Sayıcı ile LED Flaşör Devresi

Sayıcı ile LED flaşör devresi yapmak için kullanılabilen çok yönlü entegrelerden biri, ikili dalgalanma sayacıdır. Elektronik öğrencileri veya hobiciler genellikle ev veya okul projeleri için çeşitli devreler, özellikle ışık yanıp sönen devreler yapmaktan hoşlanır. Piyasada, belirli sayıda LED’i periyodik, rastgele veya sıralı olarak yakabilen birçok devre ve kit vardır.

Sayıcılar eğitiminde anlattığımız gibi, dalgalanma sayıcıları temel olarak referans saat girişini daha düşük bir frekans elde etmek üzere belirli bir oranda bölen frekans bölücüler olarak kullanılabilir. Basit çalışmamızda bunları flip-flop dizileri olarak kullanacağız.

Bu tür sayıcılar doğaları gereği asenkron çalışır; tüm flip-flop’lar aynı anda değişmez. Genellikle geçiş, saat darbesinin negatif kenarında meydana gelir.

T-tipi (geçiş) flip-flop, asenkron sayıcıların temel yapı taşını oluşturur. Önceki aşamanın çıktısından üretilen sinyal nedeniyle her aşama sırayla değişir; buna dalgalanma (ripple) etkisi denir ve doğrudan basit bir LED flaşör devresi olarak kullanılabilir.

Bir N bitlik bölme frekansı sağlamak için, bir dizi 2’ye bölme T tipi flip-flop basamaklandırılır. Yaygın entegreler arasında 74LS93 (4-bit ÷16), CMOS 4024 (7-bit ÷128), CMOS 4040 (12-bit ÷4096) ve CMOS 4060 (14-bit ÷16384) bulunur.

Çıkışlar Qn olarak adlandırılır. Örneğin Q6 çıkışı 2^6 = 64 (saat frekansının 1/64’ü), Q12 ise 2^12 = 4096 (saat frekansının 1/4096’sı) frekansına karşılık gelir.

Hobi amaçlı veya eğitim projelerinde birçok sayaç kullanılabilir, ancak basit bir LED flaşör için çok yönlü bir seçenek CMOS CD4040B 12-bit ikili sayacıdır.

CD4040B, 12 ayrı çıkışa sahip hızlı anahtarlamalı bir 12 bit ikili dalgalanma sayacıdır. Bu çıkışlar, her negatif kenarda sırayla değişerek zamanlama dizisi üretir.

4040 çıkışları, her sayımda mantıksal 1 ile 0 arasında geçiş yapar; bu sayede takip eden veya rastgele efektler üretilebilir ve 4040 basit bir LED flaşör için idealdir.

4040, 12 bit olduğundan her çıkış 0’dan 4095’e kadar ikili sırayla yüksek veya düşük olur; bu zamanlama şemasında gösterilmiştir.

4040B’yi LED flaşör devresinde kullanmadan önce bir zamanlama sinyali üretmemiz gerekir. Zamanlama veya saat sinyali üretmenin birçok yolu vardır. Minimum bileşenle kare dalga sinyali oluşturmanın etkili bir yolu, NE555 kararsız zamanlayıcı gibi özel bir zamanlama entegresi kullanmaktır.

Yazı Önerisi

555 entegresi hakkında hazırladığımız içerikleri okumanızı tavsiye ederiz.

• 555 Zamanlayıcı Entegresi Nedir
• 555 Entegresini Astable Modda Kullanmak
• 555 Zamanlayıcı ile PWM Üretmek

Zamanlama periyodu T, giriş saat frekansına bağlıdır: T = 1/ƒ. Örneğin 4040 (÷4096) kullanıp en uzun periyodu 4 saniye (2s açık, 2s kapalı) yapmak istiyorsanız, giriş saat frekansınız yaklaşık 1 kHz olmalıdır (0.25 × 4096 ≈ 1024 Hz).

Basit Sayıcı ile LED Flaşör Devresi

LED’leri farklı çıkışlara bağlayarak birer birer yakıp söndürebiliriz. Her çıkış, bir öncekinin frekansının yarısı oranında yanıp söneceğinden tüm çıkışlar aynı anda açık veya kapalı olmaz; bu özellik LED’leri flaşör olarak kullanmamıza olanak verir.

Birden fazla LED’i çıkışlara bağlayarak, bağlı olduğunuz dalgalanma çıkışına göre yıldız benzeri veya sıralı yanıp sönme efektleri elde edebilirsiniz. Fiziksel yerleşim efektin görsel kalitesini etkiler.

Dalgalanma Sayacı Çıkışı

Q1 ila Q12 çıkışları, LED’leri doğrudan sürmek için yeterli olan yaklaşık 15mA’e kadar yük akımını karşılayabilir. 4040’ın hem sink hem de source akımı olması, LED’lerin ya besleme ile çıkış arasında ya da çıkış ile toprak arasında bağlanabilmesine olanak verir.

Çıkışlara Absorbe Eden ve Kaynak Sağlayan

İlk devrede LED pozitif beslemeye (+Vcc) ve Q8 çıkışına bağlıdır. Bu durumda akım çıkış terminaline doğru aktığı için çıkış DÜŞÜK olduğunda LED AÇIK olur (çıktı akımı absorbe eder).

İkinci devrede LED, Q8 ile toprak arasına bağlanmıştır; çıkış YÜKSEK olduğunda LED AÇIK olur (çıktı akımı sağlar).

4040’ın hem sink hem de source yeteneği, aynı çıkış terminaline birden fazla LED bağlanmasına imkan verir; ancak hangi durumda hangi LED’in yanacağı çıkışın durumuna bağlıdır. Gerekirse LED akımını 15mA’ın altında tutmak için seri direnç kullanın.

Üçüncü görselde iki LED’in alternatif olarak yanıp sönmesi gösterilmiştir. Daha yüksek güçlü yükler (motor, röle vs.) için transistörler kullanarak sürme yapmalısınız ve endüktif yüklere flyback diyot eklemelisiniz.

Dalgalanma Sayacı ile Transistör Sürmek

Transistör yerine güç MOSFET veya Darlington çiftleri kullanılabilir. Endüktif yüklerde geri EMF’e karşı flyback diyot kullanılması önerilir.

Çıkışlara daha fazla LED eklemek mümkündür; her LED için yaklaşık 15–20mA gerektiğini unutmayın. Daha yüksek yükler için sürücü elemanları kullanın.

NE555 zamanlayıcı ve CMOS 4040 kullanarak çok basit bir LED flaşör devresi oluşturabileceğimizi gördük. 4060B gibi entegreler kendi osilatörünü içerir, bu sayede ek bir NE555’e gerek kalmayabilir.

4060B entegresinin veri sayfasına buradan bakabilirsiniz.

Pratik Notlar

• LED’leri doğrudan bağlarken her çıkışın akım sınırını göz önünde bulundurun; gerekirse seri direnç kullanın.
• Yük olarak motor veya röle kullanıyorsanız bir sürücü transistör ve flyback diyot kullanın.
• Uzun zamanlama için yüksek bölme oranı gerekiyorsa giriş saat frekansını uygun şekilde artırın.