Переключатель с запоминающим устройством К155РУ2

April 11, 2014 by admin Комментировать »

Разработанный А Н Евсеевым автомат позволяет разнообразить переключение ламп в электрических рекламах или в оформлении эстрады На рис 530 приведена схема такого переключателя гирлянд, в котором изменяются очередность подключения ламп и продолжительность их горения Этот автомат относится к серии повышенной сложности

Микросхема К155РУ2 – высокоскоростное оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью 64 бита Данные в ОЗУ можно записывать и считывать При считывании из ОЗУ информация не разрушается Микросхема К155РУ2 – ОЗУ на 16 четырехразрядных слов (под «словом» в данном случае понимается совокупность логических нулей и единиц, например 0110,1101 и тд) Как действует эта микросхема Все четыре входа (Dl, D2, D3, D4) предназначены для подачи информации, которую нужно записать в память Эти входы называются информационными На четыре других входа (Al, А2, АЗ, А4) подают двоичный код адреса ячейки, которую требуется выбрать для записи или считывания информации Эти входы называют адресными Изменяя двоичный код на этих входах от 0000 до 1111, можно обратиться к любой из 16 ячеек Подавая сигнал на вход W, выбирают нужный режим работы микросхемы: если на входе W лог 0, то производится запись в ячейку если же на входе W лог 1, то можно считывать информацию, хранящуюся в ячейках памяти микросхемы При считывании информация поступает на четыре выхода Cl, С2, СЗ, С4 Микросхема имеет выходы с открытым коллектором, причем если в ячейке памяти записана лог 1, то соответствующий транзистор выхода будет открыт (разумеется, в его коллекторную цепь должна быть включена нагрузка-резистор)

Таким образом, для записи числа в какую-либо ячейку памяти необходимо подать на входы D1..D4 соответствующие логические уровни, а на входы А1..А4 – двоичный код адреса требуемой ячейки Затем на вход W кратковременно подают лог 0 – и информация записана Для считывания информации необходимо подать на вход W лог 1 Тогда при смене кода адреса на выходах С1..С4 будут появляться сигналы, соответствующие содержимому данных ячеекРассмотрим работу переключателя по его принципиальной схеме (рис 530)

С помощью кнопок SB6 «Пуск» и SB7 «Сброс» устанавливают требуемый режим работы устройства: после нажатия кнопки «Сброс» можно производить запись программы в ячейки памяти микросхемы,

Рис 530 Принципиальная схема переключателя на микросхеме К155РУ2а после нажатия кнопки «Пуск» происходит считывание записанной программы

При нажатии на кнопку SB7 «Сброс» RS-триггеры, собранные на логических элементах DD11 и DD12, DD13 и DD14, DD21 и DD22, DD23 и DD24, DD41 и DD42, установятся в исходное состояние, при котором на выходах логических элементов DD11, DD13, DD21, DD23 и DD41 – лог 0 Поступая на вывод 12 логического элемента DD44, он запрещает работу тактового генератора, собранного на логических элементах DD43, DD44 и транзисторе VT1

Затем с помощью кнопок SB1..SB4 набирают двоичное слово для записи в первую ячейку памяти Допустим, нам необходимо записать 0111 Для этого требуется нажать кнопки SB2, SB3, SB4 Триггеры DD13, DD14, DD21, DD22 и DD23, DD24 перебросятся, и зажгутся светодиоды

Потом следует нажать кнопку SB5 «Запись» Импульс с выхода триггера (вывод 3 логического элемента DD31) через дифференцирующую цепь С2, R13 и логический элемент DD33 поступит на вход W микросхемы памяти DD6 Дифференцирующая цепь С2, R13 и логический элемент DD33 работают таким образом, что после нажатия кнопки SB5 «Запись» на вход W поступает короткий отрицательный импульс, который обеспечивает запись информации, поданной на информационные входы D1..D4 по адресу в соответствии с двоичным кодом на адресных входах А1..А4 В момент отпускания кнопки SB5 «Запись» импульс с выхода логического элемента DD31 через конденсатор С1 установит в исходное состояние все RS-триг- геры, в которых было предварительно записано двоичное слово Импульс, поступивший с выхода логического элемента DD34 на вход С1 двоичного счетчика DD5, увеличит на единицу адрес (двоичный код которого снимается с выводов 12, 9, 8 и 11 этой микросхемы) Заметим, что установка в исходное состояние счетчика адреса DD5 не производится (выводы 2 и 3 для обеспечения счетного режима соединены с общим проводом)

