Схема базового блока показана на Рис.1.
На элементах DD1.1, DD1.2 собран тактовый генератор, определяющий скорость переключения гирлянд. Импульсы с генератора поступают на двоичный счетчик DD2, на выходах которого формируется определенная последовательность сигналов, один из которых через переключатель эффектов S1 поступает на вход данных сдвигового регистра D3. На тактовые входы регистра подаются импульсы с генератора через RC цепочку, формирующую небольшую задержку около 10мс относительно импульсов поступающих на вход данных.
С выходов регистра DD3 управляющие сигналы поступают на базы транзисторов VT1-VT2, включенных по схеме с открытым коллектором. Это дает возможность подключать к ним гирлянды из произвольного числа светодиодов, как последовательно, так и группируя цепочки параллельно. Напряжение питания +U_LED, которое подается на разъем X2, выбирается исходя из числа последовательно включенных светодиодов. Сопротивления ограничительных резисторов R8-R12 рассчитывается исходя из напряжения питания +U_LED и требуемого тока через светодиоды.
Например, требуется на каждый канал включить цепочку из 10 светодиодов, для каждого из которых номинальный ток 10мА. Принимаем падение напряжения на одном светодиоде 2В (более точно можно посмотреть в справочных данных для конкретного типа). Тогда, при напряжении U_LED = 24В, сопротивление ограничительного резистора для каждого канала составит R = (24В — 2В * 10шт) / 10мА = 400 Ом. Мощность, выделяемая на этом резисторе P = 10мА * 10мА * 400 Ом = 40мВт. Источник питания светодиодов должен при этом обеспечивать минимально необходимую мощность Pист = 24В * 10мА * 4 = 0.96Вт.
Приведенный расчет является довольно приближенным, поэтому при первом включении следует измерить все напряжения и токи более точно. Кроме того необходимо учитывать ограничение максимального тока и напряжения питания максимальными данными транзисторов, которые для КТ815Г составляют 1.5А и 80В соответственно. Если большого числа светодиодов не предвидится, то транзисторы можно применить и менее мощные.
Микросхемы можно заменить сериями К555 или К1533 или импортными аналогами.
Данную схему можно усложнить, добавив узлы автоматического выбора эффектов и управления скоростью переключения Рис.2.
Для этого достаточно добавить две микросхемы, собственно переключатель DD4 К155КП5 и формирователь номера режима на счетчике DD3 К155ИЕ5. При показанном на схеме подключении каждый режим будет повторяться 8 раз, затем комбинация на выходах DD3 Q1-Q3 изменится, коммутатор DD4 переключится на следующий вход и будет повторяться следующий режим. Уменьшить число повторений можно, переключая вход С2 счетчика DD3 на выходы Q3-Q1 счетчика DD2. При этом число повторов составит 4, 2 или 1 соответственно. Увеличить это число можно включением дополнительного делителя перед входом C2 счетчика DD3. Из-за особенностей работы применяемых двоичных счетчиков число повторений будет всегда кратно степени 2, т.е. 1-2-4-8-16-32 и т.д. Для получения возможности выбора произвольного деления придется значительно усложнять схему, что в данном случае нецелесообразно.
VT2 может быть заменен на любой другой маломощный n-p-n.
Добавив всего один транзистор на вход задающего генератора и подав на него звуковой сигнал с плеера или компьютера можно получить интересный эффект управления скоростью переключения гирлянд в зависимости от уровня подаваемого звука. Для более четкого управления, возможно, придется подобрать резистор R2. VT1 не рекомендуется заменять чем-то вроде КТ315 и им подобным.
Получить более универсальное устройство поможет фрагмент схемы на Рис.3.
В этом случае можно управлять более мощными гирляндами, лампами, световыми шнурами Duralight как светодиодными так и на лапах накаливания. Достаточно только установить симисторы нужной мощности и, если необходимо, радиаторы. Оптроны типа MOC3063 имеют ток управления 5мА и встроенную схему включения в момент перехода сетевого напряжения через ноль. Последнее свойство позволяет значительно снизить коммутационные помехи при переключении мощных источников.
Все схемы были опробованы по несколько раз в разных вариациях и с разными деталями, выполнялись на макетных платах, поэтому печатная плата не разрабатывалась.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Схема базового блока, рисунок 1. | |||||||
| DD1 | Логическая ИС | К155ЛА3 | 1 | ||||
| DD2 | Микросхема | К155ИЕ5 | 1 | ||||
| DD3 | Микросхема | К155ИР1 | 1 | ||||
| VT1-VT4 | Биполярный транзистор | КТ815А | 4 | С любым буквенным индексом | |||
| С1 | Электролитический конденсатор | 500 мкФ | 1 | ||||
| С2 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | ||||
| R1 | Резистор | 51 Ом | 1 | ||||
| R2 | Переменный резистор | 2 кОм | 1 | ||||
| R3 | Резистор | 100 Ом | 1 | ||||
| R4-R7 | Резистор | 10 кОм | 4 | ||||
| SA1 | Переключатель | 1 | На шесть положений | ||||
| Х1-Х3 | Разьем | 3 | |||||
| Схема рисунок 2. | |||||||
| DD1 | Логическая ИС | К155ЛА3 | 1 | ||||
| DD2, DD3 | Микросхема | К155ИЕ5 | 2 | ||||
| DD4 | Микросхема | К155КП5 | 1 | ||||
| DD5 | Микросхема | К155ИР1 | 1 | ||||
| VT1, VT2 | Биполярный транзистор | КТ3102 | 2 | ||||
| VT3-VT6 | Биполярный транзистор | КТ815Г | 4 | ||||
| С1 | Электролитический конденсатор | 10 мкФ | 1 | ||||
| С2 | Электролитический конденсатор | 500 мкФ | 1 | ||||
| С3 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 1 | ||||
| R1 | Резистор | 100 кОм | 1 | ||||
| R2, R7 | Резистор | 3 кОм | 2 | ||||
| R3 | Резистор | 51 Ом | 1 | ||||
| R4 | Переменный резистор | 2 кОм | 1 | ||||
| R5 | Резистор | 100 Ом | 1 | ||||
| R6, R8-R11 | Резистор | 10 кОм | 5 | ||||
| R12-R15 | Резистор | 4 | Под число светодиодов в цепи | ||||
| Х1-Х4 | Разьем | 4 | |||||
| Схема рисунок 3. | |||||||
| DD1 | Микросхема | К155ИР1 | 1 | Является частью двух пред схем | |||
| VS1-VS4 | Симистор | BT134-600 | 4 | ||||
| D1-D4 | Оптопара | MOC3063M | 4 | ||||
| R1-R4 | Резистор | 470 Ом | 4 | ||||
| R5-R12 | Резистор | 360 Ом | 8 | ||||
| HL1-HL4 | Лампочка | 220 В | 4 | ||||