ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОВЫМИ ЭФФЕКТАМИ

April 26, 2015 by admin Комментировать »

И. Звейниекс

Этот пульт управления вместе с источниками света может использоваться для декоративного светодинамичного оформления дискотек, сцены на концертах эстрадных ансамблей и т. п. Он объединяет в себе цветомузыкальное устройство (ЦМУ), имеющее четыре канала цвета и один фона, и шестиканальный многопрограммный переключатель светоустановок.

ЦМУ может работать как в режиме частотного анализа входного сигнала фильтрами, так и в режиме пятиканального светорегулятора. Мощность подключаемых источников света может достигать 3 кВт на канал.

Переключатель светоустановок имеет некоторые особенности, которые выгодно отличают его от ранее описанных в радиолюбительской литературе. У него достаточно развитая система синхронизации музыки со световыми комбинациями и частотой их переключения, предусмотрен режим автоматической смены программы. Но программу можно выбрать и вручную. Регулятором яркости легко установить необходимую яркость свечения излучателей. Кроме того, можно получить эффект «бассинхронизации» по яркости (зависимость яркости от узкополосного низкочастотного сигнала).

Работу всех каналов цветомузыкального устройства и переключателя светоустановок контролируют по светодиодным индикаторам, размещенным на передней панели пульта. Система управления гальванически развязана от сети напряжением 220 В, что обеспечивает безопасность работы с установкой, исключает возможность выхода из строя микросхем при повреждении тиристоров.

Цветомузыкальное устройство (рис. 1) состоит из входного узла, каналов фона и цвета, на выходе которых включены узлы управления симистором, генератора прямоугольных импульсов (рис. 2), формирователя сетевых синхроимпульсов (рис. 3), пяти симисторов и пяти источников света.

На входе ЦМУ включен истоковый повторитель на транзисторе VT1, позволивший получить

Рис. 2. Принципиальная схема генератора прямоугольных импульсов

Рис. 3. Принципиальная схема формирователя сетевых синхроимпульсов высокое входное сопротивление. В этом каскаде происходит суммирование выходных напряжений левого и правого стереоканалов источника сигнала.

Операционный усилитель (ОУ) DA1 усиливает пришедший на него сигнал примерно до 3 В. Затем он подается на общий регулятор уровня в каналах цвета (переменный резистор R9) и на регулятор уровня в канале фона (R14). Переменными резисторами R10 — R13 индивидуально регулируют уровень в каждом канале цвета. С вывода 10 микросхемы DA1 сигнал подается также на узел синхронизации многопрограммного переключателя.

Фильтры разделения частот в каналах цвета выполнены по идентичной схеме на операционном усилителе. Чтобы получить лучшее разделение, в каждом канале цвета последовательно включены по два фильтра. Частота их настройки зависит от емкости конденсатора CF. В канале 80 Гц его емкость 6800 пФ, 1 кГц — 510 пФ, 3 кГц — 180 пФ, 12 кГц — 47 пФ.

За фильтрами следует выпрямитель-компрессор, выполненный на операционном усилителе (в канале 80 Гц это DA5). Здесь происходит формирование управляющего напряжения отрицательной полярности и согласование динамического диапазона музыкального сигнала с динамическим диапазоном ламп накаливания.

Напряжение, поступающее с регулятора уровня в канал фона, выпрямляется диодом VDI и ограничивается по амплитуде диодом VD2 на уровне 0,7 В. Операционный усилитель DA3 усиливает сигнал до уровня, необходимого для закрытия канала фона во время поступления этого сигнала на вход цветомузыкального устройства.

На микросхеме DD1 и транзисторе VT2 в канале фона выполнен узел управления симистором. Аналогичные узлы есть и в остальных каналах. О принципе работы этого узла подробно сказано в журнале «Радио» № 7 за 1980 г. на с. 22—23. Переменным резистором R45 управляют яркостью свечения ламп в режиме светорегулятора.

