Автомат переключения гирлянд

Автомат плавного переключения гирлянд на микросхеме

Автомат позволяет плавно переключать гирлянды, причем в зависимости от регулировки автомата они будут или плавно загораться и резко гаснуть, или резко загораться и плавно гаснуть. Такой эффект возникает в результате биений между частотой питающей сети и частотой импульсов управления тринисторами, коммутирующими цепи гирлянд.

Автомат состоит из задающего генератора, генератора управляющих импульсов, электронных ключей и тринисторных регуляторов мощности.

Задающий генератор собран на транзисторах VT4 и VT5 по схеме несимметричного мультивибратора с емкостной связью между эмиттерами транзисторов. Выходные импульсы мультивибратора следуют с частотой примерно 300 Гц — ее можно регулировать в пределах примерно 20 Гц переменным резистором R13. Стабильность частоты обеспечивается питанием мультивибратора от параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне VD9 (резистор R7 — балластный).

Триггеры DD1 и DD2 работают в генераторе управляющих импульсов, представляющем собой синхронный счетчик-делитель на 3.

Импульсы на синхронизирующие входы триггеров (выводы 12) поступают с задающего генератора. При этом на выходах счетчика появляются импульсы, следующие с частотой 100 Гц. С помощью дифференцирующих цепочек C2R1, C3R5 и C4R5 задние фронты импульсов (они сдвинуты относительно друг друга на треть периода следования импульсов) счетчика преобразуются в короткие отрицательные импульсы, открывающие транзисторы VT1—VT3 электронных ключей. Импульсы же коллекторных токов транзисторов открывают тринисторы VS1—VS3 и включают гирлянды ламп EL1 — EL3.

Гирлянды питаются от двухполупериодного выпрямителя на диодах VD1 — VD4, включенных по мостовой схеме. Поскольку сглаживающего конденсатора на выходе выпрямителя нет, частота питающего напряжения равна удвоенной частоте сетевого, т. е 100 Гц. Если частота управляющих импульсов немного превышает ее, то в результате биений обоих сигналов наблюдается плавное нарастание яркости свечения ламп с последующим их резким выключением. При обратном соотношении частот гирлянды включаются резко и плавно гаснут. Переменный резистор R13 позволяет изменять частоту биений в обе стороны от нуля (среднее положение движка резистора) на 5. 7 Гц.

Питание на транзисторные ключи и генераторы подается с выпрямителя на диодах VD5—VD8, также включенных по мостовой схеме. Переменное напряжение на этот выпрямитель подается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1. Выпрямленное напряжение сглаживается оксидным конденсатором С1.

Вместо указанных на схеме транзисторов МП25Б можно использовать другие германиевые или кремниевые транзисторы структуры p-n-р, допускающие ток коллектора до 300 мА и напряжение между коллектором и эмиттером не менее 30 В, а также обладающие коэффициентом передачи тока более 30. В задающем генераторе могут работать другие транзисторы серии КТ315 или КТ312 с коэффициентом передачи не менее 50. Диоды Д246 заменимы на другие, обеспечивающие выпрямленный ток не менее 1 А (для гирлянд мощностью до 200 Вт) и рассчитанные на обратное напряжение более 300 В. Вместо Д226Д подойдут другие диоды этой серии. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, МЛТ-1 (R7), переменный R13 — СП-1. Конденсаторы С1 — К50-6, С2—С4 — КЛС, С5 и С6— МБМ. Тринисторы, кроме указанных на схеме, могут быть КУ202Л, КУ201Л. Трансформатор питания — унифицированный выходной трансформатор кадровой развертки телевизора (ТВК-70Л2) либо другой готовый трансформатор мощностью не менее 10 Вт и с напряжением на обмотке 11 около 11 В. Подойдет трансформатор и с большим напряжением, но тогда придется более точно подобрать резисторы R2, R4, R6, R7 (установить резисторы с большим сопротивлением). Часть деталей автомата монтируют на печатной плате (рис. П-21) из фольгированного стеклотекстолита. Выводы катодов и управляющих электродов тринисторов соединяют с соответствующими точками платы монтажными проводниками в изоляции. Кроме того, при использовании гирлянд мощностью более 200 Вт каждый тринистор желательно установить на небольшой радиатор (в этом случае на радиатор устанавливают и мощные диоды VD1—VD4). Выпрямительные диоды и трансформатор укрепляют на отдельной плате из изоляционного материала и монтируют навесным способом. Переменный резистор и сетевой выключатель Q1 устанавливают на корпусе автомата, на задней стенке которого крепят держатель с предохранителем FU1. Для облегчения подключения гирлянд можно укрепить на задней стенке разъемы (они н« показаны на схеме) в виде сетевы) розеток.

Налаживание автомата сводится к подбору (если это необходимо] резистора R11. Для этого вместо него временно включают переменный резистор сопротивлением 22 или 33 кОм. Движок переменного резистора R13 устанавливают примерно в среднее положение и, перемещая движок дополнительного резистора, добиваются нулевой частоты биений (иначе говоря, остановки переключения гирлянд). Измерив получившееся сопротивление дополнительного резистора, впаивают в автомат постоянный резистор с таким же сопротивлением.

Б.С. Иванов. Энциклопедия начинающего радиолюбителя

Программируемый переключатель гирлянд

Всего четыре микросхемы, столько же транзисторов и тринисторов, да с десяток резисторов и конденсатор понадобятся для постройки автомата (рис. 1), обеспечивающего десять вариантов последовательностей включения четырех новогодних ламповых гирлянд. Нужную программу работы устанавливают переключателями SA 1 и SB 1.

