Как сделать чтобы гирлянда мигала
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
Схема устройства на одном тринисторе серии КУ201 или КУ202, обеспечивающего мигание одной лампы или гирлянды, известна уже давно. Она была описана, например, в [1]. Для многих радиолюбителей это была одна из первых конструкций, для своего времени почти не имевшая недостатков. Но спустя почти сорок лет некоторые недостатки всё-таки проявились.
Первый - большие габариты, обусловленные размерами тринисторов того времени. Второй - неэкономичность, обусловленная значительной мощностью, рассеиваемой на резисторах. Но оказалось, что простая замена устаревшего тринистора современным экономичным и малогабаритным невозможна.
Автор предлагаемой статьи рассказывает, как он решил эту проблему.
Всё началось с того, что накануне новогоднего праздника старая, немало поработавшая мигающая ёлочная гирлянда стала гореть, не мигая. Вышли из строя встроенные в неё лампы с биметаллическими контактами, обеспечивающими мигание. Запас таких ламп был исчерпан, хотя обычных, без встроенной "мигалки", было ещё много.
Выбрасывать гирлянду показалось неразумным, захотелось её отремонтировать. А для этого нужно было найти замену отказавшим "мигалкам" - простую, чтобы за вечер можно было собрать несколько штук, и малогабаритную, чтобы новые "мигалки", врезанные в разрывы проводов гирлянды, были незаметны на ёлке.
Схемы мигалок для гирлянд
Прежде всего, я попробовал собрать "мигалку" по приведённой в [1] схеме, изображённой на рис. 1, заменив в ней устаревший тринистор более современным PCR606.
Заодно увеличил сопротивление резисторов, чтобы понизить рассеиваемую на них мощность. Да и конденсатор взял намного меньшей ёмкости, что должно было уменьшить габариты конструкции. Но собранное за несколько минут устройство, в отличие от сорокалетнего прототипа, отказалось работать.
Подбор резисторов ничего не дал. Лампа горела, питаясь пульсирующим током через диод и открытый тринистор, но мигать отказывалась.
Поиск решения в Интернете ничего не дал. Пришлось самостоятельно разбираться, как заставить "мигалку" работать Дело оказалось в слишком высокой чувствительности управляющего электрода тринистора PCR606.
Тока, текущего через резисторы R1 и R2, было вполне достаточно для открывания тринистора в каждом полупериоде независимо от степени заряженности конденсатора С1.
Пришлось добавить в цепь управляющего электрода дини-стор D83, который стал открываться при определённом напряжении на конденсаторе, подавая открывающий сигнал на управляющий электрод тринистора, и закрываться после некоторой разрядки конденсатора, разрывая цепь управляющего электрода. После этого конденсатор вновь заряжается и цикл повторяется.
Рис. 1. Вариант 1 схемы мигалки для лампы на 220В.
В результате экспериментов получилось устройство, схема которого представлена на рис. 2. Резистор R1 обеспечивает необходимый для открывания тринистора VS2 ток, а диод VD1 обеспечивает зарядку конденсатора С1 только через резистор R2. Если собрать устройство без этих элементов, гирлянда (лампа EL1) лишь вспыхивает в моменты открывания динистора VS1 и сразу гаснет.
Рис. 2. Вариант 2 схемы мигалки для лампы на 220В.
Налаживание "мигалки" требует некоторых пояснений. Время, в течение которого конденсатор С1 заряжается до напряжения открывания динистора VS1, задаёт резистор R2.
Но, увеличивая его сопротивление свыше 470. .820 кОм, следует иметь в виду два момента. Первый - ток зарядки оксидного конденсатора С1 настолько мал, что может оказаться соизмеримым с его током утечки.
Во время экспериментов мне попался конденсатор, напряжение на котором при сопротивлении резистора R2 820 кОм не поднималось выше 25 В. Следовательно, чем больше сопротивление резистора R2, тем выше требования к качеству конденсатора С1.
Второй - при сопротивлении резистора R2 свыше 360 кОм наступает хаотическое мигание, практически мерцание лампы. Причём, пока сопротивление этого резистора не превысило примерно 400 кОм, большую часть времени лампа всё-таки мигает и лишь иногда на очень короткое время переходит в режим мерцания.
При дальнейшем увеличении сопротивления лампа начинает всё больше и больше времени мерцать, хаотически вспыхивая с разной яркостью. С моей точки зрения для гирлянды режим хаотического мерцания даже более интересен, чем просто мигание. Теме мерцающих гирлянд журнал в своё время уделил внимание в статьях [2] и [3].
Предлагаемое устройство при соответствующей подборке резистора R2 позволяет добиться схожего эффекта. Конечно, по сравнению с "мигалками", описанными в [2] и [3], его возможности ограничены, но зато простота не идёт ни в какое сравнение.
Если использовать описанную "мигалку" именно в таком режиме, рекомендую уменьшить сопротивление резистора R2 до 100. 150 кОм и включить последовательно с ним переменный резистор сопротивлением от 680 кОм до 1 МОм. Это позволит устанавливать режим мерцания по своему вкусу и оперативно изменять его.
Рис. 3. Вариант 3 схемы мигалки для лампы на 220В.
Время, в течение которого тринистор открыт, задаёт резистор R1 К сожалению, изменять это время с его помощью можно только в сторону уменьшения, поскольку при увеличении его сопротивления свыше 75. 100 кОм ток разрядки конденсатора становится слишком маленьким.
Поэтому время, в течение которого тринистор открыт, в основном зависит от ёмкости конденсатора С1. При указанных на схеме номиналах деталей гирлянда включается примерно на 1,5. 2 с, а выключается на 2. 2,5 с - продолжительность её свечения и длительность паузы почти одинаковы.
Это вполне приемлемо. После увеличения ёмкости конденсатора С1 до 100 мкФ частота мигания, как и ожидалось, уменьшилась практически вдвое.
Рекомендую перед сборкой устройства на печатной плате собрать и отладить его на макетной плате, подобрав резисторы и конденсатор, обеспечивающие нужную частоту мигания лампы.
Если в гирлянде несколько ветвей, то в каждую из управляющих ими "мигалок" рекомендую установить конденсаторы и резисторы разных номиналов, чтобы ветви мигали вразнобой. Имейте в виду, что мигание начинается не сразу после включения.
Если ёмкость конденсатора С1 47 мкФ, а сопротивление резистора R2 150. 300 кОм, то время от включения в сеть до момента, когда гирлянда начинает мигать, достигает 4. .5 с. При сопротивлении этого резистора 700.. 800 кОм задержка будет уже 10. 11 с.
Поскольку в рассматриваемом устройстве благодаря диоду VD2 через гирлянду протекает ток только положительных полупериодов сетевого напряжения. яркость её свечения понижена.
Это, впрочем, благотворно влияет на срок службы ламп. Если потребуется повысить яркость, диод можно заменить выпрямительным мостом.
При двухполупериодном выпрямлении средний ток зарядки конденсатора С1, естественно, увеличится вдвое, что можно скомпенсировать таким же увеличением сопротивления резистора R2.
Схема такого варианта "мигалки" представлена на рис. 3. Эффект мерцания в этом варианте не проявился даже при увеличении сопротивления резистора R2 до 1,2 МОм. Длительность пауз при этом возросла до 5 с. Продолжительность вспышек не изменилась.
Поскольку главной задачей было изготовление миниатюрной "мигалки", в ней использованы малогабаритные детали. Тринистор PCR606 взят из исправного блока управления гирляндой китайского производства, в которой сгорели лампы. В таких блоках применяют и другие тринисторы, например, PCR406 или PCR806. Но их параметры очень близки, поэтому подойдёт любой исправный.
Детали
Симметричный динистор DB3 или заменяющий его DB4 можно найти в электронном балласте неисправной компактной люминесцентной лампы.
Диоды 1N4007 взяты оттуда же. В качестве VD2 диод IN4007 можно заменить практически любым выпрямительным с обратным напряжением не менее 400 В и выпрямленным током, не менее потребляемого гирляндой в момент включения (а он в несколько раз больше её рабочего тока), например, КД209А- КД209В.
Для диода VD1 требования менее жёсткие: обратное напряжение - не менее 100 В, допустимый прямой ток - не менее 100 мА. Здесь подойдёт не только 1N4007, но и КД102А или КД102Б.
Выпрямительный мост КЦ407А можно заменить импортным, например, Z683 или МВ10М. Они ещё более миниатюрны, да и найти их можно в электронных балластах люминесцентных ламп.
Мост можно составить и из четырёх диодов 1 N4007. Конденсатор С1 - малогабаритный, но с малым током утечки, иначе устройство может не заработать. "Мигалка", собранная по схеме, изображённой на рис. 2, получилась довольно миниатюрной, её удалось собрать на плате размерами 20x17 мм.
Корпус для неё изготовлен из колпачка от маркера подходящего диаметра, открытый торец которого залит термоклеем, что исключило возможность случайного прикосновения к деталям и проводам, находящимся под напряжением сети.
Поскольку все детали "мигалки" находятся под напряжением сети, при её налаживании требуется соблюдать осторожность. А ещё лучше, все эксперименты проводить, питая устройство через разделительный трансформатор. Его можно очень быстро изготовить из трансформатора ТС-180 или подобного от цветного телевизора.
Соединив все имеющиеся вторичные обмотки этого трансформатора последовательно, можно получить изолированное от сети напряжение около 200 В, которого вполне достаточно для экспериментов.
При самостоятельном изготовлении разделительного трансформатора не старайтесь делать его мощным и наматывать обмотки толстым проводом.
Ведь его задача не только обеспечить гальваническую развязку с сетью, но и ограничить ток в цепи питания налаживаемой конструкции. Это убережёт многие детали от выхода из строя при ошибках в монтаже и замыканиях.
Здравствуйте. Столкнулся с тем, что купленная гирлянда оказалась меньшей мощности, чем заявлено, горит тускло. Решил сделать своими руками. Хочу, чтобы мигала. Подскажите, пожалуйста, как собрать схему. Спасибо за ответ.
Комментарии и отзывы (1)
Макаров Дмитрий (Эксперт)
Добрый день. Для гирлянды лучше всего использовать лампы накаливания. Можно использовать на 12В. В таком случае вам понадобится 18 штук, если на 24 В, то, соответственно, 9 ламп. Если захотите, чтобы лампочек было больше, то такую же группу из 18 ламп собираем, затем соединяем с уже собранным параллельно. Таким образом можно сделать сколько захотите групп, только учтите, что ваша проводка должна выдержать эту мощность.
Для того, чтобы лампы мигали, можно использовать стартер дневного света, который подключается последовательно в цепь. Можете видеть на картинке:
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Легкие элементы будут держаться на припое. Тяжелые элементы весьма желательно ставить на одну сторону и паять во вторую очередь. Если нет возможности то клеят на специальный клей который твердеет при нагреве
Поставить диоды последовательно с R2, R4, диоды VD5, VD6 закоротить, и печка из резисторов будет греть в два раза слабее.
Скин эффект знаю, но как он в пайке помогает, вернее как его организовать, чтоб пайка прошла да ещё на отрицательной плоскости. Однако, что то новенькое. Или это типа "профессиональная описка" , ну на 10000 слов "напряжение" в ежедневном употреблении, попадётся одно поверхностное "натяжение"!? С уважением, Сергей
Мда. по теме. Походу у кого-то латералов - куры не клюют. @vitj , а твоя симуляция учитывает, что у них исток на корпусе? Нет, тогда накой хер ты лезешь с этим в сотни килогерц- мегагерцы?
