Схема управления свечением двух светодиодных RGB-гирлянд

Моя идея состоит в том, чтобы две RGB-гирлянды переключались, но пока горят, меняли свой цвет 7-ю градациями. Было решено просто собрать две такие схемы, и организовать их зависимое переключение. В результате получилась схема, показанная на рисунке здесь.

В качестве гирлянд используются две светодиодные RGB-ленты на напряжение 12V, состоящие из светодиодов красного, зеленого и синего цветов Светодиодная лента длиной два метра при питании от источника напряжением 12V потребляет ток около 3-4А.

Благодаря своей трехцветности лента может менять цвет. Если состояния её трех светодиодных цепей будут только «включено» и «выключено», то получается семь цветов, не считая выключенного состояния, когда ток отсутствует.

Если входы RGB-ленты подключить к выходам трех разрядов двоичного счетчика, через соответствующие ключи то лента будет восемью градациями менять цвет от черного (все погашены) до белого (все горят), и повторяться это будет циклически.

А для переключения двух RGB-лент используется дополнительный RS-триггер.

Принципиальная схема

Схема состоит из двух счетчика со встроенными мультивибраторами на микросхемах D1 и D2, выходных ключей на мощных полевых транзисторах, и RS-триггера на микросхеме D3.

Рис. 1. Принципиальная схема контроллера для управления свечением двух светодиодных RGB-гирлянд.

Скорость воспроизведения светового эффекта зависит от частот генерации встроенных мультивибраторов счетчиков D1 и D2. Частота генерации схемы на D1 зависит от конденсатора С2 и сопротивления последовательно включенных резисторов R2 и R3. Переменным резистором R2 можно регулировать частоту, при этом будет изменяться скорость переключения.

Частота генерации схемы на D2 зависит от конденсатора C3 и сопротивления последовательно включенных резисторов R5 и R6. Переменным резистором R6 можно регулировать частоту, при этом будет изменяться скорость переключения. Таким образом, скорость переключения цвета каждой RGB-ленты регулируется отдельно. Это позволяет сделать так, чтобы, например, одна лента переключалась медленнее другой.

В данной схеме, в отличие от первоисточника, используются другие выходы микросхемы CD4060. Это вызвано тем, что необходимо получить 4-х разрядный двоичный код, но у микросхемы CD4060 нет выхода «1024».

Поэтому чтобы получить 4-разрядный двоичный код пришлось взять выходы «64», «128», «256», «512», что потребовало понижения частоты встроенного мультивибратора, путем увеличения емкости частотозадающего конденсатора (С2 и C3, соответственно).

Для управления RGB-лентами снимается двоичный трехразрядный код с трех старших разрядов счетчиков. Поскольку мощности выходов микросхем недостаточно, они усилены каскадами на VT1-VT6/

Схема может работать только с RGB-лентами, у которых общий плюс. Общий плюс RGB-лент подключается к точке VРР, а цветовые выводы, соответственно к точкам R1, G1, В1 и R2, G2, В2.

Порядок подключения цветовых выводов гирлянды можно изменить, это повлечет за собой изменение последовательности шести цветов, а диапазон останется прежним -от черного до белого (таким образом, всего восемь цветов).

RS-триггер на D3 переключает узлы на микросхемах D1 и D2, блокируя их поочередно подачей логической единицы на вход обнуления. Вот как это происходит. Допустим, в исходном состоянии триггера на выходе элемента D3.1 логи ческая единица, а на выходе D3.2 - ноль. В таком состоянии работает микросхема D1, а микросхема D2 удерживается в нулевом состоянии.

При этом работает RGB-лента, подключенная к стокам полевых транзисторов VТ1-VT3. Как только лента отработает все свои градации, она гаснет и на выводе 15 D1 появляется логическая единица. Эта единица приходит на вывод 1 D3.1 и переключает RS-триггер в противоположное положение.

Теперь логическая единица поступает на вывод 12 D1, удерживая микросхему D1 в нулевом положении, а нуль поступает на вывод 12 D2, позволяя микросхеме D2 работать. При этом работает RGB-лента, подключенная к стокам полевых транзисторов VТ4-VТ6. Как только эта лента отработает все свои градации, она гаснет и на выводе 15 D2 появляется логическая единица.

Эта единица приходит на вывод 6 D3.2 и переключает RS-триггер в исходное положение. Далее все повторяется.

Детали

Источник питания должен обеспечивать на своем выходе стабильное напряжение 12V при допустимом токе не ниже 10А. Монтаж выполнен на печатной плате, сделанной из двух печатных плат, показанных на рисунке 2 статьи из Л1.

Плата представляет собой двухкартный перенос доработанного рисунка дорожек на одну основу вдвое большего размера. Дополнительно сделано место под микросхему D3. Рисунок печатной платы здесь не приводится.

Вместо транзисторов IRLU024N можно применить другие полевые ключевые транзисторы с максимальным током стока не ниже 10А. Например, IRFZ44, 2SK2782, IRFU4105, и другие.

Польских В. А. РК-11-2018.

Литература: 1. Мурзин Ф. Э. - Автомат управления RGB-гирляндой. РК-11-2015.

Исправленные ошибки (спасибо Валентину):

1. У D1, D2 два вывода с номером 10. Правый по схеме в соответствии с datasheet на CD4060B должен иметь номер 13.
2. Обозначения R4, R5, R6 присутствуют в схеме два раза.

2 1244 Освещение

освещение Новый Год гирлянды гирлянда светодиод светодиодная лента LED

Комментарии (1):

Вариант печатной платы, перечень элементов - Скачать.