Для индикации работы канала служит каскад на биполярном транзисторе VT3 и светодиод HL1.

Основой многопрограммного переключателя светоустановок (рис. 4) является сдвиговый регистр, собранный на микросхемах DD8 — DD10. Для записи нужной световой комбинации в регистр служат матрица постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), выполненная на диодах VD10— VD41, и кнопки SB11 — SB18. При нажатии любой из них на входы R микросхем DD8 — DD10 поступает уровень логического 0 и ранее записанная в регистре программа стирается. Через диоды матрицы, в соответствии с выбранной программой, на входы регистра также подается уровень логического 0 и записывается новая программа. Чтобы сначала происходило стирание, а потом запись программы, в регистр введены конденсаторы С19 — С24, обеспечивающие’ необходимую временную задержку. Число программ, записываемых в ПЗУ, для шестиканального переключателя 10—12.

Система автоматической смены программы выполнена на триггере DD11.2 и элементах DD4.1 и DD4.2. Она представляет собой коммутатор режимов «Сдвиг» и «Счет». Коммутатор управляется импульсами с генератора или с блока «бас-синхронизации». При каждом переключении триггера DD11.2 сигнал обратной связи, поступивший на вход D микросхемы DD8.1, меняет логический уровень на противоположный. При этом меняется и световая комбинация. Получаемые световые эффекты зависят от частоты смены программ и сдвига информации по регистру. Особенно эффективен режим работы, когда сменой программ управляет сигнал из узла «бас-синхронизации», а частота сдвига засинхронизирована по среднему уровню сигнала (нажаты кнопки SB1, SB19, SB3). В таком режиме каждому музыкальному произведению соответствует своя комбинация динамически меняющихся световых эффектов.

Узел «бас-синхронизации» (рис. 5) состоит из фильтра на операционном усилителе DA6, настроенного на частоту примерно 80 Гц, и формирователя импульсов на элементах DD4.3, DD4.4. Оптрон U8 служит для «очистки» выделенного фильтром сигнала от оставшихся среднеи высокочастотных составляющих, способных вызвать срабатывание формирователя импульсов. При работе установки переменным резистором R66 добиваются загорания светодиода HL8 при каждом ударе большого барабана в музыкальном сигнале.

Блок синхронизации по среднему уровню сигнала содержит повторитель напряжения на операционном усилителе DA7, который нагружен на оптрон U9. В последнем лампа накаливания заменена на светодиод АЛ108А. Применение оптрона с лампой накаливания нежелательно из-за ее инерционности. Фоторезистор оптрона кнопочным переключателем SB19 может включаться в цепь регулировки частоты тактового генератора 1 (рис. 5) вместо резисторов R78, R79. Таким образом звуковой сигнал будет управлять частотой генератора. Уровень синхронизации регулируют переменным резистором R72.

Тактовые генераторы (см. рис. 4) выполнены по идентичным схемам на двух транзисторах и двух инверторах (рис. 6). Первый генератор вырабатывает тактовые импульсы для сдвигового регистра. Второй — работает в системе автоматической смены программы. Третий — управляет коммутатором реверса, собранным на триггере DD11.1 и элементах 2И-НЕ микросхем DD2, DD3, DD12. Направление сдвига света можно менять и вручную кнопками SB7 и SB8. Микросхемы коммутатора реверса нагружены на светодиоды, индицирующие работу узла, и оптроны гальванической развязки.

Регулятор яркости выполнен на динисторе VS1. Он формирует импульсы, которые через резисторы оптронов гальванической развязки поступают на управляющие выводы тринисторов. Яркость свечения ламп излучателей определяется сдвигом по фазе управляющих импульсов относительно сетевой частоты, который можно регулировать с помощью переменного резистора R57. Параллельно этому резистору включен оптрон U7, управляющий яркостью в режиме «бас-синхронизации». Уровень сигнала «бас-синхронизации» по яркости регулируют переменным резистором R65.

