Схемы светодиодных полицейских мигалок на NE555 и CD4017

Четыре варианта реализации проблескового маячка на десятичном счётчике CD4017 (К561ИЕ8)

“Если вы хотите найти здесь мастера производственного обучения, то это не совсем то, что вы себе подумали своей головой” – витиевато ответил я Серёге, который накатил мне необъятное письмо с целью разобраться с присланными схемами “хрен знает как работающих полицейских мигалок”.
Однако юноша продолжал наглеть до упора, настырно объясняя мне, что среди его мозговых извилин крутятся страшные сомнения по поводу “правильности” схем. Мало того, мигалка нужна ему не абы как, а исключительно для супер важного дела, а конкретно – на велосипед, дабы у окружающих не только отвисла челюсть и попадали руки, но и исчезло желание загреметь под колёса транспортного средства.

Ладно, – наконец подумал я, – ведь когда-то и я в субтильном возрасте устраивал массовые беспорядки, развлекая соседей мощнецким аудиоконтентом. Эпохальное сияние самодельных мигалок, стробоскопов и прочих цветомузык – также было неотъемлемым атрибутом данного процесса. К тому же некоторые их девайсов, выложенных Серёгой из интернета, действительно были сгенерированы мозжечками каких-то детей невзрослых, хотя другая их часть (в основном на счётчиках CD4017 (К561ИЕ8)) отчётливо подавала признаки недюжинной работоспособности. А то, что кое-кому не понравился алгоритм их работы, так – это, Серёга, дело личных пристрастий, хотя и довольно легко поправимое.

Так, ну хорошо, будем считать, что с элементной базой определились, а потому – флаг нам в руки, закусив удила, вонзаемся в проект! А начнём мы с самой простой конструкции мигалки, построенной на NE555, CD4017 и нескольких диодах:


Рис.1 Схема простой светодиодной полицейской мигалки на NE555 и CD4017

ИМС NE555 (IC1), включенная по стандартной схеме, выполняет функцию генератора прямоугольных импульсов. Частота этих импульсов устанавливается подстроечным резистором Р1 в диапазоне ~ 1...30 Гц.

IC1 CD4017 (К561ИЕ8) – это микросхема стандартной логики, представляющая собой десятичный счётчик с дешифратором на выходе. Принцип её работы прост – счётчик считает импульсы, поступающие на его счётный вход (CN), и выводит логическую единицу на тот выход, который соответствует посчитанному числу. Т. е. с приходом каждого входного импульса напряжение высокого уровня на одном из выходов (разрядов) перемещается на последующий разряд.
MR – это вход сброса. При подаче на него высокого уровня ИМС переходит в начальное состояние, соответствующее логической "1" на выходе Q0.

Две пары диодов (D1, D2 и D3, D4) образуют два аналога логических элементов ИЛИ, которые передают на выход логическую "1" при появлении высокого уровня на любом из двух входов.

Транзисторы работают в режиме ключей и усиливают по току сигналы, поступающие с выходов CD4017.
Величины их выходных токов (токов свечения светодиодов) определяют номиналы резисторов R3 и R4.

Если же алгоритм работы мигалки покажется скучноватым, то можно, добавив кучку "копеечных" диодов, обратиться к следующей схеме (Рис.2).


Рис.2 Схема светодиодной полицейской мигалки на CD4017 посложнее

А приплюсовав ещё пару диодов, появляется возможность сделать плавным как включение, так и выключение светодиодных секторов (Рис.3).


Рис.3 Схема полицейской мигалки с плавным включением/выключением

Чем хороши конструкции мигалок на CD4017?
А хороши они тем, что, играясь диодами как кубиками, можно нарулить практически неограниченное количество световых эффектов. Однако сильно увлекаться не стоит, потому как в случае чрезмерного усложнения схемы применение микроконтроллера, возможно, окажется более оптимальным вариантом.

Тем не менее приведём ещё одну схему, сложность которой не настолько велика, чтобы засматриваться в сторону программируемых компонентов.


Рис.4 Схема светодиодной полицейской мигалки на CD4017 и 22 диодах

Если же повыкидывать большую часть диодов (кроме двух), но добавить одну ИМС стандартной логики (Рис.5), то в сухом остатке обнаружится ещё одно устройство с алгоритмом, аналогичным некоторым видам полицейских мигалок.


Рис.5 Схема светодиодной полицейской мигалки на CD4017 и CD4013

Частота генераторов (NE555) в приведённых на рисунках анимациях составляет 3 Гц (для Рис.1), 10 Гц (для Рис.2...4) и 12 Гц (для Рис.5).

Для стандартных светодиодов с рабочими токами до 30 мА в устройствах можно применить любые маломощные n-p-n транзисторы. Для мощных же светодиодов следует использовать полупроводники с соответствующими допустимыми токами. В этом случае необходимо откорректировать номиналы токозадающих (светодиодных) резисторов и, возможно, (при низком h21 транзисторов) номиналы резисторов в базовых цепях.
Также в случае использования мощных светодиодов, ёмкость блокировочных электролитов (между питанием и землёй) следует увеличить до 470...1000 МкФ.

На самом деле, для питания перечисленных схем можно использовать и довольно низковольтные источники питания – от 5...6 вольт. В этом случае каждый из светодиодов необходимо посадить на питание через токоограничивающий резистор, номинал которого рассчитывается исходя из напряжения питания, мощности светодиода и падения напряжения на нём. А уже после этого последовательно соединённые на схемах светодиоды – запараллелить.