После этого кнопками SB1..SB4 набирают новое двоичное слово программы, нажимают кнопку SB5 «Запись» и тд, пока в микросхему памяти не будет записана вся программа из 16 четырехразрядных двоичных слов После того как программа записана, нажимают кнопку SB6 «Пуск», триггер DD41, DD42 изменяет свое состояние на противоположное, начинает работать генератор DD43, DD44, импульсы которого поступают на счетчик DD5 и изменяют код адреса ячейки На входе W теперь все время находится лог 1, поскольку на выходе логического элемента DD42 – лог О, который подается на вход логического элемента DD33 На выходах С1..С4 микросхемы К155РУ2 появляются логические уровни, соответствующие записанной в ячейках памяти информации Сигналы с выходов С1..С4 усиливаются транзисторными ключами VT2..VT5 и затем поступают на управляющие электроды тиристоров VS1..VS4 Тиристоры управляют четырьмя гирляндами ламп, условно обозначенными на схеме HL5..HL8 Допустим, что на выходе С1 микросхемы DD6 имеется лог 0 В этом случае транзистор VT2 закрыт, через резистор R21 и управляющий электрод тиристора VS1 протекает ток, тиристор открывается и зажигает лампы гирлянды HL5 Если же на выходе С1 – лог 1, то лампы HL5 гореть не будут

Микросхемы устройства питаются от стабилизированного выпрямителя, собранного на диодном мосте VD2..VD5, стабилитроне VD1 и транзисторе VT6 Лампы гирлянд HL5..HL8 питаются выпрямленным напряжением, снимаемым с диодного моста VD6..VD9 Для отключения гирлянд служит выключатель SA2, для отключения от сети остальных элементов устройства служит выключатель SA1

В устройстве применяются следующие детали Транзисторы VT2..VT5 могут быть любыми из серий КТ3117, КТ603, КТ608, КТ630, КТ801 VT1 – любой из серий КТ306, КТ312, КТ315, КТ316 VT6 – любой из серий КТ801, КТ807, КТ815 Тиристоры КУ201Л (VS1..VS4) можно заменить на КУ202 с буквами К, Л, Μ, Н Хотя тиристоры КУ201Л, КУ202К и КУ202Л на практике могут нормально работать в подобных схемах, однако по паспорту они допускают максимальное напряжение в запертом состоянии не более 300 В В то же время амплитуда сетевого напряжения (220 Вэфф) составляет 311В Поэтому, если требуется высокая надежность схемы, рекомендуется использовать тиристоры КУ202М или КУ202Н, допускающие напряжение 400 В Диоды VD2..VD5 помимо указанных могут быть типов Д310, КД509А, КД510А Диоды КД202К (VD6..VD9) можно заменить на КД202 с буквами Л-Р, а также на Д231, Д232, Д245, Д246 с любыми буквами Конденсаторы Cl, С2 – типа К10-7, К10-23, КЛС или КМ-6 СЗ..С5 – К50-6, К50-16 или К50-20 Все постоянные резисторы – типа МЛТ Переменный резистор R16 – СП-1, СП-0,4 В устройстве можно использовать кнопки типа КМ1-1 или КМД1-1 Разрешается также применять кнопки других типов (например, П2К без фиксации положения), но тогда необходимо продумать возможность их установки на плату Выключатели SA1 и SA2 типа «тумблер» (ТВ2-1, ТП1-2, ΤΙ, МТ1 и др) Трансформатор питания Тр1 выполнен на ленточном магнитопроводе ШЛ 16×20 Обмотка I содержит 2440 витков провода ПЭВ-1 0,08, обмотка II – 90 витков провода ПЭВ-1 0,51 Можно использовать и другие трансформаторы мощностью 10-20 Вт, имеющие вторичную обмотку на напряжение 8-10 В и ток 0,5-0,7 А Подойдут трансформаторы ТВК-70Л2, ТВК-ИОЛМ, у которых часть витков вторичной обмотки должна быть удалена для получения нужного напряжения Монтаж осуществляется комбинированно, с преобладанием объемно-навесного метода

Большая часть элементов устройства смонтирована на текстолитовой плате Монтаж выполнен проводами Транзистор Тб располагается на дюралюминиевом уголке площадью около 30 см2 (он служит радиатором) Диоды VD6..VD9 и тиристоры VS1..VS4 устанавливаются на плате без радиаторов, при этом суммарная мощность переключаемых ламп не должна превышать 500 Вт

За пределами платы находятся следующие элементы: трансформатор питания Тр1, держатель предохранителя FU1, выключатели питания SA1 и SA2, переменный резистор R16, кнопки SB1..SB7 и светодиоды HL1..HL4 Элементы платы соединены с ними многожильным проводом Провода, соединяющие аноды тиристоров VS1..VS4 с лампами HL5..HL8, припаяны непосредственно к лепесткам тиристоров

Сечение проводов, которыми выполнены силовые цепи, должно быть не менее 1 мм2

Конструкция устройства произвольная На верхней крышке корпуса должны быть расположены кнопки SB1..SB7, выключатели питания SA1..SA2, светодиоды контроля записи программы HL1..HL4, а также ручка переменного резистора R16, с помощью которого изменяют скорость переключения гирлянд На боковой стенке корпуса установлены держатель предохранителя FU1 и гнезда для подключения гирлянд (на схеме они не показаны)