Блок питания (рис. 7) обеспечивает узлы пульта стабилизированными напряжениями ±12 В (для операционных усилителей) и ±5 В (для цифровых микросхем).

Все постоянные резисторы, примененные в данном устройстве, кроме R56,— ВС-0,125, R56—

МЛТ-0,5, переменные резисторы R9 — R14 — СПЗ- 23а, остальные — СП4-1. Все конденсаторы — оксидные К50-6, С19 — С24 — КМ-5.

Рис. 4. Принципиальная схема многопрограммного переключателя светоустановок

Рис. 7. Принципиальная схема блока питания

Рис. 6. Принципиальная схема тактового генератора

Рис. 9. Внутренний вид пульта управления

Рис. 8. Внешний вид пульта управления

Вместо транзисторов КТ315Б можно использовать любые транзисторы из этой серии. Транзисторы КТ3107А можно заменить на КТ361 с любым буквенным индексом: К.Т815А, К.Т815Б — на другие из серии КТ815 или КТ817, КТ961 с любым буквенным индексом; К.Т814Б — на другие из этой же серии, а также на КТ816, КТ626 с любым буквенным индексом. Вместо диодов Д9Б можно применить любые германиевые диоды (маломощные). Светодиод АЛ108А заменим на АЛ310А, АЛ307А, АЛ307Б.

Трансформатор питания выполнен на магнитопроводе Ш16X25. Обмотка I содержит 2750 витков провода ПЭЛ 0,1, II, III — по 187 витков провода ПЭЛ 0,25, IV — 100 витков провода ПЭНП 0,72. Трансформаторы TI — Т5 намотаны на ферритовом (МН2000) кольце (типоразмер Κ10χ6χ5). Обмотки содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,25.

Катушка L1 содержит 50 витков провода ПЭВ 0,35, намотанных на магнитопроводе типоразмера КЮХ6Х5 из феррита 2000НМ.

Внешний вид пульта управления световыми эффектами показан на рис. 8, внутренний — на рис. 9. Корпус сделан из двух панелей управления электропроигрывателем «Мелодия-103». В обеих половинах корпуса аккуратно отрезаны боковые стенки, а сами они склеены вместе клеем ПС. Лицевая панель сделана из дюралюминия. Нижняя крышка изготовлена из такого же материала и используется как теплоотвод для симисторов К58 — VS12 и тринисторов VS2 — VS7, которые прикреплены к нему через слюдяные прокладки. Транзисторы VT8, VTU, VT12 через изолирующие лавсановые прокладки закреплены на алюминиевом шасси.

Налаживание устройства начинают с блока питания. Для получения одинаковых напряжений плюс 12 и минус 12 В может потребоваться подбор резисторов R82 и R87. Цифровая часть при правильной сборке начинает работать сразу. Резистором R25 и соответствующим в других узлах управления симистором добиваются одинакового диапазона регулировки яркости во всех каналах ЦМУ.

Глубину компрессирования сигнала устанавливают подстроечным резистором R38. В связи с разбросом параметров динисторов КН102А необходимо подобрать резистор R56, чтобы обеспечивалась плавная регулировка яркости. В случае необходимости получения полной яркости от ламп излучателей тринисторы КУ202Н следует заменить на симисторы КУ208Г или включить в устройство мостовой выпрямитель на диодах Д246А.

Шесть каналов — это минимальное число каналов, при котором эффективны подобные устройства. Сохраняя принцип построения аппарата, можно довести число каналов до 8—10, что позволит увеличить и количество световых комбинаций.

Конструкция светоизлучателей зависит от фантазии и возможностей конструктора. Это могут быть различные гирлянды, табло с фигурами разбегающихся колец, вращающихся лучей, с помощью диодных дешифраторов возможно получение нескольких эффектов на одном табло, получение различного орнамента. Мощность нагрузки каждого канала переключателя светоустановок не должна превышать 1 кВт.Глава III.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты