Аеи 2 схема переключатель елочных гирлянд. Схема елочной гирлянды. Как сделать елочную гирлянду? Принципиальная схема гирлянды

Всего четыре микросхемы, столько же транзисторов и тринисторов, да с десяток резисторов и конденсатор понадобятся для постройки автомата (рис. 1), обеспечивающего десять вариантов последовательностей включения четырех новогодних ламповых гирлянд. Нужную программу работы устанавливают переключателями SA 1 и SB 1.

На элементах DD 2.1 - DD 2.3 собран задающий генератор, частота следования импульсов которого зависит от емкости конденсатора С1 и суммарного сопротивления резисторов R1 и R2. Переменным резистором R2 «Частота» плавно изменяют частоту следования импульсов, а значит, и частоту переключения гирлянд. С выхода генератора (вывод 8 микросхемы DD 2) импульсы поступают на синхронизирующие входы триггеров DD 3.1 - DD 4.2, на которых выполнен регистр сдвига. В зависимости от положения подвижного контакта переключателя SA1 будет та или иная последовательность появления уровней логических сигналов (0 или 1) на прямых и инверсных выходах триггеров. Кнопочным переключателем SB1 «Корректировка» пользуются для запуска регистра сдвига и корректировки задаваемой программы переключения гирлянд. В зависимости от продолжительности удержания кнопки переключателя в нажатом состоянии (когда ее подвижный контакт соединен с нижним по схеме неподвижным) при одном и том же поло­жении переключателя SA1 можно по лучать несколько разновидностей сочетаний включения гирлянд. Каждая гирлянда соединена последовательно с тринистором, на управляющий электрод которого подано через ограничительный резистор постоянное напряжение 5 В, а параллельно управляющему электроду и катоду подключен транзисторный ключ. Когда на базе транзистора уровень логического 0 (он поступает с инверсного выхода триггера), транзистор закрыт, но зато открыт тринистор. Гирлянда включена. Как только на базу поступает уровень логической 1, транзистор открывается и шунтирует управляющий электрод тринистора. Тринистор закрывается, гирлянда гаснет. Как уже было сказано, варьируя продолжительностью нажатия кнопки SB1, можно «запрограммировать» самые разнообразные сочетания включения гирлянд. Так, в положении «1» переключателя SA 1 удается получить такие сочетания (тире объединены одновременно горящие гирлянды, точками с запятой - варианты сочетаний): 1, 2, 3, 4; 1-2, 2-3, 3-4, 4-1; 1-2-3, 2-3-4, 3-4-1, 4-1-2; 1-3, 2-4. В положении «2» сочетания такие: 1, 1-2, 1-2-3, 1-2-3-4, 2-3-4, 3-4, 4; 2-3, 1-3-4, 2-4, 3, 1-4, 2, 1-3, 1-2-4; в положении «3»: 2-3, 1-3-4, 1-2-4; 1-4, 2, 3; в по­ложении «4»: 1, 1-2, 1-2-3, 2-3-4, 3-4, 4; в положении «5»: 1-3, 2-4. В положении «6» вступает в работу узел, выполненный на элементах DD1.1 - DD1.3, DD2.4 и выполняющий операцию «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ». Гирлянды начинают включаться по изменяющейся очередности, создавая впечатление повторения разнообразия предыдущих программ. В положении «7» работе переключателя останавливается, и вспыхивают все гирлянды. Питаются гирлянды от сети через двухполупериодный выпрямитель на диодах VD1- VD4, а микросхемы и транзисторные ключи - от любого источника со стабилизированным выходным напряжением 5 В при токе нагрузки до 200 мА. При указанных на схеме тринисторах и диодах мощность каждой гирлянды может быть до 500 Вт. Транзисторы - любые из серии КТ315; тринисторы - КУ201, КУ202 с индексами К-Н; диоды - любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток, превышающий общий ток потребления гирлянд. Постоянные резисторы - МЛТ-0.125, переменный - СП-1; конденсатор - К50-6; переключатель SA 1 - галетный, например 11П1Н (число его положений ограничивают перестановкой фиксатора), SB 1 - кнопка MT 1-1. Часть деталей автомата смонтирована на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, которая установлена на общем шасси из изоляционного материала. На этом же шасси закреплены П-образные радиаторы, согнутые из полосок листового алюминия толщиной 2 мм и размерами 25х55 мм, к которым прикреплены тринисторы и диоды. На шасси могут быть расположены и детали стабилизированного источника питания.

