Схема простого переключателя елочных гирлянд на светодиодах. Программируемый переключатель гирлянд. Переключатель трех гирлянд

Для создания эффекта «бегущий огонь» необходимо поочередно переключать не менее трех гирлянд. Схема переключателя (первый вариант), управляющего тремя гирляндами, представлена на рис. Основу устройства составляет трехфазный мультивибратор, выполненный на трех инвертирующих логических элементах микросхемы DD1. Времязадающие цепи образованы элементами R1-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 EL1-EL3 позволяет получить эффект «бегущий огонь». В мультивибраторе могут работать инверторы микросхем серий К555 и К155. Во втором случае сопротивления резисторов R1-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 R1-R3. Одновременно управлять ими затруднительно (строенных переменных резисторов для широкого применения промышленность не выпускает). Это является недостатком данного переключателя гирлянд.

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

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.

Литература — МРБ 1202 Электронные уст-ва для дома. Евсеев А.Н.

21.11.10

Для изготовления программируемого переключателя гирлянд вам потребуется всего лишь четыре диода, четыре транзистора, четыре микросхемы и четыре тиристора, а еще десяток резисторов и электролитический конденсатор. После сборки получим автоматический переключатель на четыре ламповые гирлянды, который выполняет десять программ включения. Вариант последовательности включения определяется переключателем SB1 и многопозиционным переключателям SA1. Итак перейдем к реализации переключателя гирлянд.

Задающий генератор собран на элементах микросхемы DD 2.1 - DD 2.3. При этом его частота зависит от общего сопротивления резисторов R1 и R2, а также емкости конденсатора С1. Таким образом, частота следования импульсов может быть изменена посредством резистора R2 «Частота» а, следовательно, может быть изменена частота, с которой будут переключаться гирлянды. Регистр сдвига выполнен на элементах DD 3.1 - DD 4.2. На синхронизирующие входы этих триггеров импульсы поступают с выхода генератора (вывод 8 микросхемы DD 2. На выходах триггеров, прямых и инверсных, логические сигналы (0 или 1) будут получаться в зависимости от положения переключателя SA1 «Выбор программы».

Для запуска регистра сдвига и, как следствие коррекции установленной, переключателем SA1 программы используется кнопочный переключатель «Режим» - SB1. При одном и том же положении переключателя SA1, только в зависимости от продолжительности удержания кнопки SB1 в нажатом положении можно получить несколько разновидностей сочетаний включения гирлянд.

Непосредственное управление гирляндами осуществляется тринисторами. На управляющий электрод тринистора посредством токоограничивающего резистора подается постоянное напряжение 5 В. Параллельно управляющему электроду и катоду подключен ключ, выполненный на транзисторе. При логическом 0, который поступает с инверсного выхода триггера, на базу ключевого транзистора, он находится в закрытом состоянии. При этом тринистор открыт, а следовательно на гирлянду подается напряжение. При логической 1 на базе транзистора, он открывается и управляющий электрод тринистора шунтируется. При этом тринистор переходит в закрытое состояние и гирлянда выключается.

Как упоминалось выше, изменяя продолжительность нажатия кнопки SB1, можно получить самые разнообразные сочетания переключения гирлянд , такие как бегущие огни, бегущая тень и т.п. Таким образом, при различных положениях переключателя SA1 можно получить следующие комбинации:

"-" означает, что гирлянды горят одновременно.

Электропитание гирлянд осуществляется от сети 220В через двухполупериодный выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. Для питания схемы переключателя гирлянд необходим стабилизированный блок питания с выходным напряжением 5В. Потребляемый ток около 200мА. Если использовать указанные на схеме диоды и тринисторы, то можно подключать гирлянды мощностью до 500Вт. Диоды выбираются исходя из обратного напряжения не менее 300В и прямого тока заведомо превышающего суммарный ток гирлянд; транзисторы серии КТ315 с любой буквой; тринисторы серии КУ201 или КУ202 с буквами от К до Н. Конденсатор серии К50-6; постоянные резисторы серии МЛТ-0,125; переменный резистор - СП-1; переключатель SA1 – галетного типа, имеющий не менее 7 положений, например 11П1Н (число положений этого переключателя ограничивается перестановкой фиксатора); кнопка SB1 типа MT1-1.

Макет печатной платы переключателя гирлянд:

Печатная плата переключателя гирлянд, вид со стороны выводов:

Плата выполнена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Скачать плату программируемого переключателя гирлянд в формате.lay можно в конце статьи.

Корпус переключателя гирлянд лучше выполнить из пластика или использовать готовый типовой корпус. В этом же корпусе необходимо установить П-образные радиаторы, которые можно изготовить самостоятельно, согнув из полосок листового 2 мм алюминия размерами 30 на 60 мм, или приобрести готовые. На радиаторы установить диоды и тринисторы. В корпусе должны быть предусмотрены отверстия для вентиляции. В этом, же корпусе может быть смонтирован и стабилизированный блок питания.

Кнопку, переключатель и переменный резистор, а в случае если блок питания также размещен в корпусе переключателя гирлянд, и выключатель блока питания устанавливаются на передней панели корпуса. Разъемы для подключения гирлянд устанавливаются на задней стенке. Можно немного упростить схему, отказавшись от использования микросхемы К155ЛЕ1. При этом программа №6 будет не доступна. 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.

Переключатель гирлянд не требует дополнительной настройки. Возможно, что для более четкого переключения гирлянд, понадобится снизить сопротивление резисторов R7 – R10 до 200 Ом. Для изменения частоты задающего генератора, от которой непосредственно зависит частота переключения гирлянд, можно подобрать другие номиналы конденсатора С1 и резисторов R1 и R2.

Общие выводы: Схема довольно простая и выполненная один к одному не требует дополнительной наладки, при этом выполняет довольно много световых эффектов. Особенно интересны режимы бегущих огней и бегущей тени. Для получения этих эффектов скрутите 4 гирлянды со смещением в 1 лампочку, т.е. первая лампа от первой гирлянды, вторая от второй, третья от третьей, четвертая от четвертой и далее опять начиная с первой.

Список файлов

Традиция зажигать огни на рождественской елке зародилась задолго до появления электричества, поэтому в качестве такого украшения изначально использовались специальные свечи. Они были чрезвычайно пожароопасными, и нередко праздник заканчивался трагедией. В частности, известны случаи, когда «рождественские пожары» превращали в пепел целые городские кварталы или уносили человеческие жизни. Ситуация кардинально изменилась, как только появились электрические гирлянды.

Немного истории

До середины прошлого века найти в советских магазинах, за исключением Москвы и пары-тройки других крупных городов, было крайне сложно. Именно поэтому единственной возможностью устроить иллюминацию в квартире была самодельная елочная (схема подключения лампочек была известна каждому школьнику) такие украшения делались довольно просто. Обычно достаточно было уметь пользоваться паяльником. С его помощью в гирлянду последовательно соединялись несколько обычных маленьких лампочек от или подсветки радиоприемника.

Позже в продаже появились самые разные светящиеся новогодние украшения, состоящие из малогабаритных патронов и плафонов разной формы. В них вкручивались цветные или прозрачные миниатюрные лампы накаливания, которые горели постоянно, пока гирлянда была подключена к сети.

Мигалки и моргалки

Со временем схема елочной гирлянды усложнилась. Она «научилась» мигать, а также появились музыкальные варианты. В качестве базы для создания таких украшений использовались довольно простые микросхемы К-155 и К-561, а в роли задающего такт генератора выступали детали, используемые в старых синтезаторах, типа УМС8-01. Такие варианты были довольно интересны, но позже они уступили место более продвинутым моделям, позволяющим создавать на елке оригинальное светомузыкальное оформление.

Мигающая новогодняя иллюминация для квартиры

Самая простая схема елочной гирлянды с периодически включающимися и отключающимися лампочками может быть изготовлена своими руками буквально за полчаса. Частота мигания устанавливается подбором резистора R2 (в отключенном состоянии) с нужным сопротивлением.

Для небольшой новогодней гирлянды достаточно заменить тиристор КУ 2001Л на КУ 107Б, снизив таким образом ее мощность.

Схема елочной гирлянды с плавным переключением

Чтобы создать самую простую конструкцию автомата световых эффектов, не потребуется особых усилий и знаний. Ниже представлена схема елочной гирлянды с плавным миганием лампочек.

Частоту их переключения регулирует мультивибратор, который собран на элементах DD 1.3, DD 1.4. При этом сдвиг момента открывания тиристора VD 6 от старта полупериода сетевого напряжения происходит по причине задержки переключения инверторов на логических элементах DD 1.1 и DD 1.2.

Стартовый сдвиг фазы напряжения, который определяет яркость свечения ламп гирлянды, устанавливают посредством резистора R6, а желаемой частоты переключения мультивибратора добиваются с помощью устройства R8.

При налаживании праздничной гирлянды сначала отключают один из 2 выводов диода VD 11 и отлаживают регулятор мощности таким образом, чтобы при сдвиге движка резистора R6 освещенность ламп изменялась от 0 до номинального значения. После подключения диода VD 11 посредством R8 устанавливается желаемая частота, с которой должны мигать электрические гирлянды, изготовленные по предложенной схеме.

Украшение из светодиодов. Что потребуется?

Изготовить такой новогодний декор для дома довольно просто. Для этого понадобятся:

• нужное количество разноцветных светодиодов (20 мА);
• блок питания 6 В;
• электропровод сечением 0,25 или 0,5 мм;
• резистор на 100 Ом;
• канифоль для паяльника;
• канцелярский или кухонный нож;
• паяльник;
• пистолет для герметика;
• припой;
• силиконовый прозрачный герметик.

Как сделать елочную гирлянду из светодиодов

Сначала необходимо решить, на каком расстоянии будут располагаться диоды. Затем поступают следующим образом:

Дизайн

Разобравшись с технической стороной создания новогодних световых гирлянд, имеет смысл познакомиться с некоторыми креативными идеями их оформления.

Самый простой и оригинальный вариант - использовать разноцветные шарики из ниток, в которые затем будут вставляться лампочки. Для их изготовления нужно развести клей ПВА в воде в пропорции 1:1. Затем требуется надуть небольшой воздушный шарик диаметром 6-7 см и смазать его поверхность вазелином или растительным маслом. Далее следует смочить нить в клеевом растворе и обмотать ею основу. При этом важно оставить небольшой незамотанный участок для того, чтобы можно было вставить лампочку. Когда клей высохнет, шарик протыкают иглой и осторожно извлекают через щель. Таким образом изготавливают нужное количество «плафонов» для лампочек.

Для создания декора для гирлянды подойдут и обычные Их можно покрыть золотистой или серебристой краской из аэрозольного баллончика, а затем сделать крестообразный надрез на донышке для встраивания лампы.

Проявив креативный подход, можно использовать для создания гирлянды самые неожиданные предметы. Например, 10-12 воланов для бадминтона. У них нужно удалить «головки», раскрасить перья или наклеить на них блестки, после чего вставить лампочки. Можно также изготовить цветы из бумаги. При этом могут подойти даже обычные цветные салфетки.

Теперь вы знаете, как самостоятельно изготовить переключатель елочных гирлянд и собрать такое новогоднее украшение из самых простых составляющих.

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.

Украшением любого новогоднего праздника, конечно же, является елка. Кроме того что елку принято наряжать различными игрушками, на нее так- же обычно вешают и световые гирлянды из лампочек или светодиодов.

В наше время практически все новогодние гирлянды уже снабжены различными переключающими устройствами, но может случится так что это устройство выйдет из строя и тогда выход лишь один- приобретать новую...

Но можно поступить и иначе- самому изготовить переключатели гирлянд их подручных материалов- это и гораздо интереснее да и область применения таких устройств может не ограничиться лишь новогодними праздниками.

Здесь представлено три схемы переключателей гирлянд предназначенных для самостоятельной сборки выполненных на логических микросхемах:

Переключатель двух гирлянд

Это простейший мультивибратор выполненный на всего одной микросхеме серии К176ЛА7 (можно применить микросхему К176ЛЕ5). Сам мультивибратор собран на первых двух элементах микросхемы. Частот его регулируется резистором R2. Два остальных элементах микросхемы играют роль буфера между мультивибратором и выходным каскадом на тиристоре. Импульсный сигнал на эти элементы будет поступать в противофазе и, следовательно, гирлянды будут включаться поочередно.
Схема питается от простейшего источника на гасящем конденсаторе и стабилизатора.
Следует учесть еще тот факт что питание на сами гирлянды поступает через однополупериодный выпрямитель и поэтому яркость свечения может быть немного ниже желаемой.

Бегущие огни на трех гирляндах

Данная схема построена по тому же принципу что и предыдущая с тем лишь дополнением что здесь введены дополнительные элементы. Задающий мультивибратор вырабатывает три импульсные последовательности, фазы импульсов которых сдвинуты относительно друг друга на треть периода.
Частоту следования импульсов можно менять подбором резисторов R1,R2,R3 и конденсаторов C1, C2, C3. Но при этом следует учитывать главное правило: R1=R2=R3 а также C1=C2=C3.

Бегущие огни на четырех гирляндах

Данное устройство собрано всего лишь на одной микросхеме серии К176ИЕ12 (так называемой "часовой").
Особенность ее состоит в том что она имеет встроенный генератор импульсов и выходы для управления световой индикацией. Импульсы на этих выходах сдвинуты друг от друга на четверть периода и поэтому получается так что логическая единица появляется на них поочередно. Используя это свойство и был изготовлен этот автомат- просто к выходам (по схеме это выводы 3, 1, 12 и 2) подключили тиристоры управления гирляндами.
Частоту задающего генератора (а следовательно и скорость переключения гирлянд) можно изменять вручную при помощи резистора R2.
Питание устройства такое-же как и в самой первой схеме- гасящий конденсатор и простейший стабилизатор.