Рубрики
Электромастерская

Как устроены новогодние гирлянды

Новогодние празднички наступают как обычно внезапно и приносят с собой много приятных морок. Пора задуматься о подарках, сначала детям, для взрослых накрыть стол, подобрать неплохую

Как устроены новогодние гирляндыНовогодние празднички наступают как обычно внезапно и приносят с собой много приятных морок. Пора задуматься о подарках, сначала детям, для взрослых накрыть стол, подобрать неплохую музыку и непременно поставить елку, которую нарядить, чтоб гостям было забавно и комфортно. И 1-ое, что предстоит повесить на елку это, естественно, елочные гирлянды. Все другие игрушки, обычно, вешаются после гирлянд. Дальше будет поведано об устройстве самых различных самых различных новогодних гирлянд — старенькых и современных.

В давнешние времена, когда не было электричества, а Новый год уже праздновали, на елке зажигали особые новогодние свечки. Такое украшение было очень пожароопасным. Но эти времена уже прошли, все стали воспользоваться электронными гирляндами.

Это были обыденные мелкие лампочки от карманного фонаря либо от подсветки шкалы в радиоприемнике, соединенные поочередно. Из таких лампочек гирлянды делались энтузиастами в большей степени своими руками. Просто брали в руки паяльничек, кто, естественно, умел им воспользоваться, брали провод и лампочки, и через некое время новогодняя гирлянда уже висела на елке.

Несколько позднее новогодние гирлянды стали выпускаться фабричным методом. В ход пошли различной конструкции компактные патроны для ламп и цветные плафоны разной формы. Время от времени плафоны делались прозрачными, а окрашивались сами лампы.

Мигалки и моргалки

Но расслабленно глядеть на светящуюся новогоднюю гирлянду как-то невесело, охото, чтоб душа развернулась. Видимо, этому содействует какое-то мерцание гирлянды. В целом мигающая гирлянда завлекает собственной красотой, и даже ожиданием какого-то чуда либо сюрприза. Если же гирлянд будет несколько, то может быть получить разные световые эффекты, к примеру, бегущий огнь, бегущая тень, бегущие двойки и тройки, также много других увлекательных эффектов.

Когда-то такие конструкции разрабатывали радиолюбители, эти схемы публиковались в радиолюбительских журнальчиках, обычно, в ноябрьских номерах. Но журнальчики эти в критериях социалистической бесхозяйственности приходили с запозданием чуть ли не на целый месяц, потому к Новенькому году удавалось сделать только прошлогоднюю мигалку.

В качестве элементной базы использовались микросхемы малой степени интеграции, сначала К155 и К561 и их разновидности. В качестве примеров можно привести схему из журнальчика «Радио» №11 2002г.

В этом журнальчике создатель И. Потачин опубликовал сходу несколько схем для управления гирляндами. Более увлекательна схема с заглавием «Музыкальные гирлянды».

Основой схемы является счетчик DD2 типа К561ИЕ16, который через ключи на микросхеме DD3 и транзисторах VT4…VT7 управляет 4-мя светодиодными гирляндами. Самое увлекательное, что в качестве задающего генератора употребляется микросхема музыкального синтезатора УМС8-01. Такие микросхемы использовались когда-то для озвучивания детских игрушек и музыкальных звонков: просто проигрывали записанные в их мелодии.

Итак вот в данной схеме выходной звуковой сигнал употребляется к тому же для тактирования счетчика. Можно только догадываться, как будут смотреться картины, порожденные светодиодами на фоне этого звука. Естественно, что музыка тоже звучит через динамик.

Дальше в том же журнальчике, в той же статье размещено еще несколько схем такого же создателя, но уже с внедрением мигающих светодиодов. Тут же приводятся расчеты светодиодных гирлянд.

В журнальчике «Радио» №11 1995 г., размещена схема под заглавием «Автомат плавного управления гирляндой» создатель А.Чумаков. Схема обеспечивает поочередное плавное зажигание и гашение гирлянды со скоростью, задаваемой блоком управления. Схема устройства показана на рисунке 1.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 1. Схема автомата плавного управления гирляндой

Если приглядеться внимательней, схема представляет симисторный регулятор мощности, выполненный на двухбазовом транзисторе КТ117А. Только скорость заряда конденсатора изменяется не вручную при помощи переменного резистора, а переключением отдельных резисторов при помощи счетчика — дешифратора К561ИЕ8. Для сопоставления на рисунке 2 приведена схема фазового регулятора мощности с внедрением двухбазового транзистора КТ117.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 2. Схема фазового регулятора мощности

Микроконтроллерное управление новогодней гирляндой

По мере возникновения в радиолюбительском творчестве конструкций на микроконтроллерах, елочные мигалки, либо как их почтительно именуют «автоматы световых эффектов» также стали разрабатываться на микроконтроллерах. Более экзотическая конструкция была размещена в журнальчике «Радио» №11, 2012, стр. 37 под заглавием «Сотовый телефон управляет ёлочной гирляндой», создатель А. Пахомов.

За базу конструкции была взята плата от неисправной китайской гирлянды. Создатель пишет, что его завлекла оригинальность выходного каскада, управляемого конкретно от МК. Он вспоминает те мигалки, которые строились на микросхемах серии К155, массивных тиристорах КУ202 (других просто не было), и в целом на такую мигалку можно было ставить саму елку.

А здесь довольно было на неисправной плате поменять контроллер, написать программку со световыми эффектами и дополнить каким-либо пультом управления. Вот этим пультом и стал валявшийся без дела старенький телефон Siemens C60. В качестве управляющего был использован микроконтроллер AT89C51. Что из этого вышло, показано на рисунке 3.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 3. Схема микроконтроллерного управления новогодней гирляндой (для роста нажмите на набросок)

Хотя этот контроллер уже устарел и снят с производства, он является одной из наилучших разработок компании Intel, в предстоящем выпускаемый компанией Atmel. Конструкции на этом МК никогда не зависают, им не требуется сторожевой таймер. Система команд так хороша, что до сего времени остается без конфигураций, невзирая на возникновение новых моделей семейства MSC-51.

Обычная светодиодная мигалка

Чуток выше статьи А. Пахомова в том же журнальчике «Радио» №11, 2012 размещена статья И. Нечаева «Из деталей КЛЛ. Светодиодная мигалка для новогодней игрушки». Схема выполнена на трехцветном светодиоде и 3-х симметричных динисторах DB-3 «добытых» из плат от неисправных энергосберегающих ламп.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 4. Схема обычный светодиодной новогодней гирлянды

Каждый канал трехцветного светодиода управляется от собственного релаксационного генератора, собранного на DB-3. Разглядим работу схемы на примере 1-го канала, к примеру красноватого.

Конденсатор C1 через резистор R3 заряжается от выпрямителя R1, VD1 до напряжения пробоя динистора VS1 (32В). Как динистор раскроется, конденсатор C1 разряжается через красноватый элемент трехцветного светодиода, резистор R4, и динистор VS1. Дальше цикл повторяется.

Красноватый, зеленоватый и голубий элементы трехцветного светодиода имеют свои генераторы и работают независимо друг от друга. При всем этом, частота каждого генератора отлична от другого, потому вспышки происходят с различным периодом. Конструкция помещена в прозрачный корпус и может употребляться, к примеру, в качестве елочной вершины. Если в схему добавить белоснежный светодиод HL2, то цветные вспышки будут происходить на белоснежном фоне.

Можно было бы привести еще много описаний конструкций российских радиолюбителей старенькых либо новых, нехороших либо не плохих, но они все были изготовлены фактически в единичных экземплярах. Современные же магазины сплошь завалены электроникой, изготовленной в Китае. Даже новогодние гирлянды и те китайские, к тому же они на данный момент ничего и не стоят.

Практически год — другой вспять такие новогодние гирлянды продавались по стоимости 100…200 рублей, а в канун сегодняшнего 2014 Нового года они продаются в магазинах с заглавием «Все по 30 восемь». Настоящая же стоимость, где-нибудь в «Меге» рубля полтора — два. Давайте, поглядим, что все-таки там спрятано снутри.

Контроллер китайской новогодней гирлянды

Снаружи все смотрится до боли просто. Малая пластмассовая коробка с одной кнопкой, в которую заходит сетевой шнур с вилкой, и выходят четыре гирлянды. При включении в розетку гирлянды сходу начинают попеременно демонстрировать все световые эффекты. Всего этих эффектов 8, о чем молвят надписи под кнопкой. Нажатием кнопки можно просто сходу переключаться на желаемую световую картину.

