3 различных схемы бегущих светодиодных ходовых огней, используя очень простые компоненты.

В первой схеме мы реализовали мигающие светодиоды с помощью транзистора на основе Astable Multivibrator.

Вторая схема основана на микросхеме CD4017, где у нас есть светодиоды Chasing. При этом светодиоды просто включаются один за другим последовательно.

Третья схема также реализована с использованием CD4017. В этой схеме светодиоды будут светиться другим образом, то есть двухходовыми светодиодами.

Эти схемы могут быть использованы для украшения автомобиля или может быть полезна во время аварийной остановки, когда ваш автомобиль сломался и вам нужна помощь.

Мы увидим детали каждой из этих цепей, такие как принципиальная схема, необходимые компоненты и работа в следующих разделах.

Бегущие огни на одной микросхеме своими руками

Динамичные световые огни всегда привлекают к себе внимание. Этим пользуются для создания рекламы. Устанавливают их на автомобили с целью привлечь внимание водителей. В статье рассматривается схема и дается инструкция, как бегущие огни на автомобильных светодиодах сделать своими руками на стоп-сигнале.

Дополнительный светодиодный стоп [ Скрыть]

Принципиальная схема стоп-сигнала в виде бегущих огней

Стоп-сигнал служит для предупреждения водителей транспортных средств, которые едут сзади, о том, что водитель тормозит. Дополнительный стоп-сигнал со светодиодами очень важен, так как при интенсивном автомобильном движении порой непонятно, загорается стоп-сигнал или горят габариты. Бегущие огни на светодиодах привлекают дополнительное внимание водителей, сработает эффект рекламы. Тем самым, у задних участников движения будет дополнительное время среагировать на торможение (автор видео — evgenij5431).

Далее рассмотрим, как сделать светодиодный стоп-сигнал своими руками. Ниже детально разбирается схема создания меняющихся огней. Для реализации динамичных огней используются красные светодиодные лампы, которые включены попарно. После включения сначала загораются лампочки в центре, а затем расходятся от центра к краям.

Светодиоды управляются попарно. Сначала загораются светодиодные лампочки HL1 и HL2, далее HL3 и HL4. После того, как гаснет предыдущая пара лампочек, зажигается следующая. Лампочки попарно зажигаются до последней пары HL11 и HL12. Когда загорится и потухнет последняя пара, процесс повторяется.

Светодиодные огни будут бежать до тех пор, пока на вход схемы будет подаваться питание.

Первые светодиоды находятся в середине, остальные располагаются попарно на равном расстоянии к краям. Реально реализован алгоритм бегущего огня от центра стоп-сигнала к его краям. Можно пофантазировать и придумать другой алгоритм, по которому будет мигать каждая лампочка.

Принципиальная схема бегущих светодиодов

Сердце бегущих огней

То, что AVR микроконтроллеры Atmel обладают высокими эксплуатационными характеристиками – всем известный факт. Их многофункциональность и лёгкость программирования позволяет реализовывать самые необыкновенные электронные устройства. Но начинать знакомство с микроконтроллерной техникой лучше со сборки простых схем, в которых порты ввода/вывода имеют одинаковое назначение.

Одной из таких схем являются бегущие огни с выбором программ на ATtiny2313. В данном микроконтроллере есть всё необходимое для реализации подобных проектов. При этом он не перегружен дополнительными функциями, за которые пришлось бы переплачивать. Выпускается ATtiny2313 в корпусе PDIP и SOIC и имеет следующие технические характеристики:

• 32 8-битных рабочих регистра общего назначения;
• 120 операций, выполняемых за 1 тактовый цикл;
• 2 кБ внутрисистемной flash-памяти, выдерживающей 10 тыс. циклов запись/стирание;
• 128 байт внутрисистемной EEPROM, выдерживающей 100 тыс. циклов запись/стирание;
• 128 байт встроенной оперативной памяти;
• 8-битный и 16-битный счётчик/таймер;
• 4 ШИМ канала;
• встроенный генератор;
• универсальный последовательный интерфейс и прочие полезные функции.