В закладки
В рамках подготовки к новогодним праздникам предлагаю вам самый простой и доступный проект умного украшения для ёлки или других предметов интерьера. Собрать его можно за несколько минут, при наличии проводов с коннекторами даже паять не придется.
Специально нашел доступный проект, который сможет повторить каждый, кто не решился на полноценную адресную матрицу размером с оконный блок балкона.
Компонентов нужен самый минимум, даже у начинающих DIY-щиков все элементы найдутся без проблем.
Что понадобится для умной гирлянды
У меня все компоненты остались после разборки старой прошлогодней гирлянды, докупать ничего не потребовалось. Если у вас не найдется всего необходимого, можно запросто докупить в ближайшем магазине радиодеталей.
Вот минимальный набор нужных штук:
Самое главное – плата управления с Wi-Fi
📍 Плата управления на базе микроконтроллера ESP8266 NodeMCU или Wemos D1 mini.
📍 Любое количество адресных светодиодов. Это могут быть как отдельные диоды, спаянные последовательно, так и кусок уже готовой адресной ленты.
📍 Блок питания на 2A. Подойдет практически любая мощная зарядка для смартфона. Если диодов в гирлянде будет меньше 30, можно будет использовать адаптер на 1А. В случае использования более 90 диодов, поищите блок питания 3А.
Гирлянду можно запитать даже от PowerBank. Такой вариант очень удобен, если размещать диоды вдали от розетки.
💻 Операционная система Windows для быстрой прошивки модуля. Подойдет как компьютер с установленной ОС, так и виртуальная машина с прокинутым USB-портом.
Можно произвести прошивку и в macOS, но сделать это будет на порядок сложнее и не так удобно.
Как прошить плату управления
Простота данного проекта заключается в том, что нет необходимости что-то настраивать в прошивке или модифицировать код под себя .
1. Скачиваем архив с прошивкой. За подготовку и адаптацию проекта спасибо ребятам с портала sprut.ai.
После распаковки архива получаем две папки: Чистая и Прошивка.
2. Подключаем плату управления к компьютеру при помощи кабеля micro-usb.
3. Запускаем приложение FlashESP8266 для прошивки из папки “Чистая”. Указываем com-порт подключения платы и файл прошивки.
4. Нажимаем Flash и ждем несколько минут. Эта прошивка полностью стирает память модуля, чтобы в нем не осталось частей кода от предыдущих проектов.
5. Когда процесс будет завершен, перейдите в папку Прошивка и проделайте аналогичные манипуляции (запустите приложение FlashESP8266 и прошейтесь прошивкой из папки).
Заливка кода займет намного меньше времени. На этом подготовительный процесс закончен, на все уйдет не более 3-4 минут.
Как собрать умную гирлянду
Схема сборки умной гирлянды
Схема сборки предельно простая и требует припаять всего 8 контактов. Если плата управления уже оснащена “гребенкой” для подключения, можно собрать все на макетных проводках.
Сигнальный провод от платы к ленте рекомендуется подключать через резистор с номинальным сопротивлением около 200 Ом (мощность значения не имеет).
Не забывайте, что адресные диоды имеют направление подключения. Оно указано на каждом отдельном диоде или на ленте.
После сборки подаем питание и проверяем работоспособность нашей гирлянды. С такой схемой разберется даже самый начинающий электронщик.
Как настроить умную гирлянду
После сборки начинается самый интересный и увлекательный процесс настройки гирлянды. Прелесть данного проекта в том, что настройку свечения, мигания и анимацию можно уже после сборки через специальное приложение или веб-интерфейс.
Этим наша умная гирлянда и отличается от большинства “глупых” собратьев. Даже более сложные и массивные проекты вроде продвинутой матрицы на окно для внесения изменений в работу требуют перепрошивки, а здесь все настраивается на лету.
Подключившись через веб-интерфейс или приложение, можем настраивать яркость свечения, цвет, выбирать любой из сотни эффектов и всячески настраивать его под себя. Даже количество диодов в гирлянде можно менять таким способом. Нашли еще один кусок ленты – подключили и донастроили в приложении.
