Описание простой схемы управления светодиодными гирляндами.

Сейчас купить новогоднюю гирлянду вместе с контроллером проблем не составляет: в продаже имеется достаточное количество «мигалок» китайского производства.

Казалось бы, пошел, купил и все. Но будет куда приятнее, если гирлянда создана собственными руками. Она поможет оживить старые гирлянды, доставшиеся от бабушек и дедушек вместе со старыми елочными украшениями.

Такое устройство управления (контроллер, автомат световых эффектов) собрать совсем не сложно. Достаточно изготовить печатную плату и запаять в нее несколько деталей.

В разработке устройств управления световыми эффектами существуют три направления: микроконтроллерные системы , системы с применением РПЗУ, и устройства управления на логических микросхемах малой степени интеграции.

Бесспорно, что первые две системы обладают наибольшим количеством эффектов, а микроконтроллерные даже проще по схемотехнике (всего лишь микроконтроллер и выходные ключи), но для таких устройств потребуется написание программы. Кроме того, необходим еще программатор, работающий под управлением компьютера. Поэтому контроллер на логических микросхемах собрать по готовой схеме намного быстрее и проще, нежели два первых.

На рисунке 1 показана схема простого контроллера, управляющего работой четырех светодиодных гирлянд.

Рисунок 1. Контроллер для светодиодных гирлянд (для увеличения нажмите на рисунок).

Несмотря на простоту схемы, контроллер реализует несколько световых эффектов. Это бегущие огни в одну и другую сторону. Причем, из одной, двух и даже трех гирлянд. Включение гирлянд друг за другом по очереди, и выключение в обратном направлении. Кроме этих эффектов контроллер реализует и некоторые другие. Просто это надо увидеть, а не прочитать в статье.

Каждый эффект повторяется автоматом по нескольку раз, после чего выполняется следующая картина, не вызывая при этом утомления зрителей.

Схема не велика по объему и состоит всего из четырех микросхем, поэтому собрать ее будет несложно.

Основой устройства служит четырехразрядный сдвиговый регистр с параллельным занесением данных К555ИР16. работой сдвигового регистра управляют логические элементы DD1, DD3 и двоичный счетчик DD4 типа К555ИЕ7. «Бегущие огни» в одну сторону получаются простым сдвигом кода, хранящегося в регистре. В обратную сторону тот же эффект достигается с помощью параллельной записи в регистр его же выходных кодов и последующим их сдвигом на один разряд.

На элементах DD1.1, DD1.2 выполнен задающий генератор контроллера. При указанных на схеме номиналах конденсатора С1 и резистора R1 его частота составляет около 3…4 Гц. Изменить ее можно подбором номиналов этих деталей. Вместо R1 можно поставить переменный резистор в пределах одного – полутора килоОм. Тогда появится возможность в некоторых пределах изменять частоту вручную.

Управление гирляндами осуществляется транзисторными ключами VT1…VT4. Кроме указанных на схеме, подойдут любые транзисторы обратной проводимости малой или средней мощности, например КТ315 или КТ815.

Как было сказано выше, количество деталей невелико. Поэтому все они уместились на одной плате, чертеж которой показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Печатная плата и расположение деталей (для увеличения нажмите на рисунок).

При изготовлении платы следует обратить внимание на то, что под микросхемами DD2, DD3, DD4 имеются проволочные перемычки. Их надо не забыть установить до запаивания микросхем. Сами микросхемы можно заменить их функциональными аналогами из серий К155, КР1533 или импортными аналогами, о которых можно узнать в Интернете.

Каждая гирлянда собирается из светодиодов одного цвета. Сейчас возможно применение четырех цветов: красного, зеленого, желтого и синего. Если необходимо увеличить число светодиодов в каждой гирлянде, то следует увеличить питающее их напряжение, в нашем случае это +12В, из расчета около двух вольт на каждый добавочный светодиод. Напряжение, конечно, не должно превышать предельно допустимого для ключевых транзисторов. Сопротивление резисторов R6…R9 следует подобрать, чтобы ток через светодиоды не превышал 20…25 мА.

В качестве источника питания можно применить китайский адаптер на напряжение +12В, дополнив его интегральным стабилизатором типа 7805. Он необходим для получения напряжения +5В для питания микросхем. Так как микросхем всего четыре стабилизатор вполне может работать без радиатора.

Вместо светодиодов можно подключить симисторные ключи , тогда появится возможность применения гирлянд из ламп накаливания. Схему подключения можно найти в статье «Как подключить нагрузку к блоку управления на микросхемах». Конструктивно ключи можно выполнить на отдельной плате и подключить к контроллеру проводами. Обе платы следует разместить в одном корпусе.

Борис Аладышкин