Контроллер для гирлянды своими руками
Добавил пользователь Alex Обновлено: 05.10.2024
Елочные гирлянды на основе китайского контроллера
Недавно мне заказали изготовить три мощных световых контроллера для елок. Как всегда, времени в обрез, а требования по максимуму. Что делать? Как выйти из положения? Покопался я в публикациях на новогоднюю тему – все не то, либо слишком сложно, либо слишком простые световые алгоритмы. Программировать микроконтроллер для этой задачи – дело хлопотное, да и опыта требует. Я решил поискать готовое решение. Полез я в сеть на поиски и натолкнулся на публикации про китайские гирлянды. От советов, как всегда, уши вянут, а по делу – дудки! Я гирляндой заинтересовался.
В них реализовано плавное управление яркостью с помощью фазового управления углом открывания тиристорами, автоматический перебор восьми программ. Набор алгоритмов управления – более, чем разнообразный. Прибор растиражирован миллионами экземпляров, дешев и отработан. То, что нам требуется!
Купил несколько штук и приступил к исследованиям. Вид контроллера приведен на фото 1,
В некоторых дешевых приборах отсутствует входной диодный мостик, вместо него оставлен всего один диод, управляющие электроды тиристоров подключены к выходам микроконтроллера напрямую без токоограничительных резисторов.
По условиям задачи требовалось иметь контроллер с выходами по 25 ампер минимум.
Микроконтроллер гирлянды настолько маломощный, что управлять мощными симисторами не в состоянии, да и не имеет гальванической развязки от сети.
Я решил запитать микроконтроллер отдельным маломощным источником с гальванической развязкой от сети. Для этого подойдет любой маломощный адаптер, рассчитанный на выходной ток в 50-100мА и напряжение 12В. Идеально подходит для этого адаптер для питания усилителя телевизионной антенны, он самый дешевый, но содержит стабилизатор.
В коллекторную цепь ключей на КТ 3102 включены светодиоды MOC3062 через токоограничительные резисторы. С помощью выходных симисторов MOC3062 легко открываются мощные выходные симисторы BTA41-600 B.
Вся схема получилась максимально простая и надежная (см. рис. 3).
Она достойна повторения.
Заключение.
Одна голова – хорошо, а много… много лучше. Я не претендую на единственность схемного решения. Устройство можно совершенствовать либо по пути исключения вспомогательного источника питания 12В, либо полной гальванической развязки устройства управления от сети.
У автора не было времени на подробные изыскания.
Естественно, что применений у получившегося контроллера, кроме елки, масса. Можно подумать и о запуске контроллера в режиме автогенерации, что будет полезно при использования микроконтроллера в сетях постоянного тока 12 и 24В в устройствах управления иллюминацией на светодиодах.
Создание любого изделия – творческий процесс. Во время создания изделия могут прийти в голову неожиданные идеи, решения, ассоциации. Поделившись с Вами конкретными схемными находками, автор рассчитывает на то, что у Вас тоже есть чем поделиться.
Вот и Новый год скоро! На прилавках магазинов рядом с мандаринами, конфетами и шампанским появляются елочные игрушки: разноцветные шары, мишура, всевозможные флажки, бусы и, конечно же, электрические гирлянды.
Обычную гирлянду из разноцветных лампочек, пожалуй, и не купить. Зато различных мигалок, в основном китайского производства, просто не счесть. Микроскопические лампочки могут располагаться на куске картона или вплетаются в ковер из проводов, которым можно украсить сразу целое окно.
Елочные гирлянды тоже отличаются большим разнообразием, прежде всего внешним оформлением, дизайном. Стоимость подобных гирлянд невелика, как, собственно, и мощность лампочек.
Большинство гирлянд имеют маленькую пластмассовую коробочку с одной кнопкой, шнуром с сетевой вилкой и проводами, идущими на гирлянду разноцветных лампочек. Оформление гирлянды может быть самым разнообразным.
Рисунок 1. Гирлянда за сорок рублей
Гирлянды другого фасона имеют на лампочках небольшие пластиковые плафончики, например, в виде прозрачных цветков с лепестками. Но коробочка с кнопкой остается той, же самой, хотя цена гирлянды доходит рублей до двухсот. Попробуем открыть коробочку, и посмотреть, что же там внутри.
Рисунок 2. Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами
В нижней части рисунка показаны два провода, это как раз подключение устройства к сети. Здесь же находится кнопка, с помощью которой переключаются режимы работы. В верхней части можно увидеть три тиристора и провода, отходящие к гирляндам.
В середине платы находится микроконтроллер в бескорпусной микросхеме, — такая черная капля, установленная на маленькой печатной плате. Плата имеет контактные площадки, с помощью которых контроллер впаивается в основную плату.
Сколько тиристоров на плате
К выходам микроконтроллера подключаются управляющие электроды тиристоров, которые включают гирлянды лампочек. Микроконтроллер имеет четыре выхода, но часто, вместо четырех тиристоров на плате установлено только три, а в некоторых случаях всего два.
Необходимый визуальный эффект достигается подключением гирлянд и расположением лампочек: в одной гирлянде запаяны лампочки двух, а то и трех цветов. Как раз такая плата и показана на рисунке 2.
Если посмотреть на эту плату со стороны печатного монтажа, то можно увидеть, что три тиристора запаяны, а под четвертый имеются отверстия с залуженными контактными площадками, как показано на рисунке 3. В некоторых случаях отверстия даже не просверлены, мол, кому заблагорассудится, просверлит сам.
Рисунок 3. Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора
Здесь следует заметить такую особенность: если выход контроллера никуда не подключен, это вовсе не означает, что он нерабочий. Программа во всех контроллерах прошита, видимо, одна и та же, все выходы контроллера задействованы.
В этом легко убедиться с помощью стрелочного тестера. Если померить постоянное напряжение на свободной ноге, то стрелка будет скакать, дергаться и отклоняться вместе с миганием других гирлянд. Достаточно просто запаять в плату недостающий тиристор, и, пожалуйста, получаем полноценную четырехканальную гирлянду.
Тиристор можно взять со старой неисправной платы (бывает, что в негодность приходит контроллер) или за сорок рублей купить дополнительную гирлянду и оттуда извлечь тиристор. Для хорошего дела расходы крайне незначительны!
Принципиальная схема гирлянды
По печатной плате несложно составить принципиальную схему. Существуют две разновидности схем, несколько отличающиеся друг от друга. Первый, наиболее совершенный вариант показан на рисунке 4.
Рисунок 4. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1
Питание всей схемы осуществляется через диодный мост VD1…VD4. Гирлянды питаются пульсирующим напряжением и включаются контроллером через тиристоры VS1…VS4. Резистор R1 и микроконтроллер DD1 образуют делитель напряжения, на выходе которого получается напряжение 12В.
Конденсатор C1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Через резистор R7 сетевое напряжение подается на вход контроллера 1 для синхронизации схемы с частотой сети 220В, что позволяет осуществлять фазовое управление тиристорами. Эта синхронизация позволяет осуществлять плавное зажигание и угасание гирлянд. Именно такие платы можно встретить в дорогих гирляндах.
Плата, показанная на рисунке 3, собрана по несколько упрощенной схеме, которая показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2
Сразу бросается в глаза, что тиристоров всего три штуки, а от выпрямительного моста остался всего один диод. Также исчезли резисторы из управляющих электродов тиристоров. Но, в целом, потребительские свойства остались теми же, что и в предыдущей схеме, несмотря на то, что лампочки зажигаются только тогда, когда на верхнем проводе схемы присутствует положительный полупериод сетевого напряжения. Без выпрямительного моста получается однополупериодное выпрямление.
Как подключить мощные лампы
Недостатком схемы можно считать необходимость дополнительного источника питания 12В, а также переделку самой платы контроллера: тиристоры предлагается заменить транзисторами КТ3102.
Если не хочется переделывать плату
Гораздо проще обойтись без переделки платы контроллера. Все, что придется сделать, это изготовить четыре мощных выходных ключа с оптронными развязками и присоединить их вместо маломощных гирлянд. Схема силового ключа показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Мощный силовой ключ с оптронной развязкой
Собственно, схема типовая, работает безотказно, никаких подводных камней в себе не содержит. Как только засвечивается светодиод оптрона MOC3021, открывается маломощный оптронный тиристор и через выводы 4, 6 и резистор R1 соединяются управляющий электрод и анод симистора BTA16-600. Симистор открывается и включает нагрузку, в данном случае гирлянду.
Оптрон следует применить без встроенной схемы CrossZero (детектор перехода сетевого напряжения через ноль), например, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Если оптрон имеет узел CrossZero, то схема РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ! Об этом забывать не следует.
