Выходные каскады на 230В с опторазвязкой для светодинамического устройства


В радиолюбительской литературе широко представлены различные варианты светодинамических установок (СДУ). В большинстве своем их можно разделить по принципу работы на две различные группы: это или переключатели гирлянд (фонарей), работающие от тактового генератора по определенной программе (в простейшем случае - бегущие огни), или цветомузыкальные устройства, подключаемые к источнику звукового сигнала и использующие принцип частотного разделения по каналам. Тактовый генератор устройств первой группы также возможно синхронизировать с источником музыкального сигнала, но все равно, по своему принципу - это переключатели.

Многие из устройств обеих групп имеют сходство в том, что лампы накаливания, рассчитанные на напряжение сети, в них коммутируются тринисторами или симисторами.

При изготовлении любительской СДУ едва ли не самой большой частью по объему работ и материалоемкости является экран или выходное оптическое устройство.

Принципиальная схема

В данной конструкции выходное оптическое устройство объединено в один блок с выходными трини-сторными каскадами. Вход управления гальванически развязан от электрической сети оптопарами.

Данное устройство можно использовать с очень многими переключателями и цветомузыкальными приставками, описанными в литературе, например, [1-4], и открывает широкий простор для экспериментов.

Принципиальная схема светодинамического устройства

Рис. 1. Принципиальная схема светодинамического устройства.

Например, фильтры ЦМУ на практике удобнее подключать не к силовому выходу УЗЧ, а к линейному, усилив сигнал перед фильтрами внутри приставки. То же касается синхронизации тактового генератора СДУ.

Вместо монофонической четырехканальной ЦМУ к данному устройство можно подключать стереофоническую двухканальную, и т.д. Устройство имеет 4 идентичных световых канала с общим диодным мостом и регулятором мощности (рис. 1). От диодного моста пульсирующим током питаются силовые и управляющие цепи тринисторов.

Переключателем SA2 можно скачкообразно регулировать максимальную мощность на лампах - в левом по схеме положении 100% от номинальной, в правом - 50% от номинальной. Регулятор мощности используется для обеспечения подкала - такого режима, при котором при отсутствии управляющего сигнала нити ламп едва светятся. Регулятор собран по известной фазоимпульсной схеме.

Режим подкала включается переключателем SA1, мощность плавно регулируется потенциометром R1. Диоды VD2, VD4, VD6, VD8 служат для исключения влияния конденсаторов С1 ...С4 на динисторы оптронов. Оптроны U1...U4 служат для включения тринисторов внешним сигналом.

При плавном увеличении напряжения на входных светодиодах оптронов, но не от нуля, а от некоторого значения, мощность на выходных лампах может изменяться от 50 до 100%.

При токе около 3 мА на входных светодиодах оптронов лампы полностью включаются. При этом падение напряжения на входных светодиодах составляет 1,06-1,07 В.

Резисторы R2, R7, R12, R17 ограничивают максимальный ток через входные светодиоды, а диод VD10 защищает их от переполюсовки. Вход устройства можно подключать непосредственно к выходам микросхем или транзисторов (рис. 2). Для данного типа оптронов ток через входные светодиоды не должен превышать .55 мА [5].

Схемы подключения входа устройства к выходам микросхем и транзисторов

Рис. 2. Схемы подключения входа устройства к выходам микросхем и транзисторов.

Если устройство работает в противофазе (вместо бегущего огня наблюдается бегущая тень), следует входные светодиоды подключить не к прямым, а к инверсным выходам микросхем или наоборот, или установить инверторы.

Переключателем SA3 можно оперативно отключить источник сигнала и управлять зажиганием ламп вручную кнопками SB1...SB4 соответствующих цветов.

Резисторы R5, R10, R15, R20 служат для введения выходных динисторов оптронов в рабочий режим (при открывания). Без них оптроны не срабатывают [6]. В устройстве в экспериментальном порядке были применены тринисторы Д235Б.

Это не совсем корректно, потому что по паспорту максимальное напряжение на закрытом тринисторе такого типа не должнопревышать 100 В, а в данной схеме оно чуть больше 200 В.

Но такие тринисторы управлятся небольшим током - 2-3 мА, и большинство из них может длительно работать в данной схеме (в ходе экспериментов вышел из строя один тринистор, который был заменен однотипным, работающим до сих пор). Для повышения надежности в схему введены элементы VD3, R6 по аналогии с [7], где также были применены тринисторы на пониженное напряжение.

Если есть возможность, лучше применить КУ201Ж-КУ201Н или другие тринисторы с небольшим током управления на напряжение от 200 В и ток от 0,3 А. Тогда элементы VD3, R6 не понадобятся.

Применить тринисторы серии КУ202 можно, но нежелательно, так как они открываются при токе через управляющий электрод около 20 мА, то есть, сопротивление резисторов R4 придется снизить примерно до 10 кОм, при этом на них во включенном состоянии будет рассеиваться мощность около 4 Вт на каждом.

Придется уменьшить сопротивления R1, R3, R8, R13, R18, что также повлечет увеличение рассеиваемой мощности и нагрев устройства в целом.

Налаживание устройства сводится к подбору сопротивлений R3, R8, R13, R18 так, чтобы при вращении потенциометра R1 яркость на лампах всех каналов изменялась одинаково.

Эти сопротивления могут быть ориентировочно в пределах 50-150 кОм. В качестве ламп применены миньоны с цоколем Е14 по 40 Вт. Как уже говорилось, данное устройство можно использовать со многими фильтрами и детекторами ЦМУ, описанными в литературе, но многие из них имеют 3, а не 4 частотных канала.

При использовании с данным устройством следует в ЦМУ сделать 2 среднечастотных канала - схему фильтра можно оставить, как в оригинале, а емкости конденсаторов фильтра в низкочастотном СЧ канале несколько увеличить по сравнению с исходной, а в высокочастотном СЧ канале - уменьшить (подбирается экспериментально). Считается, что 4-канальное ЦМУ дает лучший визуальный эффект.

Конструкция цветомузыкальной установки

Рис. 4. Конструкция цветомузыкальной установки.

Само оптическое устройство выполнено в виде деревянной рамы, на которой подвешены 4 плафона из цветного стекла, которые во многом определили его облик (рис. 4). Все детали, кроме ламп с патронами, размещены в корпусе из изоляционного материала с внутренними размерами 185x55x45 мм, соединенном с лампами жгутом длиной 2 м из 5 проводов в двойной изоляции.

Конечно, конструкция может быть и совсем иной - это может быть набор из 4 прожекторов со светофильтрами, цветомузыкальный экран, изготовленный, например, по рекомендациям [8], или гирлянда для новогодней елки - ее можно изготовить из лампочек для холодильника на 220 В, 15 Вт с цоколем Е14 (рис. 5).

Схема подключения ламп

Рис. 5. Схема подключения ламп.

Если в исходной ЦМУ предусмотрен канал фона, его надо вывести отдельно - обычно его рекомендуют делать фиолетового цвета. Лампы при необходимости можно окрасить пастой стержней для шариковых ручек, разведенной спиртом, желтый цвет получают анилиновым красителем для ткани, разведенным цапонлаком.

В схеме могут быть применены импортные оксидные конденсаторы, а также К50-35 или их аналоги, постоянные резисторы - МЛТ, ВС или их аналоги, диоды VD1, VD3, VD5, VD7, VD9 на 400 В, 0,3 А, диоды VD2, VD4, VD6, VD8, VD10 -из серий Д219, Д220 или другие импульсные на напряжение от 50 В, VD11 - диодный мост на 400 В, 1 А или 4 диода с аналогичными параметрами.

Потенциометр R1 - СПО на 2 Вт или другой. Его можно заменить последовательно соединенными резистором на 22 кОм, 2 Вт и потенциометром на 22 кОм, 2 Вт. SA1, SA3 - тумблеры МТ-1, SA2 - ТВ2-1.

Гнездо XS1 -типа СГ5 (широко использовалось в советской БРЭА). Оптроны могут быть также АОУ10ЗБ или другие тиристорные (симисторные) на соответствующее напряжение и ток.

При монтаже следует особое внимание уделить хорошей электрической изоляции входных цепей оптронов от элементов схемы, гальванически связанных с сетью.

Аналогичное по функциональности устройство можно собрать и на более современной элементной базе, использовав, например, симисторы и оптосими-сторы, диодный мост в таком случае можно будет исключить, а номиналы резисторов и конденсаторов, возможно, придется подкорректировать.,

А.Браницкий. г. Минск. РМ-04-17, 05-17.

Литература:

  1. А. Медведев. Переключатель световых эффектов. - Радио, 1986, №4, с. 49-52.
  2. О. Желюк. Программируемый переключатель гирлянд. - Радио, 1986, №11, с. 55-57
  3. В. Янцев. Звуковая палитра. - Юный техник, 1991, №5, с. 74-76.
  4. Б. Иванов. Цветомузыкальная установка. - Юный техник, 1981, №11, с. 75-79.
  5. Оптроны и оптронные микросхемы на основе фототиристора. - Радио, 1983, №9, с. 57-60.
  6. Л. Винокуров. Регулятор повышенной мощности. - Радио, 1993, №12, с. 10.
  7. Г. Алексеев, Н. Васильев. Цветомузыкальная приставка на тиристорах. - В помощь радиолюбителю, 1973, №42, с. 7-72.
  8. И. Ефимов. На экране - симфония цвета. - Юный техник, 1980, №10, с. 70-75.

1 655 Освещение
цветомузыка звук освещение
Написать комментарий:

cashback