Схема переключателя елочных гирлянд. Программируемый переключатель гирлянд Модернизированный переключатель гирлянд

Предлагаемая схема была разработана для применения в качестве переключателя ёлочной гирлянды. Однако эту схему можно использовать и в других целях, когда требуется периодическое включение нагрузки (системы автоматики, оповещения и сигнализации и т.п.). Данное устройство включается в разрыв одного из проводов идущих к нагрузки, в данном случае ёлочной гирлянды. Что, во-первых облегчает его эксплуатацию, так как к устройству требуется подводить лишь два провода. Во-вторых, повышается безопасность, так как в случае замыкания этих проводов как снаружи, так и внутри устройства короткого замыкания не произойдёт, просто нагрузка окажется постоянно включенной. Предлагаемый переключатель имеет два режима работы. Первый, когда ламы гирлянды периодически гаснут полностью, второй - когда лампы полностью не гаснут, а снижается их яркость свечения.

Схема

Рассмотрим принцип работы схеме данного устройства (рис.1). На элементах DD1.1 - DD1.6 микросхемы к561лн2 собран генератор прямоугольных импульсов, частота которых задаётся номиналом резистора R1 и конденсатора C2. С целью повышения выходной нагрузочной способности генератора его элементы DD1.2 - DD1.6 соединены параллельно. Когда на выходе генератора высокий уровень диод VD3 заперт, а тиристор VS1 включенный в диагональ моста открыт за счет тока поступающего через резистор R3 на его управляющий электрод. В результате этого лампы гирлянды оказываются включены. Когда на выходе генератора устанавливается низкий уровень, диод VD3 открывается и замыкает управляющий электрод тиристора VS1 на катод. Тиристор закрывается, а лампы гирлянды гаснут.

Если замкнуть контакты выключателя SA1, тогда даже при закрытом тиристоре VS1 на лампы гирлянды через диод VD8 будет поступать однополупериодное напряжение сети и они будут светится слабым мерцающим светом. То есть, в этом режиме схемы лампы не будут периодически гаснуть полностью, а будет лишь снижаться их яркость.

Когда тиристор VS1 заперт, напряжение протекающее через резистор R2 стабилизированное стабилитроном VD2 на уровне 12 Вольт заряжает конденсатор C1, и используется для питание микросхемы DD1. А диод VD1 исключает разрядку конденсатора C1 через резистор R2 при открытом тиристоре VS1, когда происходит включение ламп гирлянды.

Резистором R3 задаётся ток, протекающий через управляющий электрод тиристора VS1, выбирать его следует максимально возможного сопротивления при котором обеспечивается устойчивое отпирание тиристора VS1, чтобы уменьшить бесполезный нагрев этого резистора. При замене тиристора VS1 на тиристор другой марки, например тиристоры серии ку202, у которых ток управляющего электрода выше, может потребоваться уменьшить номинал резистора R3, увеличив соответственно его мощность. Снижать сопротивление резистора R3 ниже 8 кОм не стоит во избежание перегрузки микросхемы.

Детали

Микросхему DD1 к561лн2 можно заменить на к562лн1 с соответствующей коррекцией печатной платы, поскольку у этих микросхем не совпадает назначение выводов. В качестве диодов VD1, VD3 можно использовать кд102, кд103, кд521, кд522 с любым буквенным индексом. Стабилитрон VD2 - кс191ж, кс210ж, кс212ж, кс213ж, кс508а. Диоды VD4 - VD8 - кд105, кд209 с любым буквенным индексом. Конденсатор С1 - к50-35 или аналогичный импортный, а С2 типа к10-17, к73-17 или аналогичные импортные. Выключатель SA1 любого типа способный выдержать сетевое напряжение и ток нагрузки.

Расположение элементов на печатной плате и её чертёж представлены на рис.2 и рис.3 соответственно. А фото распаянной печатной платы на рис.4.

Готовое устройство было размещено в пластмассовой электромонтажной коробке. Его фото представлено на рис.5. К данному переключателю была подключена ёлочная гирлянда отечественного производства, состоящая из 18 ламп на 13,5 Вольт 0,16 Ампер. Частоту включения гирлянды можно менять путём изменения номинала резистора R1. Схему предложил YRIT.

Устройство выполнено всего лишь на четырех микросхемах (а, в принципе, можно и на трех, но об этом чуть позже...), но позволяет создавать довольно много эффектов. Это: бегущий огонь, бегущая темная точка, нарастающее включение и попарное переключение. Выбор режима производится при помощи переключателя и кнопки. Схема устройства приведена ниже:

На микросхеме DD2 выполнен мультивибратор , частота импульсов которого зависит от емкости конденсатора C1 и номинала резисторов R1, R2. Изменяя сопротивление которых можно менять частоту работы мультивибратора а, следовательно, и скорость переключения гирлянд. С этой целью в качестве R2 применен переменный резистор.

По опыту сборки могу добавить что емкость конденсатора С1 желательно уменьшить до 100 мкФ.

Импульсы с мультивибратора поступают на счетные входы триггеров DD3.1, DD3.2, DD4.1, D4.2, в качестве которых применены две микросхемы К155ТМ2.

