62

Elektronika dla Wszystkich

Elektroniczne serduszko wytwarza efekty
świetlne i akustyczne. Może być doskona-
łym prezentem dla osoby darzonej uczu-
ciem. Ponadto samodzielne wykonanie te-
go prezentu dodatkowo podniesie jego wa-
lory w oczach osoby nim obdarowanej,
bardziej niż „gotowiec” kupiony na stoisku
z upominkami.

Opis układu

Schemat ideowy przedstawiony został na ry-
sunku 1. Zasada działania nie powinna bu-
dzić większych wątpliwości. Multiwibrator
astabilny wykonany na układzie NE555 wy-
twarza impulsy, których okres zależy od war-
tości elementów C1 i P1. Wartość tych ele-
mentów można dobrać według własnych
upodobań, w taki jednak sposób, aby zapala-
nie diod LED następowało w miarę
szybko i płynnie. Impulsy z wyjścia
układu U1 są doprowadzone do wej-
ścia licznika-dekodera 1 z 10 wykona-
nego na układzie U2 4017, gdzie są one
zliczane i dekodowane. Impulsy poja-
wiające się na wyjściu dekodera są kie-
rowane za pośrednictwem rezystorów
R2-R11 do tranzystorów T1-T10 steru-
jących od strony katod zapalaniem się
dwukolorowych diod LED. Natomiast
impulsy pojawiające się na wyjściu
przeniesienia licznika-dekodera U2 są
doprowadzane do wejścia scalonego
dzielnika częstotliwości U3 typu 4024.

Impulsy te są dzielone w tym ukła-

dzie i w zależności od wybranego
podziału częstotliwości pojawią się
w określonym czasie na wyjściu dzielni-
ka. Wyjścia Q1-Q6 dzielnika U3 zosta-
ły dołączone do sześciopozycyjnego
przełącznika SW DIP, za pomocą które-
go wybieramy odpowiedni stopień
podziału częstotliwości impulsów wej-
ściowych. Ponieważ do sterowania
dwukolorowymi diodami LED od stro-
ny anod potrzebne są dwa przebiegi o
odwrotnej fazie, z drugiej strony sze-
ściopozycyjnego przełącznika SW DIP
dołączony został inwerter wykonany na
tranzystorze T11. Zarówno do wejścia,
jak i wyjścia tego inwertera zostały do-

łączone dwa tranzystory T12 i T13, które ste-
rują diodami LED od strony anod. Ponieważ
tranzystory te zostały dołączone do wejścia
oraz do wyjścia inwertera (T11), zawsze prze-
wodzi tylko jeden z tranzystorów T12 lub
T13. Anody dwukolorowych diod LED są po-
łączone równolegle, osobno dla czerwonego
i zielonego koloru. Dzięki opisanemu wyżej
sposobowi sterowania tranzystorami T12
i T13 zawsze przewodzi tylko jeden z tych
tranzystorów i zawsze włączona jest tylko jed-
na z anod dwukolorowych diod LED, niemoż-
liwe jest jednoczesne włączenie dwóch kolo-
rów. Tak więc dwukolorowe diody LED są
sterowane od strony katod przez tranzystory
T1-T10, od przewodzenia których zależy,
która z dwukolorowych diod LED D1-D10
w danej chwili świeci, oraz tranzystorów T12

i T13, od przewodzenia których zależy, w ja-
kim kolorze będzie świeciła zapalona dioda
LED. Jest to po prostu multipleksowy sposób
sterowania diodami LED.

Opisany układ jest uniwersalny - można

zastosować dwukolorowe diody LED ze

Rys. 1 Schemat ideowy

EE

EE

ll

ll

ee

ee

kk

kk

tt

tt

rr

rr

oo

oo

nn

nn

ii

ii

cc

cc

zz

zz

nn

nn

ee

ee

ss

ss

ee

ee

rr

rr

dd

dd

uu

uu

ss

ss

zz

zz

kk

kk

oo

oo

Forum Czytelników

wspólną anodą lub ze wspólną katodą. W za-
leżności od zastosowanych diod LED należy
zewrzeć zwory Z1 lub Z2. Jasność świecenia
diod LED zależy od wartości rezystorów R16
i R17.

Zaświecanie się diod tego serduszka to

jednak nie wszystko. Układ elektronicznego
serduszka został dodatkowo wyposażony
w pozytywkę odgrywającą okresowo melo-
dyjkę. Do tego celu zostało wykorzystane
wyjście Q7 dzielnika częstotliwości U3. Na-
pięcie pojawiające się okresowo na tym wyj-
ściu jest wzmacniane na tranzystorze T14
i kierowane do prostego stabilizatora napię-
cia na elementach R19 i D12, z którego jest
zasilany układ pozytywki (UM 66). Układ
scalony pozytywki U4 bezpośrednio steruje
przetwornikiem piezoelektrycznym.

Częstotliwość włączania pozytywki zale-

ży przede wszystkim od częstotliwości multi-
wibratora astabilnego, a także numeru wyj-
ścia dzielnika częstotliwości U3, które steruje
włączaniem pozytywki. Wybrano jednak wyj-
ście Q7, co powoduje, iż po włączeniu się po-
zytywki będzie ona stosunkowo długo grała
melodyjkę, lecz taki sam czas trze-
ba czekać na jej włączenie. Jako
układ pozytywki proponuję układ
grający melodyjkę „Dla Elizy” Be-
ethovena, co znacząco podkreśli
wartość wykonanego serduszka.

Montaż

i uruchomienie

Przedstawiony układ elektronicz-
nego serduszka w modelowym
rozwiązaniu został zmontowany na
dwóch płytkach drukowanych (ry-
sunek 2 i 3), jednostronnej płytce
sterownika i dwustronnej płytce
wyświetlacza. Płytki połączone są
ze sobą na tzw. „kanapkę” za po-
mocą goldpinów. Płytki zostały
dostosowane do plastikowej obu-
dowy KM33B. Po dopasowaniu
płytek do obudowy należy wytra-
sować położenie diod LED w po-
krywie obudowy, aby ułatwić so-
bie montaż całości. W tym celu
płytkę wyświetlacza należy wło-
żyć w górną część obudowy
KM33B tak jak będzie ona później
montowana. Następnie wiertarką
z wiertłem 1mm, poprzez otwory
katod diod LED, w płytce wyświe-
tlacza, wiercimy otworki w pokry-
wie obudowy. Otwory te następnie
rozwiercamy do średnicy 5mm
diod LED.

Montaż płytki sterownika roz-

poczynamy od wlutowania czterech
zwór. Na tej płytce zamontowano
suwakowy (hebelkowy) przełącz-
nik. Goldpiny „żeńskie” zamoco-
wano po stronie elementów sterow-

nika po wcześniejszym usunięciu co drugiego
pinu tak, aby uzyskać rozstaw pinów 5mm.
Jeśli nie planujemy zmian częstotliwości
świecenia diod LED, to zamiast przełącznika
SW1 można zastosować zworę.

Płytka wyświetlacza ma umowną stronę

elementów - tę, na której umieszczone są
diody LED, i umowną stronę ścieżek - tę na
której umieszczone są tranzystory T1-T10.
Elementy na tej płytce są umieszczone po jej
obu stronach i są także lutowane po jej oby-
dwu stronach. Diody LED montujemy po
stronie elementów maksymalnie nisko. Pod-
czas montażu diod LED należy zwrócić uwa-
gę, aby wyprowadzenia koloru czerwonego
i zielonego diod LED były połączone razem
tj. wszystkie „zielone” do jednej ścieżki
i wszystkie „czerwone” do drugiej ścieżki.
Inaczej zmiana koloru diod LED w czasie
pracy zabawki będzie mało zauważalna. Po
stronie elementów montujemy także rezysto-
ry R16, R17 oraz zworę Z1. Natomiast od
strony ścieżek płytki wyświetlacza montuje-
my tranzystory T1-T10 oraz goldpiny „mę-
skie”. Goldpiny te należy wcześniej rozciąć

ostrym nożem tak, aby otrzymać poszczegól-
ne piny osobno rozdzielone. Należy je umie-
ścić w „żeńskiej” części goldpinów, posiada-
jącej metalowy styk. Następnie na to nakła-
damy płytkę wyświetlacza i lutujemy po-
szczególne piny do płytki wyświetlacza, do-
ciskając obydwie płytki do siebie.

Po poprawnym zmontowaniu układ powi-

nien od razu pracować. Regulacji wymaga je-
dynie częstotliwość zaświecania kolejnych
diod LED oraz częstotliwość zmian koloru
świecenia tych diod. Aby dźwięk pozytywki
był dobrze słyszalny, należy zastosować prze-
twornik piezoelektryczny w plastikowej obu-
dowie z otworem, który to otwór powinien
wychodzić na zewnątrz obudowy zabawki.

Płytki po złączeniu ich goldpinami nie

wymagają dodatkowego montowania w obu-
dowie, wystarczy płytkę wyświetlacza wło-
żyć diodami LED we wcześniej wywiercone
otwory. Dodatkowo, na górnej części obudo-
wy można nakleić ozdobną folię samoprzy-
lepną, a wewnątrz diod LED ułożonych
w kształcie serca można wkleić czerwone sa-
moprzylepne serduszko z napisem „Kocham
Cię”.

W modelowym urządzeniu przy zasilaniu

z nowej baterii 6F22/9V pobór prądu wyno-
sił około 10mA. Pobór prądu zależy głównie
od jasności świecenia diod LED ustalanej za
pomocą rezystorów R16 i R17.

Krzysztof Kawa

Forum Czytelników

63

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 2,3 Schematy montażowe

Wykaz elementów
Rezystory
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47kΩ
R2-R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ
R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R14,R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R16,R17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100kΩ
R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22kΩ
R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1kΩ
P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .POT 22kΩ
Kondensatory
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2µF/16 V
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
Półprzewodniki
D1-D10 . . . . . . .LED dwukolorowe wspólna katoda
D11 . . . . . . . . . . .1N4001 – dowolna prostownicza
D12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3V – dioda Zenera
T1-T11,T14 . . . . . . . . . . . . .BC237 (dowolny NPN)
T13,T14 . . . . . . . . . . . . . . .BC307 (dowolny PNP)
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NE555 CMOS
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CD4017
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .CD4024
U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .UM66
Inne
DipSwitch x 6
Piezo z gen.
Goldpiny
Obudowa KM33B