Контролер світлодіодних гірлянд своїми руками
Зараз купити новорічну гірлянду разом із контролером проблем не складає: у продажу є достатньо «мигалок» китайського виробництва.
Здавалося б, пішов, купив і все. Але буде набагато приємніше, якщо гірлянда створена власноруч. Вона допоможе оживити старі гірлянди, які дісталися від бабусь та дідусів разом зі старими ялинковими прикрасами.
Такий пристрій управління (контролер, автомат світлових ефектів) зібрати дуже легко. Достатньо виготовити друковану плату і запаяти кілька деталей.
У розробці пристроїв управління світловими ефектами існують три напрями: мікроконтролерні системи, системи із застосуванням РПЗУ та пристрої управління на логічних мікросхемах малого ступеня інтеграції.
Безперечно, що перші дві системи мають найбільшу кількість ефектів, а мікроконтролерні навіть простіше за схемотехнікою (лише мікроконтролер і вихідні ключі), але для таких пристроїв знадобиться написання програми. Крім того, необхідний програматор, який працює під керуванням комп'ютера. Тому контролер на логічних мікросхемах зібрати за готовою схемою набагато швидше та простіше, ніж два перші.
На малюнку 1 показана схема простого контролера, який керує роботою чотирьох світлодіодних гірлянд.
Малюнок 1. Контролер для світлодіодних гірлянд (для збільшення натисніть на малюнок).
Незважаючи на простоту схеми, контролер реалізує декілька світлових ефектів. Це вогні, що біжать, в один і інший бік. Причому з однієї, двох і навіть трьох гірлянд. Включення гірлянд один за одним по черзі, та вимикання у зворотному напрямку. Крімцих ефектів контролер реалізує деякі інші. Просто це треба побачити, а не прочитати у статті.
Кожен ефект повторюється автоматично кілька разів, після чого виконується наступна картина, не викликаючи при цьому втоми глядачів.
Схема невелика за обсягом і складається лише з чотирьох мікросхем, тому зібрати її буде нескладно.
Основою пристрою служить чотирирозрядний зсувний регістр з паралельним занесенням даних К555ІР16. роботою зсувного регістру управляють логічні елементи DD1, DD3 та двійковий лічильник DD4 типу К555ІЕ7. «Вогні, що біжать» в одну сторону виходять простим зрушенням коду, що зберігається в регістрі. У зворотний бік той же ефект досягається за допомогою паралельного запису в регістр його вихідних кодів і подальшим їх зрушенням на один розряд.
На елементах DD1.1, DD1.2 виконаний генератор контролера, що задає. При вказаних на схемі номіналах конденсатора С1 та резистора R1 його частота становить близько 3…4 Гц. Змінити її можна вибором номіналів цих деталей. Замість R1 можна поставити змінний резистор у межах одного – півтора кілоОм. Тоді з'явиться можливість у деяких межах змінювати частоту вручну.
Управління гірляндами здійснюється транзисторними ключами VT1…VT4. Крім зазначених на схемі, підійдуть будь-які транзистори зворотної провідності малої або середньої потужності, наприклад, КТ315 або КТ815.
Як було зазначено вище, кількість деталей невелика. Тому всі вони вмістилися на одній платі, креслення якої показано на малюнку 2.
Малюнок 2. Друкована плата та розташування деталей (для збільшення натисніть на малюнок).
При виготовленні плати слід звернути увагу, що під мікросхемами DD2, DD3, DD4 є дротяні перемички. Їх треба не забутивстановити до запаювання мікросхем. Самі мікросхеми можна замінити їх функціональними аналогами із серій К155, КР1533 або імпортними аналогами, про які можна дізнатися в Інтернеті.
Кожна гірлянда збирається із світлодіодів одного кольору. Зараз можливе застосування чотирьох кольорів: червоного, зеленого, жовтого та синього. Якщо необхідно збільшити число світлодіодів у кожній гірлянді, то слід збільшити напругу живлення, в нашому випадку це +12В, з розрахунку близько двох вольт на кожен додатковий світлодіод. Напруга, звісно, має перевищувати гранично допустимого для ключових транзисторів. Опір резисторів R6…R9 слід підібрати, щоб струм через світлодіоди не перевищував 20…25 мА.
Як джерело живлення можна застосувати китайський адаптер на напругу +12В, доповнивши його інтегральним стабілізатором типу 7805. Він необхідний отримання напруги +5В для живлення мікросхем. Так як мікросхеми всього чотири стабілізатор цілком може працювати без радіатора.
Замість світлодіодів можна підключити симісторні ключі, тоді з'явиться можливість застосування гірлянд із ламп розжарювання. Схему підключення можна знайти у статті "Як підключити навантаження до блоку управління на мікросхемах". Конструктивно ключі можна виконати на окремій платі та підключити до контролера проводами. Обидві плати слід розмістити в одному корпусі.
Поділіться цією статтею з друзями: