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即能达到混色目的

2019-05-10 18:17

  简单、耗电省、成本低、发光绚丽、不用调试等优点。CD4040是12位二进制计数器/分频器,图1是CD4040引脚排列图。附表是CD4040功能表。

  七彩变色灯原理图如图2所示,由电源电路、计数脉冲输入电路、计数器(含驱动电路)全灭状态消除电路、负载电路等组成。

  市电经R1、C1降压(R2是泄放电阻)、VD1-VD4桥式整流、VD5稳压、C2滤波输出12V直流电压给IC及三组发光二极管供电。同时,市电由A点经R5、R7分压、经R6到IC⑩脚输入幅度较低的50Hz正弦波,这里可近似地看作方波。由CD4040作分频器,分频后的脉冲由IC的(15)、(14)、(12)脚输出,分别经R8、R9、R10限流接蓝、绿、红三组发光二极管负极,输出低电平有效。IC的(15)脚即Q11是把⑩脚输入的脉冲以2^(n-1)分频输出,其频率为50÷2^(n-1)Hz。由于把周期性脉冲N分频,就是把输入脉冲的频率缩小N倍,也即把输入脉冲的周期扩大N倍,这样计算就方便了。设IC(15)、(14)、(12)脚输出的脉冲周期分别为T15、T14、T12,由于输入脉冲的周期T=1/50s=0.02s,所以:

  如果IC第(11)脚不按照图2的接法,而是按图3的接法,只是开机清零,后来IC永远处于计数状态。

  CD4040对50Hz方波分频后的波形、混色效果、彩色顺序如图4所示。从图4看出,从白、青、紫、蓝、黄、绿、红到全灭时共八个状态约20秒一个遁环周期,每个状态持续约2.5秒。

  全灭状态消除电路由R4、VD6-VD8组成,复位端(11)脚通过R4接正电源,二极管VD6-VD8的负极分别接到三个输出端,组成一个原始三输入与门电路,(15)、(14)、(12)脚分别是这个与门的输入端。(11)脚是这个与门的输出端。由于与门的逻辑功能是:有低为低,全高为高。刚开机时(11)脚为高电平,清零,三路灯全亮,混色效果为白色,其后由青~红六色输出时,三个输出端至少有一个为低电平,计数器处于计数状态(功能表第二行)。当红色持续结束时,三个输出端仍有输出高电平的趋势,于是又一次清零,计数器重新计数。但这个清零脉冲很窄,占用白光持续的时间很短,人眼无法查觉,只能借助低频示波器来观察,

  实际输出的波形如图5所示(阴影部分是清零脉冲),由于(11)脚的这种接法改变了三个输出端的原始输出波形,清除了全灭状态。白、青、紫、蓝、黄、绿、红共七个状态为一循环周期,一个循环周期约为17.5秒,每个状态仍持续约2.5秒。

  负载分别由4支蓝、绿、红高亮度发光二极管(散射型)串联组成,当输出端为低电平时,该路发光二极管点亮,根据三基色混色原理,外用乳色灯泡,即能达到混色目的。R8、R9、R10是限流电阻,其阻值由电源电压和发光二极的参数(正向电压,额定正向电流)在调试中决定。

  灯头用损坏的节能灯的灯头,选用32W的(用9W的灯头,圆形电路板直径只有34mm,元件密集,手工制作难度较大),小心去除灯管及内部电路板,灯头前端掏空,用一直径50mm的单面敷铜板制作电路板,如图6(a)(略)所示。发光二极管安装在灯头前端的塑料隔板上,如图6(b)(略),电路板中心和塑料隔板中心各钻约大于直径3mm的孔,用直径3mm的螺丝杆和螺帽把二者连接并固定起来,二者有四根导线(略),装入灯头内,乳色灯泡用外径约50mm的塑料西药瓶(乳色),去除瓶颈,用粘合剂固定在灯头前端(套内套外均可),混色效果很不错。图7是笔者制作的七彩变色灯实物图。

  R1为2W,其余电阻均为1/8W;C1为0.68uF/400V聚丙烯电容。VD5为12V,1W稳压二极管,如IN4742。LED为红、绿、蓝高亮度发光二极管,其他元件按原理图标注选取。

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