Органы управления автоматом - переключатели, переменный резистор и выключатель блока питания (его нет на схеме) укрепляют на передней стенке корпуса, в котором установлено шасси. На задней стенке крепят зажимы (они также не показаны на схеме) или разъемы для подключения гирлянд. При отсутствии микросхемы К155ЛЕ1 можно вообще обойтись без нее, отказавшись от «комплексной» программы зажигания гирлянд (положение «6» переключателя SA1), либо собрать этот узел автомата на микросхеме К155ЛАЗ по приведенной на рис. 3 схеме. Узел значительно упростится, если использовать в нем один из элементов микросхемы К155ЛП5. В этом случае вывод 3 микросхемы подключают к контакту «6» переключателя SA1, а выводы 1 и 2 - соответственно к выводам 12 и 9 микросхемы DD3.1. Естественно, должны быть подключены к источнику питания выводы 7 и 14 микросхемы. В любом варианте нового исполнения узла придется несколько изменить рисунок печати на плате.

Автомат не требует налаживания, но для надежного переключения гирлянд, возможно, придется уменьшить сопротивление резисторов в цепи управляющих электродов тринисторов до 200 Ом. При желании изменить частоту переключения следует подобрать резисторы R 1, R 2 и конденсатор С1.

(Прим. вед. расс.: Схема действительно очень проста и не требует никакого налаживания, при этом имеет очень много световых эффектов. Данная конструкция успешно радует глаз вот уже в течение шести лет на каждый Новый год.)

г. Костополь. Радио №11, 1986г.

Список радиоэлементов

Световые гирлянды используются не только для оформления новогодних елок, но и для подсветки или помещений магазинов. Как правило, они рассчитаны на питание, напряжением 220 вольт. Одним из основных элементов такой конструкции является переключатель елочных гирлянд, схема которого может иметь, как минимум, три варианта. С помощью этого устройства можно автоматически управлять световыми гирляндами таким образом, чтобы создать праздничное настроение. Серии импульсов, в зависимости можно настроить в таком режиме, чтобы они не утомляли зрение.

Первый вариант схемы переключателя гирлянды

Световые гирлянды способны достаточно эффективно оживить любую новогоднюю елку. Наиболее распространенным вариантом считаются бегущие огни, охватывающие сразу три елочные гирлянды.

Основой данной схемы является интегральная микросхема на трех инверторах. Это позволяет собрать конструкцию трехфазного мультивибратора. На схеме видно, что из элементов R1-R3 и С1-С3 собрана цепь, задающая время. Таким образом, благодаря данному моделированию, в определенный момент времени сигнал образуется только на одном из выходов. В результате, лампы Е1-Е3 переключаются поочередно, что и позволяет получить эффект бегущих огней.

Второй вариант схемы переключателя

Во втором варианте также имеется возможность получения эффекта бегущих огней. Одновременно можно регулировать и скорость переключения световых гирлянд.

Работа схемы осуществляется следующим образом. С помощью элементов DD1.1, DD1.2 образуется генератор, вырабатывающий прямоугольные импульсы. Диапазон частоты этих импульсов находится в пределах 0,2-1,0 Гц. Здесь же присутствует и счетчик этих импульсов, собранный с помощью элементов DD2.1, DD2.2. В схеме присутствует резистор R3, который позволяет регулировать частоту переключения световых гирлянд.

Третий вариант схемы переключателя

Третий вариант, представляющий переключатель елочных гирлянд, схема которого состоит из КМОП-микросхем.

Здесь также присутствует генератор прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD1.1, DD1.2. Для счетчика импульсов с коэффициентом пересчета 3 использованы два элемента микросхемы DD2. Частота переключения световых гирлянд непосредственно регулируется резистором R2.

Элементы всех трех схем находятся под напряжением электрической сети, опасном для жизни! Поэтому, необходимо соблюдать меры безопасности при проведении электромонтажных работ!

Самодельный переключатель для гирлянды

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

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

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

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

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

Работает устройство так:

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

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

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

При желании число триггеров можно увеличить и увеличить число гирлянд.

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

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

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

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

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

Схема замещения:

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

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.