Главная arrow Проекты arrow По группам arrow Электроника arrow Падающая звезда  
23.06.2017 г.
Главная
Проекты
Статьи
Начинающим
Архив новостей
Ссылки
Контакты
Поиск
Файлы
Форум
Карта сайта
Авторизация





Забыли пароль?
Ещё не зарегистрированы? Регистрация
Поддержи наш сайт!
Через WebMoney

 R785211844650
 Z210696637574
 E368177590409

Простые устройстваОтличные товары по превосходным ценамОтличные товары по превосходным ценам
Падающая звезда Печать E-mail
Рейтинг: / 7
ХудшаяЛучшая 
Автор ARV   
01.12.2008 г.

Близится Новый год. Настает пора позаботиться об оригинальном украшении для ёлки.

Предлагаю несложную схему, которая была опубликована год назад в журнале Радиолюбитель (надеюсь, уважаемая редакция меня простит - приоритет публикации все равно за нею). Эта схемка позводит получить световой эффект "падающей звезды". Схемное решение отличается повышенной экономичностью для числа ламп более сотни. Сложность минимальна, повторить могут даже начинающие любители электроники. Микроконтроллеры не требуются.

Бегущие огни известны всем уже много лет, и порядком поднадоели. Так же навязли в зубах различные вариации на тему бегущего огня, хочется чего-то новенького, оригинального... Предлагаю способ реализовать эффект падающей звезды: огонек быстро однократно пробегает по цепочке лампочек (или светодиодов), создавая эффект летящей искры. Вы скажете «Это известно так же давным-давно!» - но не торопитесь с выводами!

 

Предлагаемая схема позволит реализовать эффект для нескольких сотен отдельных ламп или светодиодов! Наверняка вам знакомы варианты «падающей звезды» на микроконтроллерах или логических микросхемах (скорее всего для одного-двух десятков лампочек) - прикиньте, сколько потребовалось бы проводов для поочередного включения 100 ламп?! А для предлагаемого варианта потребуется 2 провода... и если ламп будет 10, и если 100, и если 500 - все равно 2 провода... А теперь, собственно, схема:

Звено схемы
Рисунок 1. Схема основного звена


Это одно «звено» цепочки, по которой будет падать звезда. Число таких элементов, повторюсь, может быть весьма большим. Пунктиром показан вариант применения вместо светодиода лампы накаливания. Этот вариант менее предпочтителен, т.к. потребляемый лампой ток существенно больше, чем светодиода, и вследствие этого длина цепочки будет меньше (об этом далее). Контактная клемма 4* требуется только для последнего звена и то не во всех случаях, об этом так же будет сказано далее.

Об элементах схемы. Все детали желательно применить в SMD-корпусах, тогда габариты платы будут не более 10х10 мм. Резистор R3 должен иметь такой номинал, чтобы обеспечить ток через светодиод на нужном уровне. Так как вся схема рассчитана на питание от источника 15В, его сопротивление для большинства светодиодов должно быть около 1 килоома. Тип, размер, цвет и форма светодиода могут быть любыми, лишь бы рабочий ток был около 20 мА. Емкость С1 и сопротивление R2 определяют длительность свечения одного звена цепочки, т.е. в конечном счете задают скорость «падения звезды». При указанных на схеме значениях R2C1 огонек пробежит по сотне лампочек примерно за пару секунд. Конденсатор может быть и электролитическим, лишь бы миниатюрным и недорогим. А вот транзисторы должны быть не только дешевыми, но еще и обладать низким сопротивлением канала в открытом состоянии - чем меньше, тем лучше (тем длиннее может быть цепочка). Я рекомендую ориентироваться на IRLML2402 или аналогичные (сопротивление канала 0.25 Ом). Если будут применяться лампы накаливания, то они должны быть рассчитаны на напряжение питания схемы (допускается снизить напряжение питания до 12В), и иметь ток потребления, допустимый для тока транзистора VT1. Рекомендуется не применять ламы с рабочим током более 150 мА.
Вся гирлянда собирается по следующей схеме:

Схема соединения звеньев
Рисунок 2. Схема соединения звеньев


Число звеньев n в случае применения светодиодов может составлять до 500, а в случае использования ламп накаливания с током потребления 150 мА - не более 100. После нажатия (и удержания) кнопки SB на долю секунды загорится «звено» Е1, затем, после того, как оно погаснет, вспыхнет на долю секунды звено Е2, затем Е3 и т.д. до En, после чего вся гирлянда останется темной. Повторно «запустить звезду» можно отпусканием и повторным нажатием кнопки SB.

Пунктиром показано, как можно реализовать «автозапуск», т.е. кнопка SB должна быть с фиксацией - после первого ее нажатия звезда будет автоматически стартовать сразу после «падения» в конце. Однако, для этого варианта звено Е1 должно иметь немного иную схему (кстати, последнее звено тоже может быть проще - VT2 не нужен):

Схема последнего звена
Рисунок 3. Схема последнего звена


В этой схеме добавлен еще один транзистор (любой p-канальный) и выведена клемма 5 (вариант для лампы накаливания не показан). Легко видеть, что после того, как откроется транзистор VT1 в последнем звене цепочки R1 в первом звене окажется соединенным с минусом источника питания, т.е. начнется заряд C1. Когда С1 достаточно зарядится (примерно до 3В), откроется VT1 и разрядит C2 - это будет равносильно повторному запуску звезды.
Вариаций эффекта может быть множество: можно в конце цепочки подключить лампу-вспышку (не напрямую, естественно, а через реле) или какое-то иное устройство, например «пускатель» пиротехнического фонтана и т.п. Пусковую кнопку так же можно заменить каким-то автоматическим устройством...

Схема создает впечатление повышенной сложности, т.к. число транзисторов весьма велико. Однако, давайте посчитаем и проанализируем. Предположим, что необходимо реализовать эффект для 100 ламп (или светодиодов), находящихся друг от друга на расстоянии 1 м (например, для иллюминации на новогодней дискотеке). Если каждый транзистор стоит 81) рублей, 1 метр провода 50 копеек, а резисторы и конденсаторы по рублю, то на комплектацию придется потратить примерно 2600 рублей (стоимость ламп/светодиодов не учитываем). Естественно, еще придется спаять 100 платок. Кажется, что это очень дорого... Но для сравнения: если реализовывать эффект традиционными способами, т.е. тянуть к каждой лампе отдельный провод, то только на одни провода придется потратить 2500 рублей! А теперь сравните сложность монтажа стометрового пучка проводов и жалкой пары... Не забудьте еще толщину пучка в начале (это будет уже целый кабель). А схема? Думаете, она будет значительно проще и меньше по числу транзисторов? Сомневаюсь. Стоимость изготовления и монтажа сотни одинаковых плат будет соизмерима со стоимостью одной, но большой и сложной платы. А если захочется удлинить цепочку? В первом случае надо будет просто изготовить нужное количество звеньев и подключить их к концу гирлянды, а во втором придется переделывать схему управления и неизвестно как прокладывать новый пучок проводов... Кстати, при покупке такого количества транзисторов наверняка будут значительные оптовые скидки, так что 2600 рублей - это взято явно с запасом.

 

И, в заключение, об ограничениях на количество звеньев. Очевидно, что на каждое последующее звено подается напряжение, меньшее, чем на предыдущее. Разница определяется падением напряжения на канале открытого транзистора VT2. Для рекомендованного транзистора IRLML2402 сопротивление канала составляет Rdson=0,25 Ом (максимум). Таким образом, напряжение на n-ом элементе цепочки можно вычислить по простой формуле:
Un = U - Iл * (n-1) * Rdson,
где
U=15В - напряжение питания,
Iл - ток лампы или светодиода.

Если мы применяем светодиоды с током 20 мА, то на 100-ом звене у нас будет напряжение 14,5В, т.е. на каждую сотню звеньев мы теряем всего 0,5В. Чтобы яркость свечения последнего звена не была слишком низкой, надо обеспечить его питанием не меньше 12-13В, т.е. общее число звеньев может достигать 400-500. В случае ламп накаливания с током 150 мА на 100-ом звене будет уже 11,3В, т.е. последняя лампа будет светить уже заметно слабее, чем первая, поэтому использовать больше 100 звеньев в этом случае нецелесообразно.

P.S. Схема моделировалась в Proteus, что подтвердило все расчеты и ожидания.

1) Цена на компоненты и материалы взяты практически "с потолка" и намного превышают даже розничные, не говоря об оптовых.


Добавить в любимые (0) | Просмотров: 22227

  Ваш коментарий будет первым

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии.
Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.

 
« Пред.   След. »
Полезные материалы по сходным темам
BannerFans.com