二維彩燈控制器的電路分析與制作

當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，CD4017計(jì)數(shù)輸出端Y5呈高電平。此高電平從其{1}腳輸出，經(jīng)二極管VD3加到CD4066開關(guān)D的選通端{(lán)6}腳，接通{8}腳和{9}腳，從而使{9}腳接地。同時(shí)，CD4017其余的計(jì)數(shù)輸出端均為低電平，CD4066開關(guān)B因此而關(guān)斷，以防止電源被接通的開關(guān)D短路。由于CD40174{3}腳與CD4066{9}腳直接相連，于是CD40174寄存器的串行輸入端變?yōu)榈碗娖?。在第六個(gè)移位脈沖作用下，寄存器的輸出狀態(tài)由“11111”變?yōu)?ldquo;01111”，CD40174{2}{4}腳輸出低電平，三極管VT1截止。晶閘管VS1失去觸發(fā)信號(hào)，在交流電源過零瞬間自行阻斷，第Ⅰ路燈熄滅。而寄存器其余四路輸出端的高電平，通過VT2、VT3、VT4、VT5和VS2、VS3、VS4、VS5繼續(xù)控制第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四路彩燈點(diǎn)亮。

當(dāng)?shù)谄邆€(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，CD4017計(jì)數(shù)輸出端Y6呈高電平。此高電平從其{5}腳輸出，經(jīng)二極管VD7加到CD4066{6}腳，保持{9}腳接地。以維持CD40174寄存器串行輸入端的低電平。第七個(gè)移位脈沖使寄存器的輸出狀態(tài)由“01111”變?yōu)?ldquo;00111”，CD40174{2}{4}腳、{5}{6}腳同時(shí)輸出低電平，三極管VT1、VT2截止。晶閘管VS1因無(wú)觸發(fā)信號(hào)而維持其阻斷狀態(tài)；VS2因失去觸發(fā)信號(hào)，在交流電源過零瞬間而阻斷。第Ⅰ、Ⅱ路彩燈熄滅。而寄存器其余三路輸出的高電平，依然控制第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三路彩燈點(diǎn)亮。

同理，當(dāng)?shù)诎?、九、十個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，CD4017計(jì)數(shù)輸出端Y7、Y8、Y9依次輸出的高電平控制CD4066開關(guān)D的接通，維持CD40174寄存器串行輸入端的低電平。當(dāng)寄存器的移位脈沖輸入端依次接收到第八、九、十個(gè)脈沖時(shí)，寄存器的輸出狀態(tài)則依次為“00011”、“00001”、“00000”，第3、4、5位的低電平控制晶閘管VS3、VS4、VS5依次阻斷，在第Ⅰ、Ⅱ路彩燈熄滅的情況下，第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三路彩燈依次熄滅。上述說(shuō)明，五路彩燈是按逐行遞減的方式熄滅的。
當(dāng)計(jì)數(shù)器CD4017計(jì)數(shù)滿10個(gè)脈沖時(shí)，其進(jìn)位端{(lán)12}腳輸出一個(gè)正脈沖，直接反饋到其復(fù)位端{(lán)15}腳，使計(jì)數(shù)器復(fù)位，然后開始下一輪的計(jì)數(shù)過程，這樣彩燈就周而復(fù)始地循環(huán)工作。

電路中的電阻器R1、電容器C1、C2、二極管VD1、VD2組成電源電路。AC220V市電通過電源電路的降壓、整流、濾波及穩(wěn)壓處理，變換成比較穩(wěn)定的DC12V低壓，為各晶體管和集成電路提供工作電壓。

控制器的制作

1、印刷電路板的裝接

在熟悉元器件型號(hào)、規(guī)格和檢測(cè)元器件性能良好后，即可進(jìn)行印刷電路板的裝接。印制板如圖3所示。

印制板的裝接是制作成功的關(guān)鍵，為了取得更好的效果和順利裝盒，工藝要求如下：

集成電路、電阻器、二極管采取水平安裝方式。集成電路的VDD端接電源的正極，VSS端接電源的負(fù)極，即集成塊切不可插反，同時(shí)注意避免其引腳未完全插入插孔的現(xiàn)象。電阻器、 二極管引腳成形時(shí)，應(yīng)在距引腳根部1.5mm處開始折彎，以防止引線折斷；器件應(yīng)貼靠印刷電路板安裝。電容器、三極管、晶閘管垂直安裝。電容器引腳不作成形處理，可直接插入插孔焊接，但電容器底部要緊貼印刷電路板，否則其高度會(huì)給裝盒造成不便。三極管、晶閘管器件體底部距印刷電路板高度以2～3mm為宜，以利于散熱。焊接時(shí)，要確保焊點(diǎn)無(wú)漏焊、虛焊、搭焊等現(xiàn)象。焊接完成后，要剪去引腳多余的部分，留頭在焊面以上0.5～1mm，且不可損傷焊接面。

2、印刷電路板與五聯(lián)電源插座的連接

在印刷電路板的焊接面，用絕緣導(dǎo)線將與各晶閘管電極T1相連的焊盤c、d、e、f、g接在一起，再與電源處的焊盤a相接。

拆開五聯(lián)電源插座，焊下電源線，斷開各簧片原有的連線。從電源插座同一側(cè)的五個(gè)簧片上分別焊出五條絕緣導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端頭再依次與電路板上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ焊盤相接。電源插座另一側(cè)的各簧片連接在一起，然后用導(dǎo)線將其公共點(diǎn)與電源處的b焊盤相連。接好后理順導(dǎo)線，從穿線孔引出，裝好電源插座。
電源線為雙股導(dǎo)線，其一端接有電源插頭，另一端懸空。將懸空一端的兩線頭分別焊在印刷電路板的L、N焊盤上。

3、印制板的封裝

取一尺寸不小于100×75×15mm的空塑料盒，在盒側(cè)面適當(dāng)位置開出一個(gè)穿線口，再剪一塊與印制板面積相當(dāng)?shù)那鄽ぜ垑|在盒底上，然后將電路板元器件面朝上平行置于盒內(nèi)，用502膠在盒內(nèi)側(cè)壁與電路板邊緣處稍加固定，從穿線口中引出導(dǎo)線，合上盒蓋，這樣印制板就被封裝在盒內(nèi)了。控制器的使用

彩色燈選用電壓為220V、功率為5W～25W的小型燈泡，由于受雙向晶閘管的功率限制，每路燈總功率不要超過300w。如果組合較復(fù)雜的圖形，需要更多的燈泡，可選用額定正向平均電流較大的晶閘管。彩色燈泡也可用相應(yīng)功率的彩色燈串代替。

使用時(shí)，只要將五路彩燈的電源插頭分別插入控制器組合插座的各插孔內(nèi)，再將控制器的電源插頭插入市電AC220V的插座內(nèi)即可。