Симистор BTA16-600 обладает следующими параметрами: прямой ток 16А, обратное напряжение 600В. При токе 5А и напряжении 220В мощность нагрузки уже целый киловатт. Правда, потребуется установить симистор на радиатор.
Металлическая подложка изолирована от кристалла, о чем говорит буква А в маркировке симистора. Это дает возможность устанавливать симисторы на радиатор без слюдяных прокладок и изоляторов для винта. Кстати, именно эти симисторы стоят в регуляторах мощности бытовых пылесосов, при этом радиатор обдувается потоком воздуха на выходе пылесоса.
Если мощность нагрузки не более 400Вт, то можно обойтись и без радиатора. Цоколевка симистора показана на рисунке 7.
Рисунок 7. Цоколевка симистора BTA16-600
Этот рисунок будет совсем не лишним при сборке схемы силового ключа. Все четыре силовых ключа, лучше всего, собрать на общей печатной плате. Резистор R лучше собрать из двух резисторов мощностью по 2Вт, что позволит избежать их чрезмерного нагрева. Максимальный ток входного светодиода оптрона 50мА, поэтому ток в 20…30мА обеспечит его долговременную безотказную работу.
Итак, будем считать, что силовые ключи изготовлены, остается только подключить их согласно схеме, показанной на рисунке 8.
Рисунок 8. Подключение силовых ключей к плате контроллера
В целом все понятно и просто. От контроллера отпаиваются гирлянды, а вместо них запаиваются входные цепи силовых ключей. При этом не требуется никакого вмешательства в печатный монтаж контроллера. Исключение составляет только запаивание дополнительного тиристора, при условии, что его удастся найти. Также придется несколько умощнить сетевой шнур с вилкой, поскольку оригинальный имеет очень маленькое сечение.
При правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается в настройке. Конструкция устройства произвольная, лучше всего в металлическом корпусе, подходящих размеров, который будет выполнять роль радиатора для симисторов.
С целью обеспечения электробезопасности устройство следует включать через автоматический выключатель, или хотя бы плавкий предохранитель.
режим мигания
режим мигания, начинающегося с включенного состояния — Тематики автоматизация, основные понятия EN on flasher mode … Справочник технического переводчика
режим мигания, начинающегося с отключенного состояния — режим мигания, начинающегося с отлюченного состояния Тематики автоматизация, основные понятия EN off flasher mode … Справочник технического переводчика
Батарейные фонари СССР — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия
Текстовый видеорежим — Norton Commander работал в текстовом режиме. Текстовый видеорежим режим компьютерного видеоадаптера, в котором экран представлен в виде решётки знакомест (а не пикс … Википедия
Видеокарта — семейства GeForce 4, с радиатором и вентилятором Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) … Википедия
Škoda Yeti — Skoda Yeti … Википедия
Ту-22М — Не следует путать с Ту 22. Ту 22М … Википедия
Люминесцентная лампа — Различные виды люминесцентных ламп Люминесцентная лампа газоразрядный источник … Википедия
ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования оригинал документа: TN систем питания Испытания по методу 1 в соответствии с 18.2.2 могут быть проведены для каждой цепи… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Дневной свет — Различные виды люминесцентных ламп Люминесцентная лампа газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не… … Википедия
Лампа дневного света — Различные виды люминесцентных ламп Люминесцентная лампа газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не… … Википедия
Схема
На транзисторе VT4 собран генератор импульсов частота следования которых определяется сопротивлением резистора R7 и ёмкостью конденсатора C1. Данные импульсы через резистор R3 поступают на базу транзистора VT3 и открывают его. В момент открывания транзистора VT3 происходит закрывание транзистора VT1, и светодиоды HL1 — HL18 включенные в цепь коллектора транзистора VT1 гаснут. В результате этого происходит мигание светодиодов гирлянды.
В качестве светодиодов гирлянды HL1-HL18, были использованы светодиоды от однотипных китайских фонарей, у которых вышли из строя аккумуляторы. Конкретный тип светодиодов не был известен. Проведенные замеры показали, что рабочее напряжение светодиодов в схеме фонаря составляет около 3 Вольт, а ток протекающий через них (светодиоды в фонаре были включены параллельно) составляет от 21 до 26 мА. Исходя из этого, резистором R1 был установлен ток через светодиоды гирлянды HL1 — HL18 на уровне 23 мА. Светодиоды было решено разместить вместо ламп накаливания в ёлочной гирлянде отечественного производства, которая состояла из 18 ламп на 13,5 Вольт. Лампы в данной гирлянде находились внутри разноцветных пластмассовых шаров, которые разъединялись на две половинки. Установленные в гирлянде лампы имели гибкие выводы. Поэтому, выводы светодиодов было решено надставить проводами до такой-же длинны которые были у ламп накаливания. В результате этого, светодиоды удалось установить вместо штатных ламп, без каких-либо переделок в конструкции ёлочной гирлянды.
Чтобы случайно не включить в сеть 220 В переделанную ёлочную гирлянду, у ней была удалена сетевая вилка, а провода идущие к ней были подключены непосредственно к печатной плате устройства.
Детали
Данный трансформатор Т1 вероятно был китайского производства, каких-либо обозначений на нём не было. В разрыв одного провода сетевой обмотки трансформатора был включён кнопочный выключатель, а в разрыв второго впаян предохранитель на 0,1 Ампер, на который надевается трубка ПВХ. При желании конечно можно установить и специальный держатель предохранителя. Трансформатор Т1 можно заменить на ТП-115-16, ТП-113-2*24 вторичные обмотки у которых включаются последовательно. Устройство было размещено в пластмассовой электромонтажной коробки 85*85*42 мм.
Частоту мигания светодиодов гирлянды можно менять путем изменения сопротивления резистора R7. Схему предложил YRIT.
В этой статье будет рассмотрена схема и пошаговая инструкция по изготовлению металлоискателя Volksturm S. Схема металлоискателя Volksturm S не очень сложная и если следовать рекомендациям, то вы соберёте своими руками отличный металлоискатель. Металлоискатель Volksturm S достаточно чувствительный и с его помощью можно легко обнаружить монету, на глубине 20 см, а крупные металлические предметы, на глубине до 80 см.
В этой статье будет рассмотрена схема и пошаговая инструкция по изготовлению индикатора разряда аккумулятора. Схема индикатора разряда аккумулятора достаточно проста и повторить её не составит труда. Если всё собрано согласно схеме, то устройство должно заработать сразу без каких либо настроек. Индикатор разряда будет полезен для различных приборов, что бы можно было следить за состоянием аккумулятора, тем более что схема универсальная!
В этой статье вы узнаете как сделать усилитель на микросхеме TDA2003 своими руками. Достаточно простая схема усилителя на популярной микросхеме TDA2003, все детали доступны, собрать такой усилитель не составит труда, а наша пошаговая инструкция по сборке усилителя на микросхеме TDA2003 вам в этом поможет! На базе данного усилителя, можно собрать портативную колонку или сделать акустику для компьютера, в общем идей для творчества достаточно. ))
Некоторые автолюбителе устанавливают на заднее стекло дополнительный стоп сигнал, который, при нажатии на педаль тормоза, загорается вместе со штатными стопами. Вот и мне захотелось поставить такие же, что я и сделал, но мне не понравилось то, что они постоянно горят, начал я тогда искать схему мигающего стоп сигнала. Все схемы которые мне попадались, были или слишком сложные либо не рабочие.
Сегодня вы узнаете как сделать простое устройство защиты аккумуляторов от разряда, оно способно работать на больших токах и его можно применить для самоделок с использованием аккумуляторов или установить её в автомобиль и оно будет отключать фары, если вы вдруг забыли их выключить.
Доброго времени суток! Если вы только познаете увлекательный мир радиоэлектроники, то советую обратить внимание на эту подборку из пяти схем для начинающего радиолюбителя! Схемы не сложные, поэтому собрать их не составит особого труда, в конце поста есть видео, в котором подробно рассказывается о каждой схеме, для чего нужна, принцип работы, а так же другая полезная информация. Надеюсь вам понравится!
Это схема коротковолновой радиостанции содержит в своем составе всего три транзистора. Самая простая рация для повторения начинающими радиолюбителями. Конструкция была взятая из старенького журнала, но актуальности своей ни капли не потеряла. Единственное, что устарело, так это радио компоненты, которые необходимо заменить на современные аналоги, в результате характеристики радиопереговорного устройства улучшатся.
Занимаясь недавно отладкой своей схемы, я обнаружил короткое замыкание слоя питания на землю. Миллиомметра или тестера с эквивалентными возможностями для поиска коротких замыканий у меня не было. Поэтому я вошел в Интернет, чтобы найти описание простого миллиомметра. Я нашел ответ в технической документации производителя, в который излагались основы
Во многих аудио, автомобильных и измерительных приложениях требуются недорогие, но высокостабильные и точные генераторы прямоугольных импульсов, способные отдавать в нагрузку достаточный ток. Интерес к дешевым способам реализации высококачественных приложений имеется всегда. Изображенная на Рисунке 1 схема состоит из бюджетного сдвоенного операционного усилителя (ОУ) с дополнительной функцией отключения и нескольких пассивных компонентов.
Блокировочные конденсаторы применяются в большинстве схем, но при плохих импульсных характеристиках эффект их использования может совсем не соответствовать ожидаемому. Очень немного статей, если таковые вообще существуют, затрагивают тему измерения импульсных характеристик блокировочных конденсаторов. На Рисунке 1 показана схема, предназначенная для таких измерений. Она в течение примерно 1 мс заряжает проверяемый
Во многих приложениях последовательность цепей преобразователя частоты состоит из буфера, желательно с некоторым дополнительным усилением по напряжению, смесителя, и элементов фильтрации. Вместо использования усилителя перед входом смесителя вы можете просто объединить функции смесителя и усилителя в одном приборе. В предлагаемой недорогой схеме используется усилитель, имеющий вход запрета. Когда прямоугольные импульсы гетеродина управляют выводом запрета, эти импульсы перемножается с входным сигналом, в результате чего происходит преобразование частоты.
Для создания эффекта поочередного изменения RGB светодиодов ленты предлагается собрать несложную электронную схему управления. Напряжение с каждого из трех выходов автоколебательного кольцевого мультивибратора поочередно поступает на вход R, G или B полосы светодиодов. В определенный момент времени горит только красный, зеленый либо синий цвет. Длительность переключения задается параметрами задающей время цепи из резистора и конденсатора.
Необходимые детали, инструменты
- Полевой n-канальный МОП-транзистор типа IRFZ44. Применяется в регулируемых источниках тока, стабилизированных преобразователях, системах управления, контроля электронных узлов и блоков.
- Алюминиевый электролитический конденсатор емкостью 2,2 микрофарады с рабочим напряжением не менее 25 вольт. Номинальные параметры указаны на корпусе.
- Постоянный резистор с мощностью рассеивания тепла не меньше 0,125 ватт и активным сопротивлением 1 мегомов.
Узел подключается к светодиодной трехцветной ленте типа SMD5050 или аналогичной с 12-вольтным питанием. На полосе размещены модули, каждый из которых содержит 3 трехцветных диода. Соответствующие клеммы цвета и питания, соединяясь параллельно, выведены на точки подключения на полотне. Управляющие сигналы каждого свечения поданы на светодиоды через персональный токоограничивающий резистор. Параллельно соединенные модули размещены на ленте длиной до 5 метров.
Для надежного соединения радиодеталей подойдет любой паяльник. Придать выводам удобную для работы форму, выгнуть их и отрезать до нужной длины помогут плоскогубцы, кусачки или нож. Узел работает от постоянного источника тока 12 вольт.
Сборка схемы контроллера
Деталей мало, поэтому удобно сделать монтаж навесным способом, когда элементы припаивают непосредственно друг к другу без промежуточных контактов, опор или сборочных плат.
Собранный из исправных деталей при полном соответствии монтажа принципиальной схеме контроллер начинает работать после включения без необходимости предварительной настройки или подбора параметров элементов. Частота переключения уменьшится при увеличении номинала емкости и наоборот.
Совет
Паять будет легче и быстрее, если выводы радиодеталей предварительно залудить. Работая с паяльником, нужно позаботиться о нормальном проветривании помещения, соблюдать осторожность, чтобы не получить тепловой ожог или поражение электричеством.
Смотрите подробное видео
А правда, что в визуальном редакторе код писать проще, чем по старинке - текстом?
Я бы не советовал повторять.
Пара вопросов, Виталий.
1. Где ключи на выходах? Ардуинка тащит 40мА находе каждый порт, но не более 400 всего. Гирлянда из десяти светодиодов?
2. Где балласты на диоды? Ардуинка на D выводах даёт 5В. Или 3,7 при питании от USB, что тоже многовато для светодиодов.
3. Кнопка не подвязана к земле. Как бороться с блуждающим потенциалом на D входе?
Читайте также: