Содержание
Автомат световых эффектов (старые замыслы в современных реалиях).
Автор: -serg-
Опубликовано 09.03.2017
Создано при помощи КотоРед.
В 1984 году в журнале Радио №11, в рубрике Радио – начинающим, (на страницах 52 – 53) была опубликована небольшая статья: Автомат световых эффектов, автор В. Чеканихин, город Плавск, Тульской области.
Краткое изложение материала, наличие в схеме некоторых неточностей и отсутствие печатной платы, не позволили интересной конструкции обрести широкую известность.
В ту пору, мой старинный приятель и однокашник Владислав, будучи толковым радиолюбителем, успешно собрал и отладил это устройство. Мне была любезно предоставлена возможность воспользоваться его наработками.
В те времена, удачные конструкции, имевшие «широкое хождение», распространялись при личном общении (подобно былинам). В блокнот или тетрадку, перерисовывалась схема, на кусок миллиметровки переносилась разметка отверстий под выводы деталей и соединений между ними. Высказывались рекомендации, давались комментарии, озвучивались вопросы.
Недавно я наткнулся на обрезок рыжей миллиметровки с подвёрнутыми краями и отверстиями от инструмента, которым размечалась плата. Это обстоятельство навело на мысль вспомнить о славных временах и представить обновлённый вариант, по своему, примечательной, и не трудной для повторения, конструкции.
Взяв за образец, не то чтобы ветхий, но какой-то потускневший листок с рисунком платы, я один в один изобразил его в Sprint-Layout 5.0. Отличий от оригинала немного, для удобства, плата стала односторонней, а для питания применён интегральный стабилизатор.
Схема устройства, после всех уточнений и дополнений, приобрела следующий вид.
На трёх элементах D1 построен генератор, импульсы с которого поступают на регистр сдвига D4 и делитель частоты D2.
С выхода делителя D2 сигнал поступает на счётчик D3, изменяя ого состояние, а так же через четвёртый элемент D1 на регистр, разрешая запись состояния счетчика в регистр D4.
На каждый такт генератора регистр сдвигает по кольцу комбинацию, полученную от счетчика D3.
Для удобства пользования и расширения возможностей в схему внесены некоторые дополнения.
Переключатель S2 фиксирует текущий световой эффект, прерывая поступление импульса делителя на вход счётчика.
Переключатель S3 изменяет направление движения «бегущего огня» на противоположное (реверс).
Также было подмечено, что при установке на выходе счётчика значения 0000, все лампы гирлянды зажигаются и остаются включенными следующие 64 такта генератора. После некоторых размышлений, я разорвал связь между выходом второго разряда счётчика (вывод 9 D3) и входом второго разряда регистра (вывод 3 D4). Это изменило порядок и набор эффектов и устранило комбинацию «все горят». При желании вернутся к авторскому варианту, можно установить предусмотренную перемычку.
Для управления устройством и придания ему занятного внешнего вида я сделал плату контроля и индикации.
Схема.
Набор из четырёх групп светодиодов, демонстрирует работу устройства. На односторонней печатной плате установлены органы управления, транзисторные ключи и светодиоды.
Тиристоры, отвечающие за коммутацию нагрузки, при переключении становятся источником помех. Для снижения уровня помех, проникающих в питающую сеть, добавлен фильтр, выполненный на отдельной печатной плате.
Теперь несколько подробней о технологии сборки и применяемых материалах.
Печатные платы разведены с прицелом изготовления с помощью «ЛУТ».
Основная плата содержит все необходимые для работы элементы и являет собой вполне самостоятельное устройство.
Для установки тиристоров КУ202 сверлятся отверстия диаметром 6 мм.
Для диодов КД202 диаметр отверстий 5 мм.
Монтажные отверстия для крепления платы диаметром 3 мм.
Для транзисторов и стабилизатора диаметр отверстий 1 мм.
Все остальные отверстия диаметром 0,8 мм.
После облуживания, плата готова к монтажу элементов.
Сборку устройства, рекомендую проводить в следующем порядке:
– запаять все перемычки.
– установить диоды выпрямителя конденсаторы фильтра, микросхему стабилизатора. (Желательно проверить работоспособность собранного источника питания, подать на вход выпрямителя напряжение 8 – 10 вольт и убедиться в наличии напряжения 5 вольт на выходе стабилизатора).
– установить микросхемы, резисторы, конденсаторы, транзисторы.
На этом этапе, можно проверить работу схемы. Вместо переменного резистора R2, временно запаять перемычку, на схему подать питание. С помощью осциллографа, логического пробника (стрелочного мультиметра, в режиме измерения напряжения), необходимо убедиться в наличии импульсов на выводах 3, 6, 8 микросхемы D1. При наличии признаков устойчивой работы генератора, проверить сигналы на выводах 10, 11, 12, 13 регистра D4.
