Новорічні свята наступають як завжди несподівано і приносять з собою багато приємних клопотів. Пора задуматися про подарунки, в першу чергу дітям, для дорослих накрити стіл, підібрати гарну музику і обов'язково поставити ялинку, яку народити, щоб гостям було весело і затишно. І перше, що належить повісити на ялинку це, звичайно, ялинкові гірлянди. Всі інші іграшки, як правило, вішаються після гірлянд. Далі буде розказано про пристрій самих різних найрізноманітніших новорічних гірлянд - старих і сучасних.
У давні часи, коли не було електрики, а Новий рік вже святкували, на ялинці запалювали спеціальні новорічні свічки. Така прикраса було дуже пожежонебезпечним. Але ці часи вже пройшли, все стали користуватися електричними гірляндами.
Це були звичайні маленькі лампочки від кишенькового ліхтаря або від підсвічування шкали в радіоприймачі, з'єднані послідовно. З таких лампочок гірлянди робилися ентузіастами переважно своїми руками. Просто брали в руки паяльник, хто, звичайно, вмів ним користуватися, брали провід і лампочки, і через деякий час новорічна гірлянда вже висіла на ялинці.
Трохи пізніше новорічні гірлянди стали випускатися промисловим способом. У хід пішли різної конструкції малогабаритні патрони для ламп та кольорові плафони різної форми. Іноді плафони робилися прозорими, а офарблювалися самі лампи.
Але спокійно дивитися на світиться новорічну гірлянду якось невесело, хочеться, щоб душа розгорнулася. Мабуть, цьому сприяє якесь миготіння гірлянди. В цілому миготлива гірлянда приваблює своєю красою, і навіть очікуванням якогось дива або сюрпризу. Якщо ж гірлянд буде кілька, то можливо отримати різні світлові ефекти, наприклад, біжить вогонь, що біжить тінь, що біжать двійки і трійки, а також багато інших цікавих ефектів.
Основою схеми є лічильник DD2 типу К561ІЕ16, який через ключі на мікросхемі DD3 і транзисторах VT4 ... VT7 управляє чотирма світлодіодними гірляндами. Найцікавіше, що в якості генератора, що задає використовується мікросхема музичного синтезатора УМС8-01. Такі мікросхеми використовувалися колись для озвучування дитячих іграшок і музичних дзвінків: просто програвали записані в них мелодії.
Так ось в цій схемі вихідний звуковий сигнал використовується ще і для тактирования лічильника. Можна тільки здогадуватися, як будуть виглядати картини, породжені світлодіодами на тлі цього звуку. Природно, що музика теж звучить через динамік.
Якщо придивитися уважніше, схема являє сімісторний регулятор потужності, виконаний на двухбазова транзисторі КТ117А. Тільки швидкість заряду конденсатора змінюється не вручну за допомогою змінного резистора, а перемиканням окремих резисторів за допомогою лічильника - дешифратора К561ИЕ8. Для порівняння на малюнку 2 наведена схема фазового регулятора потужності з використанням двухбазова транзистора КТ117.
Малюнок 2. Схема фазового регулятора потужності
Мікроконтроллерні управління новорічною гірляндою
Малюнок 3. Схема мікроконтролерного керування новорічною гірляндою
Хоча цей контролер вже застарів і знятий з виробництва, він є однією з кращих розробок фірми Intel, в подальшому випускається фірмою Atmel. Конструкції на цьому МК ніколи не зависають, їм не потрібно сторожовий таймер. Система команд настільки хороша, що до сих пір залишається без змін, незважаючи на появу нових моделей сімейства MSC-51.
Проста світлодіодна мигалка
Малюнок 4. Схема простий світлодіодним новорічної гірлянди
Кожен канал триколірного світлодіода управляється від свого релаксационного генератора, зібраного на DB-3. Розглянемо роботу схеми на прикладі одного каналу, наприклад червоного.
Конденсатор C1 через резистор R3 заряджається від випрямляча R1, VD1 до напруги пробою динистора VS1 (32В). Як тільки динистор відкриється, конденсатор C1 розряджається через червоний елемент триколірного світлодіода, резистор R4, і динистор VS1. Далі цикл повторюється.
Червоний, зелений і синій елементи триколірного світлодіода мають свої генератори і працюють незалежно один від одного. При цьому, частота кожного генератора відмінна від іншого, тому спалахи відбуваються з різним періодом. Конструкція поміщена в прозорий корпус і може використовуватися, наприклад, в якості ялинкової верхівки. Якщо в схему додати білий світлодіод HL2, то кольорові спалахи будуть відбуватися на білому тлі.
