Star Trek@.qxd

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

W filmach sf takich jak Star Trek czy Star
Wars, scenografowie wykazują się dużą po-
mysłowością w kreowaniu futurystycznych
wnętrz kosmicznych statków przyszłości.
Uwagę przyciągają tablice chaotycznie mi-
gających kolorowych lampek. Umieszczone
na ścianach i pulpitach sterowniczych most-
ków kapitańskich wyświetlają niesamowite
wzory. Oglądający ma wrażenie, że ten wzór
jest efektem pracy komputera, zobrazowa-
niem danych jakie właśnie przetwarza. Wy-
gląda to bardzo efektownie i przykuwa uwa-
gę. Pomyślałem więc, czy aby nie zbudować
takiej tablicy? Mogłaby się nieźle prezento-
wać gdzieś obok komputera, a może nawet
wbudowana w jego obudowę? Tuning kom-
putera jest ostatnio bardzo modny. Podświe-
tlanie 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 ta-
blica 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 progra-
mik komputerowy (Display.exe), który go
Wam zaprezentuje. Jeżeli mój dotychczaso-
wy opis nie przekonał Was do budowy tego
układu, to zapraszam do ściągnięcia tego
programu ze strony internetowej EdW
z działu FTP.

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 re-
zystor R1-R64. Ogranicza on prąd płynący
przez diodę do bezpiecznej dla niej wartości.

Druga część (rysunek 2) to układ stero-

wania matrycą. Można powiedzieć, że zbu-
dowany jest z dwóch podobnych bloków:

dwóch generatorów U2A–U2F i U2B–U2C,
dwóch liczników binarnych połączonych ka-
skadowo U4A–U3A i U4B–U3B oraz tran-
zystorów T1-T8 i T9-T16. Dlatego też opisa-
ny zostanie tylko jeden z tych bloków, a da-
lej drobna różnica między nimi.

Negatory U2A i U2F stanowią wraz z to-

warzyszącymi elementami generator sygnału
prostokątnego. Jest on wykorzystywany jako
sygnał zegarowy przez liczniki binarne

U4A i U3A. Potencjometrem P1 można
zmieniać jego częstotliwość w pewnych gra-
nicach. Kontrowersje może budzić zastoso-
wanie kondensatora elektrolitycznego C1 za-
miast kondensatora stałego. Jest to oczywi-
ście związane ze zmianą polaryzacji, jaka bę-
dzie na nim następować. Jednak nie ma to
większego znaczenia (kondensator to przeży-
je), a jest to rozwiązanie często spotykane
w literaturze.

śś

Rys. 1 Schemat ideowy matrycy

Liczniki U4A i U3A połączone są kaskadowo. W takt im-

pulsów zegarowych z generatora, na ich wyjściach pojawiają
się kolejne sekwencje słowa 8-bitowego. Wydajność prądowa
wyjść liczników jest niewielka i nie jest w stanie obsłużyć za-
potrzebowania 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. Negato-
ry dołączone do wyjść liczników U4A i U3A odwracają sy-
gnały 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 bezpośre-
dnio 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 wyzero-
wane, 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 isto-
cie, 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 powodo-
wało wyzerowania liczników U3 i U4. Dzięki obecności tego
rezystora kondensator rozładowuje się niemal natychmiast po
wyłączeniu zasilania, a ponownemu załączeniu układu towa-
rzyszy reset liczników.

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2 Schemat ideowy układu sterowania matrycą

Rys. 3 Schemat montażowy matrycy

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. Wykorzy-
stanie jednego generatora powoduje, że wy-
świetlany wzór jest bardziej symetryczny
i uporządkowany.

Montaż i uruchomienie

Cały układ montuje się na dwóch płytkach
przedstawionych na rysunkach 3 i 4. Na
płytce z układami scalonymi znajdują się do-
datkowe otwory pod potencjometrami P1
i P2. Będzie można przez nie wsadzać śrubo-
kręt i regulować potencjometry po złączeniu
obu płytek.

Po tych wstępnych zabiegach można wre-

szcie chwycić za lutownicę i rozpocząć luto-
wanie. Zaczynamy od kilku zwór, których
nie dało się uniknąć. Dalej montujemy rezy-
story, podstawki pod układy scalone i gnia-
zda złocone CON1 i CON2. Kondensatory
elektrolityczne C1-C3 lutujemy obowiązko-
wo na leżąco.

Montaż płytki z diodami wymaga więk-

szej uwagi i staranności. Najpierw lutujemy
rezystory R1-R64. Przed wlutowaniem diod
świecących warto każdą z nich sprawdzić.
Czasami zdarza się, że niektóre nie świecą,
a wylutowywanie elementów z płytki dwu-
stronnej z metalizacją otworów nie należy do
przyjemności. Z tej też przyczyny warto
zwrócić baczną uwagę na biegunowość luto-
wanych diod. Łatwo bowiem przy lutowaniu
tylu diod pomylić się i wlutować diodę od-

wrotnie.

Uzyskanie odpowiednie-

go efektu wymaga staranne-
go montażu. Diody powinny
być lutowane w tej samej od-
ległości od płytki. Najłatwiej
osiągnąć to, lutując najpierw
cztery narożne diody D1,
D8, D57 i D64 na wybranej
(tej samej) odległości od
płytki. Ale uwaga! Tylko
jedną nóżkę. Drugiej na razie
nie lutujemy!

Pozostałe diody najlepiej

lutować rzędami, tzn. wkła-

damy diody w przewidziane dla nich miejsce
w pierwszym rzędzie. Odwracamy płytkę
stroną lutowania do góry i korygując położe-
nie wyprowadzeń diod, wyrównujemy je.
Wcześniej przylutowane cztery narożne dio-
dy 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 wyrówna-
nie diod w taki sposób, aby tworzyły równe
rzędy.

W ten sam sposób lutujemy kolejne rzędy

diod. Gdy wszystkie diody zostaną przyluto-
wane, odwracamy płytkę diodami do góry,
przeprowadzamy korekcję ich położenia. Cho-
dzi o to, aby wszystkie diody znajdowały się
w jednej linii, patrząc z każdego boku. Gdy już
wszystkie diody będą odpowiednio wyrówna-
ne, 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 pozwo-
li na połączenie obu płytek „w kanapkę”. Do-
datkowo za pomocą śrub, nakrętek i ewentu-
alnie 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 mo-

delu wszystkie diody są zielone, ale nic nie
stoi na przeszkodzie, aby zastosować inne
kolory diod. Można też użyć diod w różnych
kolorach.

Dariusz Drelicharz

dariuszdrelicharz@interia.pl

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rezystory
R1-R64  . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
R65-R80 . . . . . . . . . . . . . .4,7kΩ
R81-R84  . . . . . . . . . . . . . .47kΩ
R85 . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
P1,P2  . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ

Kondensatory
C1,C2  . . . . . . . . . . . .10ΩF/16V
C3  . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C4  . . . . . . . . .100nF ceramiczny

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
Półprzewodniki
D1-D64  .LED o dowolnym kolorze
T1-T8 . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
T9-T16  . . . . . . . . . . . . . . .BC558
U1,U2  . . . . . . . . . . . . . .CD4069
U3,U4  . . . . . . . . . . . . . .CD4520

Inne
CON1,CON2 . .złącze krawędziowe
S1 . . . .przełącznik dwupozycyjny

Rys. 4 Schemat mon-

tażowy

sterownika

Komplet ppodzespołów zz płytką jjest ddostępny

w sieci hhandlowej AAVT jjako kkit sszkolny AAVT-22679