На элементах DD 2.1 — DD 2.3 собран задающий генератор, частота следования импульсов которого зависит от емкости конденсатора С1 и суммарного сопротивления резисторов R1 и R2. Переменным резистором R2 «Частота» плавно изменяют частоту следования импульсов, а значит, и частоту переключения гирлянд. С выхода генератора (вывод 8 микросхемы DD 2) импульсы поступают на синхронизирующие входы триггеров DD 3.1 — DD 4.2, на которых выполнен регистр сдвига. В зависимости от положения подвижного контакта переключателя SA1 будет та или иная последовательность появления уровней логических сигналов (0 или 1) на прямых и инверсных выходах триггеров. Кнопочным переключателем SB1 «Корректировка» пользуются для запуска регистра сдвига и корректировки задаваемой программы переключения гирлянд. В зависимости от продолжительности удержания кнопки переключателя в нажатом состоянии (когда ее подвижный контакт соединен с нижним по схеме неподвижным) при одном и том же поло­жении переключателя SA1 можно по лучать несколько разновидностей сочетаний включения гирлянд. Каждая гирлянда соединена последовательно с тринистором, на управляющий электрод которого подано через ограничительный резистор постоянное напряжение 5 В, а параллельно управляющему электроду и катоду подключен транзисторный ключ. Когда на базе транзистора уровень логического 0 (он поступает с инверсного выхода триггера), транзистор закрыт, но зато открыт тринистор. Гирлянда включена. Как только на базу поступает уровень логической 1, транзистор открывается и шунтирует управляющий электрод тринистора. Тринистор закрывается, гирлянда гаснет. Как уже было сказано, варьируя продолжительностью нажатия кнопки SB1, можно «запрограммировать» самые разнообразные сочетания включения гирлянд. Так, в положении «1» переключателя SA 1 удается получить такие сочетания (тире объединены одновременно горящие гирлянды, точками с запятой — варианты сочетаний): 1, 2, 3, 4; 1-2, 2-3, 3-4, 4-1; 1-2-3, 2-3-4, 3-4-1, 4-1-2; 1-3, 2-4. В положении «2» сочетания такие: 1, 1-2, 1-2-3, 1-2-3-4, 2-3-4, 3-4, 4; 2-3, 1-3-4, 2-4, 3, 1-4, 2, 1-3, 1-2-4; в положении «3»: 2-3, 1-3-4, 1-2-4; 1-4, 2, 3; в по­ложении «4»: 1, 1-2, 1-2-3, 2-3-4, 3-4, 4; в положении «5»: 1-3, 2-4. В положении «6» вступает в работу узел, выполненный на элементах DD1.1 — DD1.3, DD2.4 и выполняющий операцию «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ». Гирлянды начинают включаться по изменяющейся очередности, создавая впечатление повторения разнообразия предыдущих программ. В положении «7» работе переключателя останавливается, и вспыхивают все гирлянды. Питаются гирлянды от сети через двухполупериодный выпрямитель на диодах VD1- VD4, а микросхемы и транзисторные ключи — от любого источника со стабилизированным выходным напряжением 5 В при токе нагрузки до 200 мА. При указанных на схеме тринисторах и диодах мощность каждой гирлянды может быть до 500 Вт. Транзисторы — любые из серии КТ315; тринисторы — КУ201, КУ202 с индексами К-Н; диоды — любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток, превышающий общий ток потребления гирлянд. Постоянные резисторы — МЛТ-0.125, переменный — СП-1; конденсатор — К50-6; переключатель SA 1 — галетный, например 11П1Н (число его положений ограничивают перестановкой фиксатора), SB 1 — кнопка MT 1-1. Часть деталей автомата смонтирована на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, которая установлена на общем шасси из изоляционного материала. На этом же шасси закреплены П-образные радиаторы, согнутые из полосок листового алюминия толщиной 2 мм и размерами 25х55 мм, к которым прикреплены тринисторы и диоды. На шасси могут быть расположены и детали стабилизированного источника питания.

Органы управления автоматом — переключатели, переменный резистор и выключатель блока питания (его нет на схеме) укрепляют на передней стенке корпуса, в котором установлено шасси. На задней стенке крепят зажимы (они также не показаны на схеме) или разъемы для подключения гирлянд. При отсутствии микросхемы К155ЛЕ1 можно вообще обойтись без нее, отказавшись от «комплексной» программы зажигания гирлянд (положение «6» переключателя SA1), либо собрать этот узел автомата на микросхеме К155ЛАЗ по приведенной на рис. 3 схеме. Узел значительно упростится, если использовать в нем один из элементов микросхемы К155ЛП5. В этом случае вывод 3 микросхемы подключают к контакту «6» переключателя SA1, а выводы 1 и 2 — соответственно к выводам 12 и 9 микросхемы DD3.1. Естественно, должны быть подключены к источнику питания выводы 7 и 14 микросхемы. В любом варианте нового исполнения узла придется несколько изменить рисунок печати на плате.

Автомат не требует налаживания, но для надежного переключения гирлянд, возможно, придется уменьшить сопротивление резисторов в цепи управляющих электродов тринисторов до 200 Ом. При желании изменить частоту переключения следует подобрать резисторы R 1, R 2 и конденсатор С1.

(Прим. вед. расс.: Схема действительно очень проста и не требует никакого налаживания, при этом имеет очень много световых эффектов. Данная конструкция успешно радует глаз вот уже в течение шести лет на каждый Новый год.)

г . Костополь. Радио №11, 1986г.

Автомат переключения гирлянд


Накануне Нового года многих радиолюбителей волнует вопрос: как оживить новогоднюю елку?

В этом разделе собраны практические схемы переключателей елочных гирлянд несложного уровня, для начинающих радиолюбителей и вариантов более сложных, с разными световыми эффектами.

Цветомузыка вокруг елки

Новогодняя электроника за полчаса

Радиолюбители знают, как оживить электрогирлянды, украшающие ветви искусственных елочек: гирлянды могут переключаться, вспыхивать и гаснуть резко или плавно, по ветвям может «бежать» электрический огонек. Но и те, кому не приходится часто держать в руках паяльник и радиодетали, могут попробовать сделать за оставшееся до праздника время несложные самоделки, которые помогут украсить вашу елку.
Подробнее…

Электроника на новогоднем вечере

Подготовка к новогоднему вечеру — хлопотливая и ответственная пора для каждого радиолюбителя. Приходится просматривать много книг и журналов в поисках описания нужной самоделки. Чтобы облегчить эту задачу, предлагаем на выбор несколько конструкций, которые наверняка пригодятся для оборудования домашней елки.

Переключатель малогабаритных гирлянд

Вы все, конечно, любовались на новогодних елках гирляндами раз­ноцветных ламп, которые периоди­чески вспыхивают и гаснут. Делает это электронный переключатель гир­лянд. Подобное устройство (рис. 96) для небольшой елочки можете соб­рать и вы. Понадобятся два мощ­ных транзистора: П213 или П216 (можно П201 — П203), два конден­сатора большой емкости (по 500 мкФ), два постоянных резистора и источник питания напряжением 15 — 18 В — его можно составить, напри­мер, из четырех последовательно со­единенных батарей 3336Л.
Подробнее…

Автомат «играющие огни»

Большинство переключателей гирлянд, имитирующих эффект “бегущий огонь”, работает с постоянной частотой. Это быстро утомляет зрение. Предлагается построить автоматическое устройство с нарастающей частотой переключения. Для расширения его возможностей дополнительно введен ручной режим, обеспечивающий переключение гирлянд с постоянной частотой.

Переключатель трех гирлянд

Переключатель (рис. 3) позволяет получить эффекты «бегущие огни», «бегущая тень» и «накапливающееся» включение — выключение гирлянд. Повторившись несколько раз, один эффект сменяется другим. Направление переключения гирлянд также периодически изменяется на противоположное. В устройстве применен редко используемый способ получения упомянутых эффектов.

Переключатели гирлянд малогабаритной елки

Малогабаритные елки, в том числе и искусственные, становятся в последнее время все более популярными. А вот выбор промышленных ламповых гирлянд для них невелик, поэтому приходится составлять их самостоятельно. Причем одно из важнейших требований к ним — максимальная безопасность, отсутствие гальванической связи с осветительной сетью.

Автомат световых эффектов.

Не всегда удается разместить в комнате большую елку, чаще вместо нее устанавливают небольшую ветку. Наряжают ее в этом случае малогабаритными лампами и светодиодами, которые можно подключить к автомату, выполненному по приведенной на рисунке схеме. По сравнению с устройствами, питающими одну, две или три гирлянды, этот автомат способен управлять семью нагрузками-гирляндами. Причем в качестве гирлянд допустимо использовать единичный источник света — миниатюрную лампу накаливания, например, типа СМ или светодиод серий АЛ 102, АЛ307. При желании нагрузку можно составить из двух-трех последовательно соединенных таких источников. Питается автомат от источника напряжением 4,5…12 В, в качестве которого используется аккумулятор, две последовательно соединенные батареи 3336Л или сетевой блок питания.

Переключатель световых гирлянд

Для светового оформления елки, помещения или витрины магазина часто используют световые гирлянды, рассчитанные на напряжение питания 220В.

Схема устройства (рис. 1) позволяет автоматически управлять включением трех гирлянд, что не только привлекает внимание, но и помогает создать праздничное настроение. При этом в зависимости от положения движков переменных резисторов серии импульсов на соответствующих выходах будут различными, что делает эффект загорания не периодическим. Это не утомляет зрение при длительной работе устройства, как в случае одной и той же заданной последовательности включения гирлянд.

Автомат переключения елочной гирлянды

Предлагаемое устройство предназначено для плавного переключения обычной сетевой елочной гирлянды с часто той 0,2…2Гц. Яркость свечения ламп можно регулировать.

Предполагается использование гирлянды напряжением питания 220В, мощностью не более 100 Вт.

«Бегущие огни» с мощными лампами накаливания

Этот автомат (рис. Б-5) позволяет управлять четырьмя гирляндами ламп (для простоты на схеме каждая гирлянда заменена одной лампой), рассчитанных на напряжение 220В и ток до 0,2А. Он выполнен на маломощных транзисторах VT1—VT4, которые управляют тринисторами VS1—VS4, а те, в свою очередь, гирляндами ламп EL1—EL4.

«Бегущие огни» с малогабаритными лампами накаливания

Этот автомат напоминает по схеме предыдущий, но нагрузкой каскадов трехфазного мультивибратора являются гирлянды ламп из параллельно соединенных ветвей. Из них составлено своеобразное панно в виде квадрата, внутри которого находится шести лучевая «звезда» (рис. Б-4). Когда автомат включен, свет «бежит» по сторонам квадрата и расходится лучами внутри его.

Бегущие огни со светодиодами

Это наиболее простой автомат, который можно приспособить к небольшой декоративной елке (рис. Б-2), развесив на ней, например, от нижних ветвей до макушки нить из светодиодов VD1—VD6. Чередоваться светодиоды должны так: VD1, VD3, VD5, VD2, VD4, VD6. Пары светодиодов включены в коллекторные цепи транзисторных каскадов, которые соединены как бы в кольцо, образуя так называемый трехфазный мультивибратор. Скорость переключения каскадов, а значит, вспыхивания светодиодов, зависит от номиналов деталей времязадающих цепей — переходных конденсаторов и базовых резисторов. Для ограничения яркости свечения гирлянды последовательно со светодиодами включены ограничительные резисторы (R2, R4, R6).

Бегущие огни

Так называют автомат переключения новогодних гирлянд, создающий световой эффект под аналогичным названием. В чем суть эффекта? Обычно ламповые гирлянды развешивают на ветвях елки или в зале так, чтобы получить равномерное освещение и приятное сочетание цветов при переключении гирлянд. Но стоит расположить лампы гирлянд в определенной последовательности и задать соответствующую скорость переключения, как получится эффект «бегущий огонь».

Мигалка с плавным изменением яркости

В этой схеме светодиоды будут поочередно плавно загораться и плавно гаснуть. Если поставить светодиоды разных цветов, можно получить плавное изменение цвета. Схема может пригодится при изготовление игрушек или для создания «декора». Например, этой схемкой можно украсить мышку от PC или подсветить корпус. Резистор 100К можно заменить на потенциометр и регулировать им скорость переключения светодиодов. Транзисторы в схеме должны быть разной структуры, например КТ3102 и КТ3107 или КТ315 и КТ361. Резисторы в цепи светодиодов должны быть примерно 120-160 Ом.

Три схемы «мигалок» на светодиодах

Предлагаем несколько практических схем с применением точечных светодиодов — приборов, в основе действия которых заложен эффект свечения Лосева. На рис. 1 представлена схема мерцателя. Два светодиода разного цвета свечения (красный и зеленый) вспыхивают попеременно с, частотой, которая зависит от величин элементов R2, R3, С2, — примерно две вспышки в секунду. Устройство запускают нажатием кнопки SB1. Общая длительность импульсной работы светодиодов зависит oт емкости конденсатора C1 и сопротивления резистора R1 — в данном случае около 20 с. Рабочие импульсы, возбуждающие светодиоды,. формирует микросхема К561ЛН2. Прм отсутствии такой МС можно использовать аналогичный прибор серии К176 или любые инверторы, изготовленные по КМОП технологии. Вместо диода КД510А допустимо. применить Д220 или Д219, Мерцатель можно использовать в различных макетах, моделях и в игрушках — для имитации моргания глаз.

Автомат световых эффектов с четырьмя режимами работы

На дискотеках, в барах, клубах и т.д. очень часто можно встретить самые разнообразные автоматы световых эффектов, нередки они и в быту. В первую очередь это всяческие «бегущие огни» и «мигающие картинки», но возможны и более сложные световые эффекты. В качестве излучателей для таких автоматов обычно используются цветные гирлянды, составленные из множества маломощных лампочек, реже — одинарные излучатели или прожектора. Управляющие узлы любых современных маломальски сложных автоматов световых эффектов строятся на основе цифровой схемотехники. Это могут быть и простейшие схемы, использующие две-три микросхемы сдвиговых регистров и генераторов тактовых импульсов, и целые микрокомпьютеры со своим центральным процессором, памятью и средствами управления, работающие по свободно изменяемым или жестко заданным программам.
Подробнее…

Многоканальный переключатель гирлянд

Это устройство рассчитано на управление восемью маломощными гирляндами, составленными из светодиодов или миниатюрных ламп накаливания. Такие гирлянды размещают обычно на ветвях небольшой настольной елки. Устройство позволяет получить эффекты «бегущий огонь», «бегущая тень», «мерцание» и псевдохаотическое переключение гирлянд (свет—тень). Правда, первые два эффекта достигаются только при строго последовательном расположении ламп всех гирлянд. Схема автоматического переключателя приведена на рис. 2. По сути дела автомат состоит из узла управления и электронных ключей. Узел управления содержит тактовый генератор, выполнен’ ный на логических элементах DD1.1, DD1.2, счетчик адресов на микросхеме DD2, дешифратор-демультиплексор DD3 и генератор «мерцания» на элементах DD1.3 и DD1.4. Выходы дешифратора нагружены на эмиттерные повторители (каскады A1—A8), необходимые для согласования с электронными ключами (каскады А9—-А16). Ключи могут быть выполнены как на транзисторах, так и на тринисторах.
Подробнее…

Аккомпанирует свет

Светомузыкальные установки очень популярны у молодежи. Схему еще одного варианта подобного устройства предложил журнал «Радио, телевизия, електроника» (НРБ). Оно состоит из трех цветовых каналов (красного, желтого, синего) с частотами раздела: 700 Гц—3,5 кГц—13,5 кГц. Конструкция значительно упрощена благодаря применению четырех однотипных блоков. «Начинка» каждого блока состоит из двух транзисторов и трех резисторов (см. схему блока № 1).

Как использовать китайские мозги или про переделку китайских гирлянд

Недавно мне заказали изготовить три мощных световых контроллера для елок. Как всегда, времени в обрез, а требования по максимуму. Что делать? Как выйти из положения? Покопался я в публикациях на новогоднюю тему – все не то, либо слишком сложно, либо слишком простые световые алгоритмы. Программировать микроконтроллер для этой задачи – дело хлопотное, да и опыта требует. Я решил поискать готовое решение. Полез я в сеть на поиски и натолкнулся на публикации про китайские гирлянды. От советов, как всегда, уши вянут, а по делу – дудки! Я гирляндой заинтересовался.
Подробнее…

Электрик в доме

Рубрики

Свежие записи

Свежие комментарии

Переключатель гирлянд

Автор: admin, 22 Дек 2013

Под Новый Год всегда хочется украсить ёлку гирляндами, да ещё сделать так, чтобы гирлянды не просто горели, а переливались, мигали и радовали глаз. Рассмотрим несколько простых схем переключателей гирлянд, в том числе «бегущих огней», для новогодней ёлки или просто для украшения дома. Ни одна из схем не содержит дефицитных деталей или микросхем. Все схемы просты и испытаны не один раз. Начнём с самого несложного переключателя, который можно собрать из простейших деталей.

Переключатель одной гирлянды

В этом переключателе использован минимум деталей, его можно собрать «на коленке».

Схема переключателя одной гирлянды

Переключатель одной гирлянды

На схеме обозначено:

  • L1 — ёлочная гирлянда
  • S1 — стартёр СК-220
  • C1 — конденсатор МБМ 0,5 мкФ, 500 В

Работа схемы

При включении схемы в сеть между электродами стартёра S1 возникает тлеющий разряд, электроды начинают разогреваться. Один из электродов биметаллический, при нагреве он изгибается и замыкается на жесткий электрод, гирлянда L1 зажигается, а электроды стартёра остывают и размыкаются, и заново начинается тлеющий разряд. Конденсатор С1 служит для более медленного и плавного переключения.

Детали схемы

Гирлянда L1 должна быть рассчитана на мощность не более 40 Вт, также это может быть и обычная лампа накаливания на 220 В.

S1 — это обычный стартёр от лампы дневного света, но на 220В, стартёры от светильника с 2-мя лампами с одним стартером (или с 4-мя лампами и двумя стартерами) не подойдут, там стартеры на 127В. Импортный стартёр имеет обозначение ST 111 4-80W.

Конденсатор С1 — любой неполярный на напряжение не ниже 300В, ёмкостью 0,1-2,0 мкФ. От ёмкости зависит частота переключения гирлянды.

Также можно собрать несколько таких схем с конденсаторами разной ёмкости и подключать несколько гирлянд, получится интересный эффект.

Переключатель двух гирлянд

В этом переключателе использован тиристор в качестве переключающего элемента.

Схема переключателя двух гирлянд

Переключатель двух гирлянд

На схеме обозначено:

  • D1 — диод Д226Б
  • L1, L2 — ёлочные гирлянды на 220В
  • VS1 — тринистор КУ201Л
  • R1 — резистор МЛТ-2, 2,4 кОм
  • R2 — резистор МЛТ-0,5, 10 кОм
  • C1 — конденсатор К50-12, 20 мкФ, 350 В

Работа схемы

Данный переключатель лучше всего использовать с гирляндами или лампами разной мощности. Если гирлянды L1 и L2 взять одинаковой мощности, то когда тиристор VS1 закрыт они будут гореть вполнакала, а при открывании тиристора гирлянда L2 погаснет, а L1 загорится в полную мощность.

Поэтому одну из гирлянд нужно взять большей мощности или подключить, например, вместо L1 две гирлянды параллельно, а вместо L2 — одну гирлянду одинаковой мощности. Тогда при закрытом VS1 гирлянды соединены последовательно и будет гореть L2 из-за большего сопротивления.

Если L2 убрать, то получится переключатель на тиристоре для одной гирлянды.

При подаче напряжения на схему конденсатор С1 начинает заряжаться, напряжение на нём возрастает, при определённом значении (зависит от применяемого тринистора) тринистор открывается, а конденсатор начинает разряжаться через резистор R1 и тринистор, VS1 закрывается и цикл начинается заново.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью не более 80 Вт каждая.

Для увеличения мощности можно заменить диод Д226Д на Д245, Д246, Д247, а тиристор следует заменить на КУ202Л(М,Н).

Конденсатор можно использовать К50-3 или другой электролитический на напряжение не ниже 300 В. Изменяя ёмкость конденсатора можно добиться требуемой частоты переключения.

Резисторы можно взять любого типа с близкими номиналами, на мощность рассеяния не меньше указанной.

Для плавной регулировки частоты переключения можно заменить R2 на последовательно соединённые постоянный резистор на 4,7-6,8 кОм и переменный 22-100 кОм. Переменный можно взять типа СП-1.

Переключатель трёх гирлянд

Данная схема похожа на предыдущую, только в ней использовано уже три тиристора.

Схема переключателя трёх гирлянд

Переключатель трёх гирлянд

На схеме обозначено:

  • D1 — диод Д232
  • D2-D4 — диоды Д226Б
  • L1-L3 — ёлочные гирлянды на 220В
  • VS1-VS3 — тринисторы КУ201Л
  • R1-R3 — резисторы МЛТ-2, 10 кОм
  • R4-R6 — резисторы МЛТ-0,5, 2 кОм
  • C1-C3 — конденсаторы К50-35, 100 мкФ, 63 В

Работа схемы

Принцип переключения точно такой же, как и у предыдущей схемы. Только здесь ещё добавлена обратная связь между тиристорами через диоды D2-D4. Диод D1 служит для выпрямления сетевого напряжения.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью до 400 Вт каждая.

Диод Д232 можно заменить на Д231, Д231А, Д232А, Д233, Д245, Д246, Д247 и подобные.

Можно использовать замену остальных деталей как указано в предыдущей схеме.

Частота переключений зависит от номиналов R1-R3, C1-C3.

Переключатель четырёх гирлянд (бегущие огни)

Данный переключатель управляет четырьмя гирляндами и позволяет получить эффект бегущих огней, если гирлянды правильно расположить в определённом порядке. Схема сложнее предыдущих, но зато позволяет плавно регулировать частоту переключений и направление движения бегущих огней.

Схема переключателя четырёх гирлянд

Переключатель четырёх гирлянд

На схеме обозначено:

  • D1-D4 — диоды Д302
  • D5-D8 — диоды Д226Б
  • D9 — стабилитрон КС630А
  • VS1, VS2 — тринисторы КУ201Л
  • VS3, VS4 — динисторы КН102В
  • R1, R5 — резисторы МЛТ-0,5, 220 Ом
  • R2 — резистор МЛТ-2, 15 кОм
  • R3, R6 — резисторы МЛТ-0,5, 39 кОм
  • R4 — переменный резистор СПО-0,5, 33 кОм
  • C1 — конденсатор К50-12, 5 мкФ, 350 В
  • C2 — конденсатор МБМ 0,05 мкФ, 160 В
  • C3 — конденсатор МБМ 0,1 мкФ, 160 В
  • L1-L4 — ёлочные гирлянды

Работа схемы

Питание схемы осуществляется выпрямленным и стабилизированным напряжением около 130 В. Это осуществляется деталями D1-D4, R1, C1, R2, D9.

При подаче напряжения начинают заряжаться конденсаторы С2 и С3, они заряжаются до напряжения открывания динисторов VS3 и VS4. Первым открывается динистор VS3, так как С2 меньшей ёмкости и заряжается через меньшую цепочку сопротивлений. Открывается тринистор VS1 и загорается гирлянда L1 или гирлянда L2, это зависит от того, в какой полупериод сетевого напряжения это произошло.

Затем открывается динистор VS4 и, соответственно, тринистор VS2, загорается гирлянда L3 или L4 (также зависит от полярности полупериода). В это же время конденсатор С3 разряжается через цепочку VS4, VS2, R5, создавая на R5 отрицательный импульс, импульс поступает на С2 и VS3 закрывается, соответственно тринистор VS1 тоже закрывается, гирлянда L1 (или L2) гаснет.

Номиналы деталей подобраны так, чтобы С2 заряжался около 5 мс (что соответствует четверти периода сетевого напряжения), а С3 заряжался около 15 мс (3/4 периода). За счёт этого гирлянды будут переключаться с частотой сети (50Гц). А поскольку фаза открывания тринисторов не совпадает с фазой сетевого напряжения, то и происходит эффект «бегущие огни». А направление движения и скорость регулируется переменным резистором R4 — в среднем положении его движка эффекта бегущих огней не будет, чуть вправо или влево и огоньки побегут в соответствующую сторону, со скоростью соответствующей углу поворота от «средней точки».

Детали схемы

При указанных деталях мощность каждой гирлянды не должна превышать 60 Вт. Для увеличения мощности до 200 Вт можно поменять диоды D5-D8 на Д302-Д304 или другие с максимальным выпрямленным током от 1А и обратным напряжением не ниже 300 В. Для увеличения яркости свечения можно стандартные гирлянды на 220В укоротить на соответствующее число лампочек (примерно на 20%), чтобы в сумме стало не менее 180 В.

Диоды D1-D4 можно заменить на диодный мост КЦ405А(Б,В,Г) или на другие на ток не менее 1А и напряжение не ниже 300 В.

Конденсатор С1 можно взять любой электролитический на напряжение не ниже 300 В.

Остальные детали и их номиналы лучше не менять, в этом случае, возможно, не потребуется настройка устройства.

Тиристоры можно взять любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В.

Динисторы можно взять любые с напряжением открывания 20-80 В.

Конденсаторы С2, С3 любые бумажные, металлобумажные на напряжение не ниже 160 В.

Резисторы любые непроволочные, с номиналами близкими к указанным и на мощность не ниже указанной.

Настройка устройства

Каждый из резисторов R3 и R6 заменяем на цепочку из постоянного на 18-22 кОм и переменного на 47-100 кОм. R4 устанавливаем в среднее положение, переменный резистор цепочки, заменяющей R3 — в минимальное сопротивление. Переменным резистором в цепочке, заменяющей R6 добиваемся остановки бегущих огней (должны зажигаться только две гирлянды). Затем потихоньку изменяя сопротивление обоих цепочек добиваемся медленного и равномерного переключения бегущих огней.

После чего выключаем устройство, выпаиваем и замеряем получившееся сопротивление цепочек, заменяющих R3 и R6 и впаиваем на их место постоянные резисторы такого же сопротивления. Можно использовать составные резисторы.

ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны при настройке и эксплуатации ВСЕХ рассмотренных устройств, в схемах присутствует ОПАСНОЕ для жизни напряжение.

Автомат переключения гирлянд

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua


сделано в Украине

Автомат переключения светодиодных гирлянд

Для светового оформления новогодней елки обычно используют гирлянды из ламп накаливания или светодиодов, которые управляются автоматом, включающим гирлянды в определенной последовательности.

Наиболее популярные режимы в этом случае те, которые создают эффекты «бегущие огни» либо «бегущая тень». Для их реализации требуются две микросхемы — одну используют в узле генератора (например, К561ЛА7, К561ЛН2), другую (К561ИЕ8, К561ИЕ9) — в узле счетчика с дешифратором. Но можно обойтись только одной микросхемой К176ИЕ12, собрав автомат по схеме, приведенной на рис. 2.

Как известно, указанная микросхема предназначена в основном для электронных часов. В ее состав входят генератор с внешним кварцевым резонатором и счетчики, в одном из которых на выводах управления разрядами цифрового индикатора появляются импульсы, сдвинутые по фазе между собой на четверть периода. Для наглядности на рис. 3 изображены диаграммы сигналов на некоторых выводах микросхемы при работе генератора. С целью упрощения временные масштабы диаграмм различны.

На выводе 14, как и на выводе 13, при работе генератора (вместо кварцевого резонатора в нем установлена частотозадающая цепь R1R2C1) присутствуют импульсы с частотой настройки генератора fr. На выходе F импульсы появляются с частотой в 32 раза меньше частоты fr. Еще с более меньшей частотой следуют импульсы на выходах Т1-Т4, к тому же каждый из них составляет 1/4 периода и появляются они последовательно. Именно эти сигналы нужны для получения указанных эффектов. Наиболее «длинные» импульсы появляются на выходе S2 — в 16384 раза меньше fr.

К выходам Т1 -Т4 подключены через ограничительные резисторы R3-R6 транзисторные ключи VT1 -VT4, каждый из которых управляет гирляндой из пяти последовательно соединенных светодиодов. При работе устройства зажигается та гирлянда, управляющий транзистор которой открыт высоким уровнем на соответствующем выходе микросхемы DD1. А поскольку сигналы высокого уровня будут появляться на указанных выходах микросхемы последовательно, то также последовательно будут зажигаться гирлянды, создавая при соответствующем взаимном расположении светодиодов эффект «бегущие огни». Поскольку в любой момент времени светится только одна гирлянда, установлен лишь один ограничительный резистор — R7.

Используя эту микросхему в таком же включении, но установив транзисторы структуры р-n-р (рис. 4), можно получить эффект «бегущая тень». Теперь транзисторы будут открываться, а значит, включаться соответствующие гирлянды, сигналами низкого уровня на указанных выше четырех выходах микросхемы. Поэтому гирлянды будут поочередно гаснуть, создавая эффект «бегущая тень». В этом варианте токоограничивающие резисторы (R7-R10) пришлось поставить в цепь каждой гирлянды.

Конечно, каждый из описанных автоматов способен выполнять только одну функцию. Дополнив исходную конструкцию еще одной микросхемой (рис. 5), можно получить несколько вариантов переключения гирлянд. Микросхема DD1 включена так же, как и в предыдущих конструкциях. Но теперь сигналы с ее выходов Т1 -Т4 поступают на одни из входов элементов «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» микросхемы DD2. Эта микросхема управляет режимами работы автомата. Вторые входы элементов соединены вместе и подключены к подвижному контакту переключателя SA1 «Режим». К выходам элементов микросхемы подключены через ограничительные резисторы транзисторные ключи, управляющие включением светодиодных гирлянд.

Режим работы автомата изменяют переключателем SA1. В положении «1» на соединенные вместе входные выводы элементов микросхемы DD2 подается напряжение +12 В. Логические элементы работают инверторами, автомат находится в режиме «бегущая тень».

В положении «2» переключателя входы логических элементов соединяются с общим проводом, элементы работают повторителями, в результате чего реализуется режим «бегущие огни».

В положении «3» вторые входы элементов микросхемы DD2 подключаются к выходу S2 (вывод 6) микросхемы DD1. Форма импульсов на этом выходе — «меандр», частота следования равна f r/16384, поэтому каждому такому импульсу будут соответствовать 64 импульса на любом из выходов Т1 -Т4. Половину периода импульса на выходе S2, когда на нем присутствует высокий уровень, автомат работает в режиме «бегущая тень», а вторую половину, когда на выходе S2 низкий уровень, — в режиме «бегущие огни».

При переводе подвижного контакта переключателя в положение «4» соединенные вместе входы элементов микросхемы DD2 оказываются подключенными к выходу F микросхемы DD1. Частота импульсов на этом выходе в 8 раз выше, чем на выходах Т1- Т4. В таком режиме элементы микросхемы DD2 будут изменять свои функции в 8 раз чаще, чем происходит переключение гирлянд, поэтому создастся эффект псевдохаотического включения светодиодов.

Положения «5» и «6» переключателя можно не вводить, но рассказать о них имеет смысл. Так, в любом из этих положений все гирлянды начнут вспыхивать с частотой генератора. Поскольку она сравнительно высокая, это отразится на яркости светодиодов гирлянд — она уменьшится. И хотя по-прежнему создаются эффекты «бегущая тень» и «бегущие огни», светодиоды гаснут не полностью. Тем не менее создаваемые эффекты заметны даже в освещенном помещении.

Кроме микросхемы К561ЛП2, подойдет КР1561ЛП2, транзисторы — любые из серий КТ315, КТ3102, светодиоды — любые отечественные или импортные разных цветов свечения, переключатель — любого типа на указанное число положений и одно направление.

Большинство деталей этой конструкции смонтировано на печатной плате (рис. 6) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Переменный резистор и переключатель можно смонтировать на передней панели корпуса, в котором будут расположены плата и источник питания — любой маломощный блок с выходным стабилизированным напряжением 12 В и током нагрузки до 100 мА.

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Программируемый переключатель гирлянд

Для изготовления программируемого переключателя гирлянд вам потребуется всего лишь четыре диода, четыре транзистора, четыре микросхемы и четыре тиристора, а еще десяток резисторов и электролитический конденсатор. После сборки получим автоматический переключатель на четыре ламповые гирлянды, который выполняет десять программ включения. Вариант последовательности включения определяется переключателем SB1 и многопозиционным переключателям SA1. Итак перейдем к реализации переключателя гирлянд.