Если коробку открыть, то снутри тоже все довольно легко, как показано на рисунке 5.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 5.

Тут можно разглядеть все детали. Микроконтроллер, как обычно, выполнен в виде капли темного компаунда, около него кнопка управления, электролитический конденсатор, единственный диодик и три выходных тиристора.

На плате есть место и для 4-ого тиристора, и если его запаять, то получится очередной дополнительный канал. В контроллере этот канал, обычно, тоже прошит. Просто наши китайские друзья сберегли на один тиристор. Те, кому доводилось вскрывать подобные блоки управления, убеждают, что в неких коробках запаяно всего по два тиристора. Экономика должна быть экономичной! Наш, еще русский девиз.

Невзирая на настолько малые размеры, тиристоры PCR406 имеют оборотное напряжение 400В, а прямой ток 0,8А. Если представить, что нагрузка потребляет ток всего 25% от наибольшего, то при напряжении 220В можно коммутировать мощность 220 * 0,2 = 44(Вт).

На рисунке 6 показан печатный установка, по которому можно срисовать принципную схему, что и было изготовлено не один раз. Тут можно разглядеть отверстия для 4-ого тиристора, как раз того, на котором сберегли.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 6.

Экономия также задела диодного моста: заместо 4 диодов на этой плате употребляется только один. А все другое соответствует схеме, показанной на рисунке 7.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 7.

Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1…VD4 и через гасящий резистор R1 подается на 10 вывод микроконтроллера. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения сюда же подключен электролитический конденсатор C1. Потребление тока у микроконтроллера совершенно малозначительное, потому в предстоящем заместо моста из 4 диодов китайцы решили обойтись одним.

Маленькое замечание по поводу роста надежности всей схемы в целом. Если параллельно конденсатору C1 подпаять стабилитрон с напряжением стабилизации 9…12В, то возможность выхода из строя МК либо просто взрывов тиристоров уменьшится намного.

Заслуживает особенного внимания резистор R7 присоединенный к выводу 1 микроконтроллера прямо от сетевого провода. Это изготовлено для синхронизации с сетью, чтоб производить фазовое регулирование мощности. Конкретно это работает в то время, когда лампы гирлянд плавненько загораются либо меркнут.

На правой стороне микроконтроллера размещены выходы управления тиристорами и кнопка управления, про которую было поведано выше. Тиристоры врубаются в момент, когда на соответственном выходе МК возникает высочайший уровень, и тогда загорается соответственная гирлянда.

Время от времени требуются новогодине гирлянды большой мощности, от нескольких сотен ватт и выше. В данном случае рассмотренную схему можно использовать в качестве «мозгов», довольно легко дополнить ее сильными симисторными ключами. Как это сделать, показано на рисунке 8.

Как устроены новогодние гирлянды

Набросок 8. Схема новогодней гирлянды бильшой мощности (для роста нажмите на набросок)

Здесь следует направить внимание на то, что питание МК осуществляется от отдельного источника гальванически развязанного с сетью.

Светодиодные гирлянды

В их употребляется тот же самый контроллер с одной кнопкой, те же тиристоры, только заместо лампочек гирлянды составляются из светодиодов 3-х либо 4 цветов. Любая гирлянда содержит более 20 светодиодов с токоограничивающими резисторами.

При этом конструкция таковой гирлянды, просто китайская загадка: в первой половине гирлянды к каждому светодиоду припаян резистор, а другие 10 штук, просто соединены поочередно. Снова же экономия сходу в 10 резисторов.

Такую конструкцию можно, видимо, разъяснить технологией производства. К примеру, на одной полосы собирают первую половину, которая с резисторами, а на другой полосы без резисторов. Позже остается только соединить две половины в одно целое. Но это только гипотеза.

Остается возлагать, что все у Вас в порядке, по последней мере с новогодними гирляндами. Потому, наряжайте елку, накрывайте торжественный стол, приглашайте гостей, встречайте Новый год. С Новым годом, товарищи, друзья, господа! Это кому как больше нравится.

Смотрите также по данной теме: Советы по ремонту китайских новогодних гирлянд

Борис Аладышкин