Энергетические параметры зависят от модификации:

• ATtiny2313 – 2,7-5,5В и до 300 мкА в активном режиме на частоте 1 МГц;
• ATtiny2313А (4313) – 1,8-5,5В и до 190 мкА в активном режиме на частоте 1 МГц.

В ждущем режиме энергопотребление снижается на два порядка и не превышает 1 мкА. Кроме этого данное семейство микроконтроллеров обладает целым рядом специальных свойств. С полным перечнем возможностей ATtiny2313 можно ознакомиться на официальной страничке производителя www.atmel.com.

Описание электрической схемы

Для практической реализации приведенной схемы необходим мультивибратор, основу которого составляет микросхема DD1 К561ЛА7 и микросхема-счетчик DD2 К561ИЕ8. С помощью первой микросхемы создаются импульсы, включающие светодиоды. Благодаря микросхеме-счетчику осуществляется переключение питания для определенных групп светодиодных огней.

Транзисторы VT1-VT2 используются в качестве усилителей, которые открываются благодаря напряжению, поступающему с ноги счетчика. Конденсаторы С2 и С3 играют роль фильтров питания. Подбирая емкость конденсатора С1, можно уменьшать или увеличивать, когда будут переключаться светодиоды. Для монтирования конструкции светодиодного стопа лучше всего подойдет печатная текстолитовая плата с размерами 37 х 50 мм.

Габариты печатной платы

Габариты печатной платы

Данная конструкция требует минимальную силу тока и почти не нагревается. Это дает возможность сборку, которая управляет светодиодами, сделать в этом же корпусе стоп-сигнала. При этом питание можно подключить к снятой штатной лампе.

Ниже приведена схема, которую легко реализовать.

Реализация мигания светодиодов

По данной схеме группы светодиодных лампочек подключают к выводам Out1 — Out3. Сколько светодиодов будет в целом, зависит от питания. Если лампочек слишком много, то учитывать нужно, какое питание поступает на схему от бортовой сети, составляющее 12 В. Транзисторы КТ972А необходимо защитить с помощью теплоотводящих радиаторов. По желанию можно транзистор КТ972А заменить парой менее мощных транзисторов КТ315 и мощным элементом КТ815 или аналогичными элементами.

Детали DD1.1 и DD1.2, включенные в схему, играют роль генератора, который служит для подачи импульсов на вход счетчика К561ИЕ8. Аналогично предыдущему случаю, с помощью счетчика генерируются управляющие импульсы для транзисторов. Подбирая сопротивление R6, значение его номинала должно составлять не менее 1 кОм. Для создания бегущих огней можно использовать печатную плату. Благодаря навесному монтажу конструкция получается миниатюрных размеров.

Миниатюрные размеры платы

Естественно, светодиодные лампочки размещают прямо на панели стоп-сигнала, так как печатная плата слишком мала, чтобы поместить на нее светодиоды. Следует помнить о надежности, поэтому необходимо обеспечить максимальную защиту электрических соединений и контактов от попадания влаги. Для обеспечения питанием дополнительного стопа его подключают к проводке основного стопа в багажнике. Возможен вариант подключения к плате световых приборов.

Если все правильно собрано, то дополнительной настройки не понадобится. Диодные стоп-сигналы начинают работать сразу же после подключения.

Схема бегущих светодиодных огней на микросхеме

Вторым проектом в серии бегущих светодиодных огней является схема с использованием счетчика CD4017 Decade Counter и 555 таймера IC.

Необходимые компоненты

1 х CD4017 декадный счетчик IC
1 х 555 таймер IC
Резистор 1 x 18 кОм (1/4 Вт)
1 х 2,2 кОм резистор (1/4 Вт)
Потенциометр 1 х 100 кОм
1 х 1 мкФ — 50 В конденсатор (поляризованный)
Керамический дисковый конденсатор 1 х 0,1 нФ (код 100 пФ 101)
10 х 8 мм ярко-белые светодиоды
5 В блок питания

Принцип работы схемы бегущих огней на LED, используя микросхему

В этом проекте мы разработали простую схему , в которой светодиоды включаются один за другим и дают нам эффект одного светодиода, гоняющегося за другим. Посмотрим как это работает.

Первое, что видно на принципиальной схеме — есть две части: часть таймера 555 и часть интегрального счетчика CD4017 со светодиодами. ИС таймера 555 в этом проекте настроена как нестабильный мультивибратор.

В этом режиме он генерирует импульс, частота которого определяется компонентами R1 (2,2 кОм), R2 (18 кОм), VR1 (100 кОм) и C1 (1 мкФ). Частотой импульса можно управлять, регулируя POT 100 кОм.

Этот импульс подается на ИС счетчика декадных сигналов CD4017 в качестве его тактового входа. Понимая работу CD4017, для каждого тактового импульса, который он получает на входе тактового входа, счет увеличивается на 1, и в результате каждый выходной контакт будет ВЫСОКИМ для каждого соответствующего тактового импульса.

Так как это десятичный счетчик, мы получим счет 10, и, поскольку мы подключили ярко-белые светодиоды к выходным контактам, каждый светодиод включится, когда соответствующий контакт станет ВЫСОКИМ.

После 10 тактовых импульсов отсчет сбрасывается и начинается с начала. Если светодиоды были размещены по кругу, мы получаем ощущение погони за светодиодами.

Заключение

Имея хотя бы небольшой опыт электромонтажных работ, пользуясь приведенными в статье схемами, можно самостоятельно оттюнинговать свой автомобиль, сделав бегущий огонь на светодиодах для стоп-сигнала. Если для реализации бегущих огней своими руками не достаточно опыта и знаний, можно купить заводские стоп-сигналы с такой функцией. В таких устройствах реализовано больше функций.

В зависимости от алгоритма бегущие светодиоды могут гореть при аварийной остановке, во время торможения, если водитель дает задний ход и др. Для установки заводских стоп-сигналов не нужно специальных знаков, поэтому с их монтажом справится даже начинающий водитель.

Варианты сборки

Существует два доступных и относительно простых варианта сборки бегущих огней: на печатной или макетной плате. И в том, и в другом случае желательно за основу брать схему в PDIP корпусе на панельке DIP-20. При этом нужно, чтобы остальные компоненты также были в DIP-корпусах.

При сборке на макетной плате будет достаточно модели 50×50 мм с шагом в 2,5 мм. Светодиоды можно будет разместить не только на самой плате, но и на внешней линейке, подключив их в схему с помощью гибких проводов.

Миниатюрная печатная плата более практичный вариант для тех случаев, когда бегущие огни на светодиодах своими руками делают для активной дальнейшей эксплуатации.

К примеру, когда они устанавливаются на велосипед или автомобиль. В этом случае понадобятся такие компоненты:

• односторонний текстолит 55×55 мм;
• конденсатор 100 мкФ-6,3В;
• DD1 – Attine 2313;
• резистор 10 кОм-0,25 Вт±5% (R1);
• 17 резисторов 1 кОм-0,25 Вт±5% (R2-R18);
• 13 светодиодов LED диаметром 3 мм (цвет не важен);
• 3 кнопки KLS7-TS6601 или аналог (SB1-SB3);
• переключатель движковый ESP1010 (SA1).

Радиолюбителям с практическим опытом сборки печатных плат лучше взять для этой схемы Attine2313 SOIC c SMD резисторами. За счет этого общие габариты схемы уменьшатся почти в два раза. Можно также отдельным блоком установить сверхъяркие SMD светодиоды.

Печатная плата и детали сборки

Специально для начинающих радиолюбителей предлагаем два варианта сборки бегущих огней: на макетной и на печатной плате. В обоих случаях рекомендуется использовать микросхему в PDIP корпусе, устанавливаемую в DIP-20 панельку. Все остальные детали также в DIP корпусах. В первом случае достаточно будет макетной платы 50х50 мм с шагом 2,5 мм. При этом светодиоды можно разместить, как на плате, так и на отдельной линейке, соединив их с макетной платой гибкими проводами.

Печатную плату в формате .lay6 можно скачать здесь.

Если бегущие огни на светодиодах предполагается активно использовать в дальнейшем (например, в автомобиле, велосипеде), то лучше собрать миниатюрную печатную плату. Для этого понадобится односторонний текстолит размером 55*55 мм, а также радиоэлементы:

• С1 – 100 мкФ-6,3В;
• DD1 – ATtiny2313;
• HL1-HL13 – LED любого цвета диаметром 3 мм;
• R1 – 10 кОм-0,25 Вт±5%;
• R2-R18 – 1 кОм-0,25 Вт±5%;
• SB1-SB3 – тактовая кнопка KLS7-TS6601 (любая аналогичная);
• SA1 – трёхвыводной движковый переключатель ESP1010.

Для тех, кто имеет опыт изготовления печатных плат, лучше использовать ATtiny2313 форм-фактора SOIC, а также smd резисторы. Это позволит уменьшить размеры устройства примерно в 2 раза. Также можно взять сверхъяркие smd светодиоды и разместить их отдельным блоком.

Более сложные устройства

Для устройств со сложными алгоритмами переключения применяются более высокотехнологичные микропроцессоры. Схему бегущих огней на светодиодах подобного типа можно увидеть на рисунке ниже. Для того чтобы сделать их своими руками, понадобится изготовление мультивибратора, основанного на микроконтроллере DD1 K561ЛА7, а также микросхеме-счетчике DD2 К561ИЕ8.

При помощи первого будет создаваться импульс, включаться тот или иной светодиод. Счетчик же будет переключать питание по группам источников света. Таким образом, возможна реализация такого устройства, как бегущие огни с выбором программ.

Ниже приведена схема подобных бегущих огней. Усилитель сигнала основывается на транзисторах VT1 и VT2, которые открываются при подаче напряжения со счетчика. В качестве фильтра используется конденсатор С2 и С3. Ну а С1 регулирует периодичность подачи.

Смонтировать подобное устройство бегущих огней можно на печатной текстолитовой плате размером всего 3.7 х 5 см, т. е. объемом со спичечный коробок.

Схема более сложного устройства

Согласно схеме, светодиоды по группам подключаются к трем выводам. Количество световых элементов зависит от питающей мощности, но не стоит формировать очень большие группы во избежание перегрузки питающей сети.

Желательно также обеспечить защиту транзисторов КТ972А теплоотводящими радиаторами. Кстати, их можно заменить чуть менее мощными аналогами, а именно КТ315 или же КТ815 – все это уже на усмотрение мастера, на изменения в работе самой схемы это никак не влияет.

Такие элементы, как DD1.1 и DD1.2 выполняют функции генерирования импульса, подаваемого на счетчик.

При подборе сопротивления R6 необходимо учитывать, что номинальное его значение не должно быть меньше 1 килоома.

Конечно, сами светодиоды монтируются на отдельной платформе. Хотя если подобное устройство предназначается для использования в качестве бегущих огней на стоп-сигнале автомобиля и заводские огни состоят из светодиодов, можно подключиться непосредственно к ним. Это избавит от лишней работы по монтажу и коммутации новой платформы под световые элементы.

Одна из областей применения бегущих огней – реклама

Видео «Светодиодный бегущий огонь»

В этом видео демонстрируется, как самостоятельно создать бегущие они на светодиодах (автор ролика — Radio Hobby Invent).

Прошивка

Микроконтроллер ATtine 2313 рекомендуется прошивать с помощью самодельного программатора, который подключается через RS-232 или популярный PoneProg2000. Перед началом прошивки надо выставить фьюзы так, как указано на рисунке.