Схема программируемого переключателя гирлянд:

Задающий генератор собран на элементах микросхемы DD 2.1 — DD 2.3. При этом его частота зависит от общего сопротивления резисторов R1 и R2, а также емкости конденсатора С1. Таким образом, частота следования импульсов может быть изменена посредством резистора R2 «Частота» а, следовательно, может быть изменена частота, с которой будут переключаться гирлянды. Регистр сдвига выполнен на элементах DD 3.1 — DD 4.2. На синхронизирующие входы этих триггеров импульсы поступают с выхода генератора (вывод 8 микросхемы DD 2. На выходах триггеров, прямых и инверсных, логические сигналы (0 или 1) будут получаться в зависимости от положения переключателя SA1 «Выбор программы».

Для запуска регистра сдвига и, как следствие коррекции установленной, переключателем SA1 программы используется кнопочный переключатель «Режим» — SB1. При одном и том же положении переключателя SA1, только в зависимости от продолжительности удержания кнопки SB1 в нажатом положении можно получить несколько разновидностей сочетаний включения гирлянд.

Непосредственное управление гирляндами осуществляется тринисторами. На управляющий электрод тринистора посредством токоограничивающего резистора подается постоянное напряжение 5 В. Параллельно управляющему электроду и катоду подключен ключ, выполненный на транзисторе. При логическом 0, который поступает с инверсного выхода триггера, на базу ключевого транзистора, он находится в закрытом состоянии. При этом тринистор открыт, а следовательно на гирлянду подается напряжение. При логической 1 на базе транзистора, он открывается и управляющий электрод тринистора шунтируется. При этом тринистор переходит в закрытое состояние и гирлянда выключается.

Как упоминалось выше, изменяя продолжительность нажатия кнопки SB1, можно получить самые разнообразные сочетания переключения гирлянд, такие как бегущие огни, бегущая тень и т.п. Таким образом, при различных положениях переключателя SA1 можно получить следующие комбинации:

«-» означает, что гирлянды горят одновременно.

Электропитание гирлянд осуществляется от сети 220В через двухполупериодный выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. Для питания схемы переключателя гирлянд необходим стабилизированный блок питания с выходным напряжением 5В. Потребляемый ток около 200мА. Если использовать указанные на схеме диоды и тринисторы, то можно подключать гирлянды мощностью до 500Вт. Диоды выбираются исходя из обратного напряжения не менее 300В и прямого тока заведомо превышающего суммарный ток гирлянд; транзисторы серии КТ315 с любой буквой; тринисторы серии КУ201 или КУ202 с буквами от К до Н. Конденсатор серии К50-6; постоянные резисторы серии МЛТ-0,125; переменный резистор — СП-1; переключатель SA1 – галетного типа, имеющий не менее 7 положений, например 11П1Н (число положений этого переключателя ограничивается перестановкой фиксатора); кнопка SB1 типа MT1-1.

Макет печатной платы переключателя гирлянд:

Печатная плата переключателя гирлянд, вид со стороны выводов:

Плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Скачать плату программируемого переключателя гирлянд в формате .lay можно в конце статьи.

Корпус переключателя гирлянд лучше выполнить из пластика или использовать готовый типовой корпус. В этом же корпусе необходимо установить П-образные радиаторы, которые можно изготовить самостоятельно, согнув из полосок листового 2 мм алюминия размерами 30 на 60 мм, или приобрести готовые. На радиаторы установить диоды и тринисторы. В корпусе должны быть предусмотрены отверстия для вентиляции. В этом, же корпусе может быть смонтирован и стабилизированный блок питания.

Кнопку, переключатель и переменный резистор, а в случае если блок питания также размещен в корпусе переключателя гирлянд, и выключатель блока питания устанавливаются на передней панели корпуса. Разъемы для подключения гирлянд устанавливаются на задней стенке. Можно немного упростить схему, отказавшись от использования микросхемы К155ЛЕ1. При этом программа №6 будет не доступна. Или как вариант, можно вместо микросхемы К155ЛЕ1 применить микросхему К155ЛАЗ.

Можно несколько упростить этот узел, если применить в нем один из элементов микросхемы К155ЛП5. При таком варианте 3 вывод микросхемы подсоединяется к «6» контакту переключателя SA1. Выводы 1 и 2 подключаются к выводам 12 и 9 элемента DD3.1. Не забудьте подать на микросхему питание — выводы 7 и 14. Если вы примете один из этих вариантов, то необходимо будет развести новую печатную плату.

Переключатель гирлянд не требует дополнительной настройки. Возможно, что для более четкого переключения гирлянд, понадобится снизить сопротивление резисторов R7 – R10 до 200 Ом. Для изменения частоты задающего генератора, от которой непосредственно зависит частота переключения гирлянд, можно подобрать другие номиналы конденсатора С1 и резисторов R1 и R2.

Общие выводы: Схема довольно простая и выполненная один к одному не требует дополнительной наладки, при этом выполняет довольно много световых эффектов. Особенно интересны режимы бегущих огней и бегущей тени. Для получения этих эффектов скрутите 4 гирлянды со смещением в 1 лампочку, т.е. первая лампа от первой гирлянды, вторая от второй, третья от третьей, четвертая от четвертой и далее опять начиная с первой.

Список файлов

Печатная плата программируемого переключателя гирлянд