Мощный автомат световых эффектов с режимом СДУ

Вот и Новый год подобрался незаметно. И не только для меня. Срочно попросили изготовить четырехканальный коммутатор для галогенных ламп. Каждый канал должен работать с нагрузкой не менее 200 Вт. Немного удивившись такому заказу (купить сейчас можно много чего и недорого), приступил все же к изготовлению.

Помимо оговоренных технических характеристик заказчика интересовало плавное переключение ламп (переливы) и возможность работы в светодинамическом режиме с источником звука.

↑ Предыстория

Вспомнив неплохую и очень простую схемку из какого-то номера ВРЛ на КМОП-логической микросхеме (собирал когда-то), смакетировал ее работу. Построенный по схеме трех-фазного генератора, коммутатор работал красиво, выдавая неплохие для визуального восприятия эффекты:

• широкий диапазон бега с его остановкой,
  
• мерцание,
  
• плавное переключение ламп с постепенным нарастанием яркости и мгновенным гашением,
  
• резкая вспышка с плавным гашением,
  
• все тоже самое при половинной яркости ламп и неполным их гашением.

Причем, весь набор эффектов регулируется одним переменным резистором. Надо сказать, что изюминка схемы заключается в биениях, образованных разностью частоты трех-фазного генератора и частоты сети. Четырех-фазный генератор, построенный на базе этой схемы, работал весьма неустойчиво. Пришлось немного подумать и поколдовать над макетами надуманных схем.
В результате появились описываемые ниже устройства, также работающие на биениях частот тактового генератора и сети.

↑ Схема на D-триггерах К561ТМ2

Тактовый генератор (может быть собран по любой из схем, представленных на рис.2-3) на элементах микросхемы DD1 вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов разной полярности на своих двух выходах частотой 200Гц.


Т.к. тактовые входы D-триггера переключаются по спаду входного импульса, то в момент спада на входе С верхнего триггера состояние его выходов меняется на противоположное, на входе С нижнего триггера — фронт импульса и переключения выходов не происходит. И — наоборот. Таким образом, переключение верхнего триггера не совпадает по времени с переключением нижнего. Такая работа триггеров создает визуальную картинку бегущего огня даже при обычной работе коммутатора (без эффекта биений). С эффектом биений получается еще веселей.
На этой схеме, однако, останавливаться не стал, решив перебрать и другие задуманные варианты коммутатора.

↑ Окончательная схема на регистре К561ИР2

На рис. 4 приведена модификация схемы на регистре К561ИР2.

Несмотря на неплохую работу предыдущего варианта, работа схемы на К561ИР2 мне понравилась больше. В итоге коммутатор был выполнен именно по этой схеме. Частота генератора в этой схеме — 400Гц. Номинал времязадающего конденсатора С1 в этой схеме — 13 нФ. Резистор R1 — для грубой настройки эффектов, R2 — для точной. Номинал резистора R3 — 51К. На элементах DD1a + DD1b показан вариант более стабильного задающего генератора.
Как работает режим СДУ? Сигнал с микрофона B1 через усилитель и детектор управляет работой задающего генератора и таким образом в такт музыке изменяется палитра эффектов.

↑ Узел управления мощной нагрузкой

↑ Питание устройства

На рис. 6, 7 — варианты питающих узлов коммутатора

↑ Детали

И, пожалуй, немного о деталях. Собирались схемы только из имеющихся в наличии деталей. Номиналы резисторов и конденсаторов показаны на схеме. Мощности всех резисторов одинаковы — от 0,125Вт.
Симисторы — bt139, но могут быть использованы и другие. Возможно применение тиристоров, но потребуется применение выпрямительного моста.
Транзисторы — КТ315 или лучше. Предпочтение следует отдавать экземплярам с коэффициентом усиления от 100 и выше.
Возможно использование микросхем серии К176. Для К561 возможно увеличение напряжения питания до 15В.

Схемы после сборки в настройке не нуждаются, за исключением частоты, которая при среднем положении движков резисторов должна быть 400Гц.
Схемы выполнены в среде редактора Circuit Maker 2000.

↑ Печатная плата

ПП не разрабатывалась, коммутатор был собран на куске макетке.
Если найдутся желающие повторить проект — присылайте пожалуйста Игорю свои варианты печатных плат. Файлы с указанием Вашего имени будут добавлены в статью.



C Новым годом всех жителей Датагории и мои наилучшие пожелания!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации