12. Blikač s LED – ako funguje jednoduchý astabilný multivibrátor

Štvrtá trieda GDMPS

12. Blikač s LED – ako funguje jednoduchý astabilný multivibrátor

Blikač s LED diódami je jednoduchý elektronický obvod, ktorý dokáže striedavo rozsvecovať dve LED diódy.
Základ obvodu tvoria dva PNP tranzistory, dva elektrolytické kondenzátory a štyri rezistory.
Obvod patrí medzi najjednoduchšie príklady astabilného multivibrátora (samokmitajúceho obvodu).

1. Základná funkcia obvodu

Blikač pracuje tak, že dva tranzistory sa striedavo otvárajú a zatvárajú.
Keď je otvorený tranzistor T1, svieti LED1.
Keď sa obvod „preklopí“, otvorí sa tranzistor T2 a svieti LED2.

Elektronicky ide o neustále prebiehajúci cyklus:

  1. stav: T1 ON, T2 OFF → svieti LED1
  2. stav: T1 OFF, T2 ON → svieti LED2
    … a tak stále dokola.

Rýchlosť preklápania závisí od RC konštánt, teda od odporov R2, R3 a kondenzátorov C1, C2.

2. Prečo obvod bliká

Kľúčom sú dva elektrolytické kondenzátory C1 a C2, ktoré sú zapojené krížom:

  • C1 prepája kolektor T1 s bázou T2,
  • C2 prepája kolektor T2 s bázou T1.

Keď je jeden tranzistor zapnutý, kondenzátor na jeho strane sa nabíja a po dosažení určitej hodnoty spôsobí impulz, ktorý preklopí stav druhého tranzistora. Tento jav sa opakuje periodicky.

3. Súčasti obvodu (BOM)

Použité súčiastky:

P.č.OznačenieHodnotaPoznámka
R1470 Ωrezistor (LED1)
R247 kΩrezistor (časovanie)
R347 kΩrezistor (časovanie)
R4470 Ωrezistor (LED2)
C110 µF/16 Velektrolyt
C210 µF/16 Velektrolyt
D1LED 5 mmžltá
D2LED 5 mmžltá
T1BC557PNP tranzistor
T2BC557PNP tranzistor

Obvod je napájaný +5 V, funguje však už od 3 V do 7 V.
Typický odber je približne 10 mA.

4. Čo ovplyvňuje rýchlosť blikania

Rýchlosť blikania ovplyvňuje tzv. časová konštanta RC:

τ = R × C

Z toho vyplýva:

  • väčšia kapacita C1/C2 → pomalšie blikanie,
  • väčší odpor R2/R3 → pomalšie blikanie.

Ak žiak vymení kondenzátory za 22 µF, blikač sa výrazne spomalí.

5. Zapojenie obvodu

Schéma zapojenia zodpovedá klasickému astabilnému multivibrátoru s PNP tranzistormi.

Dôležité upozornenia:

  • dodržať polaritu elektrolytických kondenzátorov,
  • dodržať správnu orientáciu tranzistorov,
  • LED majú správnu orientáciu podľa anódy/kátody.

6. Vyhotovenie na DPS (doske plošných spojov)

Obvod je možné osadiť na dosku veľkosti približne 30 × 30 mm.

K dispozícii sú dva pohľady:

  • pohľad strana súčiastok (zhora)
  • pohľad zospodu (vodivé spoje)

Pri osádzaní platia tieto zásady:

  1. začať od najnižších súčiastok (rezistory),
  2. pokračovať kondenzátormi a tranzistormi,
  3. na záver LED a vodiče,
  4. kontrola orientácie súčiastok pred spájkovaním.

7. Napájanie a testovanie

Napájanie: +5 V DC

Pri správnom zapojení:

  • LED1 a LED2 budú striedavo blikať,
  • frekvencia bude cca 1–3 Hz (podľa použitých súčiastok),
  • obvod sa nezahrieva a pracuje stabilne.

Možné experimenty pre žiakov:

  • vymeniť C1/C2 za 22 µF → pomalé blikanie,
  • vymeniť R2/R3 za 33 kΩ → rýchlejšie blikanie,
  • vyskúšať iné farby LED.

8. Pedagogický význam

Tento obvod učí žiakov:

  • základnú prácu s tranzistormi,
  • používanie elektrolytických kondenzátorov,
  • meranie napätia multimetrom,
  • spájkovanie a orientáciu v DPS,
  • princíp RC časových konštánt.

Je to vhodná aktivita pre:

  • krúžky elektroniky,
  • technické krúžky,
  • voliteľné predmety robotiky,
  • základné kurzy mikropočítačových systémov.

9. Dokumentácia na stiahnutie (voliteľné položky)

  • schéma v PDF
  • DPS v PNG / PDF v mierke 1:1
  • zoznam súčiastok (BOM)
  • technický výkres DPS

10. Záver

Blikač s LED je jednoduchý, lacný a zároveň názorný projekt, ktorý žiakom umožní pochopiť fungovanie tranzistorov, RC prvkov a základných elektronických obvodov.
Aj malá úprava hodnôt súčiastok výrazne mení správanie blikača, čo robí tento obvod výborným pre experimentovanie.

Comments 0