Работает устройство так:

При нажатии на кнопку SB1 "корректировка", на вход первого триггера (DD4.2) поступит определенный сигнал (либо логический "0" либо логическая "1", все будет зависеть от положения переключателя SA1). К примеру, пусть переключатель находится в положении "1" и все триггеры "обнуленные".

Тогда: при кратковременном нажатии на кнопку SB1 "корректировка" с иверсного выхода триггера DD3.1 (вывод 8) на вход триггера DD4.2 поступит логическая "1". При поступлении на счетный вход микросхемы (вывод3) импульса с мультивибратора, триггер примет устойчивое положение логической "1", при котором на выходе триггера (вывод5) будет "1".

При поступлении второго импульса с мультивибратора триггер DD4.2 вновь "обнулится", а триггер DD4.1, наоборот, примет положение "1" и так далее...

При желании число триггеров можно увеличить и увеличить число гирлянд.

Если же кнопка SB1 в это время все еще будет удерживаться в нажатом положении, то на входе триггера DD4.2 будет по- прежнему логичекая "1" и, следовательно при следующем тактовом импульсе с мультивибратора он останется в положении "1".

Когда- же, наконец, очередь дойдет до последнего триггера DD3.1, то и на его выходе (вывод 9) будет логическая "1" и через переключатель она поступит снова на вход триггера DD4.2.

Таким образом получим эффект "бегуший огонь", который будет продолжаться пока не обесточить схему или выбрать другое положение переключателя.

В положении "6" переключателя SA1, к цепочке из триггеров подключается еще одна микросхема DD1, позволяющая внести в схему еще один эффект: поочередное переключение всех программ, но, в принципе, её можно и не устанавливать: мы всего лишь потеряем один из эффектов.

Или как вариант, можно вместо микросхемы К155ЛЕ1 применить микросхему К155ЛАЗ.

Схема замещения:

Можно несколько упростить этот узел, если применить в нем один из элементов микросхемы К155ЛП5. При таком варианте 3 вывод микросхемы подсоединяется к «6» контакту переключателя SA1. Выводы 1 и 2 подключаются к выводам 12 и 9 элемента DD3.1. Не забудьте подать на микросхему питание - выводы 7 и 14. Если вы примете один из этих вариантов, то необходимо будет развести новую печатную плату.

Схемы новогодних гирлянд которые будут описаны объединяет то, что все они построены на микросхемах КМОП и МОП, все питаются от бестрансформаторных сетевых источников, и все рассчитаны на управление обычными елочными гирляндами, составленными из последовательно включенных миниатюрных лампочек, каждая из которых на напряжение 12-26 В. Обычно такие гирлянды служат украшением домашних елок.

В описываемых схемах на гирлянды подается пульсирующее напряжение 180 В, полученное в результате выпрямления сетевого напряжения 220 В одноополупериодным выпрямителем, поэтому, можно использовать готовые гирлянды на 220В, но их яркость будет немного ниже, чем при непосредственном включении в электросеть.

Чтобы увеличить яркость до нормы нужно уменьшить число последовательно включенных лампочек, в каждой гирлянде, на 15-20%. Общая мощность каждой гирлянды не должна быть больше 30 Вт. Если, например, используются лампочки на 13,5 В х 0,15 А, то гирлянда должна содержать 12-13 таких лампочек, включенных последовательно.

Простое устройство на две гирлянды

Первое устройство наиболее простое (рисунок 1), подходит для маленькой настольной елки с парой гирлянд. Устройство доступно для повторения даже начинающему радиолюбителю (если он в курсе техники безопасности при работе с электроустановками, питающимися непосредственно от электросети).

В основе схемы лежит мультивибратор на микросхеме D1. Он вырабатывает импульсы небольшой частоты, которую можно регулировать в пределах, примерно, 3...0,5 Гц, при помощи переменного резистора R2.

Сам мультивибратор выполнен на элементах D1.1 и D1.2 по типовой схеме. Как известно, такой мультивибратор имеет два выхода, импульсы можно снимать и с выхода D1.1 и с выхода D2.2, но они будут в противофазе, то есть, когда на одном выходе ноль, на другом будет единица, и наоборот.

Сигналы с этих выходов поступают на два инвертирующих усилителя мощности на элементах D1.3 и D1.4, а с них, противофазные сигналы поступают на управляющие электроды тиристоров VD1 и VD2, в анодных цепях которых включены гирлянды Н1 и Н2.

В результате, эти гирлянды поочередно переключаются. А частота переключения устанавливается переменным резистором R2. Питаются гирлянды от пульсирующим током однополупериодного выпрямителя на VD5.

Микросхема питается от бестрансформаторного источника. Переменное напряжение от сети поступает через сопротивление, состоящее из реактивного сопротивления конденсатора С3 и активного R5 на выпрямитель на стабилитроне VD3 и диоде VD4. Стабилитрон, совместно с С3 и R5 образует параметрический стабилизатор, и на конденсаторе С4 выделяется постоянное напряжение, равное по величине напряжению стабилизации стабилитрона (12 В).

При подборе деталей нужно учитывать, что конденсатор С3 должен быть на напряжение не ниже 300В, С4-не ниже 10В. Стабилитрон можно взять любой маломощный на 8-14 В.

Рисунок 2

Собрать мигалку можно объемным способом в мыльнице, или на печатной плате, схема которой показана на рис. 2.

Настройка заключается в подборе сопротивления R1, так чтобы скорость переключения гирлянд регулировалась в желаемых пределах.

Переключатель на четыре гирлянды

Более эффектный переключатель, на четыре гирлянды, можно на микросхеме К176ИЕ12 (рисунок 3). Эта микросхема, помимо многих других узлов, содержит мультивибратор и счетчик-делитель на 256 с дешифратором на четыре выхода.

Рисунок 3

В типовой схеме он должен переключать разряды цифрового табло с частотой 256 Гц, при динамической индикации. Но если мультивибратор перестроить на более низкую частоту, например на 300 Гц, то частота переключения выходов Т1-Т4 будет 1,2 Гц, и сигналы с них можно будет подавать на управляющие входы тиристоров.

Эффект получается такой - последовательное переключение четырех гирлянд по кругу. При соответствующем расположении гирлянд можно получить эффект бегущего огня.

Под Новый Год всегда хочется украсить ёлку гирляндами, да ещё сделать так, чтобы гирлянды не просто горели, а переливались, мигали и радовали глаз. Рассмотрим несколько простых схем переключателей гирлянд, в том числе «бегущих огней», для новогодней ёлки или просто для украшения дома. Ни одна из схем не содержит дефицитных деталей или микросхем. Все схемы просты и испытаны не один раз. Начнём с самого несложного переключателя, который можно собрать из простейших деталей.

Переключатель одной гирлянды

В этом переключателе использован минимум деталей, его можно собрать «на коленке».

Схема переключателя одной гирлянды

Переключатель одной гирлянды

На схеме обозначено:

• L1 - ёлочная гирлянда
• S1 - стартёр СК-220
• C1 - конденсатор МБМ 0,5 мкФ, 500 В

Работа схемы

При включении схемы в сеть между электродами стартёра S1 возникает тлеющий разряд, электроды начинают разогреваться. Один из электродов биметаллический, при нагреве он изгибается и замыкается на жесткий электрод, гирлянда L1 зажигается, а электроды стартёра остывают и размыкаются, и заново начинается тлеющий разряд. Конденсатор С1 служит для более медленного и плавного переключения.

Детали схемы

Гирлянда L1 должна быть рассчитана на мощность не более 40 Вт, также это может быть и обычная лампа накаливания на 220 В.

S1 - это обычный стартёр от лампы дневного света. но на 220В, стартёры от светильника с 2-мя лампами с одним стартером (или с 4-мя лампами и двумя стартерами) не подойдут, там стартеры на 127В. Импортный стартёр имеет обозначение ST 111 4-80W.

Конденсатор С1 - любой неполярный на напряжение не ниже 300В, ёмкостью 0,1-2,0 мкФ. От ёмкости зависит частота переключения гирлянды.

Также можно собрать несколько таких схем с конденсаторами разной ёмкости и подключать несколько гирлянд, получится интересный эффект.

Переключатель двух гирлянд

В этом переключателе использован тиристор в качестве переключающего элемента.

Схема переключателя двух гирлянд

Переключатель двух гирлянд

На схеме обозначено:

• D1 - диод Д226Б
• L1, L2 - ёлочные гирлянды на 220В
• VS1 - тринистор КУ201Л
• R1 - резистор МЛТ-2, 2,4 кОм
• R2 - резистор МЛТ-0,5, 10 кОм
• C1 - конденсатор К50-12, 20 мкФ, 350 В

Работа схемы

Данный переключатель лучше всего использовать с гирляндами или лампами разной мощности. Если гирлянды L1 и L2 взять одинаковой мощности, то когда тиристор VS1 закрыт они будут гореть вполнакала, а при открывании тиристора гирлянда L2 погаснет, а L1 загорится в полную мощность.

Поэтому одну из гирлянд нужно взять большей мощности или подключить, например, вместо L1 две гирлянды параллельно, а вместо L2 - одну гирлянду одинаковой мощности. Тогда при закрытом VS1 гирлянды соединены последовательно и будет гореть L2 из-за большего сопротивления.

Если L2 убрать, то получится переключатель на тиристоре для одной гирлянды.

При подаче напряжения на схему конденсатор С1 начинает заряжаться, напряжение на нём возрастает, при определённом значении (зависит от применяемого тринистора) тринистор открывается, а конденсатор начинает разряжаться через резистор R1 и тринистор, VS1 закрывается и цикл начинается заново.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью не более 80 Вт каждая.

Для увеличения мощности можно заменить диод Д226Д на Д245, Д246, Д247, а тиристор следует заменить на КУ202Л(М,Н).

Конденсатор можно использовать К50-3 или другой электролитический на напряжение не ниже 300 В. Изменяя ёмкость конденсатора можно добиться требуемой частоты переключения.

Резисторы можно взять любого типа с близкими номиналами, на мощность рассеяния не меньше указанной.

Для плавной регулировки частоты переключения можно заменить R2 на последовательно соединённые постоянный резистор на 4,7-6,8 кОм и переменный 22-100 кОм. Переменный можно взять типа СП-1.

Переключатель трёх гирлянд

Данная схема похожа на предыдущую, только в ней использовано уже три тиристора.

Схема переключателя трёх гирлянд

Переключатель трёх гирлянд

На схеме обозначено:

• D1 - диод Д232
• D2-D4 - диоды Д226Б
• L1-L3 - ёлочные гирлянды на 220В
• VS1-VS3 - тринисторы КУ201Л
• R1-R3 - резисторы МЛТ-2, 10 кОм
• R4-R6 - резисторы МЛТ-0,5, 2 кОм
• C1-C3 - конденсаторы К50-35, 100 мкФ, 63 В

Работа схемы

Принцип переключения точно такой же, как и у предыдущей схемы. Только здесь ещё добавлена обратная связь между тиристорами через диоды D2-D4. Диод D1 служит для выпрямления сетевого напряжения.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью до 400 Вт каждая.

Диод Д232 можно заменить на Д231, Д231А, Д232А, Д233, Д245, Д246, Д247 и подобные.

Можно использовать замену остальных деталей как указано в предыдущей схеме.

Частота переключений зависит от номиналов R1-R3, C1-C3.

Переключатель четырёх гирлянд (бегущие огни)

Данный переключатель управляет четырьмя гирляндами и позволяет получить эффект бегущих огней, если гирлянды правильно расположить в определённом порядке. Схема сложнее предыдущих, но зато позволяет плавно регулировать частоту переключений и направление движения бегущих огней.

Схема переключателя четырёх гирлянд

Переключатель четырёх гирлянд

На схеме обозначено:

• D1-D4 - диоды Д302
• D5-D8 - диоды Д226Б
• D9 - стабилитрон КС630А
• VS1, VS2 - тринисторы КУ201Л
• VS3, VS4 - динисторы КН102В
• R1, R5 - резисторы МЛТ-0,5, 220 Ом
• R2 - резистор МЛТ-2, 15 кОм
• R3, R6 - резисторы МЛТ-0,5, 39 кОм
• R4 - переменный резистор СПО-0,5, 33 кОм
• C1 - конденсатор К50-12, 5 мкФ, 350 В
• C2 - конденсатор МБМ 0,05 мкФ, 160 В
• C3 - конденсатор МБМ 0,1 мкФ, 160 В
• L1-L4 - ёлочные гирлянды

Работа схемы

Питание схемы осуществляется выпрямленным и стабилизированным напряжением около 130 В. Это осуществляется деталями D1-D4, R1, C1, R2, D9.

При подаче напряжения начинают заряжаться конденсаторы С2 и С3, они заряжаются до напряжения открывания динисторов VS3 и VS4. Первым открывается динистор VS3, так как С2 меньшей ёмкости и заряжается через меньшую цепочку сопротивлений. Открывается тринистор VS1 и загорается гирлянда L1 или гирлянда L2, это зависит от того, в какой полупериод сетевого напряжения это произошло.

Затем открывается динистор VS4 и, соответственно, тринистор VS2, загорается гирлянда L3 или L4 (также зависит от полярности полупериода). В это же время конденсатор С3 разряжается через цепочку VS4, VS2, R5, создавая на R5 отрицательный импульс, импульс поступает на С2 и VS3 закрывается, соответственно тринистор VS1 тоже закрывается, гирлянда L1 (или L2) гаснет.

Номиналы деталей подобраны так, чтобы С2 заряжался около 5 мс (что соответствует четверти периода сетевого напряжения), а С3 заряжался около 15 мс (3/4 периода). За счёт этого гирлянды будут переключаться с частотой сети (50Гц). А поскольку фаза открывания тринисторов не совпадает с фазой сетевого напряжения, то и происходит эффект «бегущие огни». А направление движения и скорость регулируется переменным резистором R4 - в среднем положении его движка эффекта бегущих огней не будет, чуть вправо или влево и огоньки побегут в соответствующую сторону, со скоростью соответствующей углу поворота от «средней точки».

Детали схемы

При указанных деталях мощность каждой гирлянды не должна превышать 60 Вт. Для увеличения мощности до 200 Вт можно поменять диоды D5-D8 на Д302-Д304 или другие с максимальным выпрямленным током от 1А и обратным напряжением не ниже 300 В. Для увеличения яркости свечения можно стандартные гирлянды на 220В укоротить на соответствующее число лампочек (примерно на 20%), чтобы в сумме стало не менее 180 В.

Диоды D1-D4 можно заменить на диодный мост КЦ405А(Б,В,Г) или на другие на ток не менее 1А и напряжение не ниже 300 В.

Конденсатор С1 можно взять любой электролитический на напряжение не ниже 300 В.

Остальные детали и их номиналы лучше не менять, в этом случае, возможно, не потребуется настройка устройства.

Тиристоры можно взять любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В.

Динисторы можно взять любые с напряжением открывания 20-80 В.

Конденсаторы С2, С3 любые бумажные, металлобумажные на напряжение не ниже 160 В.

Резисторы любые непроволочные, с номиналами близкими к указанным и на мощность не ниже указанной.

Настройка устройства

Каждый из резисторов R3 и R6 заменяем на цепочку из постоянного на 18-22 кОм и переменного на 47-100 кОм. R4 устанавливаем в среднее положение, переменный резистор цепочки, заменяющей R3 - в минимальное сопротивление. Переменным резистором в цепочке, заменяющей R6 добиваемся остановки бегущих огней (должны зажигаться только две гирлянды). Затем потихоньку изменяя сопротивление обоих цепочек добиваемся медленного и равномерного переключения бегущих огней.

После чего выключаем устройство, выпаиваем и замеряем получившееся сопротивление цепочек, заменяющих R3 и R6 и впаиваем на их место постоянные резисторы такого же сопротивления. Можно использовать составные резисторы.

ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны при настройке и эксплуатации ВСЕХ рассмотренных устройств, в схемах присутствует ОПАСНОЕ для жизни напряжение.

http://elektricvdome.ru

В канун Нового года многих радиолюбителей волнует вопрос: как «ожи­вить» новогоднюю красавицу? Ниже, предлагаются несколько вариантов переключа­телей ёлочных гирлянд (или обычных разукрашенных ламп), различающихся по степени сложности и реализуемым световым эффектам. Данные устройства можно применять не только на Новый год, они также подойдут для оформления комнаты во время праздников и танцев.

Простейший переключатель поочередно коммутирует две гирлянды (рис.27). На логических элементах DD1.1, DDI.2 выполнен генератор, а на транзисторах VT1, VT2 собраны высоковольтные ключи для управления тринисторами VS1, VS2. Питание на микросхему подается от параметрического стабилизатора R4VD1 с конденсатором С1. Постоянное напряжение как для микросхемы DDI, так и для ламп гирлянд ELI, EL2 снимается с выпрямительного моста VD2.

Для создания эффекта «бегущий огонь» необходимо поочередно переклю­чать не менее трех гирлянд. Схема переключателя (первый вариант), управ­ляющего тремя гирляндами, представлена на рис. 28. Основу устройства со­ставляет трехфазный мультивибратор, выполненный на трех инвертирующих логических элементах микросхемы DDI. Времязадающие цепи образованы эле­ментами Rl-R3, С1-СЗ. В любой момент на одном из выходов логических элементов имеется напряжение высокого уровня, которое открывает транзисторно-тринисторный ключ. Следовательно, одновременно

светятся лампы толь­ко одной гирлянды. Поочередное переключение ламп гирлянд ELI-EL3 позволяет получить эффект «бегущий огонь».

В мультивибраторе могут работать инверторы микросхем серий К555 и К155. Во втором случае сопротивления резисторов Rl-R3 не должны превы­шать 1 кОм. Можно использовать и КМОП-микросхемы (К176, К561), при этом сопротивления времязадающих резисторов можно будет увеличить в 100… … 1000 раз, а емкости конденсаторов С1-СЗ во столько же раз уменьшить.

Изменение частоты переключения гирлянд можно производить изменением сопротивления резисторов Rl-R3. Одновременно управлять ими затруднитель­но (строенных переменных резисторов для широкого применения промышлен­ность не выпускает). Это является недостатком данного переключателя гир­лянд.

На рис. 29 приведена схема переключателя гирлянд (второй вариант) с регулируемой скоростью движения «бегущего огня».

Как работает это устройство? На логических элементах DD1.1, DD1.2 со­бран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых состав­ляет 0,2… 1 Гц. Импульсы поступают на вход счетчика, состоящего из двух: D-триггеров DD2.1 и DD2.2 микросхемы DD2. Благодаря наличию обратной связи между элементом DD1.3 и входом R триггера DD2.1 счетчик имеет коэф­фициент пересчета 3 и в любой момент закрыт один из транзисторов VT2- VT4. Если, допустим, закрыт VT2, то положительное напряжение с его кол­лектора будет подано на управляющий электрод тринистора VS1, тринистор откроется и загорятся лампы гирлянды EL1. Частоту переключения регулиру­ют переменным резистором R3 генератора.

В устройстве микросхемы серии К155 можно заменить соответствующими аналогами из серии К133. Транзисторы VT1-VT4 могут быть из серий КТ315, КТ3117, КТ603, КТ608 с любыми буквами. Тринисторы VS1-VS3 могут быть типов КУ201, КУ202 с буквами К-Н.

Источник, питающий микросхемы и транзисторы устройства, должен быть рассчитан на ток не менее 200 мА.

Недостатком переключателя является необходимость применения трансфор­маторного блока питания. Это обусловлено сравнительно большим током, по­требляемым микросхемами К155ЛАЗ и К155ТМ2. Существенно уменьшить ток потребления можно, применив КМОП-микросхемы, в этом случае питание мик­росхем может осуществляться от простейшего параметрического стабилизато­ра, как это сделано в переключателе двух гирлянд (см. рис. 28).

Схема переключателя трех гирлянд (третий вариант) на микросхемах се­рии К561 представлена на рис. 30, а. Генератор выполнен на логических эле­ментах DD1.1, DDI.2, а счетчик с коэффициентом

пересчета 3 - на двух D-триггерах микросхемы DD2. Эпюры напряжений на выходах логических элементов показаны на рис. 30, б.

Они помогут понять логику работы устройства. Транзисторно-тринисторные ключи для управления гирляндами, выпрямитель и ста­билизатор для питания микросхем - такие же, как и в переключателе по схе­ме рис. 28 (в качестве стабилитрона VD1 в этом случае нужно использовать КС191Ж или Д814В).

У описанных выше устройств «бегущего огня» есть общий недостаток: не­изменность логики работы. Лампы в гирляндах переключаются только в уста­новленном порядке, изменять можно лишь частоту переключения. В то же вре­мя желательно, чтобы иллюминация была как можно более разнообразной, не надоедала и не утомляла зрение. Это означает, что должна быть предусмотре­на возможность изменения не только продолжительности горения ламп, но и очередности их переключения.

На рис. 31 приведена схема переключателя гирлянд, отвечающего этим ус­ловиям.

«Сердцем» устройства является микросхема К155РУ2 - оперативное запо­минающее устройство на 16 четырехразрядных слов (под словом в данном слу­чае понимается совокупность логических нулей и единиц, например 0110, 1101 и т. д.). Как действует такая микросхема? Ее четыре входа (Dl-D4) предна­значены для подачи информации, которую нужно записать в память. Эти вхо­ды называются информационными. На четыре других входа (А1- А4) подают двоичный код адреса ячейки, которую требуется выбрать для записи или считывания информации. Эти входы называют адресными. Изменяя двоичный код на этих входах от 0000 до 1111, можно обратиться к любой из 16 ячеек. По­давая сигнал на вход W, выбирают нужный режим работы микросхемы: если на входе W напряжение низкого уровня, то производится запись в ячейку, а если напряжение высокого уровня, то можно считывать информацию, храня­щуюся в ячейках памяти микросхемы. При считывании информация поступает на выходы C1-С4. Выходы у микросхемы - с открытым коллектором, причем если в ячейке памяти записана логическая 1 то соответствующий транзистор выхода будет открыт (разумеется, в его коллекторную цепь должна быть вклю­чена нагрузка - резистор).

Таким образом, для записи числа в какую-либо ячейку памяти необходимо подать на входы Dl-D4 соответствующие логические уровни, а на входы А1- А4 - двоичный код адреса требуемой ячейки. Затем на вход W подают на­пряжение низкого уровня - и информация записана. Для считывания инфор­мации необходимо подать на вход W напряжение высокого уровня. Тогда при смене кода адреса на выходах CI-С4 будут появляться сигналы, соответствую­щие содержимому соответствующих ячеек.

Вход V служит для разрешения работы микросхемы: при подаче на него напряжения высокого уровня запись и считывание не производятся.

Рассмотрим работу переключателя по его принципиальной схеме.

С помощью кнопок SB6 «Пуск» и SB7 «Сброс» устанавливают требуемый режим работы устройства: после нажатия кнопки «Сброс» можно производить запись программы в ячейки памяти микросхемы, а после нажатия кнопки «Пуск» происходит считывание записанной программы.

При нажатии на кнопку SB7 «Сброс» RS-триггеры, собранные на логиче­ских элементах DD1.1 и DD1.2, DD1.3 и DD1.4, DD2.1 и DD2.2, DD2.3 и DD2.4, DD4.1 и DD4.2, установятся в исходное состояние, при котором на вы­ходах логических элементов DD1.1, DD1.3, DD2.1, DD2.3 и DD4.1 - напряжение низкого уровня. Поступая на вывод 12 логического элемента DD4.4, оно», запрещает работу тактового генератора, собранного на логических элементах DD4.3, DD4.4 и транзисторе VT1.

Затем с помощью кнопок SB1 - SB4 набирают двоичное слово для записи в первую ячейку памяти. Допустим нам требуется записать 0111. Для этого» нужно нажать кнопки SB2, SB3, SB4. При этом триггеры DD1.3DD1.4, DD2.1DD2.2, DD2.3DD2.4 перебросятся и зажгутся светодиоды HL2, HL3, HL4. После этого нажимают кнопку SB5 «Запись». Импульс с выхода триггера (вы­вод 3 логического элемента DD3.1) через дифференцирующую цепь C2R13 и логический элемент DD3.3 поступает на вход W микросхемы памяти DD6. Дифференцирующая цепь C2R13 и логический элемент DD3.3 работают таким образом, что после нажатия кнопки SB5 «Запись» на вход W поступает ко­роткий (длительностью несколько наносекунд) отрицательный импульс, кото­рый обеспечивает запись информации, поданной на информационные входы Dl-D4 по адресу в соответствии с двоичным кодом на адресных входах Al-А4. В момент отпускания кнопки SB5 «Запись» импульс с выхода логи­ческого элемента DD3.1 через конденсатор С1 установит в исходное состояние все RS-триггеры, в которые было предварительно записано двоичное слово. Импульс, поступивший с выхода логического элемента DD3.4 на вход С1 дво­ичного счетчика DD5, увеличит на единицу адрес (двоичный код которого сни­мается с выводов 12, 9, 8 и 11 рассматриваемой микросхемы). Заметим, что установка в исходное состояние счетчика адреса DD5 не производится (выводы 2 и 3 для обеспечения счетного режима соединены с общим проводом).

После этого кнопками SB1-SB4 набирают новое двоичное слово програм­мы, нажимают кнопку SB5 «Запись» и т. д. - пока в микросхему памяти не будет записана вся программа из 16 четырехразрядных двоичных слов. После того как программа записана, нажимают кнопку SB6 «Пуск», триггер DD4.1 DD4.2 изменяет свое состояние на противоположное, начинает работать генера­тор на логических элементах DD4.3, DD4.4, импульсы которого поступают на счетчик DD5 и изменяют код адреса ячейки. На входе W теперь все время на­ходится логическая 1, поскольку на выходе логического элемента DD4.2 - ло­гический 0, который подается на вход логического элемента DD3.3. На выходах CI-С4 микросхемы К155РУ2 появляются логические уровни, соответствующие записанной в ячейках памяти информации. Сигналы с выходов О-С4 усили­ваются транзисторными ключами VT2-VT5 и затем поступают на управляю­щие электроды тринисторов VS1-VS4. Тринисторы управляют четырьмя гирляндами ламп, условно обозначенными на схеме ELI-EL4. Допустим, что на выходе С1 микросхемы DD6 имеется логический 0. В этом случае транзистор VT2 закрыт, через резистор R21 и управляющий электрод тринистора VS1 про­текает ток, тринистор открывается и зажигает лампы гирлянды EL1. Если же на С1 логическая 1, то лампы EL1 гореть не будут.

Микросхемы устройства питаются от стабилизированного выпрямителя, со­бранного на диодном мосте VD2-VD5, стабилитроне VD1 и транзисторе VT6. Лампы гирлянд ELI-EL4 питаются выпрямленным напряжением, снимаемым с диодного моста VD6-VD9. Для отключения гирлянд служит выключатель Q2, для отключения от сети остальных элементов устройства - выключатель Q1.

В устройстве применены следующие детали:

Транзисторы VT2-VT5 могут быть любыми из серий КТ3117, КТ503, КТ603, КТ608, КТ630, КТ801; VT1 - любой из серий КТ503, КТ312, КТ315, КТ316; VT6 - любой из серий КТ801, КТ807, КТ815. Тринисторы КУ201Л (VS1- VS4) можно заменить на КУ202 с буквами К-Н Диоды VD2-VD5 помимо указанных могут быть типов Д310, КД509А, КД510А; можно также использовать мостовые выпрямители КЦ402, КЦ405, КЦ407 (с любыми буквенными индексами).

Диоды КД202К (VD6-VD9) можно заменить из КД202 с буквами Л-Р, а также на Д232, Д233, Д246, Д247 с любыми буквами. Конденсаторы О, С2 - типа КЮ-7, КЮ-23, КЛС или КМ-6; СЗ-С5 — К50-6, К50-16 или К50-20. Все постоянные резисторы - типа МЛТ; переменный резистор R16 - СГП, СП-0,4. В устройстве можно использовать кнопки типа КМ1-1 или КМД1-1. Можно также использовать кнопки других типов (например, П2К без фикса­ции положения). Выключатели Q1 и Q2 - типа «тумблер» (ТВ2-1, ТП1-2, Т1, МТ1 и др.). Трансформатор питания Т1 выполнен на ленточном магнитопроводе ШЛ 16×20. Обмотка I содержит 2440 витков провода ПЭВ-1 0,08, обмот­ка II - 90 витков провода ПЭВ-1 0.51. Можно использовать и любые другие трансформаторы мощностью 10… 20 Вт, имеющие вторичную обмотку на на­пряжение 8… 10 В и ток 0,5… 0,7 А. Подойдут трансформаторы с ч/б телевизоров ТВК-70Л2, ТВК-110ЛМ, у которых часть витков вторичной обмотки должна быть удалена для получения нужного напряжения.

Большая часть элементов устройства смонтирована на текстолитовой плате с размерами 120X145 мм (рис. 32, а). Монтаж выполнен проводами. Транзис­тор VT6 установлен на дюралюминиевом уголке площадью около 30 см 2 (он служит радиатором). Диоды VD6-VD9 и тринисторы VS1- VS4 установлены на плате без радиаторов, при этом суммарная мощность переключаемых ламп не должна превышать 500 Вт. Кнопки SB1-SB7 (типа КМ1-1) установлены на планке из текстолита (рис. 32,6), которая крепится к основной плате дву­мя винтами МЗ.

За пределами платы находятся следующие элементы: трансформатор пи­тания Т1, держатель предохранителя FU1, выключатели питания Q1 и Q2, пе­ременный резистор R16. Элементы платы соединены с ними многожильным про­водом. Провода, соединяющие аноды тринисторов VS1-VS4 с лампами EL1- EL4, припаяны непосредственно к лепесткам тринисторов.

Сечение проводов, которыми выполнены силовые цепи, должно быть не менее 1 мм 2 .

Конструкция устройства произвольная. На верхней крышке корпуса долж­ны быть расположены кнопки SB1-SB7, выключатели питания Q1 и Q2, светодиоды контроля записи программы HL1-HL4, а также ручка переменного резистора R16, с помощью которого изменяют скорость переключения гирлянд. На боковой стенке корпуса установлены держатель предохранителя FU1 и гнезда для подключения гирлянд (на схеме они не показаны).

Если все детали исправны и в монтаже нет ошибок, то устройство начи­нает работать сразу. Следует отметить, что достигаемые световые эффекты во многом зависят от взаимного расположения ламп гирлянд. Наиболее распро­страненным является такое их расположение, когда за лампой первой гирлян­ды следует лампа второй гирлянды, затем третьей, четвертой и т. д. На рис. 33 показана схема такого включения ламп.

Программирование переключателя ведут следующим образом. Вначале на бумаге составляют программу, представляющую собой запись состояния ламп всех четырех гирлянд в каждом из 16 тактов работы устройства. Включенное состояние гирлянды обозначают логической 1. выключенное - логическим 0. Затем нажатием кнопки SB7 «Сброс» устанавливают микросхемы устройства в исходное состояние. После этого последовательным нажатием кнопок SB1-SB4 набирают первое слово программы, обращая внимание на зажигание светодиодов HL1-HL4, и нажимают кнопку SB5 «Запись». Так производят запись информации во все 16 ячеек микросхемы. Затем нажимают кнопку SB6 «Пуск» - переключатель переходит в рабочий режим.

При программировании следует помнить, что информация должна быть записана во все 16 ячеек памяти микросхемы, поскольку при включении питания состояние этих ячеек оказывается неопределенным.

В табл. 3 показаны некоторые варианты программирования переключателя гирлянд для получения разнообразных световых эффектов. Логические 1 в каждом слове слева направо показывают, какие из кнопок SB1-SB4 соответствен¬но следует нажать.

Первая и вторая программы обеспечивают эффект «бегущего огня», остальные программы - более сложные эффекты. Число программ, которые можно» реализовать с помощью данного устройства, велико и это открывает простор» для фантазии оператора. Следует также помнить, что изменение скорости переключения гирлянд открывает широкие возможности для получения различных световых эффектов.

Суммарная мощность ламп, переключаемых устройством, может быть увеличена до 1500 Вт, при этом диоды VD6-VD9 должны быть установлены на радиаторы площадью 40… 50 см2 каждый.

Если в распоряжении радиолюбителя имеются симметричные тиристоры (симисторы) серии КУ208Г, их также можно использовать для управления лампами гирлянд. Подключать симисторы следует в соответствии со схемой представленной на рис. 34 (изображена схема только одного канала, остальные- аналогичные). Сопротивления резисторов R21-R23 (см. рис. 31) в этом случае необходимо увеличить до 1 … 3 кОм. Транзисторы КТ605А можно заменить на КТ605Б, КТ940А или импортные аналоги, диодные мосты VD6 могут быть КЦ402, КЦ405 с буквами А, Б, Ж, И или четыре диода типа in4007.

Второй вариант симисторного узла коммутации представлен на рис, 35. Его отличие от предыдущего в том, что транзисторные ключи VT2-VT5 с резисторами R21-R24 (см. рис. 31) заменены инвертирующими логическими элементами микросхемы DD7 (резисторы R17-R20 в схеме рис. 31 при этом сохраняются). Такое схемное решение несколько упрощает конструкцию.

Узел управления симисторами можно сделать еще более простым, если использовать электромагнитные реле (рис. 36). Обмотки реле, как видно из схемы, включены вместо резисторов R21-R24. В переключателе могут работать любые реле, срабатывающие от напряжения 8… 12 В при токе до 100 мА, например РЭС-10 (паспорта РС4.524.303, РС4.524.312), РЭС-15 (паспорта РС4.591.003, РС4.591.004, РС4.591.006), РЭС-47 (паспорта РФ4.500.049, РФ4.500.419); РЭС-49 (паспорт РС4.569.424). Кроме простого схемного решения имеется еще одно преимущество - гальваническая развязка низковольтной части устройства от сети питания, что увеличивает безопасность пользования переключателем. Недостатком же является меньший срок службы, вызванный ИЗНОСОМ контактов реле.

И в заключение еще одна рекомендация. При выключении напряжения сети питания (даже кратковременном - несколько секунд) разрушается программа, записанная в микросхему памяти. Поэтому целесообразно предусмотреть аварийное переключение цепей питания микросхем устройства на питание от гальванической батареи или аккумулятора. Схема, позволяющая реализовать это, показана на рис. 37.

В нормальном режиме микросхемы переключателя питаются от выпрямителя и ток протекает через диод VD11. Диод VD10 при этом закрыт, поскольку к нему приложено небольшое (0,5… 1 В) обратное напряжение. При отключении сетевого питания закрывается диод VD11, но открывается диод и питание микросхемы осуществляется от батареи GB1. Конденсатор С6 гасит импульсы напряжения, которые возникают в моменты переключения питания с сетевого на батарейное и наоборот, и таким образом повышает помехоустойчивость устройства. Диоды VD10, VD11 могут быть любого типа, допускаю¬щие ток не менее 300 мА (например, подойдут Д226, КД105 с любыми буквами). Батарея GB1 -типа 3336Л или аккумуляторы. При использовании в переключателе этого узла — следует обратить внимание на выходное напряжение выпрямителя: оно должно составлять 5… 5,5 В (но не менее 5 В), в противном случае может происходить постоянная разрядка батареи GB1. Продолжительность питания от батареи зависит от ее емкости. При длительных пропаданиях напряжения в сети (более 15… 20 мин) такое аварийное питание нецелесообразно, поскольку лампы гирлянд все равно не работают, а новую программу можно набрать всего лишь за 3 … 5 мин.