Цветомузыкальный переключатель гирлянд

Принципиальная схема такого варианта переключателя приведена на рис. 1. На микросхеме DD1 собран трехфазный управляемый генератор. Поскольку на всех выходах элементов 2И-НЕ форма импульсов прямоугольная, то формирователь импульсов генератора отсутствует и выходы элементов микросхемы подключены через разделительные конденсаторы С1 — С3 к управляющим электродам тринисторов VS1 — VS3. Ток, потреребляемый переключателем от сети, не превышает 4 мА.

Управление частотой генератора производится одним переменным резистором R5, с движка которого на входы элементов микросхемы подается постоянное напряржение смещения (через диоды VD4— VD6). Частота генератора при нижнем (по схеме) положении движка резистора R5, когда диоды VD4—VD6 закрыты, определяется из выражения:

f = 1/T = 1/3t
где t — постоянная времени, равная R7C7.

Если t вычислено в миллисекундах, то f =1000 /3t (Гц).

Расчет начинают, задаваясь нижней частотой генератора 40 Гц и емкостью одного из конденсаторов С7— С9, близкими по номиналу, например 0,115...0,12 мкФ. ТКЕ этих конденсаторов должен быть минимальным, чтобы уменьшился уход частоты от нагрева. Емкость конденсатора С7 подставляют в формулу и определяют номинал резистора R7.

Далее, после сборки переключателя и монтажа печатной платы (см. рис. 2, 3 и 5, б), устройство включают с одной гирляндой и подбирают номинал резистора R4 в зависимости от имеющегося переменного резистора R5 (22...33 кОм) так, чтобы верхний предел частоты генератора был 63...65 Гц. При подборе резистора R4 и измерении частоты необходимо соблюдать меры предосторожности, так как переключатель не имеет гальванической развязки с питающей электросетью. Для развязки желательно использовать временно небольшой разделительный трансформатор.

Работу генератора проверяют, вращая ось резистора R5. Переключение ламп гирлянды в момент совпадения частот сети и генератора должно прекратиться или стать очень медленным вблизи среднего положения движка резистора R5. В крайних его положениях лампы гирлянды должны мерцать.

Затем проверяют работу переключателя при включенных трех гирляндах. Гирлянды должны переключаться строго поочередно с небольшим перекрытием по накалу.

Для создания цветомузыкального эффекта бегущих или вращающихся огней с изменением частоты переключения в такт мелодии, переключатель дополнен разделительным повышающим трансформатором Т1 (рис. 1). Его первичную (низкоомную) обмотку подключают через резисторы R11 и R10 к выходу усилителя звуковой частоты или непосредственно к звуковой катушке динамической головки, а вторичную -- через диод VD10 к резистору R6.

Напряжение звуковой частоты, повышенное трансформатором до 5...6 В, подается в цепь смещения на входы элементов микросхемы. Управляемый генератор при этом работает как нелинейный преобразователь “напряжение—частота”, способный увеличивать частоту генерации в 10 раз.

Переключение гирлянд получается оригинальным и своеобразным благодаря тому, что при малом уровне сигнала частота переключения изменяется сначала медленно, затем с увеличением амплитуды — быстро с небольшой задержкой, определяемой постоянной времени цепочки R5, С7- С9. При большом уровне сигнала звуковой частоты генератор переходит в режим порогового усиления напряжения, и гирлянды начинают загораться с разным накалом в такт звучания мелодии. Стабилитроны VD8 и VD9 защищают трансформатор и микросхему от перегрузки.

Настройку переключателя в цветомузыкальном режиме производят в последнюю очередь. Регулировкой резистора R5 добиваются самого замедленного переключения гирлянд или полной остановки без подачи звукового сигнала. Включают усилитель на нужную громкость и резистором R11 подбирают желаемый эффект переключения.

Для повышения интенсивности свечения ламп в освещенном помещении мощность их необходимо значительно увеличить. В этом случае тринисторы КУ110А (VS1—VS3) заменяют на КУ202Н, диод Д226Б (VD1) на Д246—Д248 и переключатель дополняют эмиттерными повторителями (рис. 4).

Тринисторы и диод устанавливают на печатную плату на небольших теплоотводящих П-образных алюминиевых радиаторах площадью 20...25 см². Естественно, что печатную плату для такого варианта переключателя придется переработать и размеры несколько увеличить.

Лицевую панель (см. рис. 3) изготавливают из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Кожух для переключателя можно изготовить из плотного картона толщиной 1,5 мм (рис. 5, а). Сначала размечают и вырезают пять заготовок, затем промазывают места склейки клеем “Момент-1” и дают просохнуть 15 мин. Коробку собирают последовательно склеивая каждую заготовку (порядок сборки указан на рис 5а, цифрами 1—4). Готовый кожух пропитывают бесцветным лаком или окрашивают. Для печатной платы с мощными тринисторами кожух желательно изготовить из более прочного материала, предусмотрев в нем отверстия для вентиляции.

В описываемом переключателе для подключения гирлянд и подачи звукового сигнала использованы контрольные гнезда МГК1 и штекеры МШ1. Для переключателя второго варианта гнезда следует применять с большей контактной поверхностью или использовать разъем. Конденсаторы С1—С3 КЛС, С7—С9—К10-9 на любое номинальное напряжение; С4 и С5—МБМ С6 — К50-6. Все постоянные резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25 Переменные резисторы R5 и R11 СП3-9а. Резисторы R5, R10, R11 и гнезда МГК1 устанавливают на лицевой панели. Статические коэффициенты передачи тока транзисторов (см. рис. 4) должны быть не менее 100.

Трансформатор Т1, использованный в переключателе от портативного радиоприемника. Его магнитопровод Ш3Х6, обмотка 1 (по схеме) содержит 102 витка провода ПЭВ-1 0,23, обмотка 2 — 450+450 витков провода ПЭВ-1 0,09. Но трансформатор может быть самодельным с несколько большим сечением сердечника магнитопровода и коэффициентом трансформации 10:1. Обмотки нужно хорошо изолировать друг от друга.

Схематическое расположение ламп в “Снежинке” показано на рис.6. Лампы на изолированной термостойкой плоскости объединяют в три группы - гирлянды по 24 штуки в каждой и соединяют последовательно в виде шести концентрических окружностей, чередуемых через две: 1—2—3, 1— 2—3 и т. д.

Последовательно с каждой гирляндой включают гасящий резистор сопротивлением 100 Ом типа ПЭВР-20 для подбора оптимального накала нитей ламп. Центральную лампу подключают к гирлянде 3. Такое расположение ламп позволяет получить волнообразное движение светового потока от центра к периферии и наоборот — в зависимости от амплитуды звукового сигнала (подобно волнам, образуемым от брошенного в воду камня) Колебания волн различны, так как возникают они за счет биений на гармонических составляющих частот сети и трехфазного генератора.

“Снежинку” легко превратить в иллюминацию “Радуга”, если лампы, образующие концентрические окружности, окрасить последовательно в цвета радуги, начиная с красного. Один из цветов, например голубой, пропускают.

Мощность, потребляемая одной гирляндой (без учета гасящего резистора в ее цепи), составила:
Рг = NP*л1*SQR2 = 24*25*1*1,41 = 840 (Вт).

Площадь теплоотводящих радиаторов для диода и тринисторов была увеличена до 50 см².

В помощь радиолюбителю, Вып.90

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}