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.
В автомате использованы две микросхемы. На триггере DD1.1 выполнен генератор импульсов, частоту (и скважность) которого можно изменять переменным резистором R1. Триггер DD1.2 включен по схеме счетного триггера - его инверсный выход (вывод 12) соединен с входом D (вывод 9), а на вход С (вывод 11) поступают импульсы с выхода переполнения Р (вывод 2) счетчика-дешифратора DD2.
Прямой выход триггера DD1.2 (вывод 13) подключен к входу S (вывод 6) счетчика-дешифратора DD2.
После поступления на вход С счетчика-дешифратора десятого импульса состояние триггера DD1.2 изменяется на противоположное, что вызывает изменение напряжения на выходах a-g счетчика-дешифратора, к которым подключены нагрузки.
При использовании малогабаритных ламп их подключают к выходам микросхемы DD2 через согласующий каскад, выполненный на транзисторе, допускающем соответствующий ток коллектора. В цепи базы транзистора обязательно устанавливают ограничительный резистор Rог, сопротивление которого должно обеспечивать насыщение транзистора. В случае использования светодиодов каждый из них нужно подключить через резистор Rн. Конечно, на ветке-елке можно укрепить и миниатюрные лампы, и свето-диоды - световой эффект только усилится, особенно при соответствующей окраске ламп и подборе светодиодов разного цвета свечения.
Продолжительность свечения гирлянд и пауз между их зажиганием зависит от частоты импульсов, поступающих на счетный вход микросхемы DD2. Плавно эту частоту можно изменять переменным резистором R1, а грубо - подбором конденсаторов С1 и С2.
Поскольку частота генератора зависит от общего сопротивления резисторов R1 и R3, а также резистора R2, подключение параллельно им или последовательно с ними (а возможно, и вместо R2 или R3) терморезистора, имеющего тепловой контакт с одной из ламп гирлянд, даст интересный эффект. Теперь длительность состояния выходов счетчика-дешифратора будет изменяться автоматически и практически предсказуемо. Такого же результата можно добиться включением вместо КД521А диодов серий Д2, Д18 или других, обладающих фотоэффектом, и расположением их около баллонов ламп накаливания.
Вместо указанных на схеме допустимо использовать микросхемы К561ТМ2 (DD1). К176ИЕЗ (DD2). Постоянные резисторы - МЛТ-0,125, их номиналы некритичны для нормальной работы устройства.
А. РОМАНЧУК пос. Новиково Сахалинской обл.
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.
Один из вариантов, по мнению автора, - воспользоваться имеющимся у многих радиолюбителей понижающим трансформатором для питания низковольтного маломощного а. Обычно у такого трансформатора на вторичной обмотке переменное напряжение составляет от 12 до 36 В, а мощность трансформатора -20...40 Вт. Такого напряжения и мощности вполне достаточно для питания гирлянд из миниатюрных ламп накаливания типа СМН - их легко окрасить в разные цвета и несложно крепить на ветвях елки.
Следует отметить, что автоматические переключатели, в которых используется резкое и частое включение гирлянд, и как правило, оказываются не очень долговечными из-за тяжелого режима работы ламп и быстрого перегорания их нитей. Более надежен режим, при котором яркость ламп изменяется скачком не от нуля до максимума, а от 30...40 до 100 %. Именно по такому принципу построен переключатель, схема которого приведена на рис.2.
Переключатель содержит три идентичных канала, каждый из которых состоит из генератора импульсов на двух логических элементах и электронного ключа на транзисторе. Генераторы питаются от параметрического стабилизатора напряжения R5VD1C1. Переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора поступает на гирлянды, состоящие из последовательно соединенных ламп накаливания. При этом ток в отрицательные полупериоды напряжения на верхнем по схеме выводе вторичной обмотки протекает через все гирлянды и диоды VD4, VD6, VD8. Лампы гирлянд светятся не более чем вполнакала.
Одновременно импульсы напряжения с генераторов поступают на базы транзисторов. Если на выходе генератора высокий логический уровень (логическая 1), транзистор откроется и через него, а также диод VD3 для первой гирлянды (соответственно VD5, VD7 для второй и третьей) будет протекать ток во время положительного полупериода напряжения на том же выводе вторичной обмотки. Лампы гирлянды будут светиться на полную яркость.
Поскольку генераторы работают независимо друг от друга и с разными частотами, гирлянды переключаются независимо друг от друга, что создает иллюзию переливания света.
Большинство деталей переключателя размещают на печатной плате из одностороннего фольгированного стек-лотекстолита. Вместо указанных на схеме подойдут диоды КД102Б, КД105Б и аналогичные, рассчитанные на импульсный ток, примерно вдесятеро больше тока потребления ламп накаливания, стабилитрон VD1 - любой маломощный с максимальным током стабилизации 20...30 мА и напряжением 10...12 В. Постоянные резисторы - МЛТ, С2-33, под-строечные - СПЗ-3, СПЗ-19, СП4, СПО. Конденсатор С1 - оксидный К50-6, остальные конденсаторы - KM, K73.
Выбор остальных деталей во многом зависит от напряжения на вторичной обмотке трансформатора, мощности и количества ламп накаливания. Если, например, напряжение на вторичной обмотке 36 В, а в каждой гирлянде использованы лампы на 6,3 В с током потребления 20 мА (шесть ламп, соединенных последовательно) или 40 мА (две включенные параллельно гирлянды по шесть ламп в каждой), то диоды VD3-VD8 можно применить указанные выше, а транзисторы -КТ602А, КТ602Б, КТ608А, КТ608Б, КТ815Б-КТ815Г или указанные на схеме.
Если же потребляемый гирляндами ток выше, придется добавить в каждый канал по транзистору (рис. 3) или установить на месте VT1-VT3 составные транзисторы, например, КТ829А-КТ829Г или аналогичные, а также использовать диоды VD3-VD8, рассчитанные на соответствующий ток.
При меньшем напряжении на вторичной обмотке следует пропорционально уменьшить сопротивление резистора R5. Налаживание автомата сводится к установке частоты переключения гирлянд подстроечными резисторами R2, R4, R8 (плавно) или подбором конденсаторов С2-С4 (грубо).
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
От редакции. Диоды VD3, VD5, VD7 защищают соответствующие транзисторы от обратного напряжения в случае выхода из строя диодов VD4, VD6, VD8. В большинстве случаев эти диоды можно не устанавливать.
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.
На мультиплексоре DD1.1 и транзисторе VT1 собран задающий генератор. Частоту вырабатываемых им импульсов можно плавно изменять переменным резистором R2 в широких пределах. Построение генератора на одном из мультиплексоров микросхемы DD1 позволило сократить общее число корпусов микросхем. Информационные входы мультиплексора DD1.1 соединены вместе, поэтому при любых сигналах на адресном входе он работает как повторитель.
Сигнал с выхода задающего генератора поступает на делитель частоты на три, выполненный на триггерах DD2.1 и DD2.2. Скважность сигнала на выходе триггера DD2.1 равна 3/2, а на выходе триггера DD2.2 - 3. К одному из выходов делителя частоты подключен восьмиразрядный счетчик, собранный на микросхеме DD3.
На микросхеме DD4 построен трехразрядный реверсивный регистр сдвига. Роль информационного входа регистра играют соединенные вместе входы DO и D3. При низком логическом уровне на входе EL происходит сдвиг информации вправо, а при высоком - влево. От уровня напряжения на этом входе зависит направление переключения гирлянд. На объединенные тактовые входы С1 и С2 поступают импульсы с задающего генератора.
Последовательность импульсов, поступающая на вход регистра, формируется с помощью мультиплексора DD1.2. Если на адресный вход подан код 0, на вход регистра DD4 поступают импульсы высокого уровня со скважностью 3/2, их частота в три раза меньше частоты задающего генератора. При этом последовательность зажигания гирлянд соответствует эффекту "бегущие огни". Когда на адресном входе присутствует код 2, на выходе мультиплексора появляются импульсы скважности 3. В этом случае образуется эффект "бегущая тень". Если же на адресном входе код 1 или 3, на выход мультиплексора проходит сигнал с выхода первого разряда счетчика DD3.1. Сигнал имеет форму меандра, а частота импульсов в шесть раз меньше частоты задающего генератора. Такая последовательность импульсов необходима для получения "накапливающегося" включения - выключения гирлянд.
Автоматическая смена эффектов и направления переключения гирлянд происходит благодаря тому, что адресные входы мультиплексора DD1.2, а также управляющий вход EL регистра DD4 подключены к старшим разрядам счетчика на микросхеме DD3.
При включении питания в регистре DD4 оказывается случайная информация, однако предварительной установки его не требуется, поскольку в течение трех первых периодов генератора эта информация "выталкивается" из регистра.
На транзисторах VT2-VT4 и тринис-торах VS1-VS3 собраны электронные ключи, управляющие гирляндами, включенными в розетки Х2-Х4.
В блок питания устройства входят понижающий сетевой трансформатор Т1, выпрямительные мосты VD1 и VD2 и стабилизатор на микросхеме DA1.
В переключателе применимы цифровые микросхемы серий К155, К555, КР1533. Интегральный стабилизатор DA1, кроме указанного на схеме, может быть КР142ЕН5В. Транзисторы - любые из серий КТ315, КТ3102 (VT1), КТ316, КТ3107 (VT2-VT4). На месте моста VD1 может быть КЦ402 или КЦ405 с буквенными индексами А, В, Ж, И, а на месте VD2 - любой из этих серий. Тринисторы - КУ201К, КУ201Л, КУ202Л-КУ202Н. Светодиод HL1 - АЛ307 с любым буквенным индексом. Конденсаторы - К50-35, К50-40. Постоянные резисторы - МЛТ-0,125, переменный R2 - СПЗ-4АМ. Понижающий трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 7...10 В при токе нагрузки не менее 300 мА.
Большинство деталей монтируют на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Поскольку автомат имеет гальваническую связь с сетью, плату необходимо расположить в корпусе из изоляционного материала, на стенке которого укрепить розетки Х2-Х4 для подключения гирлянд.
Правильно собранное из исправных деталей устройство в налаживании не нуждается. При необходимости изменить частоту задающего генератора следует подобрать конденсатор С1 (плавно частоту регулируют переменным резистором R2). Последовательность чередования эффектов и направления переключения гирлянд можно изменить, соединив соответствующим образом выходы делителя частоты (DD2) и счетчика DD3 с информационными входами мультиплексора DD1.2 и входом EL регистра DD4.
А. ШИТОВ, г. Иваново
Схемы-аналоги
Переключатель гирлянд
Рисунок 1.1 - Переключатель гирлянд
Схема первого переключателя представлена на рис. 1. Это устройство управляет двумя гирляндами, состоящими из малогабаритных светодиодов красного и зеленого цветов, и предназначено для украшения небольшой новогодней елки.