Порядок действий следующий:
1. Сразу после прошивки платы и сборки проекта подключаем его к источнику питания.
2. На iPhone устанавливаем бесплатное приложение WLED из App Store.
3. В параметрах смартфона находим новую точку доступа “WLED-AP”, которую создает гирлянда. Пароль для подключения: wled1234.
4. Находим гирлянду в приложении WLED при помощи автоматического сканирования или вручную вводим IP: 4.3.2.1.
5. Переходим в раздел Config – Wi-Fi Setup и задаем параметры подключения к своей домашней Wi-Fi сети.
6. Сохраняем настройки и перезагружаем гирлянду. Кто бы еще несколько лет назад подумал, что мы будем прошивать и перезагружать новогодние гирлянды).
7. Теперь гаджет подключится к домашней сети и управлять им можно будет из того же приложения WLED или через веб-интерфейс. IP-адрес ленты можно посмотреть в приложении своего маршрутизатора, а подключиться через браузер – по адресу, который отображается в примерах приложения.
Остается лишь еще раз перейти в настройки и изменить количество диодов в ленте, чтобы все подключенные “огоньки” были задействованы.
Вкладки для управления цветом и эффектами
Дальше все просто: на первой вкладке можем поиграть с цветами и яркостью ленты, а при использовании анимации можно выбирать цветовые пресеты для нее.
Раздел с эффектами позволяет выбрать любую анимацию, указать ее скорость и интенсивность эффекта. Предустановленных пресетов больше 100 штук! Есть специальная кнопка для отключения гирлянды по таймеру и синхронизация цвета с другими подключенными гирляндами.
Кнопки таймера и синхронизации на верхней панели
Самые интересные возможности скрываются на двух последних вкладках. Раздел с сегментами позволяет разделить ленту на части для применения разных эффектов к каждому отрезку. Делать это лучше всего, когда гирлянда уже будет красоваться на елке. Вы сможете разделить на сегменты разные витки или кольца.
Можно настроить отображение зеркального или реверсивного эффектов для разных частей. Когда гирлянда развешена зигзагом, смотреться будет очень круто. А еще у каждого отрезка может быть своя яркость.
Вкладки для создания отрезков ленты и сохранения настроенных эффектов
После того, как красивая анимация настроена, цвет и скорость подобраны, переходим на последнюю вкладку и сохраняем параметры в новый слот. Так можно настроить до 16 конфигураций, а затем задать их циклическую смену через определенный интервал времени или в случайном порядке.
Повозившись с настройкой минут 20, получим уникальную гирлянду, которая будет идеально подстроена под вашу ёлочку.
Как добавить гирлянду в умный дом на HomeKit
К сожалению, данная прошивка не имеет нативной поддержки Apple HomeKit, но подключить гирлянду к яблочному умному дому все же можно.
Для этого необходимо иметь так называемый “мост”. Отдельный компьютер или одноплатник Raspberry Pi с запущенным сервисом HomeBridge могут прокинуть практически любой умный гаджет в HomeKit.
Алгоритм действий примерно следующий:
1. Настраиваем HomeBridge по нашей инструкции.
2. Подключаемся к компьютеру с сервисом напрямую или по SSH для установки плагина.
3. Загружаем специальный плагин homebridge-wled-simple.
4. Добавляем в конфигурацию HomeBridge такой код:
"accessory": "WLEDSimple",
"name": "Moodlight Livingroom",
"apiroute": "http://1.1.1.1"
>
Вместо 1.1.1.1 вписываем IP-адрес гирлянды в домашней сети.
После сохранения конфигурации и перезагрузки сервиса устройство отобразится в интерфейсе HomeKit. Гирлянду можно будет использовать в сценариях автоматизации или управлять подсветкой при помощи Siri.
Такая гирлянда будет радовать вас все новогодние праздники и точно удивит гостей.
В закладки
Читайте также: