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.
Часто бывает так, что пролежавшая весь год в шкафу гирлянда перестает работать. Многие находят выход в покупке новой гирлянды. Однако при желании и наличии минимальных знаний ремонт светодиодной гирлянды можно произвести своими руками.
Составляющие светодиодной гирлянды
Внешне гирлянда на основе светодиодов похожа на устройство старого типа: те же провода, лампочки, блок управления. Однако техническая суть системы кроется в блоке управления. Он представляет собой небольшую коробку из пластика, на которой отображены различные возможности функционирования подсветки. Чтобы изменить режим освещения, достаточно просто нажать на соответствующую кнопку. Выпускаются блоки разного исполнения, в том числе с высоким уровнем защиты от влаги и пыли (класс защищенности - IP44).
Чтобы увидеть внутреннюю часть блока, необходимо снять защитную крышку. Для этого используют тонкую отвертку или нож, чтобы поддеть крышку. На некоторых моделях крышка установлена на защелках, поэтому никакой специальный инструмент не понадобится. Внутри блока есть припаянные к плате проводники. Самый толстый провод обычно является сетевым (он подает напряжение).
На плате имеются такие компоненты:
- контроллер для создания осветительных эффектов;
- тиристоры (по одному на каждый канал);
- резисторы;
- конденсатор;
- диодные мосты.
Количество составляющих платы определяется числом каналов гирлянды. Наиболее дорогостоящие модификации оснащаются предохранителями.
Схема гирлянды
Схема функционирования светодиодной гирлянды показана ниже. Сетевое напряжение поступает на питающий контроллер, проходя по резисторам и диодному мосту. Напряжение заходит в контроллер в выпрямленном и сглаженном состоянии (благодаря конденсатору).
Напряжение проходит через кнопку, разомкнутую в нормальном положении. Если кнопку замкнуть, осуществляется замена режимов контроллера. Что касается контроллера, то этот компонент отвечает за управление тиристорами. Количество тиристоров определяется числом каналов в осветительной системе.
Пройдя через тиристоры, выходное электропитание направляется на световые диоды в гирлянде. Количество выходов непосредственно влияет на разнообразие цветов, выдаваемых осветительным устройством. Если имеется только пара выходов, то реализуется наиболее простая схема, при которой одна половина лампочек затухает, а другая - загорается.
Две диодные линейки присоединяют к двум каналам последовательно. Соединение осуществляется в последней точке - световом диоде.
Обратите внимание! Один из проводов сетевого напряжения всегда направляется прямиком (обходя все компоненты схемы) на конечный диод гирлянды.
Причины поломки
Существует множество причин, способных привести гирлянду в неисправное состояние:
- недостаточный контакт на проводниках;
- вышедший из строя световой диод в одной из ламп;
- поломка конденсатора или тиристора;
- сгоревшая микросхема контроллера.
Микросхема на плате горит не часто. Среди всех причин сгоревшие микросхемы встречаются примерно в каждом десятом случае.
Проблемы и их решения
Ниже приведены наиболее часто встречающиеся поломки. Починить гирлянду реально своими руками: для этого понадобятся внимательность и аккуратность.
Плохое качество пайки
Некачественная пайка питающих и отходящих проводников - наиболее часто встречающаяся причина неисправности подсветки. В некоторых случаях контакт удерживается исключительно на термоклее, поэтому о его работоспособности не может быть и речи. Достаточно слегка дотронуться до проводника, и контакт полностью разрывается.
Особенно часто некачественные соединения встречаются в гирляндах китайского производства. Также производители из Китая в целях экономии нередко используют слишком тонкие провода, которые легко переламываются в местах соединения с платой.
Совет! Чтобы избежать отрывания контактов, места пайки нужно заливать слоем термоклея достаточной толщины.
Еще один способ избежать проблем с проводами - отказаться от зачистки проводов ножом. В ходе такой операции легко чрезмерно истончить провод. Лучше зачистить проводник с помощью термической обработки огнем зажигалки.
Повреждение светодиода
Чтобы найти неисправный диод, отключаем гирлянду от электропитания. Проверку начинаем с последнего светодиода в схеме (к нему напрямую идет проводник с блока питания). К той же самой ножке присоединен отходящий провод, идущий дальше, к следующему ответвлению светового канала.
Понадобится тестирование светодиода между парой проводов питания (на входе и на выходе). В качестве тестового прибора используем мультиметр с немного измененными щупами. Чтобы модернизировать щупы, на их концы с помощью нитки приматываем тонкие иглы. Острие игл должно выступать совсем чуть-чуть - на 5–7 миллиметров. Сверху наносим слой изоляционной ленты.
Поскольку все диоды соединены со схемой пайкой, просто изъять их из лампы (как в случае с обычной гирляндой) не получится. Протыкаем изоляционный слой жил, чтобы найти медные провода.
Переключаем прибор в режим прозвона светодиодов. Начинаем раз за разом протыкать питающие проводники возле каждого диода.
Если проверяемая гирлянда не на 220 В, а на 12 или 24 В, рабочий светодиод загорится. Если же проверяем систему на 220 В, обращаем внимание на показатели мультиметра. На исправных частях схемы показатели будут приблизительно равными, а вот дефект обнаружит себя обрывом.
Хаотичное мерцание
Еще одна распространенная проблема - беспорядочное мерцание лампочек. Диоды мигают без какой-либо видимой причины, их яркость хаотично изменяется.
Причина данной неисправности состоит в неправильной работе электролитического конденсатора. Данный элемент при этом обычно подвергается деформации - выглядит несколько раздутым.
Выход из данной ситуации - замена конденсатора. Его номинальное значение всегда написано на корпусе.
Если после замены конденсатора ситуация не исправилась, проблема может заключаться в перегоревшем резисторе. Визуально такой дефект не обнаружить, поэтому в данном случае не обойтись без тестера. Измеряем сопротивление, не забыв заранее узнать номинал для компонента. Если полученный результат не соответствует номинальному значению, меняем резистор.
Нет света на одном из участков
Если на каком-то из каналов полностью отсутствует свет, причиной тому может быть один из двух факторов:
- Пробой на тиристоре или диоде данного канала. Чтобы удостовериться в правильности определения причины неисправности, отпаиваем провод канала на плате и подключаем вместо старого канала новый (который точно работает).
- Если вышеуказанный способ не принес положительного результата, проблема заключается не в гирлянде, а в каком-либо из элементов платы - диоде или тиристоре. С помощью мультиметра проверяем эти компоненты и, в случае необходимости, меняем их на рабочие.
Тусклое освещение
Бывают ситуации, когда освещение есть, но один из каналов дает слишком тусклый свет. При этом схема контроллера функционирует без проблем, а при нажатии кнопок происходит нормальное переключение режимов.
Прозвон диодов с помощью мультитестера также не дает результата. Остается лишь одна возможная причина - некачественные провода. Если произошел надрыв какой-то части многожильного проводника, общее сечение уменьшается, что выражается в тусклости света. Происходит это вследствие того, что к светодиодам не поступает нужного объема напряжения.
Чтобы отыскать разрыв, понадобится в ручном режиме проверить всю линию провода. Придется набраться терпения, поскольку дефект на линии, вполне возможно, расположен на последней проверяемой нити.
Когда проблемное место найдено, разбираем проводники на светодиоде, зачищаем их (лучше зажигалкой) и заново спаиваем. Далее наносим изоляционный слой с помощью термоусадки.
Разбитые лампы
Если разбитой оказалась одна или несколько ламп и решено починить гирлянду, рекомендуется просто поменять один светодиод на другой. Ремонтировать такие лампочки технически нецелесообразно.
Обратите внимание! Замена диодов осуществляется только при выключенном электропитании.
Если же запасной лампочки нет, удаляем разбитый источник света и соединяем провода уже без его участия.
Прозвон светодиода
Найти сгоревший провод и другие дефекты несложно с помощью прозвона. Для светодиодов характерны показатели, определяющие их рабочую среду. К таковым относят напряжение и рабочий ток. Данные параметры меняются в зависимости от разновидности светового диода. Наиболее важный параметр - сила тока. Указанные показатели следует учитывать при самостоятельном прозвоне светодиода. Если же ток и напряжение неизвестны, рекомендуется использовать один из двух надежных способов прозвона:
- с помощью мультиметра;
- с использованием стандартной батарейки.
Обратите внимание! До проверки LED-лампочки ее нужно открепить или отпаять от контактов.
Диод является полупроводниковым изделием (то есть пропускает электричество в одном направлении) и оснащен двумя контактными частями (анод и катод). Контакты выполнены в виде медных ножек.
Ставим тестер в режим прозвона. В данном положении ток, идущий через световой диод, составит приблизительно 1 мА. Прикасаемся щупами мультитестера к ножкам и смотрим на показания, изображенные на мониторе прибора.
Совет! Заметить свечение светодиода будет проще, если затемнить помещение.
Делаем прозвон в двух позициях - это позволит установить положение катода и анода рабочего светового диода. Если устройство неисправно или дает недостаточно света, то мультиметр покажет единицу.
При отсутствии тестера прозвон выполняют с помощью стандартной 9-вольтной батарейки. Поскольку непосредственное соединение диода с батарейкой ведет к его поломке, понадобится понижающее устройство - резистор сопротивления. Однако, так как операция предполагает отсутствие каких-либо вспомогательных средств, кроме батарейки, в качестве резистора используем смоченный в воде палец. Анодом касаемся плюса батарейки, а на минус кладем палец и подводим к нему катод.
Гирлянды, выпущенные в советские времена, отличаются надежностью. Еще одна их особенность - их можно отремонтировать, в то время как далеко не все изделия китайского производства поддаются ремонту. Современные приборы и инструменты позволяют выявить неисправность и произвести ремонтные работы.
Необходимый набор инструментов и материалов:
- паяльник;
- отвертка-индикатор;
- изоляционный материал;
- пассатижи.
В гирлянде используется последовательная схема подключения. Иными словами, если перегорает одна лампочка, вся система перестает функционировать.
Проверяем лампы на целостность. Если источники света не повреждены, проверяем, как они ввинчены в патроны. В случае надобности докручиваем лампу в патрон до конца.
Совет! Если нужно заменить цветную лампочку, но замены нет в наличии, рекомендуется покрасить источник света цапонлаком.
Если описанные выше действия не дали положительного результата, берем отвертку-индикатор и разыскиваем участок прерывания контакта в проводнике. Разорванный контакт не обязательно находится в проводе, поэтому проверяем и патрон. Если проблема в нарушенном контакте, восстанавливаем его функциональность с помощью паяльника. При необходимости соединяем проводники напрямую.
Переделка китайской гирлянды
О китайской продукции у большей части потребителей сложилось не очень хорошее мнение. Гирлянды также не выделяются на общем фоне товаров из Китая: некачественные соединения, слишком тонкие проводники, дешевые конструкционные материалы. В результате такие гирлянды (в том числе блоки их управления) часто выходят из строя.
Поломка любого из элементов схемы способна повлиять на функционирование гирлянды. К примеру, нерабочий конденсатор становится причиной мерцания лампочек. Поломка тиристора влечет за собой отключение одного из каналов. Перегоревший диод, вышедший из строя диодный мост приводят к полной неработоспособности системы.
Совет! Если нужно изменить частоту мерцания, рекомендуется добавить в схему конденсатор на 0,5–2 мкФ.
Испорченные детали нужно менять на новые. При отсутствии достаточных знаний в области электротехники или нежелании возиться с ремонтом, рекомендуется предельно простая, но действенная схема. Подключаем гирлянду напрямую с вилкой, а в один из проводников кабеля встраиваем стартер от люминесцентного светильника. Однако данная схема эффективна только для обычных лампочек. Что касается светодиодной гирлянды, ее работоспособность в таком случае будет восстановлена, но свет станет более тусклым.
Новогодние праздники наступают как всегда неожиданно и приносят с собой много приятных хлопот. Пора задуматься о подарках, в первую очередь детям, для взрослых накрыть стол, подобрать хорошую музыку и обязательно поставить елку, которую нарядить, чтобы гостям было весело и уютно. И первое, что предстоит повесить на елку это, конечно, елочные гирлянды. Все остальные игрушки, как правило, вешаются после гирлянд. Далее будет рассказано об устройстве самых разных самых разных новогодних гирлянд - старых и современных.
В давние времена, когда не было электричества, а Новый год уже праздновали, на елке зажигали специальные новогодние свечи. Такое украшение было очень пожароопасным. Но эти времена уже прошли, все стали пользоваться электрическими гирляндами.
Это были обычные маленькие лампочки от карманного фонаря или от подсветки шкалы в радиоприемнике, соединенные последовательно. Из таких лампочек гирлянды делались энтузиастами преимущественно своими руками. Просто брали в руки паяльник, кто, конечно, умел им пользоваться, брали провод и лампочки, и через некоторое время новогодняя гирлянда уже висела на елке.
Несколько позже новогодние гирлянды стали выпускаться промышленным способом. В ход пошли различной конструкции малогабаритные патроны для ламп и цветные плафоны разной формы. Иногда плафоны делались прозрачными, а окрашивались сами лампы.
Мигалки и моргалки
Но спокойно смотреть на светящуюся новогоднюю гирлянду как-то невесело, хочется, чтобы душа развернулась. Видимо, этому способствует какое-то мигание гирлянды. В целом мигающая гирлянда привлекает своей красотой, и даже ожиданием какого-то чуда или сюрприза. Если же гирлянд будет несколько, то возможно получить различные световые эффекты, например, бегущий огонь, бегущая тень, бегущие двойки и тройки, а также много других интересных эффектов.
Когда-то такие конструкции разрабатывали радиолюбители, эти схемы публиковались в радиолюбительских журналах, как правило, в ноябрьских номерах. Но журналы эти в условиях социалистической бесхозяйственности приходили с опозданием чуть не на целый месяц, поэтому к Новому году удавалось сделать только прошлогоднюю мигалку.
В качестве элементной базы использовались микросхемы малой степени интеграции, в первую очередь К155 и К561 и их разновидности. В качестве примеров можно привести схему из журнала «Радио» №11 2002г.
Основой схемы является счетчик DD2 типа К561ИЕ16, который через ключи на микросхеме DD3 и транзисторах VT4…VT7 управляет четырьмя светодиодными гирляндами. Самое интересное, что в качестве задающего генератора используется микросхема музыкального синтезатора УМС8-01. Такие микросхемы использовались когда-то для озвучивания детских игрушек и музыкальных звонков: просто проигрывали записанные в них мелодии.
Так вот в данной схеме выходной звуковой сигнал используется еще и для тактирования счетчика. Можно только догадываться, как будут выглядеть картины, порожденные светодиодами на фоне этого звука. Естественно, что музыка тоже звучит через динамик.
В журнале «Радио» №11 1995 г., опубликована схема под названием «Автомат плавного управления гирляндой» автор А.Чумаков. Схема обеспечивает поочередное плавное зажигание и гашение гирлянды со скоростью, задаваемой блоком управления. Схема устройства показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема автомата плавного управления гирляндой
Если присмотреться внимательней, схема представляет симисторный регулятор мощности, выполненный на двухбазовом транзисторе КТ117А. Только скорость заряда конденсатора меняется не вручную с помощью переменного резистора, а переключением отдельных резисторов с помощью счетчика - дешифратора К561ИЕ8. Для сравнения на рисунке 2 приведена схема фазового регулятора мощности с использованием двухбазового транзистора КТ117.
Рисунок 2.
Микроконтроллерное управление новогодней гирляндой
По мере появления в радиолюбительском творчестве конструкций на микроконтроллерах, елочные мигалки, или как их уважительно называют «автоматы световых эффектов» также стали разрабатываться Наиболее экзотичная конструкция была опубликована в журнале «Радио» №11, 2012, стр. 37 под названием «Сотовый телефон управляет ёлочной гирляндой», автор А. Пахомов.
За основу конструкции была взята плата от неисправной китайской гирлянды. Автор пишет, что его привлекла оригинальность выходного каскада, управляемого непосредственно от МК. Он вспоминает те мигалки, которые строились на микросхемах серии К155, мощных тиристорах КУ202 (других просто не было), и в целом на такую мигалку можно было ставить саму елку.
А тут достаточно было на неисправной плате поменять контроллер, написать программу со световыми эффектами и дополнить каким-нибудь пультом управления. Вот этим пультом и стал валявшийся без дела старенький телефон Siemens C60. В качестве управляющего был применен микроконтроллер AT89C51. Что из этого получилось, показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема микроконтроллерного управления новогодней гирляндой (для увеличения нажмите на рисунок)
Хотя этот контроллер уже устарел и снят с производства, он является одной из лучших разработок фирмы Intel, в дальнейшем выпускаемый фирмой Atmel. Конструкции на этом МК никогда не зависают, им не требуется сторожевой таймер. Система команд настолько хороша, что до сих пор остается без изменений, несмотря на появление новых моделей семейства MSC-51.
Простая светодиодная мигалка
Чуть выше статьи А. Пахомова в том же журнале «Радио» №11, 2012 опубликована статья И. Нечаева «Из деталей КЛЛ. Светодиодная мигалка для новогодней игрушки». Схема выполнена на трехцветном светодиоде и трех симметричных динисторах DB-3 «добытых» из плат от неисправных .
Рисунок 4. Схема простой светодиодной новогодней гирлянды
Каждый канал трехцветного светодиода управляется от своего релаксационного генератора, собранного на DB-3. Рассмотрим работу схемы на примере одного канала, например красного.
Конденсатор C1 через резистор R3 заряжается от выпрямителя R1, VD1 до напряжения пробоя динистора VS1 (32В). Как только динистор откроется, конденсатор C1 разряжается через красный элемент трехцветного светодиода, резистор R4, и динистор VS1. Далее цикл повторяется.
Красный, зеленый и синий элементы трехцветного светодиода имеют свои генераторы и работают независимо друг от друга. При этом, частота каждого генератора отлична от другого, поэтому вспышки происходят с разным периодом. Конструкция помещена в прозрачный корпус и может использоваться, например, в качестве елочной верхушки. Если в схему добавить белый светодиод HL2, то цветные вспышки будут происходить на белом фоне.
Можно было бы привести еще немало описаний конструкций отечественных радиолюбителей старых или новых, плохих или хороших, но все они были сделаны практически в единичных экземплярах. Современные же магазины сплошь завалены электроникой, сделанной в Китае. Даже новогодние гирлянды и те китайские, к тому же они сейчас ничего и не стоят. Давайте, посмотрим, что же там спрятано внутри.
Контроллер китайской новогодней гирлянды
Внешне все выглядит очень просто. Маленькая пластмассовая коробочка с одной кнопкой, в которую входит сетевой шнур с вилкой, и выходят четыре гирлянды. При включении в розетку гирлянды сразу начинают поочередно показывать все световые эффекты. Всего этих эффектов 8, о чем говорят надписи под кнопкой. Нажатием кнопки можно просто сразу переключаться на желаемую световую картину.
Если коробочку открыть, то внутри тоже все достаточно просто, как показано на рисунке 5.
Рисунок 5.
Здесь можно рассмотреть все детали. Микроконтроллер, как всегда, выполнен в виде капли черного компаунда, около него кнопка управления, единственный диод и три выходных тиристора.
На плате есть место и для четвертого тиристора, и если его запаять, то получится еще один дополнительный канал. В контроллере этот канал, как правило, тоже прошит. Просто наши китайские друзья сэкономили на один тиристор. Те, кому доводилось вскрывать подобные блоки управления, уверяют, что в некоторых коробочках запаяно всего по два тиристора. Экономика должна быть экономной! Наш, еще советский лозунг.
Несмотря на столь малые размеры, тиристоры PCR406 имеют обратное напряжение 400В, а прямой ток 0,8А. Если предположить, что нагрузка потребляет ток всего 25% от максимального, то при напряжении 220В можно коммутировать мощность 220 * 0,2 = 44(Вт).
На рисунке 6 показан печатный монтаж, по которому можно срисовать принципиальную схему, что и было сделано неоднократно. Здесь можно рассмотреть отверстия для четвертого тиристора, как раз того, на котором сэкономили.
Рисунок 6.
Экономия также коснулась диодного моста: вместо четырех диодов на этой плате используется только один. А все остальное соответствует схеме, показанной на рисунке 7.
Рисунок 7.
Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1…VD4 и через гасящий резистор R1 подается на 10 вывод микроконтроллера. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения сюда же подключен электролитический конденсатор C1. Потребление тока у микроконтроллера совсем незначительное, поэтому в дальнейшем вместо моста из четырех диодов китайцы решили обойтись одним.
Небольшое замечание по поводу увеличения надежности всей схемы в целом. Если параллельно конденсатору C1 подпаять стабилитрон с напряжением стабилизации 9…12В, то вероятность выхода из строя микроконтроллер или просто взрывов тиристоров уменьшится намного.
Заслуживает особого внимания резистор R7 подключенный к выводу 1 микроконтроллера прямо от сетевого провода. Это сделано для синхронизации с сетью, чтобы осуществлять фазовое регулирование мощности. Именно это работает в то время, когда лампы гирлянд плавно зажигаются или гаснут.
На правой стороне микроконтроллера расположены выходы управления тиристорами и кнопка управления, про которую было рассказано выше. Тиристоры включаются в момент, когда на соответствующем выходе МК появляется высокий уровень, тогда и зажигается соответствующая гирлянда.
Иногда требуются новогодине гирлянды большой мощности, от нескольких сотен ватт и выше. В этом случае рассмотренную схему можно использовать в качестве «мозгов», достаточно просто дополнить ее мощными симисторными ключами. Как это сделать, показано на рисунке 8.
Рисунок 8. Схема новогодней гирлянды бильшой мощности (для увеличения нажмите на рисунок)
Тут следует обратить внимание на то, что питание МК осуществляется от отдельного источника гальванически развязанного с сетью.
Светодиодные гирлянды
В них используется тот же самый контроллер с одной кнопкой, те же тиристоры, только вместо лампочек гирлянды составляются из светодиодов трех или четырех цветов. Каждая гирлянда содержит не менее 20 светодиодов с токоограничивающими резисторами.
Причем конструкция такой гирлянды, просто китайская загадка: в первой половине гирлянды к каждому светодиоду припаян резистор, а остальные десять штук, просто соединены последовательно. Опять же экономия сразу в десять резисторов.
Такую конструкцию можно, видимо, объяснить технологией производства. Например, на одной линии собирают первую половину, которая с резисторами, а на другой линии без резисторов. Потом останется только соединить две половины в одно целое. Но это только догадка.
Остается надеяться, что все у Вас в порядке, по крайней мере с новогодними гирляндами. Поэтому, наряжайте елку, накрывайте праздничный стол, приглашайте гостей, встречайте Новый год. С Новым годом, товарищи, друзья, господа! Это кому как больше нравится.
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.
Самый простой, и дешевый вариант состоит из микроскопических лампочек, вставленных . На обратной стороне упаковочной коробки написана инструкция по замене лампочек и правила техники безопасности, хотя запасных лампочек не прилагается. Именно такие гирлянды продаются в сети магазинов «Все по 38», правда, в последнее время уже по сорок рублей.
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 , - 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 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.
Этот вариант схемотехнического решения присущ тем гирляндам, которые «все по сорок». Вот, собственно, и все, что можно сказать о схемотехнике китайских елочных гирлянд.
Как подключить мощные лампы
Мощность гирлянд невелика, лампочки просто микроскопические, кроме домашней елки вряд ли куда еще подойдут. Но иногда требуется подключить гирлянду с мощными лампами накаливания, например для декоративной подсветки фасадов зданий. Такая доработка уже была приведена в статье . Схема доработанной гирлянды показана на рисунке 8 в упомянутой статье.
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.
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.
Светодиодная гирлянда - неотъемлемый атрибут праздничного настроения. Новогодние праздники не обходятся без ярких мерцающих огней, придающих эффект волшебства. Иллюминация уместна и для украшения фасадов зданий, и для елок, и для точечного декорирования помещения: стен, перил, карнизов, других конструкций. Если вы хотите придать дому удивительный вид, украсьте его гирляндами.
Особенности монтажа гирлянды своими руками
Диоды различаются по мощности. Те, которые предназначены для наружной установки, характеризуются более высоким КПД, так как они отвечают за преобразование подаваемой энергии в большей мере в свет, а не тепло.
Что пригодится в ходе сборки?
Для подключения гирлянды светодиодной своими руками потребуется подготовить схему и запастись набором инструментов и материалов:
- светодиодами на 20 мАч;
- проводом с сечением 0,5/0,25 мм;
- блоком питания на 6V;
- резистором на 100 Ом;
- паяльником (по возможности с тонким жалом);
- ножом (кухонным или канцелярским);
- прозрачным силиконовым герметиком;
- пистолетом для герметика;
- канифолью;
- припоем.
Изготовление гирлянды из светодиодов
Последовательное соединение всех диодов в цепи позволяет получить мерцающую гирлянду, подключенную по самой простой схеме. С такой задачей под силу справиться каждому, кто обладает некоторыми знаниями в электронике и электрике, а для настоящего радиотехника это вообще задача, которая решается на раз-два. Единственное правило - четкое следование инструкции.
Очередность действий при сборке гирлянды светодиодной своими руками:
- Определите оптимальное расстояние между соседними лампочками диодов.
- Раскрутите провод и при помощи маркера нанесите отметки - предположительные места расположения огоньков. Лучше всего отступать 20-25 см от одного диода к другому.
- В местах пометок при помощи острого лезвия ножа срежьте изоляцию с провода, только осторожно - не повредите его. Так крепить светодиоды будет легче.
- На оголенные участки длиной до 3 см нанесите канифоль и немного припоя, упростив себе процесс крепления светодиодов.
- На образовавшийся наплыв крепят диоды, припаивая ножки деталей к проводу. Такое крепление не отличается надежностью, потому имеет место усиливающая фиксация, которая одновременно и закрывает оголенные участки гирлянды светодиодной, своими руками сделанной.
- Неширокий скотч нарезают на кусочки 3-4 см, которые будут использованы для изоляции диодов. Проделывать работу стоит так, чтобы в результате огонек оказался в своеобразном кармашке, крепко держащем его на проводе. Так обматывают каждую из точек освещения по всей длине провода будущей гирлянды.
- После выполнения предыдущего шага приступают к герметизации верхней части кармашка, которую прорабатывают силиконовым герметиком. Это не только придаст конструкции дополнительную прочность, но и придаст диодам дополнительное свечение.
- Справившись с семью простыми шагами, на завершающем этапе присоединяют резистор и блок питания к светодиодной гирлянде 220 В. В результате получится красивый и яркий элемент декора для дома, двора или новогодней елки.
Такую светодиодную гирлянду можно применять для наружной иллюминации. Но в этом случае рекомендовано использовать блок питания 8-12V. Схема монтажа гирлянды отличается простотой, но в любом случае без знания электрики не обойтись.
Пайка светодиодной гирлянды на батарейках
Гирлянда светодиодная на батарейках выглядит эффектно. Такого типа иллюминация зачастую используется для наружного декорирования. Интересно, что при перемещении от такой гирлянды в воздухе остается яркий разноцветный шлейф, позволяющий создавать интересные узоры, витающие в пространстве. Такое устройство не боится ветра, мороза, осадков.
Подготовьте следующие компоненты для гирлянды:
- диоды 10 мм разных цветов с эффектом рассеивания света;
- набор магнитов диаметром 1,3 мм и толщиной до 3 см;
- изоленту или неширокий скотч;
- литиевые батарейки с характеристиками CR2032 3V;
- клей на эпоксидной основе.
Гирлянда на литиевых батарейках шаг за шагом
Чтобы в результате получилась яркая мерцающая гирлянда, придется овладеть навыками пайки, запастись терпением, быть внимательным и действовать согласно инструкции:
- Протестируйте диоды, чтобы определить уровень свечения. Для этого их по очереди подключают к литиевому источнику питания. Чтобы это сделать, одну из ножек диода, которая длиннее, присоединяют к «+», а более короткую к «-».
- Зафиксировав положение, оберните диод и батарейку скотчем в два слоя.
- К положительному полюсу батарейки приложите магнит и закрепите его.
- Каждую из частей конструкции фиксируют на тонком проводе, гирлянда светодиодная на батарейках готова.
Как сделать гирлянду с «бегущими огнями»?
Чтобы сделать иллюминацию по типу «бегущих огней», потребуется запастись гирляндами. Их понадобится три, каждая с несколькими группами параллельно бегущих огней. Чтобы воссоздать эффект перетекающих огоньков, используют трехфазный мультивибратор на транзисторах VT-1-VT3. Запуск облегчается посредством монтажа конденсатора емкостью 0,1 мкФ в плече транзистора VT2.
Итак, как же сделать светодиодную гирлянду мигающей? При помощи двухполупериодного выпрямителя обеспечивается питание автомата. Опция реализуется за счет монтированных диодов VD1-VD4.
Теперь вы знаете, как сделать светодиодную гирлянду мигающей. Допускается монтировать гирлянду на основании в форме квадрата, круга, сердца. Такое панно можно повесить на улице или внутри помещения. Светодиодные гирлянды, которые вам встречались не единожды в новогодние праздники, эффектно выглядят и придают интерьеру особенный вид.
По правде говоря, новичку будет непросто реализовать такой проект, электрическую схему светодиодной гирлянды вы можете наблюдать ниже.
Сделать огоньки для украшения дома, фасада или елки вполне возможно. В процессе конструирования важно позаботиться о качественной изоляции провода, ведь именно от этого зависит пожаробезопасность и безопасность вообще. Этому фактору уделяйте максимальное внимание. Уровень сложности выполнения задачи зависит от того, какой тип свечения для гирлянды светодиодной, своими руками созданной, вы выберете.