На транзисторах VT1, VT2 собран симметричный мультивибратор, частота переключения которого определяется номиналами резисторов R1 -- R4 и конденсаторов Cl, C2. Для указанных на схеме номиналов этих элементов частота составляет около 1 Гц. В коллекторные цепи транзисторов включены две гирлянды из светодиодов HL1 -- HL32. Диоды VD1, VD2 и резисторы Rl, R4 необходимы для обеспечения перезарядки конденсаторов С1 и С2. Источник питания переключателя гирлянд выполнен по схеме однополупериодного выпрямителя на диоде VD3 с использованием балластного конденсатора С4 для гашения напряжения. Диод VD4 необходим для перезарядки конденсатора при положительной волне (относительно нижнего по схеме провода сети) напряжения, резистор R6 ограничивает импульс тока при включении устройства в сеть, когда конденсатор разряжен. Через резистор R5 конденсатор С4 разряжается после выключения устройства из сети. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором СЗ. Стабилитрон в блоке питания отсутствует, а напряжение на элементах мультивибратора ограничивается напряжением на включенной гирлянде светодиодов, т.е. светодиоды выполняют функцию стабилитронов. Поскольку в любой момент времени обязательно включена одна из двух гирлянд, напряжение на конденсаторе СЗ не может превысить напряжение на светящейся гирлянде.
Достоинство схемы: простота реализации.
Недостатки схемы: маленькая выходная мощность, наличие всего одного режима переключения гирлянды.
Данная схема довольно проста, но и она реализует достаточно большое количество световых эффектов, таких как «бегущая тень», «бегущий огонь», «попарное включение», «поочерёдное включение и гашение» и т.д.
Рисунок 1.2 - Автоматический переключатель гирлянд
Основа устройства - четырехразрядный регистр сдвига с параллельной загрузкой К555ИР16. Узел управления регистром состоит издвоичного счетчика К555ИЕ7 и логических элементов DD1.3 и DD3.1. Эффект "бегущих огней" достигается в одну сторону за счет обычного сдвига кода в регистре, в обратную - параллельной записью в регистр его на один разряд.
Задающий генератор автомата собран на элементах DD1.1 и DD1.2. Частота импульсов 3-4Гц. Её можно изменить подбором R1 И С1. Автомат может управлять не только светодиодами, но и лампами питающимися от сети. Для этого их надо подключить по следующей схеме.
Рисунок 1.3 - Схема включения ламп, питающихся от сети
Рассмотрим особенности работы этого устройства. На инвертирующий вход компаратора DA2 поступают пилообразные импульсы с частотой, равной двойной частоте сети. На неинвертирующий вход компаратора поступают треугольные импульсы инфранизкой частоты, которые формирует генератор, собранный на логических элементах микросхемы DD1. Элементы D1.1, DD1.2 и резисторы R10, R11 образуют триггер Шмитта, входящий в состав генератора. Допустим, на выходе логического элемента DD1.3 действует напряжение высокого уровня, а конденсатор С4 разряжен. В этом случае через диод VD5 и резистор R11 конденсатор С4 будет заряжаться, а напряжение на нем будет увеличиваться. Когда оно достигнет верхнего порога переключения триггера Шмитта, последний переключится в противоположное состояние, и на выходе элемента DD1.3 установится напряжение низкого уровня. Теперь конденсатор С4 будет разряжаться через открывшийся диод VD4 и резистор R10. При уменьшении напряжения до нижнего порога переключения триггер Шмитта вновь переключится в противоположное состояние, и процесс формирования импульса повторится. В результате на конденсаторе С4 форма напряжения будет близка к треугольной. Воздействие этого напряжения на неинвертирующий вход компаратора приводит к формированию на выходе компаратора импульсов тока изменяющейся скважности; эти импульсы тока, протекая через цепь управляющего электрода симистора VS 1, изменяют яркость ламп гирлянды (они подключены к гнездам "Нагрузка") от минимальной до максимальной и наоборот.
Стабилитрон VD3 необходим для того, чтобы "приподнять" пилообразное напряжение до уровня, соответствующего нижнему порогу переключения триггера Шмитта. В качестве микросхемы DA2 можно использовать, помимо указанной на схеме, компараторы типа К521САЗ. При использовании компараторов других типов придется применить усилитель тока выходного каскада. Транзисторы VT1, VT2 могут быть любыми структуры n-р-n. Замена остальных радиодеталей, думается, не вызовет затруднений.
Настройка устройства состоит в регулировании подстроечными резисторами R10 и R 11 скоростей зажигания и гашения ламп гирлянды.
Достоинства схемы: Больше режимов, чем у первой схемы, но меньше чем у нашей схемы, есть режимы, когда все огни горят либо все погашены, т.е. в этом случае нет никакого бегущего огня.
Недостатки схемы: Схема управления выходными тиристорами не предусматривает стробирования импульсов управления сигналом нулевого напряжения сети, т.о. переключатель создает помехи для электрооборудования, которые тем больше, чем мощнее нагрузка.
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.
http://elektricvdome.ru
Для создания эффекта «бегущий огонь» необходимо поочередно переключать не менее трех гирлянд. Схема переключателя (первый вариант), управляющего тремя гирляндами, представлена на рис. Основу устройства составляет трехфазный мультивибратор, выполненный на трех инвертирующих логических элементах микросхемы DD1. Времязадающие цепи образованы элементами R1-R3, С1-СЗ. В любой момент на одном из выходов логических элементов имеется напряжение высокого уровня, которое открывает транзисторно-тринисторный ключ. Следовательно, одновременно светятся лампы только одной гирлянды. Поочередное переключение ламп гирлянд EL1-EL3 позволяет получить эффект «бегущий огонь». В мультивибраторе могут работать инверторы микросхем серий К555 и К155. Во втором случае сопротивления резисторов R1-R3 не должны превышать 1 кОм. Можно использовать и КМОП-микросхемы (К176, К561), при этом сопротивления времязадающих резисторов можно будет увеличить в 100… 1000 раз, а емкости конденсаторов С1-СЗ во столько же раз уменьшить.
Изменение частоты переключения гирлянд можно производить изменением сопротивления резисторов R1-R3. Одновременно управлять ими затруднительно (строенных переменных резисторов для широкого применения промышленность не выпускает). Это является недостатком данного переключателя гирлянд.
На рис. приведена схема переключателя гирлянд (второй вариант) с регулируемой скоростью движения «бегущего огня». На логических элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых составляет 0,2… 1 Гц. Импульсы поступают на вход счетчика, состоящего из двух D-триггеров DD2.1 и DD2.2 микросхемы DD2. Благодаря наличию обратной связи между элементом DD1.3 и входом R триггера DD2.1 счетчик имеет коэффициент пересчета 3 и в любой момент закрыт один из транзисторов VT2-VT4. Если, допустим, закрыт VT2, то положительное напряжение с его коллектора будет подано на управляющий электрод тринистора VS1, тринистор откроется и загорятся лампы гирлянды EL1. Частоту переключения регулируют переменным резистором R3 генератора.
В устройстве микросхемы серии К155 можно заменить соответствующими аналогами из серии К133. Транзисторы VT1-VT4 могут быть из серий КТ315,КТ3117, КТ603, КТ608 с любыми буквами. Тринисторы VS1-VS3 могут быть типов КУ201, КУ202 с буквами К-Н.
Источник, питающий микросхемы и транзисторы устройства, должен быть рассчитан на ток не менее 200 мА.
Недостатком переключателя является необходимость применения трансформаторного блока питания. Это обусловлено сравнительно большим током, потребляемым микросхемами К155ЛАЗ и К155ТМ2.
У описанных выше устройств «бегущего огня» есть общий недостаток: неизменность логики работы. Лампы в гирляндах переключаются только в установленном порядке, изменять можно лишь частоту переключения. В то же время желательно, чтобы иллюминация была как можно более разнообразной, не надоедала и не утомляла зрение. Это означает, что должна быть предусмотрена возможность изменения не только продолжительности горения ламп, но и очередности их переключения.
Литература — МРБ 1202 Электронные уст-ва для дома. Евсеев А.Н.
Предлагаемая схема была разработана для применения в качестве переключателя ёлочной гирлянды. Однако эту схему можно использовать и в других целях, когда требуется периодическое включение нагрузки (системы автоматики, оповещения и сигнализации и т.п.). Данное устройство включается в разрыв одного из проводов идущих к нагрузки, в данном случае ёлочной гирлянды. Что, во-первых облегчает его эксплуатацию, так как к устройству требуется подводить лишь два провода. Во-вторых, повышается безопасность, так как в случае замыкания этих проводов как снаружи, так и внутри устройства короткого замыкания не произойдёт, просто нагрузка окажется постоянно включенной. Предлагаемый переключатель имеет два режима работы. Первый, когда ламы гирлянды периодически гаснут полностью, второй - когда лампы полностью не гаснут, а снижается их яркость свечения.
Схема
Рассмотрим принцип работы схеме данного устройства (рис.1). На элементах DD1.1 - DD1.6 микросхемы к561лн2 собран генератор прямоугольных импульсов, частота которых задаётся номиналом резистора R1 и конденсатора C2. С целью повышения выходной нагрузочной способности генератора его элементы DD1.2 - DD1.6 соединены параллельно. Когда на выходе генератора высокий уровень диод VD3 заперт, а тиристор VS1 включенный в диагональ моста открыт за счет тока поступающего через резистор R3 на его управляющий электрод. В результате этого лампы гирлянды оказываются включены. Когда на выходе генератора устанавливается низкий уровень, диод VD3 открывается и замыкает управляющий электрод тиристора VS1 на катод. Тиристор закрывается, а лампы гирлянды гаснут.
Если замкнуть контакты выключателя SA1, тогда даже при закрытом тиристоре VS1 на лампы гирлянды через диод VD8 будет поступать однополупериодное напряжение сети и они будут светится слабым мерцающим светом. То есть, в этом режиме схемы лампы не будут периодически гаснуть полностью, а будет лишь снижаться их яркость.
Когда тиристор VS1 заперт, напряжение протекающее через резистор R2 стабилизированное стабилитроном VD2 на уровне 12 Вольт заряжает конденсатор C1, и используется для питание микросхемы DD1. А диод VD1 исключает разрядку конденсатора C1 через резистор R2 при открытом тиристоре VS1, когда происходит включение ламп гирлянды.
Резистором R3 задаётся ток, протекающий через управляющий электрод тиристора VS1, выбирать его следует максимально возможного сопротивления при котором обеспечивается устойчивое отпирание тиристора VS1, чтобы уменьшить бесполезный нагрев этого резистора. При замене тиристора VS1 на тиристор другой марки, например тиристоры серии ку202, у которых ток управляющего электрода выше, может потребоваться уменьшить номинал резистора R3, увеличив соответственно его мощность. Снижать сопротивление резистора R3 ниже 8 кОм не стоит во избежание перегрузки микросхемы.
Детали
Микросхему DD1 к561лн2 можно заменить на к562лн1 с соответствующей коррекцией печатной платы, поскольку у этих микросхем не совпадает назначение выводов. В качестве диодов VD1, VD3 можно использовать кд102, кд103, кд521, кд522 с любым буквенным индексом. Стабилитрон VD2 - кс191ж, кс210ж, кс212ж, кс213ж, кс508а. Диоды VD4 - VD8 - кд105, кд209 с любым буквенным индексом. Конденсатор С1 - к50-35 или аналогичный импортный, а С2 типа к10-17, к73-17 или аналогичные импортные. Выключатель SA1 любого типа способный выдержать сетевое напряжение и ток нагрузки.
Расположение элементов на печатной плате и её чертёж представлены на рис.2 и рис.3 соответственно. А фото распаянной печатной платы на рис.4.
Готовое устройство было размещено в пластмассовой электромонтажной коробке. Его фото представлено на рис.5. К данному переключателю была подключена ёлочная гирлянда отечественного производства, состоящая из 18 ламп на 13,5 Вольт 0,16 Ампер. Частоту включения гирлянды можно менять путём изменения номинала резистора R1. Схему предложил YRIT.