Автомат световых эффектов

И все же переключатель гирлянд остается жестко запрограммированным устройством, создающим монотонное изменение световой окраски елки. Другое дело — автомат световых эффектов, создающий самые разнообразные сочетания включения гирлянд. Как правило, он содержит некоторые узлы обычного переключателя гирлянд, например, задающий 1енератор, электронные ключи. Отличие лишь в некоторых каскадах или узлах, управляющих электронными ключами, а значит гирляндами ламп по более разнообразной программе.

Вот, к примеру, автомат, схема которого показана на рис. 103. Он рассчитан на управление четырьмя гирляндами и содержит две интегральные микросхемы. На элементах DD1.1—DD1.3 первой микросхемы собран генератор прямоугольных импульсов. Частоту следования импульсов можно изменять пере

менным резистором R2, включенным в частотозадающую цепь. Элемент DD1.4 является инвертором.

С генератора и инвертора импульсы поступают через дифференцирующие цепи C2R4 и C3R5 на входы синхронизации D-триггеров (микросхема DD2) — из них составлен своеобразный регистр сдвига. Триггеры реагируют только на положительные импульсы синхронизации. Причем на входы элементов DD2.1,, DD2.3 и DD2.2, DD2.4 импульсы синхронизации поступают поочередно благодаря наличию инвертора.

Если кнопки и переключатель находятся в показанном на схеме положении, то в момент включения устройства в сеть все триггеры устанавливаются-в единичное состояние, при котором на их прямых выходах (выводы 16, 10, 15, 9) будет логическая 1, а на инверсных (выводы 1, 11, 14, 8)—■ логически» 0. Транзисторы VT2—VT5 окажутся закрытыми, а тринисторы VS1—VS4, наоборот, открытыми. Гирлянды ламп ELI—EL4 будут гореть.

Чтобы погасить гирлянды, достаточно нажать кнопку SB1. На вход триггера DD2.1 поступит сигнал логического 0. На выходе триггера (инверсном)-появится логическая 1, и транзистор VT2 откроется. Но зато закроется три-нистор VS1 и погаснет гирлянда ELI. При последующих импульсах синхронизации логический 0 установится на всех входах и прямых выходах триггеров. Гирлянды погаснут.

В действие автомат приводят нажатием кнопки SB2. При этом на вход, триггера DD2.1 поступает логическая 1 с инверсного выхода триггера DD2.4. Теперь поступивший на триггер импульс синхронизации переведет его в единичное состояние (на прямом выходе будет логическая 1, а на инверсном — логический 0). Как уже указывалось ранее, зажжется гирлянда ELI.

Если продолжать держать кнопку нажатой, поступивший на триггер-DD2.2 импульс синхронизации изменит состояние и этого триггера на противоположное. Загорится гирлянда EL2. Затем последовательно вспыхнут EL3 и EL4.

Для получения эффекта «бегущие огни» достаточно удержать указанную кнопку до тех пор, пока не загорятся, например, две первые гирлянды (ELI и и EL2), а затем отпустить ее. Сразу же на вход триггера DD2.1 через контакты кнопки SB1 и переключатель SA1 поступит логический 0 с прямого выхода триггера DD2.4 Как только придет очередной синхронизирующий импульс на вывод 13, изменится состояние триггеров DD2.1 и DD2.3. Гирлянд» ELI погаснет, но зажжется EL3. Затем последовательно будут изменяться состояния триггеров DD2.2 и DD2.4, DD2.3 и DD2.1, DD2.4 и DD2.2 и т. д. Создастся эффект перемещения («бега») света ламп двух соседних по схеме гирлянд.

При установке подвижного контакта переключателя SA1 в нижнее па схеме положение получится другой световой эффект — гирлянды начнут поочередно зажигаться, а затем поочередно гаснуть. Почему это происходит, надеемся, разберетесь сами, анализируя логические состояния входов и выходов триггеров.

Микросхемы и транзисторы автомата питаются от блока, состоящего из трансформатора Т1, мостового выпрямителя на диодах VD5—VD8 и стабилизатора напряжения на стабилитроне VD9 и транзисторе VT1. Для питания анодных цепей тринисторов, а значит ламп гирлянд, применен также мостовой выпрямитель на мощных диодах VD1—VD4.

Понижающий трансформатор может быть готовый или самодельный мощностью 3 ... 5 Вт с напряжением на вторичной обмотке 9... 10 В. Вместо диодов КДЮ5Б подойдут Д226 с любым буквенным индексом, вместо КД203А— другие диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток, превышающий ток, потребляемый всеми гирляндами.

Вместо транзистора КТ807Б подойдут любые транзисторы серий КТ8Г5, КТ817, остальные транзисторы могут быть любые из серии КТ315, но желательно с наибольшим коэффициентом передачи тока. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125, переменный R2—СП-1 или другой, оксидные конденсаторы—К50-6, остальные — любые малогабаритные.

Часть деталей автомата монтируют на плате (рис. 104) из фольгирован-ного стеклотекстолита. Детали блока питания и тринисторы устанавливают на одной-двух отдельных платах из изоляционного материала и монтируют навесным способом. Платы устанавливают внутри корпуса, на лицевой панели которого крепят органы управления -— переменный резистор, переключатель, кнопки. На задней стенке могут быть размещены держатель предохранителя с пре~ дохранителем и сетевые розетки для подключения гирлянд.

Максимальная мощность, потребляемая гирляндами, может достигать 1 ... 2 кВт, но в этом случае придется установить тринисторы и мощные диоды на радиаторы. В случае же использования гирлянд мощностью до 100 Вт каждая можно обойтись без радиаторов и применить менее мощные тринисторы КУ201К, КУ201Л.

Если при проверке автомата (в налаживании он, как правило, не нуждается) какая-либо из гирлянд не будет зажигаться, следует уменьшить сопротивление резистора (но не более чем вдвое) в цепи управляющего электрода соответствующего тринистора. Нужную частоту переключения гирлянд подбирают точнее конденсатором С1 и резистором R3.

В другом аналогичном по назначению устройстве нет ни одного переключателя, поскольку световые эффекты сменяются автоматически. Как и в предыдущем варианте, автомат (рис. 105) рассчитан на управление четырьмя гирляндами ламп (ELI—EL4), правда, мощностью до 100 Вт каждая. Во время работы автомата гирлянды поочередно зажигаются, создавая эффект «бегущие огни» (конечно, при определенном взаимном расположении ламп, о чем было сказано ранее), поочередно гаснут, включаются попарно, зажигаются все вместе или также вместе гаснут. Одним словом, автомат позволяет разнообразить режим работы гирлянд.

На элементах DD1.1—DD1.3 собран генератор импульсов, частоту следования которых, а значит, продолжительность работы гирлянд, можно изменять переменным резистором R2. Импульсы генератора подаются на регистр сдвига DD4, а также на делитель частоты DD2 — он определяет продолжительность работы автомата в том или ином режиме переключения гирлянд.

С делителя частоты сигнал поступает на счетчик DD3, управляющий регистром сдвига. Благодаря соединению выходного вывода 10 с входным 1 регистр сдвига превращается в кольцевой.

Через каждые 64 импульса, поступающих с генератора на вход делителя DD2, на его выходе (вывод 7) появляется отрицательный импульс, который

переводит счетчик в другое состояние. Этот же импульс инвертируется элементом DD1.4 и в положительной полярности поступает на вывод 6 регистра, разрешая запись в регистр информации с выходов счетчика. Информация записывается импульсами, поступающими с генератора на вывод 8 регистра.

После следующих 64 импульсов регистр переходит из режима записи в режим сдвига. Записанная информация будет сдвигаться импульсами, поступающими с генератора на вывод 9 регистра.

Иначе говоря, после каждой пачки импульсов на выходах регистра будет изменяться сочетание сигналов, управляющих через развязывающие каскады на транзисторах VT1—VT4 и тринисторы VS1—VS4 гирляндами ламп.

Транзисторы, резисторы и конденсаторы могут быть таких же типов, что и в предыдущем автомате. Диодный блок КЦ405А можно заменить любым другим блоком из серий КЦ412'—КЦ405, рассчитанным на обратное напряжение не ниже 300 В, либо четырьмя диодами на такое же напряжение и выпрямленный ток не менее 0,5 А. Микросхему К155ИЕ5 допустимо заменить на К155ИЕ2, но при монтаже ее выводы 6, 7 следует соединить с общим проводом (минус источника питания).

Часть деталей автомата смонтирована на плате (рис. 106) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. При его отсутствии можно воспользоваться односторонним фольгированным материалом, а соединения со стороны деталей выполнить монтажным проводом в изоляции. Тринисторы и выпрямительный блок (или диоды), а также детали выпрямителя на 5 В могут быть расположены на отдельной плате и смонтированы навесным способом.

Налаживание автомата сводится к подбору резисторов (если это пона* добится) в цепи управляющих электродов тринисторов для надежного открывания их и зажигания гирлянд.

Число световых эффектов можно увеличить, несколько доработав автомат, Так, введение всего одного инвертора (рис. 107) и переключателя SA1 позволит разнообразить световые вспышки гирлянд. Когда подвижный контакт переключателя установят в нижнее по схеме положение, то при одних состояниях счетчика DD3 гирлянды начнут поочередно зажигаться и гаснуть, а при других — зажигаться хаотически.

А добавление к инвертору микросхемы K155JIP1 (рис. 108) внесет большее разнообразие вспышек. Теперь в зависимости от состояния первого триггера счетчика DD3 (вывод 12) информация с вывода 10 регистра будет поступать на его вход либо в прямом, либо в инвертированном виде. Когда на выводе 5 микросхемы DD6 логическая 1, а на выводе 3 — логический 0, сигнал с выхода регистра инвертируется дважды, и автомат работает в первоначальном варианте. С последующим импульсом со счетчика DD2 уровни логических сигналов на выводах 3 и 5 микросхемы DD6 меняются на противоположные, появляются два новых световых эффекта.

При введении указанных доработок чертеж платы придется изменить.