– у тиристоров желательно измерить сопротивление между катодом и управляющим электродом и отобрать экземпляры с близким значением сопротивления (в диапазоне 100 – 200 Ом). Диоды и тиристоры, установить на плату, подровнять и надёжно зафиксировать гайками.
– к микросхеме интегрального стабилизатора прикрутить радиатор.
В качестве футляра применён корпус Gainta G765.
Плата контроля и индикации, изготовлена соответственно габаритам и конструкции корпуса.
Для крепления платы к лицевой панели, отверстия диаметром 3 мм.
Для штоков П2К отверстия диаметром 10 мм.
Для переменного резистора 7 мм.
Для клавишного выключателя, прямоугольное отверстие размечается по шаблону печатной платы.
Передняя панель корпуса и плата соединяются шестигранными резьбовыми стойками длинной 12 мм.
На плату следует установить все перемычки и электронные компоненты, кроме светодиодов.
Установка светодиодов на плату потребует некоторой щепетильности. Порядок действий такой:
– напечатать в Sprint-Layout бумажный шаблон.
– разметить переднюю панель по шаблону, наколоть центры отверстий.
– просверлить отверстия для светодиодов, ручки переменного резистора, кнопок П2К. Просверлить крепёжные отверстия, установить клавишный выключатель питания.
– установить на печатную плату передней панели 17 светодиодов, (не припаивая) обращая внимание на полярность. Смонтировать резьбовые стойки.
– привернуть переднюю панель к стойкам.
– завести светодиоды в отверстия панели, подровнять.
– запаять все светодиоды.
Переднюю панель можно снять, что позволит беспрепятственно установить кнопки и переменный резистор.
Две подсобранные платы соединяются проводами.
Использование цветных проводов, снижает риск ошибки и делает процесс более наглядным.
Убедившись, что всё в порядке (индикация отображает работу устройства, регулятор и кнопки функционируют), можно монтировать конструкцию в корпус.
Плата устанавливается на четыре резьбовые стойки длинной 12 мм винтами М3 (компьютерными).
Стойки приворачиваются к днищу корпуса винтами с потайной головкой (под головки винтов выполняется зенковка).
Питание низковольтной части устройства осуществляется от трансформатора с напряжением вторичной обмотки 8 вольт.
Мне удачно подошёл трансформатор от блока питания внешнего модема USRobotics Sportster.
Для уменьшения нагрева интегрального стабилизатора, снижено выходное напряжение, с вторичной обмотки трансформатора удалено два десятка витков.
Трансформатор обмотан двумя слоями стеклотканевой изоляционной ленты и закреплён металлической полосой, выгнутой по форме магнитопровода.
Фильтр питания изготовлен с применением деталей компьютерного блока питания.
(Разъём питания из того же блока).
Плата фильтра питания устанавливается на двух резьбовых стойках.
Для подключения нагрузки я использовал гнездо СГ-5, определённо это не лучший вариант
(разъём считается низковольтным), но четыре ёлочные гирлянды для него посильная задача.
При пайке таких разъёмов необходимо тщательно изолировать, довольно близко расположенные выводы. Мощным потребителям, софитам, большим ламповым группам, разъём потребуется более основательный.
После установки верней крышки и приклеивания резиновых ножек к днищу, конструкция приобрела законченный вид.
Устройство употреблялось с целью корпоративного увеселения и прошло новогоднюю обкатку без замечаний.
Обязательное предостережение: схема устройства находится под напряжением питающей сети! Во избежание риска поражения электрическим током все работы производить с отключенным кабелем питания.
Ручка переменного резистора должна быть из изолирующего материала, её конструкция должна исключать возможность контакта с осью резистора пальцев рук (или иных частей тела).
Светомузыкальные (или цветомузыкальные) установки обычно строятся по схеме из нескольких каналов, разделенных по частотам. Такое построение позволяет присвоить определенным частотным полосам разные цвета (или прожекторы) и таким образом представить музыкальную картину в виде световой.
Просмотр «световых картин», создаваемых такими СМУ (или ЦМУ) требует внимания и сосредоточенности, что мало подходит для различных танцевальных мероприятий. Здесь более уместны автоматы световых эффектов. Но световые эффекты, воспроизводимые обычными автоматами не зависят от звучащей музыкальной программы, что делает программу безликой.
Светомузыкальный автомат, схема которого представлена в этой статье, отличается от СМУ (или ЦМУ) с частотным разделением, он представляет собой сочетание СМУ (ЦМУ) и автомата световых эффектов.
В сущности, его схема представляет собой автомат световых эффектов, но роль источника тактовых импульсов, определяющих скорость воспроизведения световых эффектов дана музыкальному сигналу, поэтому скорость воспроизведения зависит от его средней частоты на конкретный момент.
Принципиальная схема простого варианта светомузыкального автомата показана на рисунке 1. Низкочастотный сигнал с выхода аудиоаппаратуры поступает на разъем Х2. На транзисторе VT1 выполнен формирователь импульсов, порог его открывания устанавливается переменным резистором R1.
Если есть на входе НЧ сигнал (амплитудой не менее 0.5V) на коллекторе транзистора VT1 образуются импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика D1. Счетчик делит частоту этих импульсов, как минимум, на 1024. поэтому, например, при частоте входного сигнала около 3 кГц световые эффекты будут меняться с частотой около 3 Гц, а при частоте входного сигнала, например, 500 Гц, – с частотой около 0,5 Гц. При частоте входного сигнала 10 кГц, частота переключения уже будет около 10 Гц.
Схема, показанная на рисунке 1, – это простейший вариант, в котором четыре прожектора переключаются по закону двоичного счетчика. Поэтому разнообразием световых эффектов устройство не отличается, но при воспроизведении динамичной музыки и правильной установке движка резистора R1, работает все же достаточно эффективно.
Рисунок 2 
Более разнообразные световые эффекты создает схема, показанная на рисунке 2. Здесь после счетчика включена микросхема ППЗУ К556РТ4, которая здесь выполняет функции дешифратора двоичного кода в световые эффекты. Набор световых эффектов зависит от программы, внесенной в ППЗУ. В таблице 1 приводится один из множества возможных вариантов такой программы, с которой автомат воспроизводит эффекты бегущего огня и бегущей тени, последовательного зажигания и гашения, псевдохаотического движения.
Разделы сайта
DirectAdvert NEWS
Друзья сайта
Осциллографы
Мультиметры
Купить паяльник
Статистика
Схема автомата световых эффектов на МС 155-й серии.
thumb=|Схема автомата световых эффектов на МС 155 серии]https://www.komitart.ru/uploads/posts/2015-05/1431241985_shema-avtomata-svetovyh-effektov-na-ms-155-serii.jpg[/thumb]
Представляем вашему вниманию схему четырехканального автомата световых эффектов. Собрана она на широко распространенных логических микросхемах 155-й серии, которые не являются большим дефицитом, что в совокупности с простотой схемы дает отличную повторяемость. Автомат позволяет получать различные комбинации переключения каналов по типу эффекта бегущего огня. Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже:
Основным элементом схемы является четырехразрядный кольцевой регистр сдвига D5 (К155ИР1). Зарубежные аналоги – SN7495N, SN7495J. Условное графическое обозначение показано на следующем рисунке:
Тактовый генератор собран на микросхеме К155ЛА3 (в одном корпусе содержатся 4 логических элемента 2И-НЕ)
Резистором R2 задается скорость чередования импульсов задающего генератора, соответственно и скорость переключения гирлянд.
Зарубежные аналоги микросхемы К155ЛА3 – SN7400N, SN7400J.
Триггер D2 (К155ТМ2). Условное обозначение и назначение выводов смотрим ниже:
Зарубежными аналогами микросхемы К155ТМ2 являются SN7474N, SN7474J.
Длительность режима формируется микросхемой D3 (К155ИЕ8), представляющей собой делитель частоты с переменным коэффициентом деления. Условное обозначение и назначение выводов следующее:
Микросхема К155ИЕ8 задает работу каждого режима переключения в течение 128 тактов. То есть 128 тактов бежит светящаяся точка, потом 128 тактов бегут две светящиеся точки, потом 128 тактов бежит тень, 128 тактов горят все гирлянды, и так далее.
Зарубежные аналоги микросхемы К155ИЕ8 – SN7497N, SN7497J.
Микросхема К155ИЕ2 – двоично-десятичный четырехразрядный счетчик. Ниже показано условное обозначение и назначение выводов:
Микросхема К155ИЕ2 на выходе формирует код, который поступает на адресные входы регистра сдвига (К155ИР1), и именно от этого кода зависит разнообразие вариантов эффекта бегущий огонь.
Зарубежные аналоги микросхемы К155ИЕ2 – SN7490AN, SN7490AJ.
Сигналы с выхода регистра сдвига через транзисторы VT1…VT4 управляют ключевыми тиристорами VS1…VS4. Параметры тиристоров КУ202 смотрите в таблице ниже.
Питание схемы автомата световых эффектов осуществляется от стабилизатора напряжения DA1 (КРЕН5А), которую можно заменить импортным аналогом 7805. Назначение выводов смотри ниже:
По питанию гирлянд стоит диодный мост КЦ405, и наверно не нужно объяснять, что он не выдержит больших нагрузок. Поэтому, если нагрузка у вас будет достаточно высока, стоит заменить выпрямитель на более мощный, например, собранный на отдельных диодах Д231, или поставить импортную диодную сборку с напряжением 400 Вольт и ампер эдак на 10.
При мощности каналов более 70 Ватт каждый, не забудьте тиристоры установить на радиаторы.
Ниже показана печатная плата автомата, текстолит односторонний.
Собранная плата установленная в корпус выглядит следующим образом:
Схему автомата световых эффектов, а так же печатную плату в формате LAY, вы можете скачать по прямой ссылке с нашего сайта. Удачного повторения.
