- В этой статье вашему вниманию предлагаю рассмотрение весьма простой схемы трехфазного мультивибратора. Данный генератор собран на биполярных транзисторах типа КТ815, которые еще у многих должны быть в старых запасах. Специфика работы этого мультивибратора заключается в том, что переключение состояний вкл/выкл нагрузки в коллекторной цепи транзисторов происходит в последовательном режиме. То есть, это схема самых простых, так называемых бегущих огней. Как видно на схеме мы имеем три одинаковых транзисторных каскада. В работе схемы этих каскадов заложено следующее действие – включение (открытие транзистора) предыдущего каскада способствует выключению (закрытию транзистора) последующего. И все это приводит к циклическому переключению состояний вкл/выкл по очереди всех каскадов. В результате мы получаем эффект бегущих огней на светодиодах.
Чтобы новичкам был более понятен принцип действия этой схемы, предлагаю разобраться с работой отдельных электронных компонентов и узлов. Для начала стоит сказать про работу биполярного транзистора. Основным условием открытия биполярного транзистора является наличие тока на база-эмиттерном переходе и величины постоянного напряжения величиной около 0,6 вольт.
Причем для транзисторов N-P-N проводимости на базу должен подаваться плюс, а на эмиттер минус. Если мы имеем дело с противоположной проводимостью, а именно типа P-N-P, то на базе для открытия транзистора должен присутствовать минус, а на эмиттере плюс. Если же на база-эмиттерный переход транзистора будет подаваться напряжение противоположного тому, которое нужно, то этот транзистор закроется еще сильней.
Теперь важный момент о электролитических конденсаторах, о котором стоит знать новичкам. Дело в том, что общеизвестно – на полярный конденсатор можно подавать максимально допустимое напряжение (которое указано на его корпусе) только в соответствии с той полярностью, которая указана на этом конденсаторе. То есть, на электролитических конденсаторах указано, где у него плюсовой вывод, а где минусовой. Если же мы на полярный конденсатор приложем напряжение противоположной полярностью, то данный компонент просто выйдет из строя. Но есть одно НО! Такую противоположную полярность допустимо прикладывать на конденсатор, если величина напряжения мала (в нашей схеме мы будет дело иметь с напряжением 0,6 вольт). И еще если эта противоположная полярность на полярный конденсатор подается непродолжительное время.
Теперь что касается принципа действия самой этой схемы бегущих огней на светодиодах. Итак, в момент подачи напряжения питания на схему в начальный момент начинают открываться все транзисторы. И не короткое время все светодиоды начинают светится. Но дело в том, что поскольку не существует двух абсолютно одинаковых электронных компонентов (по параметрам), небольшой разброс будет в любом случае. То наиболее медленный транзисторный каскад не успев полностью открыться, полностью и быстро закроется предыдущим каскадом. И с этого момента начинается эффект бегущих огней. Причем частота переключения каскадов зависит от емкости имеющихся в схеме конденсаторов (C1-C3). Чем больше емкость конденсаторов, тем медленнее будет переключение каскадов.
Само же переключение между каскадами происходит так. К примеру, в первом каскаде транзистору VT1 получилось полностью, быстро открыться. За небольшой промежуток времени все конденсаторы успели немного подзарядится. Когда VT1 открылся, то плюсовой вывод конденсатора C1 притянулся на минус схемы. И получилось, что некий заряд конденсатора сделал так – на базе транзистора VT2 оказался минусовой потенциал, а на эмиттере этого транзистора оказался плюс. А как я раньше уже написал, противоположная полярность только сильнее закроет транзистор. Следовательно VT2 у нас быстро закроется (после полного открытия VT1).
Закрытое состояние транзистора VT2 способствует тому, что следующий транзистор будет у нас открытым. И при этом еще происходит полный процесс заряда конденсатора C2. Плюсовая обкладках этого конденсатора заряжается плюсом, идущим от светодиода и тока ограничительного резистора, а минусовая обкладка заряжается минусом, через база-эмиттерный переход VT3. Но в это время постепенно происходит разрядка конденсатора C1 (который способствует закрытому состоянию VT2). Как только C2 разрядился, на нем начинает накапливаться заряд с противоположной полярностью. О ней я писал чуть выше. Ток заряда протекает через резистор R2. Как только напряжение на C1 поднимется до величины 0,6 вольт, то транзистор VT2 полностью откроется, и поспособствует закрытию VT3. То есть следующего каскада. Ну, а далее все эти процесс открытия и закрытия транзисторов будут повторяться циклически, тем самым создавая эффект бегущих огней.
С принципом действия разобрались, теперь что касается количества светодиодов. Дело в том, что если в каждый каскад схемы поставить только по одному светодиоду (или одной светодиодной матрице), то при работе схемы эффект бегущих огней будет не так очевиден. Переключение светодиодов будет больше напоминать хаотический порядок. Хотя это только на первый взгляд (обман восприятия). Чтобы эффект бегущих огней был более явный, то лучше в каждый каскад поставить хотя бы по три светодиода (или светодиодных матрицы). После чего все девять светодиодов (во всех трех каскадах) расположить со смещением на один. То есть, чтобы второй светодиод первого каскада располагался за двумя первыми светодиодами двух других каскадов. В этом случае при работе схемы мы увидим более отчетливее эффект бегущих огней.
Данную схему можно использовать к примеру в поворотниках авто, что сделает их по своему уникальными и красивыми. Либо же эту схему применить елочной гирлянде. И получить также красивое перемигивание новогодней елки. Хотя данная схема трехфазного генератора мультивибратора может быть использована и во многих других целях. Причем, если поэкспериментировать с количеством и разным расположением светодиодов, то можно получить также некоторое множество различных световых эффектов.
Видео по теме данной статьи (как сделать бегущие огни на светодиодах, простая трехкаскадная схема на биполярных транзисторах, пояснение работы, + пример) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/617e8b21ab571f2150348dc9 .