Электрик - электричество и энергетика

Эта статья опубликована на сайте Электрик - электричество и энергетика
  http://electrik.org/

URL этой статьи:
  http://electrik.org/news/article56.php

НОВОГОДНИЕ ГИРЛЯНДЫ

Статьи / Самодельные устройства для освещения
Послано electrik 30 Ноя, 2003 г. - 18:50

Два простых устройства управления новогодними гирляндами.

АВТОМАТ ПЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИРЛЯНДОЙ
Этот автомат позволяет создать иллюзию плавного зажигания и гашения елочкой гирлянды со скоростью, задаваемой заранее установкой соответствующего режима. Работа известных устройств подобного типа (см, "Радио" № 11 за 1984 г.) основана на эффекте "биений" частоты задающего генератора (около 50 Гц) с частотой сети. Но, к сожалению, в реальности частота питающей сети несколько меняется — в пределах 1 Гц — в зависимости от времени суток, поэтому устройства на "биениях" периодически приходится подстраивать- Этого не потребуется, если сигналом задающего генератора станут импульсы, следующие с частотой сети — такой алгоритм и положен в работу предлагаемой конструкции, схема которой приведена на рис. 1. Каскад на транзисторе VT1 является датчиком импульсов положительной полярности, которые вырабатываются в момент прохождения сетевого напряжения через нуль. Снимаемые с коллектора транзистора импульсы частотой около 100 Гц (с учетом колебаний частоты сети) синхронизируют работу автомата. Нетрудно видеть, что эти импульсы получаются благодаря подаче на базу транзистора выпрямленного мостом VD1 сетевого напряжения. Амплитуда напряжения на выходе моста ограничивается стабилитроном VD2. Далее выпрямленное мостом напряжение поступает через развязывающий диод VD2 на конденсатор фильтра С1. Образующееся на этом конденсаторе постоянное напряжение используется для питания указанного транзисторного каскада и микросхем. Импульсы датчика поступают на делитель частоты DD1, на выходах которого оказываются поделенными по частоте в 100 (вывод 13) или 200 (вывод 14) раз.



Снимаемые с того или иного вывода, эти импульсы поступают на вход счетчика DD2. При этом на выходах, счетчика поочередно появляются сигналь), которые подключают резисторы R6— R15 (также поочередно) к базовой цепи однопере-кодного транзистора VT2, на котором собран генератор импульсов управления симистором VS1, Этот генератор син-. хрониэирован с частотой сети напряжением, поступающим с моста VD1 на базу 2 транзистора VT2. Задержка импульсов, формируемых генератором относительно прохождения напряжения сети через нуль, зависит от тока зарядки конденсатора С2 через один из резисторов R6—R15. Поскольку сопротивления резисторов различны, задержка импульсов также различна, что приводит к разной продолжительности открытого состояния си-мистора. А это, в свою очередь, отразится на яркости свечения ламп гирлянды, подключенной к разъему (розетке) Х2. В зависимости от того, а каком порядке расположены резисторы R6—R15 (по возрастанию номинального сопротивления или убыванию), яркость гирлянды будет либо увеличиваться либо уменьшаться.
Для гальванической развязки цепей генератора от симистсра использован переходный трансформатор Т1 с единичным коэффициентом трансформации. Кнопочный выключатель S81 необходим для фиксации яркости гирлянды — стоит нажать кнопку и замкнуть контакты, как автомат "остановится" и яркость ламп определится сопротивлением вре-мязадающего резистора, оказавшимся в данный момент "включенным" счетчиком DD2. Плавность изменения яркости гирлянды зависит от количества времязадаю-щих резисторов генератора, поэтому при использовании счетчика с большим числом выходов яркость будет нарастать или спадать более плавно. Градации яркости устанавливают (если это необходимо) более точным подбором времяэадающих резисторов. Скорость же изменения яркости гирлянды можно уменьшить переключением входа CN счетчика с вывода 13 на вывод 14 делителя, т. е. соединением контакта 1 с контактом 3.
Разделительный трансформатор Т1 выполнен на кольце типоразмера К20х9х5 из феррита М2000НМ. Его обмотки содержат по 30 витков провода ПЭЛШО или ПЭ6 диаметром 0,3...0,5 мм- Обмотки должны быть тщательно изолированы друг от друга, а при изготовлении конструкции подключены с соблюдением полярности, указанной на схеме, Поскольку автомат не имеет гальванической развязки от сети, проверку работоспособности и налаживание логической части целесообразно проводить при питании моста VD1 от понижающего трансформатора с напряжением на вторичной обмотке 10...12 В через ограничительный резистор сопротивлением 220...270 Ом. А. ЧУМАКОВ
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ГИРЛЯНД
Это устройство рассчитано на управление восемью маломощными гирляндами, составленными яэ 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 змиттерные повторители (каскады A1—A8). необходимые ДЛЯ согласования с электронными ключами (каскады А9—-А16). Ключи могут быть выполнены как на транзисторах, так и на тричисторах. Транзисторные ключи используются при коммутации "светодиодных" гирлянд, а тринисторные — в случае управления гирляндами, составленными из лэмп накаливания. В любом варианте число светодиодов или ламп в гирлянде должно определяться напряжением источника питания, которое может лежать в пределах от 4,5 до 15 В. Кроме того, в тринисторном варианте ключей их напряжение питания должно быть не постоянным, а пульсирующим (его снимают, например, с выхода диодного моста, как это было а предыдущей конструкции). В этом случае совсем не обязательно использовать источник питания автомата, им может быть отдельный источник со значительно большим напряжением и рассчитанный на питание более мощных ламп гирлянд, Для управления тринисторными ключами резисторы R3—R10 следует взять сопротивлением 10 кОм, Как работает автомат? При подаче питания тактовый генератор начинает вырабатывать импульсы, частоту следования которых можно изменять переменным резистором R1 (а при необходимости и подбором конденсатора С1). Импульсы поступают на счетчик DD2, а с выходов его — на адресные входы дешифратора DD3. Дешифратор коммутирует логический уровень, присутствующий на его входе (вывод 3), на один из выходов, номер которого соответствует пришедшему со счетчика адресу. Переключателем SB1 устанавливают режимы "бегущий огонь"—"бегущая тень". В показанном на схеме положении контактов переключателя на резисторы R3—R10 подаётся уровень логической 1, а на вход демультиплексора — логического 0. С каждым тактом на актив ном выходе демультиплексора появляется уровень логического 0, который через эмиттерный повторитель закрывает соответствующий ключ. Реализуется эффект "бегущая тень". Если нажать кнопку SB1, процесс будет проинвертирован, т. е. появится эффект "бегущий огонь".



При нажатии кнопки SB2 адресные входы демультиплексора окажутся "перепутаны" и гирлянды начнут вспыхивать хаотически. Эффект "мерцание" реализуется при нажатии кнопки SB3. В этом случае импульсы с генератора "мерцания" поступают на вход управления демультиплек-сора (вывод б), в результате чего происходит как бы модуляция выходного сигнала, сопровождающаяся мерцанием ламп гирлянд. Частоту этого процесса можно плавно регулировать переменным резистором R2 и грубо — подбором конденсатора С 2.
Детали узла управления размещены на печатной плате (рис. 3), рассчитанной на использование указанных микросхем. Если же вместо них применить аналогичные микросхемы серии К561, расположение деталей на плате придется немного изменить.
Источником питания автомата может быть как батарея гальванических элементов, так и маломощный сетевой блок питания. При работе автомата в режиме "бегущая тень" следует помнить о повышенном расходе электроэнергии, поскольку ключи работают на закрывание.

С вопросами можете обращаться по почте info@electrik.org [1] или посетив мой сайт: electrik.org [2].
Всего хорошего.

2003 г. Кузнецов Олег



Ссылки в этой статье
  [1] info@electrik.org
  [2] http://electrik.org

   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov