БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ.

ИНЖЕНЕРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ.

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

Курсовая работа.

По дисциплине

Основы патентоведения.

Программируемый автомат световых эффектов.

Выполнил

cт.гр. УИТ-33

Лишманов А С

Проверил

Знамцев Ю М

«__»_____2004г.

2004

Описание.

Область техники. Изобретение относится к области электротехники и предназначен для автоматического управления восемью независимыми источниками света на дискотеках, танцплощадках, новогодних елках и других мероприятиях, где необходимо получить периодически меняющиеся комбинации световых источников.

Уровень техники. Существуют большое количество автоматов световых эффектов, например автомат, реализующий только включение и выключение гирлянды лампочек или так называемый эффект «бегущего огня», то есть последовательное включение следующих друг за другом лампочек. Эти автоматы обладают серьезным недостатком: они имеют только одну комбинацию переключения, что очень быстро надоедает наблюдателю. Ведь доказано, что интерес к любой установке сохраняется до тех пор, пока не будет вычислен алгоритм ее работы. Существуют автоматы световых эффектов, содержащие в себе оперативно запоминающие устройства, в которых хранится программа переключения гирлянд, которую оператор может изменять, набирая ее с помощью определенных переключателей. Но при сбое питания программа, записанная в ОЗУ, разрушается и ее приходится набирать снова, а на это уходит не мало времени (эти типы автоматов указаны в [1]). Наиболее удачными устройствами с этой точки зрения является автоматы световых эффектов, построенные на программируемых постоянных запоминающих устройствах (ППЗУ).

Наиболее близким аналогом, является автомат световых эффектов, описанный в [2], который состоит из формирователя прямоугольных импульсов, трех счетчиков, микросхемы ППЗУ, выходного каскада и блока питания. Но данный автомат световых эффектов обеспечивает небольшое количество режимов смены переключения ламп, не содержит устройства, которые могли бы автоматически, с помощью записанной в ППЗУ программы, менять скорость переключения ламп, яркость их свечения и количеством повторений одной программы. Также не хватает дополнительных переключателей, которые могли бы путем простого нажатия кнопки сменить направление переключения ламп и порядок переключения программ, для обеспечения дополнительных световых эффектов без записи дополнительной программы в ППЗУ.

Цель изобретения. Мой автомат световых эффектов, позволяет получить тридцать две различных программы переключе­ний восьми независимых источников света.

Сущность изобретения. Автомат имеет три режима работы. В первом режиме предусмотрен автоматический перебор всех программ, причем каждая программа повторяется восемь раз, после чего осуществляется переход к следующей програм­ме. Второй режим предусматривает повто­рение каждой программы один раз. В третьем режиме источники света горят постоянно, что облегчает поиск и замену перегоревших ламп.

Автомат состоит из формирователя импульсов (DD1, С1, R1-R3), генератора коротких импульсов (С2, SB2), схемы выбора светового эффекта (DD2), схемы выбора программы (DD3 – DD5), посто­янною программируемого запоминающего устройства (DD6), транзисторных ключей (VT2 - VT9) для управле­ния тиристорами (VS1...VS8).

Принцип работы. Автомат работает следующим образом. При включе­нии питания начинает работать генератор им­пульсов на элементах DD1.1 – DD1.3, конденсаторе С1 и резисторах R1 – R3, частоту которого (и соответственно скорость переклю­чения источников света) можно изменять переменным резистором R2. Эти импульсы поступают на счет­ный вход двоичного счетчика DD2. Выходы этого счет­чика соединены с младшими адресными входами (А0 - A3) ППЗУ DD6. Счетчик DD2 обеспечивает пос­ледовательный перебор шестнадцати световых комбина­ций одной программы. Со старшими адресными входа­ми (А4 - А7) ППЗУ DD6 соединены выходы счетчиков DD4 - DD5. Этот счетчик обеспечивает перебор тридцати двух программ переключения источников света. С помощью счетчика DD3 обеспечивается восьмикратное пов­торение каждой программы.

В первом режиме работы автомата (положение " 1" переключателя SB3) на счетный вход счетчика DD4 поступают импульсы с выхода переноса старшего разряда счетчика DD3 (если на вход счетчика DD3 прошло восемь импульсов, на выходе счетчика DD3 появля­ется один импульс отрицательной полярности). В положении ' 2 ' переключателя SB3 импульс с выхода счетчика DD2 поступает на счетный вход счетчика DD4 и про­исходит переключение программы на очередную без пов­торения (этот режим удобен для быстрого поиска нуж­ной программы), то есть автомат работает во втором режиме.

При третьем режиме автомата (переключатель SB4 находится в положении "2') на входы CS1 и CS2 DD6 поступает логический ноль, вследствие чего на всех выходах ППЗУ DD6 появится логическая 1, которая закроет транзисторы VT2 – VT9 и откроет тиристоры VS2 – VS9, то есть все лампы будут гореть.

Светодиод VD9 показывает частоту переключения ламп, а светодиод VD10 – требуемый режим работы, который зависит от положения переключателей SB3 – SB4. Если светодиод VD10 горит, а переключатель SB4 находится в положении противоположном, показанному на схеме, то автомат работает в 1 или во 2 режиме (это зависит от положения переключателя SB3). Если же светодиод VD10 не горит, то обеспечивается третий режим работы автомата.

Кнопка SB1 является кнопкой сброса (на всех выхода счетчиков присутствует логический 0).

Кнопкой SB2 можно менять программы в сторону убывания.

Монтаж устройства выполнен на двух платах. На первой размещаются трансформатор, диоды для получения напряжения +200В и тиристоры, а также разъем для подключения ламп. На второй размещены все остальные компоненты: микросхемы, транзисторы, конденсаторы и др. Органы управления находятся непосредственно на передней крышке устройства. Весь монтаж выполнен следующим образом. В качестве платы берется фольгированный текстолит, который очищается от фольги. Затем просверливаются отверстия под детали и другие компоненты. После чего берется медный неизолированный провод и навинчивается на ножку микросхемы. Затем он ведется к другому выводу. В местах перегиба провода сверлится отверстие и провод выводится на другую сторону платы. Достоинства этого способа заключаются в том, что нет необходимости выполнять трудоемкий печатный монтаж, легко выпаять микросхему, нет «груды» проводов, как в навесном монтаже.

Формула изобретения.

1. Программируемый автомат световых эффектов, состоящий из генератора, четырех двоичных счетчиков, микросхемы ППЗУ, выходного блока, выполненного на транзисторно-тиристорном каскаде и блока питания, отличающийся тем, что с целью увеличения функциональных возможностей, он дополнительно содержит устройство автоматического управления частотой переключения ламп, устройство автоматического управления количеством повторений одной программы и устройство автоматического управления яркостью свечения ламп.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок автоматического управления частотой переключения ламп выполнен на мультиплексоре и счетчике, причем сигналы на вход первого счетчика подаются от генератора прямоугольных импульсов, выход мультиплексора соединен через делитель частоты, выполненный на втором четырехразрядном двоичном счетчике, со входом третьего счетчика, а адресные входы мультиплексора соединены с первым и вторым выходами ППЗУ, путем введения обратной связи.

3. Устройство по п 1, отличающееся тем, что блок автоматического управления количеством повторений одной программы выполнен на реверсивном счетчике, причем сигналы на его вход подаются с третьего выхода ППЗУ.

4. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что блок автоматического управления яркостью свечения ламп, выполнен из регулируемого источника напряжения управляемого цифроаналоговым преобразователем.

Чертежи.

Программируемый автомат световых эффектов.

Рис. 1 (блок управления частотой переключения ламп).

Рис 2. (блок управления яркостью переключения ламп).

Реферат.

Программируемый автомат световых эффектов, выполненный на генераторе импульсов, счетчиках, микросхемы ППЗУ, блока питания и выходного каскада, предназначенный для автоматического управления восемью независимыми источниками света, путем записи в ППЗУ соответствующей программы переключения лампочек, дополнительно содержит устройства, позволяющее автоматически регулировать скорость переключения лампочек, яркость их свечения и количество повторений шагов одной программы. Это достигается путем соединения выходов ППЗУ с соответствующими входами управляемых устройств, то есть введения цепи обратной связи.

Библиографические данные.

1. Букреев И. Н., Мансуров Б. М., Горячев В. И. Микроэлектрон­ные схемы цифровых устройств. — М.: , 1995.

2. Василенко В. Автомат световых эффектов на ППЗУ. — Радиолюбитель, 1997, N7, С.22.

3. Автомат световых эффектов на ППЗУ. — В помощь радиолюбителю. Вып.108.