Вот и Новый год скоро! На прилавках магазинов рядом с мандаринами, конфетами и шампанским появляются елочные игрушки: разноцветные шары, мишура, всевозможные флажки, бусы и, конечно же, электрические гирлянды.
Обычную гирлянду из разноцветных лампочек, пожалуй, и не купить. Зато различных мигалок, в основном китайского производства, просто не счесть. Микроскопические лампочки могут располагаться на куске картона или вплетаются в ковер из проводов, которым можно украсить сразу целое окно.
Елочные гирлянды тоже отличаются большим разнообразием, прежде всего внешним оформлением, дизайном. Стоимость подобных гирлянд невелика, как, собственно, и мощность лампочек.
Большинство гирлянд имеют маленькую пластмассовую коробочку с одной кнопкой, шнуром с сетевой вилкой и проводами, идущими на гирлянду разноцветных лампочек. Оформление гирлянды может быть самым разнообразным.
Самый простой, и дешевый вариант состоит из микроскопических лампочек, вставленных . На обратной стороне упаковочной коробки написана инструкция по замене лампочек и правила техники безопасности, хотя запасных лампочек не прилагается. Именно такие гирлянды продаются в сети магазинов «Все по 38», правда, в последнее время уже по сорок рублей.
Рисунок 1. Гирлянда за сорок рублей
Гирлянды другого фасона имеют на лампочках небольшие пластиковые плафончики, например, в виде прозрачных цветков с лепестками. Но коробочка с кнопкой остается той, же самой, хотя цена гирлянды доходит рублей до двухсот. Попробуем открыть коробочку, и посмотреть, что же там внутри.
Рисунок 2. Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами
В нижней части рисунка показаны два провода, это как раз подключение устройства к сети. Здесь же находится кнопка, с помощью которой переключаются режимы работы. В верхней части можно увидеть три тиристора и провода, отходящие к гирляндам.
В середине платы находится , - такая черная капля, установленная на маленькой печатной плате. Плата имеет контактные площадки, с помощью которых контроллер впаивается в основную плату.
Сколько тиристоров на плате
К выходам микроконтроллера подключаются управляющие электроды тиристоров, которые включают гирлянды лампочек. Микроконтроллер имеет четыре выхода, но часто, вместо четырех тиристоров на плате установлено только три, а в некоторых случаях всего два.
Необходимый визуальный эффект достигается подключением гирлянд и расположением лампочек: в одной гирлянде запаяны лампочки двух, а то и трех цветов. Как раз такая плата и показана на рисунке 2.
Если посмотреть на эту плату со стороны печатного монтажа, то можно увидеть, что три тиристора запаяны, а под четвертый имеются отверстия с залуженными контактными площадками, как показано на рисунке 3. В некоторых случаях отверстия даже не просверлены, мол, кому заблагорассудится, просверлит сам.
Рисунок 3. Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора
Здесь следует заметить такую особенность: если выход контроллера никуда не подключен, это вовсе не означает, что он нерабочий. Программа во всех контроллерах прошита, видимо, одна и та же, все выходы контроллера задействованы.
В этом легко убедиться с помощью стрелочного тестера. Если померить постоянное напряжение на свободной ноге, то стрелка будет скакать, дергаться и отклоняться вместе с миганием других гирлянд. Достаточно просто запаять в плату недостающий тиристор, и, пожалуйста, получаем полноценную четырехканальную гирлянду.
Тиристор можно взять со старой неисправной платы (бывает, что в негодность приходит контроллер) или за сорок рублей купить дополнительную гирлянду и оттуда извлечь тиристор. Для хорошего дела расходы крайне незначительны!
Принципиальная схема гирлянды
По печатной плате несложно составить принципиальную схему. Существуют две разновидности схем, несколько отличающиеся друг от друга. Первый, наиболее совершенный вариант показан на рисунке 4.
Рисунок 4. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1
Питание всей схемы осуществляется через VD1…VD4. Гирлянды питаются пульсирующим напряжением и включаются контроллером через тиристоры VS1…VS4. Резистор R1 и микроконтроллер DD1 образуют делитель напряжения, на выходе которого получается напряжение 12В.
Конденсатор C1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Через резистор R7 сетевое напряжение подается на вход контроллера 1 для синхронизации схемы с частотой сети 220В, что позволяет осуществлять фазовое управление тиристорами. Эта синхронизация позволяет осуществлять плавное зажигание и угасание гирлянд. Именно такие платы можно встретить в дорогих гирляндах.
Плата, показанная на рисунке 3, собрана по несколько упрощенной схеме, которая показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2
Сразу бросается в глаза, что тиристоров всего три штуки, а от выпрямительного моста остался всего один диод. Также исчезли резисторы из управляющих электродов тиристоров. Но, в целом, потребительские свойства остались теми же, что и в предыдущей схеме, несмотря на то, что лампочки зажигаются только тогда, когда на верхнем проводе схемы присутствует положительный полупериод сетевого напряжения. Без выпрямительного моста получается однополупериодное выпрямление.
Этот вариант схемотехнического решения присущ тем гирляндам, которые «все по сорок». Вот, собственно, и все, что можно сказать о схемотехнике китайских елочных гирлянд.
Как подключить мощные лампы
Мощность гирлянд невелика, лампочки просто микроскопические, кроме домашней елки вряд ли куда еще подойдут. Но иногда требуется подключить гирлянду с мощными лампами накаливания, например для декоративной подсветки фасадов зданий. Такая доработка уже была приведена в статье . Схема доработанной гирлянды показана на рисунке 8 в упомянутой статье.
Если не хочется переделывать плату
Гораздо проще обойтись без переделки платы контроллера. Все, что придется сделать, это изготовить четыре мощных выходных ключа с оптронными развязками и присоединить их вместо маломощных гирлянд. Схема силового ключа показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Мощный силовой ключ с оптронной развязкой
Собственно, схема типовая, работает безотказно, никаких подводных камней в себе не содержит. Как только засвечивается светодиод оптрона MOC3021, открывается маломощный оптронный тиристор и через выводы 4, 6 и резистор R1 соединяются управляющий электрод и анод симистора BTA16-600. Симистор открывается и включает нагрузку, в данном случае гирлянду.
Оптрон следует применить без встроенной схемы CrossZero (детектор перехода сетевого напряжения через ноль), например, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Если оптрон имеет узел CrossZero, то схема РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ! Об этом забывать не следует.
Симистор BTA16-600 обладает следующими параметрами: прямой ток 16А, обратное напряжение 600В. При токе 5А и напряжении 220В мощность нагрузки уже целый киловатт. Правда, потребуется установить симистор на радиатор.
Металлическая подложка изолирована от кристалла, о чем говорит буква А в маркировке симистора. Это дает возможность устанавливать симисторы на радиатор без слюдяных прокладок и изоляторов для винта. Кстати, именно эти симисторы стоят в регуляторах мощности бытовых пылесосов, при этом радиатор обдувается потоком воздуха на выходе пылесоса.
Если мощность нагрузки не более 400Вт, то можно обойтись и без радиатора. Цоколевка симистора показана на рисунке 7.
Рисунок 7. Цоколевка симистора BTA16-600
Этот рисунок будет совсем не лишним при сборке схемы силового ключа. Все четыре силовых ключа, лучше всего, собрать на общей печатной плате. Резистор R лучше собрать из двух резисторов мощностью по 2Вт, что позволит избежать их чрезмерного нагрева. Максимальный ток входного светодиода оптрона 50мА, поэтому ток в 20…30мА обеспечит его долговременную безотказную работу.
Рисунок 8. Подключение силовых ключей к плате контроллера
В целом все понятно и просто. От контроллера отпаиваются гирлянды, а вместо них запаиваются входные цепи силовых ключей. При этом не требуется никакого вмешательства в печатный монтаж контроллера. Исключение составляет только запаивание дополнительного тиристора, при условии, что его удастся найти. Также придется несколько умощнить сетевой шнур с вилкой, поскольку оригинальный имеет очень маленькое сечение.
При правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается в настройке. Конструкция устройства произвольная, лучше всего в металлическом корпусе, подходящих размеров, который будет выполнять роль радиатора для симисторов.
С целью обеспечения электробезопасности устройство следует включать через автоматический выключатель, или хотя бы плавкий предохранитель.
Признаюсь, полноценный обзор я писать не планировал.
Ну, купил когда-то эти светодиоды, «про запас». Ну.., светодиоды..., чего про них писать-то? Только год назад в одном из комментариев обмолвился про них, да и посчитал тему закрытой.
А вот буквально сегодня на работе сотрудник, глядя на паяльник в моих руках и код для ардуины на экране, посетовал, что есть на свете отцы (их их большинство), кто дальше конструктора с батарейкой и лампочкой на уроке труда в электронике «не сечёт». Зато, например, «сечёт» в чём-то другом. А вот что-то сделать своими руками, да ещё в выходные вместе с сыном, совсем бы неплохо. И в самом деле: это поднимает престиж отца в глазах всей семьи, это безусловно способствует воспитанию, и, главное, именно так и закладываются основы творчества в формирующуюся личность.
Вот этот разговор и послужил толчком к написанию обзора. А тематика очевидна: ещё с давних времён в советских журналах, начиная с «Юного техника» и заканчивая «Радио», именно в ноябре печатали самоделки, посвящённые Новому году. Есть время подумать, сделать и успеть к празднику.
Чем наш ресурс хуже?
В сегодняшнем обзоре мы будем строить красивую переливающуюся новогоднюю гирлянду. Своими руками. Безо всяких «ардуин», «скриптов», «контроллеров», «даташитов» и прочих непонятностей. Я даже постараюсь избегать слов «анод» и «катод».
Всё будет по-дилетантски, просто и «на пальцах». Опытным специалистам, совершенно точно, будет скучно, примитивно, «детский сад» и не интересно. Где-то даже смешно.
Вот он, герой обзора:
Светодиод необычный. У него не какой-то один цвет свечения.
Светит он так: он плавно (хамелеон) меняет семь цветов по кругу: красный, через оранжевый и желтый в зелёный, через голубой в синий и фиолетовый, и т.д. Каждый цвет держится секунду-полторы и плавно заменяется следующим.
Цвета очень сочные, яркие. Радуют даже взрослых, чего уж говорить про детей.
Для понимания размеров, рядом с рублёвой монетой:
Сам светодиод имеет форму ребристой «ракеты», что, при наличие детской фантазии, тоже немаловажно.
Раз уж специалисты всё равно зашли под кат, то вот
немного технических деталей, остальным можно не читать
Светодиоды приходят запаянными в металлизированный антистатический пакет:
Бирка, вложенная продавцом. Подозреваю, что и почерк тоже его.
Размеры: L = 13мм, Ø 5мм.
Померил потребляемый ток при напряжении 3.3V.
Он колеблется (в зависимости от включённых кристаллов) в пределах 9-14 mA.
Продавец пишет 20mА, но, думаю, это предельное значение.
Номинальным напряжением считаю 3.2 - 3.4 вольта, 5v - предельный максимум, указанный продавцом.
Что нам нужно знать про этот светодиод.
Он будет работать от любого источника напряжением 3 вольта (литиевой батарейки-таблетки или пары пальчиковых/мизинчиковых батареек).
Никаких схем и дополнительных деталей. Только батарейка и эти диоды. Всё.
В любом ларьке по ремонту часов можно сказать: «Дайте батарейку размером 2032 или 2025», или даже так: «Таблеточную батарейку для материнки».
Подключать очень просто.
У светодиода два вывода. Причём один длиннее другого. Длинный вывод подключается к «плюсу» источника, короткий - к «минусу». У батарейки-таблетки всё то же самое - бóльшая по площади рубашка - это плюс, пятачок-контакт - это «минус».
Если таких диодов взять сразу несколько и подключить к батарейке, то они, несинхронно, будут постепенно расходиться по времени; получится эдакая разноцветная радуга-плазма-россыпь. Можно с ребёнком делать светильники, ночники, ну, или или что-то подобное; встраивать туда, где это будет уместно. Тут дело уже за творчеством и фантазией. Можно, скажем, склеить из тонкой бумаги фигурки и подсветить их (изнутри или снаружи). Вставить в какие-то игрушки, и т.д.
В принципе, на этом можно было бы поставить промежуточную точку. Про светодиоды я рассказал, как их запитать - объяснил.
Но мы строим новогоднюю гирлянду.
Значит, переходим ко второй части обзора.
Пора доставать паяльник и запасаться другими вспомогательными материалами. Я очень надеюсь, что слово «паяльник» не сильно отпугнёт начинающих конструкторов. Возможно, кто-нибудь в комментариях предложит какое-то изящное решение, как можно обойтись без пайки. Мне, кроме клеммников «Ваго» ничего не приходит в голову, но это громоздко, для гирлянды некрасиво и ненадёжно для устройства, которое постоянно будет разматываться/доставаться/убираться. Поэтому альтернатив пайке для данного случая я не вижу.
Но пайка - не так уж это и страшно. Плюс дополнительный экспиренс.
Помимо собственно паяльника, нам понадобятся
- Термоусадочная трубка двух диаметров (предполагаю, что Ø 2мм и Ø 3мм). Можно обойтись без термоусадки, заменив её изолентой, но будет не так художественно и удобно.
- Безотмывный вазелинообразный флюс (что новичку будет намного удобнее). Или канифоль, она доступнее.
- Припой.
- Сами провода, из которых мы будем делать гирлянду.
Провода предлагаю извлечь из куска компьютерного кабеля «витая пара», желательно с многожильными проводниками (такие кабели мягче, как правило, они промышленного изготовления). Думаю, пару-тройку метров «витой пары» можно попросить у знакомого сисадмина на работе или купить на ближайшем строительном рынке.
Вся прелесть такого решения в том, что там гарантированно есть зелёный и коричневый проводники, что очень хорошо для ёлочной гирлянды - её будет менее заметно. Остальные шесть проводников из распотрошённой пары нам не потребуются в данной конструкции. Можно делать только из зелёного проводника, но у новичка будет шанс запутаться в «плюсах» и «минусах» светодиодов в гирлянде; на мой взгляд, зелёный и коричневый - в самый раз.
Провода имеет смысл заранее нарезать отрезками нужной длины. Я для себя выбрал интервал 10-12 см между соседними светодиодами, хотя всё индивидуально.
Каждый отрезок провода зачищается миллиметра на 3 с обоих концов, и, с помощью флюса и припоя, облуживается до блестящего состояния. Думаю, целесообразно сразу проделать эту рутинную работу, чтобы в процессе сборки гирлянды на это не отвлекаться. Кусочки термоусадки тоже имеет смысл нарезать заранее (об их длине я скажу чуть ниже). На этом подготовительный этап можно считать законченным.
Количество светодиодов в нашей гирлянде определяется планируемой длиной гирлянды, терпением и желанием. Уже полтора-два десятка - будет красиво на небольшой настольной ёлочке. А полсотни диодов украсят даже полутораметровую лесную красавицу.
Все светодиоды подключаются параллельно друг другу. Это значит, что все длинные выводы всех светодиодов должны быть соединены вместе и подключаться к общему плюсу; все короткие выводы - также соединены и подключаются к общему минусу.
Если изобразить на схеме, то это вот так:
При таком соединении повреждение и перегорание одного светодиода не приведёт к поломке всей гирлянды, всё будет так же работать, только без «выбывшего» диода.
Конструктивно предлагаю собирать гирлянду так. Подпаиваем к светодиоду один проводник, изолируем его термоусадочной трубкой малого диаметра. Усаживаем зажигалкой или строительным феном. Затем подпаиваем другой проводник, и всё вместе изолируем трубкой бóльшего диаметра. Усаживаем готовое соединение.
Такой способ сэкономит трубки малого диаметра (поскольку изолируем только одну ножку), и сделает конструкцию аккуратной, поскольку всё место пайки будет закрыто большой трубкой.
Вот таким образом:
И вот так, звено за звеном, собираем всю гирлянду.
Сразу несколько ремарок.
Во-первых, при подпайке очередного контакта светодиода, очевидно, в трубочку надо будет пропускать сразу два одноимённых проводника - от предыдущего звена и для текущего. С тем, чтобы обжались сразу оба провода.
Во-вторых, ножки светодиодов надо будет обкусывать до длины 6-7 мм и облуживать, и это разумно делать не заранее, а непосредственно перед подпайкой очередного диода. Для того, чтобы до последнего была видна разница в длине ножек. Ну или заранее с помощью фломастера понаставить точек возле плюсовых ножек светодиодов, потом сразу всё обрезать и облудить.
Теперь стала очевидна и длина трубочек. Тонкие должны быть чуть длиннее обкусанной ножки, т.е. около сантиметра. Толстые - чуть подлиннее, чтобы закрыть всю конструкцию, сантиметра полтора.
Сборка, несмотря на такое изобилие текста в обзоре, совсем не сложна, просто рутинна. Но, по мере «набивания руки», процесс будет ускоряться.
Необязательным, но оправданным действием будет лёгкое перевитие проводников. Свитые проводники не так топорщатся, выглядят аккуратнее и легче разматываются.
Готовый узел при пристальном и увеличенном рассмотрении будет выглядеть вот так:
В процессе сборки звеньев разумным будет контролировать процесс с помощью трёхвольтовой батарейки, чтобы убедиться, что полярность очередного подпаянного светодиода не перепутана.
Проводники от источника питания до ближайшего светодиода имеет смысл сделать подлиннее.
А вот чем запитать нашу гирлянду - каждый решит сам.
Предлагаю несколько вариантов.
Вариант 1. Лучшее, что мне видится - это сетевой адаптер питания на 3,3 вольта. Это значит, что на нём должно быть написано «DC 3,3V». Максимум, что можно допустить - это 5 вольт, но светодиоды будут работать на пределе. Девятивольтовые, двенадцативольтовые и т.д. блоки питания гарантированно убьют гирлянду.
Также можно попробовать приспособить старую зарядку от ненужного телефона, если на ней будет написано DC 5V.
Значения тока, указанные на адаптере питания (это то, что в амперах или миллиамперах, mA) для данного случая не важны, не забивайте себе голову.
Для специалистов, которых возмутила последняя фраза. Остальным можно не читать
Даже стомиллиамперный БП запитает десяток диодов. Вряд ли попадётся зарядка с током менее 200mA, что, с учётом рассинхронности свечения диодов, позволит комфортно работать гирлянде из любого разумного количества диодов.
При подключении адаптера питания придётся разобраться, где у него «плюс», а где «минус».
Выясняем полярность адаптера питания
Если вы умеете пользоваться тестером, вольтметром или мультиметром, то можете сворачивать этот спойлер, вопрос решён.
Для тех, кто не знает, о чём это я тут говорю, начинаем разбираться.
Скорее всего, нам придётся анализировать адаптер питания без разъёма. Либо он был срезан и откушен до нас, либо нам всё равно его надо будет срезать, поскольку ответными разъёмами от старых сименсов, нокий, самсунгов и эриксонов мы всё равно не обладаем. Смотрим на жилы провода.
Если они цветные, то плюс обычно более «тёплого» цвета. Например, в паре «красный-чёрный» минус, скорее всего, будет на чёрном проводе; в паре «красный-синий» минус будет, скорее, синим.
Если провод выглядит как «тонкий проводок, а вокруг него плетёная рубашка» (это называется «экранированный» или даже «коаксиальный»), то наружний слой - это минус, внутренняя жила - это плюс.
В любом случае - возьмите отдельный светодиод и попробуйте мгновенно подключить наугад к адаптеру питания, - максимум два варианта, в одном положении он засветится, в другом - нет.
Вариант 2. Батарейки. Неплохой вариант для случая, когда розетки рядом нет. Скажем, украшаем ёлку во дворе или на даче. Лучше всего использовать батарейки или аккумуляторы формата AA («пальчиковые»). Их надо две штуки, соединённые «паровозиком» (это называется «последовательно») - в середине «плюс» одной касается «минуса» другой. По краям снимаем «плюс» и «минус» для питания гирлянды. Для батареек есть специальные коробочки, сразу с контактами. Ну, или по-простому, собрать их изолентой, облудить контактные площадки с флюсом (канифолью трудно лудится) и подпаять провода.
Немаловажным фактором является то, что питание гирлянды пониженным и развязанным от сети напряжением (будь то батарейки или хороший исправный адаптер питания) абсолютно пожаро- и электробезопасно. Напряжение на любом участке нашей наряженной ёлки не будет превышать 3-5 вольт, что абсолютно безопасно.
В конце обзора, разумеется, покажу минутное видео с работой готовой гирлянды.
Каждый, кто хоть раз снимал светодиоды, знает, что правильно передать цветность и яркость светодиода бытовыми средствами видеозаписи практически невозможно. Поверьте, в реальности всё смотрится куда красочнее и красивее. Цвета получаются сочные. Засветов возле самих светодиодов нет, это недостаток съёмки. Мерцание на видео во время смены цветов каждого светодиода - это стробоскопический эффект от съёмки ШИМ, в реальности его тоже нет.
Подозреваю, что лот из 250 штук для большинства покажется избыточным. Я лишь привёл ссылку, по которой покупал сам. Это не значит, что надо покупать именно этот лот именно у этого продавца. Наверняка будут предложения данного товара и меньшими партиями.
Всё в данном обзоре покупал сам в разное время; никто ничего для обзора не предоставлял и никаких условий не ставил.
Планирую купить +80 Добавить в избранное Обзор понравился +100 +180Среди множества световых приборов, используемых для оформления новогодних елок, особое место занимает схема китайской гирлянды. Она, как и все аналогичные китайские изделия, отличается простотой и дешевизной. Возникает много споров о надежности подобных гирлянд, однако, большинство потребителей использует именно их.
Схема классической китайской гирлянды
Данная конструкция оснащена плавным управлением яркостью. Для этого используется фазовое управление, регулирующее угол открывания тиристоров. Автоматика использует целых восемь программ, обеспечивающих большое разнообразие алгоритмов управления. Благодаря своим качествам, прибор очень дешев, поэтому и расходится миллионными тиражами.
В основе контроллера лежит плата небольшого размера, где предусмотрено место . Здесь же располагается и микроконтроллер с четырьмя выходами. Он представляет собой небольшой кусочек генитакса, где с помощью эпоксидной смолы крепится микрочип. Через выходы микроконтроллера, с помощью токоограничительных резисторов, осуществляется управление четырьмя тиристорами. Данное устройство рассчитано на анодное напряжение до 600 вольт и ток в пределах 0,6-0,8 ампер. В отдельных конструкциях дешевых гирлянд, вместо входного диодного мостика остается один диод. В то же время, подключение электродов, управляющих тиристорами, осуществляется напрямую к выходам микроконтроллера, без , ограничивающих ток.
Как правило, мощность микроконтроллера очень маленькая, поэтому, он не в состоянии контролировать работу мощных симисторов. Для того, чтобы решить эту проблему, необходимо использовать отдельный маломощный источник питания, имеющий гальваническую развязку от общей сети. В этих целях можно использовать адаптер малой мощности, например, такой, который питает усилитель телевизионной антенны, содержащий в своей схеме стабилизатор.
Другие пути решения проблем
Чтобы совместить маломощный микроконтроллер с мощными симисторами, практикуется применение транзисторных ключей, где используются транзисторы с высоким коэффициентом усиления тока. Таким образом, схема китайской гирлянды не перегружает выходы микроконтроллера. Чтобы обеспечить гальваническую развязку, применяются специальные микросхемы, на входе которых содержится светодиод, а на выходе установлен маломощный симистор.
Для того, чтобы китайская гирлянда нормально работала, ее нужно синхронизировать с сетью с помощью сигнала. С этой целью, на вход микроконтроллера подается фаза, номиналом 220 вольт через установленный резистор. Нейтральный провод сети, соединяется с общим проводом всего устройства.
Замена блока управления Китайской гирлянды
В этой статье предложена отличная подборка схем новогодних гирлянд и других электронных игрушек для новогоднего интерьера, основанная на принципах автономного и экономного питания, а также простоте и надежности сборки радиолюбительских конструкций.
В качестве основного радио компонента испускающего свет во всех схемах гирлянд используются светодиоды, разных типов. В первую очередь это позволяет существенно снизить расход источника аккумулятора или батарейки, а также добиться неповторимых и непредсказуемых новогодних картинок в волшебную ночь.
Дети очень любят интересные и необычные вещи, особенно мигающие огоньки, на радость малышне предлагаю собрать достаточно простой вариант схемы мини гирлянды. Печатная плата в популярном радиолюбительском формате Sprint Layout, прилагается в архиве выше.
Схема состоит из генератора тактовых импульсов на отечественной цифровой микросхеме DD1 типа К155ЛА3, "силовая" часть выполнена на биполярных транзисторах VT1-VT4, можно использовать практически любые структуры n-p-n, хоть КТ315, если они у вас конечно остались. К Транзисторам подсоединяется светодиодная нагрузка и "переключатели" на логических элементах DD2-DD4 с RC-цепочками R5C2, R7C3 между ними для задания времени задержки включения трех выводных полупроводников.
В целом, "детская радость" работает следующим образом: С генератора следуют импульсы на DD1.2, затем открывает VT2, далее заряжается C2 и как только напряжение на нём достигнет уровня логической единицы "1", то на выходе элемента DD1.3 будет также единица, которая открывает VT3. С DD1.4 работа анологичная. Частота переключения подстраивается подбором C1. В итоге появляется ощущение бегущих огней.
Предлагаю вниманию читателей схему простой новогодней мигалки , которая может быть изготовлена первоначально в форме креста как сувенир к пасхальным или рождественским праздникам. Форма мигалки можно легко изменить и использовать как элемент световой рекламы.
Принципиальная схема приведена на рисунке. Светодиоды расположены в форме креста, схема выполнена с использованием микросхемы К561ЛА7. На элементах DD1.1, DD1.2, С1, R1 собран генератор прямоугольных импульсов частотой около 1 Гц, транзисторный ключ VT1 обеспечивает необходимый ток светодиодов HL1. . . HL10, конденсатор С2 необходим, если требуется плавное увеличение-уменьшение яркости светодиодов - это более приятно для глаз. Сопротивление резисторов R3... R6 подбирают (270-620 Ом) таким образом, чтобы уровень свечения светодиодов был одинаковым. Переключателем SA1 табло можно выключить или включить в режим непрерывного свечения.
В данной схеме количество светодиодов можно увеличить и до 12, из которых можно составить различные декоративные геометрические фигуры. Если использовать импортные светодиоды типа или AND123R, которые появились на наших радиорынках, яркость свечения значительно увеличится.
Этой несложной схеме лет тридцать, но она отлично работает каждый новый год у нас дома. Питается схема от параметрического стабилизатора на стабилитроне Д814Д. Задающий генератор выполнен на счетчике К176ИЕ12 с кварцевым резонатором с периодом 1 секунда. Сигнал с выхода счетчика поступает на дешифратор выполненный на микросхеме К561ИЕ8. Положительные импульсы с ее выходов через диоды поступают на транзистор КТ315, и открывается тиристор.
Для более мягкого и комфортного уютного свечения, лучше применять обычные лампочки, которые обеими ветвями подходят к мостовому выпрямителю и загораются в полнакала. В момент времени, когда тиристор открывается, часть ламп шунтируется и остальные начинают светиться в полный накал - это требуется учитывать. Трансформатор можно взять из старого телевизора.
В схеме присутствует развязка по сетевому напряжению, и даже при случайном касании проводов питания ламп, беды не случится.
Думаю каждый узнает схему этого простого мультивибратора для двух каналов на двух транзисторах. Светодиодов в каждом плече может быть много. Ну чем вам не супер простая новогодняя мигалка, которую можно собрать на монтажной плате за 5 минут.
А если захочется использовать три плеча, можно вспомнить из курса электроники схему мультивибратора на трех транзисторах.
Правильно собранная схема начинает работать сразу же. Напряжение питания от 5 до 9 В. Частоту мигания, т.е. следования импульсов подбирают конденсаторами. Желательно использовать светодиоды малой мощности с одинаковыми параметрами.
Рассмотрим несколько простых схемотехнических реализаций. Первая схема воспроизводит эффект "бегущих огней" для трех гирлянд. Основа схема три инвертора цифровой микросхемы К555ЛН1. Схема работает так, что в любой момент времени только на одном из инверторов есть сигнал, соответственно горит только одна из трех гирлянд, а следующая загорается тогда, когда гаснет предыдущая.
Вторая схема также позволяет достигнуть эффекта «бегущие» огни, но уже с возможностью регулирования скорости переключения гирлянд, за счет генератора прямоугольных импульсов. Частоту переключения гирлянд изменяют с помощью резистора R3.
Еще один вариант схемы переключателя елочных гирлянд похож на предыдущую, но собран на КМОП микросхемах и регулировка частоты осуществляется резистором R2.
Схема используется для управления елочной гирляндой. На биполярных транзисторах VT1, VT2 и резисторах R3-R6 построен модуль управления тиристором. Частоту вспышек гирлянды можно регулировать в широких пределах изменяя параметры сопротивлений R1, R2 и конденсатора C1.
Наступает Новый год - и вот из коробок на свет достаются ёлочные украшения и гирлянды. И если игрушка просто вешается на выбранное для неё место, то с гирляндами бывают разные случайности. Особенно это касается дешёвых вариантов. Каждый, кто хоть раз ремонтировал это чудо техники, знает, что китайская гирлянда, схема которой проста, имеет некоторые особенности.
Особенности гирлянды из Китая
Чаще всего новогоднее украшение китайских мастеров привлекает приятной ценой (от 150 рублей за штуку) и яркими огоньками, которые мигают в нескольких режимах. Четыре вида лампочек, а иногда и светодиодов, радуют глаз и кошелек. Правда, через некоторое время один или сразу несколько цветов перестают гореть. Причин может быть несколько, но факт остаётся фактом - гирлянда уже не работает на все 100 %.
Если изделие испортилось, его необязательно менять на новое. Хотя в Новый год и принято вступать во всём новом, но наши руки созданы не для скуки. Неужели сложно поменять перегоревшую лампочку? Дело здесь не в цене и не в затраченном на ремонт времени. Дело в принципе. И каждый человек, впервые решивший отремонтировать китайскую гирлянду, начинает удивляться.
Недоразумения
Самый неприятный сюрприз при ремонте - тонкие жилы проводов. Начинаешь удивляться, как всё это работает и до сих пор не рассыпалось. Становится понятной и цена изделия, и надёжность эксплуатации. Это и есть китайская гирлянда. Схема, ремонт и поиск разрывов - вот ваша дальнейшая участь. Соединение проводков, естественно, является самым слабым местом. Поэтому начинать поиск разрыва следует с коммутирующей коробочки.
Кроме удивительно тонких проводков, китайское изделие может порадовать быстрым выходом из строя управляющих цветовыми линиями тиристоров, а также основным контроллером. Для замены неисправных элементов чаще всего приходится искать отечественные аналоги либо переделывать схему целиком.
Виды неисправностей
Рассмотрим некоторые из возможных случаев, когда схема китайской гирлянды не понадобится. Из курса электротехники известны всего 2 проблемы, связанные с неполадками электричества: короткое замыкание и разрыв цепи. В случае с неработающей гирляндой нужно искать разрыв. Допустим, не горит синий цвет. Возможно 2 варианта:
- где-то порвался провод, соединяющий синие лампочки;
- перегорел один из элементов синего цвета.
Теперь следует найти разрыв или сгоревшую лампочку. Как правило, в этом нам поможет визуальный осмотр. Чаще всего разрыв видно невооруженным взглядом, и ремонт на этом быстро заканчивается. Чтобы соединить два конца провода, не нужно даже иметь под рукой паяльник - помогает простейшая скрутка. в обязательном порядке необходимо замотать изолентой.
Внимание! Любой ремонт электрического изделия производится без подключения к сети.
Если разрыва не видно, следует обратить внимание на коробочку с кнопочкой. Китайская гирлянда, схема которой не отличается от стандартной, имеет управляющий блок в плоской коробочке. Открутив 2 или больше винтика, можно увидеть маленькую печатную плату с несколькими элементами. К ней подходит 2 провода от вилки: фаза и ноль, а также 4 провода с лампочками четырех разных цветов. Разрывы чаще всего происходят в месте соединения жил проводков.
Целый ряд неисправностей связан с нарушением работы Здесь может выйти из строя сама кнопка переключения режимов. "Лечится" такая проблема чисткой контактов либо полной заменой. Китайская гирлянда, схема которой стандартная, обязательно имеет в своём составе контроллер. Он также может испортиться, и его тоже можно заменить. Слабым звеном может стать любой из 4 тиристоров - по одному на каждый цвет.
Проблема замены элементов
Для замены неисправных элементов китайские коллеги предлагают свою Вся проблема в том, что лампы достаточно быстро устаревают, и найти нужный вариант китайского производства бывает проблематично. В этом случае на помощь приходит отечественная элементная база. Самое главное - правильно подобрать аналог.
Для подбора аналога нужного элемента важно знать параметры китайского изделия. Часто на форумах ищут транзистор PCR406J. Китайская гирлянда, схема которой выполнена на таких элементах, знакома. Только искомый элемент на деле оказывается тиристором, а его русский аналог MCR100 практически идентичен по параметрам.
В поисках разрыва цепи
Что же делать, если разрывов не обнаружено? Схема китайской гирлянды проста. Все лампочки соединены между собой последовательно. Значит, если не горит синяя линия, необходимо найти как минимум одну перегоревшую Есть два варианта.
- Проверить последовательно все элементы в цепи.
- Искать неисправную лампочку делением линии пополам. Найдя половину, не пропускающую ток, нужно разделить её ещё раз пополам. И так до тех пор, пока не найдётся неполадка. После замены лампы все кусочки необходимо заново собрать. Лучше сделать это с паяльником, но можно обойтись скруткой или изолентой.
Второй способ можно не использовать, если применить мультиметр с прикреплёнными к концам щупов тонкими иголками. Однако жилки проводников, применяемые в китайских изделиях, настолько тонкие, что могут порваться даже иглой.
Бывает, что под рукой нет второй испорченной гирлянды и новой лампочки. В этом случае можно просто соединить два конца вместе. Это чревато повышением напряжения на оставшихся лампочках, так как по законам электротехники в последовательной цепи напряжение делится поровну. Но если убрать один или два элемента, это не сильно скажется на сроке службы. Несмотря на то что китайские, работает всё на общих принципах.
Светодиодные гирлянды
Такие изделия в последнее время получили большое распространение. В связи с этим на гирляндах вместо лампочек появились маломощные элементы. Схема китайской мало отличается от стандартной. Но, учитывая тот факт, что светодиод рассчитан на гораздо меньшее напряжение, в цепи для сети в 220 В у каждого из них будет стоять резистор. В другом варианте на входе системы будет реализован понижающий трансформатор.
Кроме привычной схемы, где элементы расположены последовательно, существует схема китайской гирлянды на светодиодах, размещённых параллельно. При таком варианте даже перегорание сразу нескольких световых элементов не внесет диссонанса в общую картину.
Преимущества светодиодных изделий
Китайская гирлянда, схема которой построена на светодиодах, обладает целым рядом преимуществ.
- Экономичность. Связано это с малым потреблением электричества светодиодами. Отсюда сразу вытекают два следующих преимущества.
- Долговечность. Срок службы светодиодных изделий в два и более раз превышает срок службы ламп накаливания.
- Безопасность. Светодиоды, в отличие от ламп накаливания, могут нагреться максимум до 60 градусов. Поэтому они менее пожароопасные, чем их аналоги.
- Яркость. Гирлянды на светодиодах более яркие и приятные для глаз.
- Морозоустойчивость. Светодиодные изделия выдерживают понижение температуры до 40 градусов мороза без изменения в работоспособности.
- Влагоустойчивость. Такие гирлянды можно использовать для украшения ванных комнат и влажных оранжерей.
Светодиодные китайские гирлянды очень удобно использовать для украшения уличной части дома. Благодаря высокой влаго- и морозоустойчивости такие изделия будут радовать глаз длительное время без ремонта.
Вывод
Покупая такое изделие, не всегда получается порадовать себя и близких качественным украшением. Иногда за яркими огоньками и привлекательной стоимостью спрятана довольно простая и дешевая китайская гирлянда. Схема её будет легка для изучения и удобна для применения электротехнических навыков. Ремонт изделия также может принести моральное удовлетворение. Каждый сам определяет для себя, стоит ли это времени и сил. А может, лучше сразу взять вариант подороже? Ведь даже китайские гирлянды за большую цену гораздо качественнее своих дешевых "соотечественниц". Выбор за вами!