Можна було б навести ще чимало описів конструкцій вітчизняних радіоаматорів старих або нових, поганих або хороших, але всі вони були зроблені практично в одиничних екземплярах. Сучасні ж магазини суцільно завалені електронікою, зробленої в Китаї. Навіть новорічні гірлянди і ті китайські, до того ж вони зараз нічого і не варті.
Контролер китайської новорічної гірлянди
Зовні все виглядає дуже просто. Маленька пластмасова коробочка з однією кнопкою, в яку входить мережевий шнур з вилкою, і виходять чотири гірлянди. При включенні в розетку гірлянди відразу починають по черзі показувати все світлові ефекти. Всього цих ефектів 8, про що говорять написи під кнопкою. Натисканням кнопки можна просто відразу перемикатися на бажану світлову картину.
Якщо коробочку відкрити, то всередині теж все досить просто, як показано на малюнку 5.
Тут можна розглянути всі деталі. Мікроконтролер, як завжди, виконаний у вигляді краплі чорного компаунда, біля нього кнопка управління, електролітичний конденсатор, єдиний діод і три вихідних тиристора.
На платі є місце і для четвертого тиристора, і якщо його запаяти, то вийде ще один додатковий канал. У контролері цей канал, як правило, теж прошитий. Просто наші китайські друзі заощадили на один тиристор. Ті, кому доводилося розкривати подібні блоки управління, запевняють, що в деяких коробочках запаяні всього по два тиристора. Економіка повинна бути економною! Наш, ще радянське гасло.
Незважаючи на настільки малі розміри, тиристори PCR406 мають зворотну напругу 400В, а прямий струм 0,8А. Якщо припустити, що навантаження споживає струм всього 25% від максимального, то при напрузі 220В можна комутувати потужність 220 * 0,2 = 44 (Вт).
На малюнку 6 показаний друкований монтаж, за яким можна змалювати принципову схему, що і було зроблено неодноразово. Тут можна розглянути отвори для четвертого тиристора, якраз того, на якому заощадили.
Економія також торкнулася діодного моста: замість чотирьох діодів на цій платі використовується тільки один. А все інше відповідає схемі, показаної на малюнку 7.
Напруга мережі випрямляється доданими мостом VD1 ... VD4 і через резистор R1 подається на 10 вивід мікроконтролера. Для згладжування пульсацій випрямленої напруги сюди ж підключений електролітичний конденсатор C1. Споживання струму у мікроконтролера зовсім незначне, тому в подальшому замість моста з чотирьох діодів китайці вирішили обійтися одним.
Невелике зауваження з приводу збільшення надійності всієї схеми в цілому. Якщо паралельно конденсатору C1 підпаяти стабілітрон з напругою стабілізації 9 ... 12В, то ймовірність виходу з ладу МК або просто вибухів тиристорів зменшиться набагато.
Заслуговує на особливу увагу резистор R7 підключений до висновку 1 мікроконтролера прямо від кабелю. Це зроблено для синхронізації з мережею, щоб здійснювати фазовий регулювання потужності. Саме це працює в той час, коли лампи гірлянд плавно запалюються або гаснуть.
На правій стороні мікроконтролера розташовані виходи управління тиристорами і кнопка управління, про яку йшлося вище. Тиристори включаються в момент, коли на відповідному виході МК з'являється високий рівень, тоді і запалюється відповідна гірлянда.
Іноді потрібні новогодіне гірлянди великої потужності, від декількох сотень ват і вище. В цьому випадку розглянуту схему можна використовувати в якості «мізків», досить просто доповнити її потужними сімісторний ключами. Як це зробити, показано на малюнку 8.
Малюнок 8. Схема новорічної гірлянди більшо потужності
Тут слід звернути увагу на те, що харчування МК здійснюється від окремого джерела гальванічно розв'язаного з мережею.
У них використовується той же самий контролер з однією кнопкою, ті ж тиристори, тільки замість лампочок гірлянди складаються з світлодіодів трьох або чотирьох кольорів. Кожна гірлянда містить не менше 20 світлодіодів з струмообмежуючими резисторами.
Причому конструкція такої гірлянди, просто китайська загадка: в першій половині гірлянди до кожного світлодіоду припаяний резистор, а решта десять штук, просто з'єднані послідовно. Знову ж економія відразу в десять резисторів.
Таку конструкцію можна, мабуть, пояснити технологією виробництва. Наприклад, на одній лінії збирають першу половину, яка з резисторами, а на іншій лінії без резисторів. Потім залишиться тільки з'єднати дві половини в одне ціле. Але це тільки здогад.
Залишається сподіватися, що все у Вас в порядку, принаймні з новорічними гірляндами. Тому, наряджайте ялинку, накривайте святковий стіл, запрошуйте гостей, зустрічайте Новий рік. З Новим роком, товариші, друзі, панове! Це кому як більше подобається.