Светофор на двух микросхемах

Всего две микросхемы потребуются, чтобы собрать действующую модель светофора. Эта игрушка может применяться и для развлечения и для обучения детей.

В конструкции два основных узла: задающий генератор и счётчик. Это весьма частое сочетание в различных схемах световых эффектов, мы с ним уже встречались, когда разбирали устройство электронных игральных костей. Тактовый генератор задаёт частоту, а счётчик подключает выходные элементы в строгой последовательности.

Принципиальная схема

На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов. Эта схема подробно разбиралась в данной статье. Сигнал генератора поступает на вход десятичного счётчика DD2, в результате на выходах Q0-Q9 поочерёдно появляется высокий уровень. С этих выводов сигнал через токоограничивающие резисторы поступает на базы транзисторных ключей, которые, в свою очередь, зажигают тот или иной светодиод.

Первые три вывода, Q0, Q1 и Q2 зажигают зеленый светодиод. А вот с выхода Q3 сигнал поступает не прямо на транзистор, а через вспомогательный генератор, собранный на DD1.3-DD1.4. Номиналы RC-цепочки этого генератора подобраны таким образом, что частота его в несколько раз выше, чем частота основного задающего генератора. Таким образом, в конце зелёной фазы светодиод начинает мигать.

Далее выход Q4 включает жёлтый светодиод на один такт задающего генератора, после чего выводы Q5 — Q8 зажигают красный. С последнего выхода, Q9, сигнал поступает одновременно и на жёлтый и на красный светодиод. После этого весь цикл повторяется с самого начала.

Резисторы R3-R13 развязывают выводы друг от друга, и одновременно задают базовый ток транзисторов. Иногда в подобных схемах на каждый выход ставят по диоду, чтобы сигнал с одного вывода не мог попасть на другой.

Номиналы деталей

В схеме использованы следующие детали:

• DD1 — CD4011BE (отечественный аналог К561ЛА7)
• DD2 — CD4017BE (отечественный аналог К561ИЕ8)
• R1 — 1 мОм
• C1 — 1 мкФ
• R2 — 680 кОм
• C2 — 0.1 мкФ
• R3..R13 — 10 кОм
• VT1..VT3 — S8050
• R14..R16 — 330 Ом

R1,С1 можно подбирать в довольно широких пределах, чтобы добиться нужной скорости переключения сигналов. То же самое относится к R2 и C2 — от них зависит частота мигания зелёного в конце фазы.

Видео работающей схемы

Модель светофора на двух микросхемах собрана на макетных платах. Для удобства ключи и светодиоды вынесены на отдельную платку. Вот как это выглядит в действии:

Если возникнут вопросы по схеме светофора, пожалуйста, задавайте их в комментариях.