Если все детали исправны и в монтаже нет ошибок, то устройство начинает работать сразу Следует отметить, что достигаемые световые эффекты во многом зависят от взаимного расположения ламп гирлянд Весьма распространенным является такое их расположение, когда за лампой первой гирлянды следует лампа второй гирлянды, затем третьей, четвертой и тд, начиная с первой гирлянды На рис 531 показана схема такого включения ламп

Программирование переключателя ведут в такой последовательности Вначале на бумаге составляют программу, представляющую собой запись состояния всех четырех гирлянд в каждом из шестнадцати

Рис 531 Вариант схемы включения ламп в гирляндах

тактов работы устройства Включенное состояние гирлянды обозначают единицей, а выключенное – нулем Затем нажатием кнопки SB7 «Сброс» устанавливают микросхемы устройства в исходное состояние После этого последовательным нажатием кнопок SB1..SB4 набирают первое слово программы, обращая внимание на зажигание светодиодов HL1..HL4 Затем нажимают кнопку SB5 «Запись» Так производят запись информации во все 16 ячеек микросхемы Затем нажимают кнопку SB6 «Пуск», и переключатель переходит в рабочий режим

При программировании следует помнить, что информация должна быть записана во все 16 ячеек памяти микросхемы, иначе при включении питания состояние этих ячеек оказывается неопределенным

В табл 53 показаны некоторые варианты программирования переключателя гирлянд для получения разнообразных световых эффектов Лог 1 в каждом слове слева направо показывает, какие из кнопок SB1..SB4 соответственно следует нажать

Таблица 53 Программы переключателя гирлянд

Нем ер программы

Содержание двоичных слов программы

1

1000

0100

0010

0001

1000

0100

0010

0001

1000

0100

0010

0001

1000

0100

0010

0001

2

0111

1011

1101

1110

0111

1011

1101

1110

0111

1011

1101

1110

0111

1011

1101

1110

3

1000

1000

1000

1000

1000

0100

0100

0100

0100

0010

0010

0010

0001

0001

0000

0000

4

1000

0000

0000

0100

0000

0000

0010

0000

0000

0001

0000

0000

1111

1111

0000

0000

5

1000

0100

0010

0001

0010

0100

1000

0100

0010

0001

0010

0100

1000

0100

0100

0001

Первая и вторая программы обеспечивают эффект «бегущего огня», остальные программы создают более сложные эффекты Число программ, которые можно реализовать с помощью данного устройства, очень велико, и это открывает простор для фантазии оператора Следует также помнить, что изменение скорости переключения гирлянд также открывает новые возможности для получения различных световых эффектов

Суммарная мощность ламп, переключаемых устройством, может быть увеличена до 1500 Вт при этом диоды VD6..VD9 должны быть установлены на радиаторы площадью 40-50 см2 каждый

Если в распоряжении радиолюбителя имеются симметричные тиристоры (симисторы) типа КУ208Г, их также можно использовать для управления лампами гирлянд Подключать симисторы следует в соответствии со схемой, представленной на рис 532 (изображена схема только одного канала, остальные – аналогичны) Величины резисторов R21..R24 в этом случае необходимо увеличить до 1-3 кОм Транзисторы КТ605А разрешается заменить на КТ605Б, КТ940А диодные мосты VD6 – типов КЦ401, КЦ405 с буквами А, Б, Ж

Рис 532 Схема подключения симистора

Второй вариант симисторного узла коммутации представлен на рис 533 Его отличие от предыдущего в том, что транзисторные ключи VT2..VT5 с резисторами R21..R24 заменены инвертирующими логическими элементами микросхемы DD7 Резисторы R17..R20 (рис 530) при этом сохраняются Такое схемное решение несколько упрощает конструкцию

Узел управления симисторами можно сделать еще более простым, если использовать электромагнитные реле (рис 534) Обмотки реле, как видно из схемы, включены вместо резисторов R21..R24 В переключателе могут применяться любые реле, срабатывающие от напряжения 8-12 В при токе до 100 мА, например РЭС10 (паспорта РС4524303, РС4524312), РЭС15 (паспорта РС4591003, РС4591004, РС4591006), РЭС47 (паспорта РФ4500409, РФ4500419), РЭС49 (паспорт РС4569424) Помимо простоты, это схемное решение имеет еще одно

Рис 534 Упрощенная схема подключения симистора

Рис 533 Улучшенная схема подключения симистора

преимущество: обеспечивается гальваническая развязка низковольтной части устройства от питающей сети, что увеличивает безопасность пользования переключателем Недостатком же является меньший срок службы, вызванный износом контактов реле

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты