Star [email protected]

+
Wyświetlacz
Star Tr e k
Do czego to służy?
W filmach sf takich jak Star Trek czy Star
Wars, scenografowie wykazują się dużą pomysłowością w kreowaniu futurystycznych
wnętrz kosmicznych statków przyszłości.
Uwagę przyciągają tablice chaotycznie migających kolorowych lampek. Umieszczone
na ścianach i pulpitach sterowniczych mostków kapitańskich wyświetlają niesamowite
wzory. Oglądający ma wrażenie, że ten wzór
jest efektem pracy komputera, zobrazowaniem danych jakie właśnie przetwarza. Wygląda to bardzo efektownie i przykuwa uwagę. Pomyślałem więc, czy aby nie zbudować
takiej tablicy? Mogłaby się nieźle prezentować gdzieś obok komputera, a może nawet
wbudowana w jego obudowę? Tuning komputera jest ostatnio bardzo modny. Podświetlanie blue-ledami czy indywidualizowanie
wyglądu obudowy wykonuje coraz więcej
osób. Wszystko po to, aby wyróżnić swój
„grey-box” z tłumu reszty mu podobnych.
Nic też nie stoi na przeszkodzie, aby taka tablica intrygowała znajomych i przyjaciół
w innym miejscu, np. na biurku czy półce.
Sam efekt wizualny oferowany przez
opisany układ jest trudny do zobrazowania
słowami. Dlatego napisałem prosty programik komputerowy (Display.exe), który go
Wam zaprezentuje. Jeżeli mój dotychczasowy opis nie przekonał Was do budowy tego
układu, to zapraszam do ściągnięcia tego
programu ze strony internetowej EdW
z działu FTP.
dwóch generatorów U2A–U2F i U2B–U2C,
dwóch liczników binarnych połączonych kaskadowo U4A–U3A i U4B–U3B oraz tranzystorów T1-T8 i T9-T16. Dlatego też opisany zostanie tylko jeden z tych bloków, a dalej drobna różnica między nimi.
Negatory U2A i U2F stanowią wraz z towarzyszącymi elementami generator sygnału
prostokątnego. Jest on wykorzystywany jako
sygnał zegarowy przez liczniki binarne
2679
U4A i U3A. Potencjometrem P1 można
zmieniać jego częstotliwość w pewnych granicach. Kontrowersje może budzić zastosowanie kondensatora elektrolitycznego C1 zamiast kondensatora stałego. Jest to oczywiście związane ze zmianą polaryzacji, jaka będzie na nim następować. Jednak nie ma to
większego znaczenia (kondensator to przeżyje), a jest to rozwiązanie często spotykane
w literaturze.
Rys. 1 Schemat ideowy matrycy
Jak to działa?
Schemat podzielony jest na dwie części.
Pierwszą część (rysunek 1) stanowi matryca
złożona z 64 diod świecących D1-D64.
Z każdą z nich współpracuje odpowiedni rezystor R1-R64. Ogranicza on prąd płynący
przez diodę do bezpiecznej dla niej wartości.
Druga część (rysunek 2) to układ sterowania matrycą. Można powiedzieć, że zbudowany jest z dwóch podobnych bloków:
52
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
Liczniki U4A i U3A połączone są kaskadowo. W takt im- Rys. 2 Schemat ideowy układu sterowania matrycą
pulsów zegarowych z generatora, na ich wyjściach pojawiają
się kolejne sekwencje słowa 8-bitowego. Wydajność prądowa Rys. 3 Schemat montażowy matrycy
wyjść liczników jest niewielka i nie jest w stanie obsłużyć zapotrzebowania prądowego diod świecących matrycy. Dlatego
zastosowany został bufor zbudowany na tranzystorach
T9-T16.
Do tego miejsca opis był wspólny dla obydwu bloków
układu. Elementy drugiego bloku pełnią te same funkcje.
Różnica tkwi tylko w sposobie sterowania matrycą. Negatory dołączone do wyjść liczników U4A i U3A odwracają sygnały logiczne tak, aby tranzystory T9-T16 mogły sterować
pracą diod świecących w matrycy od strony ich anod. Do
liczników U4B i U3B tranzystory podłączone są bezpośrednio i sterują pracą diod świecących w matrycy od strony ich
katod.
I jeszcze kilka ogólnych wyjaśnień. Kondensator C5 jest
potrzebny do przeprowadzenia resetu liczników 4520. Dzięki
niemu, za każdym włączeniem zasilania zostaną one wyzerowane, czyli będą zliczać od zera. To z nim poniekąd związana
jest obecność „tajemniczego” rezystora R86. Na pierwszy rzut
oka nie robi on nic poza zużywaniem prądu. Tak jest w istocie, ale ma to swoje uzasadnienie. Bez niego, po wyłączeniu
zasilania kondensator C3 nie rozładowywał się do zera przez
dobrą chwilę. Włączenie w tym czasie zasilania nie powodowało wyzerowania liczników U3 i U4. Dzięki obecności tego
rezystora kondensator rozładowuje się niemal natychmiast po
wyłączeniu zasilania, a ponownemu załączeniu układu towarzyszy reset liczników.
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h
53
Po tych wstępnych zabiegach można wreszcie chwycić za lutownicę i rozpocząć lutowanie. Zaczynamy od kilku zwór, których
nie dało się uniknąć. Dalej montujemy rezystory, podstawki pod układy scalone i gniazda złocone CON1 i CON2. Kondensatory
elektrolityczne C1-C3 lutujemy obowiązkowo na leżąco.
Montaż płytki z diodami wymaga większej uwagi i staranności. Najpierw lutujemy
rezystory R1-R64. Przed wlutowaniem diod
świecących warto każdą z nich sprawdzić.
Montaż i uruchomienie
Cały układ montuje się na dwóch płytkach Czasami zdarza się, że niektóre nie świecą,
przedstawionych na rysunkach 3 i 4. Na a wylutowywanie elementów z płytki dwupłytce z układami scalonymi znajdują się do- stronnej z metalizacją otworów nie należy do
datkowe otwory pod potencjometrami P1 przyjemności. Z tej też przyczyny warto
i P2. Będzie można przez nie wsadzać śrubo- zwrócić baczną uwagę na biegunowość lutokręt i regulować potencjometry po złączeniu wanych diod. Łatwo bowiem przy lutowaniu
tylu diod pomylić się i wlutować diodę odobu płytek.
wrotnie.
Uzyskanie odpowiedniego efektu wymaga staranneWykaz elementów
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF go montażu. Diody powinny
być lutowane w tej samej odRezystory
Półprzewodniki
ległości od płytki. Najłatwiej
R1-R64 . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ D1-D64 .LED o dowolnym kolorze
osiągnąć to, lutując najpierw
R65-R80 . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ T1-T8 . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
cztery narożne diody D1,
R81-R84 . . . . . . . . . . . . . .47kΩ T9-T16 . . . . . . . . . . . . . . .BC558
D8, D57 i D64 na wybranej
R85 . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ U1,U2 . . . . . . . . . . . . . .CD4069
(tej samej) odległości od
P1,P2 . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ U3,U4 . . . . . . . . . . . . . .CD4520
płytki. Ale uwaga! Tylko
jedną nóżkę. Drugiej na razie
Kondensatory
Inne
nie lutujemy!
C1,C2 . . . . . . . . . . . .10ΩF/16V CON1,CON2 . .złącze krawędziowe
Pozostałe diody najlepiej
C3 . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V S1 . . . .przełącznik dwupozycyjny
lutować rzędami, tzn. wkłaC4 . . . . . . . . .100nF ceramiczny
Przełącznik S1 pozwala na wybór pracy
układu. Liczniki 4520 mogą być sterowane
niezależnymi generatorami lub sygnałem
z jednego generatora. Wybranie pierwszej
opcji jest jednoznaczne z rozjeżdżaniem się
zliczeń sygnału zegarowego i chaotycznego
wyświetlania wzorów przez ledy. Wykorzystanie jednego generatora powoduje, że wyświetlany wzór jest bardziej symetryczny
i uporządkowany.
Komplet podzespołów z płytką jest dostępny
w sieci handlowej AVT jako kit szkolny AVT-22679
54
Rys. 4 Schemat montażowy
sterownika
damy diody w przewidziane dla nich miejsce
w pierwszym rzędzie. Odwracamy płytkę
stroną lutowania do góry i korygując położenie wyprowadzeń diod, wyrównujemy je.
Wcześniej przylutowane cztery narożne diody dopilnują, żeby pozostałe diody lutowane
były w tej samej odległości od płytki.
Zwrócić trzeba uwagę na to, aby lutowane
diody opierały się o podłoże. Lutujemy tylko
po jednej nóżce każdej diody. Jest to bardzo
ważne. Pozwoli to na precyzyjne wyrównanie diod w taki sposób, aby tworzyły równe
rzędy.
W ten sam sposób lutujemy kolejne rzędy
diod. Gdy wszystkie diody zostaną przylutowane, odwracamy płytkę diodami do góry,
przeprowadzamy korekcję ich położenia. Chodzi o to, aby wszystkie diody znajdowały się
w jednej linii, patrząc z każdego boku. Gdy już
wszystkie diody będą odpowiednio wyrównane, możemy obrócić płytkę stroną lutowania
do góry i przylutować drugą nóżkę każdej
diody.
Na końcu lutujemy wtyki CON1 i CON2
od strony druku (!). Jest to ważne, bo pozwoli na połączenie obu płytek „w kanapkę”. Dodatkowo za pomocą śrub, nakrętek i ewentualnie tulejek dystansowych skręcamy obie
płytki ze sobą. Cała konstrukcja stanie się
przez to bardziej odporna na uszkodzenia
mechaniczne.
I na koniec jeszcze jedna uwaga. W modelu wszystkie diody są zielone, ale nic nie
stoi na przeszkodzie, aby zastosować inne
kolory diod. Można też użyć diod w różnych
kolorach.
Dariusz Drelicharz
[email protected]
E l e k t ro n i k a d l a Ws z y s t k i c h