|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Двоканальний контролер світлового шнура типу Дюралайт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення Анотація. В даний час для зовнішньої реклами, архітектурного освітлення, світлового оформлення мостів, дизайну інтер'єрів та світлової ілюмінації широко застосовуються світлові шнури типу "дюралайт" у різних конфігураціях. Якщо доповнити такий світловий шнур нескладним цифровим контролером, можна отримати певні світлодинамічні ефекти перемикання світлового шнура. Загальні відомості. "Дюралайт" являє собою гнучкий шнур круглого (рідше прямокутного) перерізу з пофарбованого світлорозсіювального пластику (ПВХ), яким залита гірлянда з мініатюрних лампочок або світлодіодів. Світловий шнур має високі експлуатаційні характеристики: водонепроникність, удароміцність (витримує вагу до 100 кг на 2,5 кв.см), гнучкість (кут повороту до 60 град.), малим енергоспоживанням, може працювати в температурному діапазоні від -30 до + 60 градусів; ресурс світіння становить від 25000 (для лампового) до 100000 (для світлодіодного варіанта) годинника. За модифікацією світіння розрізняють такі серії лампового "дюралайту": 1. Серія фіксінг – працює в режимі безперервного свічення лампочок одного кольору. До контролера не підключається. Шнур пофарбований у певний колір, усередині звичайні безбарвні лампочки розжарювання. Ця серія поставляється у двох варіантах: міні та звичайний 2-х провідний дюралайт. Кольори: синій, білий, жовтий, оранжевий, червоний, зелений. 2. Серія чейзинг – при підключенні через контролер працює в режимі світлодинаміки одного кольору. При підключенні до мережі працює як серія фіксинг. Шнур пофарбований у певний колір, усередині звичайні безбарвні лампочки накалювання. Ця серія поставляється у варіанті 3-х провідний дюралайт. Кольори: синій, білий, жовтий, помаранчевий, червоний, зелений. 3. Серія хамелеон – при підключенні через контролер працює в режимі світлодинаміки двох кольорів. При підключенні до мережі безпосередньо працює в режимі постійного світіння двох кольорів одночасно. Шнур прозорий, усередині чергуються лампочки двох кольорів. Ця серія поставляється у варіанті 3-х провідний "дюралайт". Кольори: червоно-жовтий, жовто-зелений, червоно-зелений, червоно-синій, зелено-жовтий. 4. Серія мультичейзинг – при підключенні через контролер працює у режимі світлодинаміки чотирьох кольорів: червоний, зелений, синій, жовтий. При підключенні до мережі безпосередньо працює в режимі постійного свічення фрагментів чотирьох кольорів (по 4 лампочки одного кольору) одночасно. Шнур прозорий, усередині чергуються лампочки чотирьох кольорів (по чотири лампочки кожного кольору). Ця серія поставляється у варіанті 5-дротовий "дюралайт". Відповідно до перерахованих серій змінюється кратність різання і споживана потужність світлових шнурів. Для серії фіксінг кратність різання 1 м, для серії хамелеон та чейзинг - 2 м, для серії мультичейзінг – 4 м. Потужність "дюралайту" змінюється від 16,38 Вт/м (фіксинг, чейзинг, хамелеон) до 21,6 Вт/м (мультичейзинг). Зазвичай один кінець відрізка "дюралайта" за допомогою перехідної муфти з'єднується з мережевим шнуром, який підключається безпосередньо в мережу 220 В. На інший (вільний) кінець одягається пластикова заглушка. Відрізки "дюралайта" можуть з'єднуватися один з одним роз'ємом типу "тато-тато" і скріплюються сполучною муфтою або спеціальною термоусаджувальною плівкою. В авторському варіанті двоканальний контролер використовується для управління світловим шнуром "дюралайт" типу мультичейзинг довжиною 12 м. Лампочки червоного та синього кольорів, а також зеленого та жовтого згруповані між собою у два канали відповідно. У цьому максимальна споживана потужність становить близько 260 Вт, тобто. по 130 Вт за кожен канал. На відміну від конструкцій контролерів, доступних в Інтернеті, запропонований варіант не має обмеження за тривалістю роботи. При цьому немає необхідності під час роботи натискати будь-які кнопки, щоб повернути контролер у вихідний стан.
Принцип роботи. Схема електрична важлива контролера наведена на рис. 1. Контролер містить: два генератори, що задають, на елементах DD1.1, DD1.2 і DD2.1, DD2.2, відповідно; RS-тригер DD3.1, DD3.2 зростання-зменшення яскравості; реверсивний лічильник DD4 формування двійкових кодів яскравості; дешифратор DD5 станів лічильника DD4 та світлодіодну лінійку індикації HL1-HL16; інвертуючі елементи DD1.3…DD1.6 кодових комбінацій лічильника DD4; лічильник-формувач DD6 фазового кута першого каналу, а також RS-тригер DD8.1-DD8.2 управління комутуючими елементами (VT3, VS1); лічильник-формувач DD7 фазового кута другого каналу, а також RS-тригер DD8.3-DD8.4 управління комутуючими елементами (VT2, VS2); параметричний стабілізатор на елементах VD3, VD4…VD7, R14, R15, C5; потужний діодний випрямляючий міст VD8…VD11.
Швидкість наростання-зменшення яскравості гірлянд задається змінним резистором R2, що входить під час ланцюга генератора прямокутних імпульсів DD1.1, DD1.2. У пристрої використовується так званий фазоімпульсний метод управління моментом відкривання тиристорів, що комутують. На початку кожного напівперіоду напруги тиристори закриваються. При цьому гірлянди знеструмлені. З цього моменту починається відлік часового інтервалу до моменту відкривання тиристорів. Чим більший цей часовий інтервал, тим менша яскравість у певному каналі, і, навпаки, чим менше часовий інтервал від моменту переходу напруги через нуль до моменту відкривання тиристора, тим більше яскравість в даному каналі. Сказане пояснюють часові діаграми, показані на рис. 2. Стробуючі імпульси формуються на початку кожного напівперіоду в моменти переходу напруги через нуль (рис. 2б). Маленькій яскравості гірлянди відповідає велике час включення (t вкл.) тиристора (рис. 2в), і навпаки, великий яскравості відповідає маленький час включення (t вкл.) тиристора (рис. 2г). Розглянемо роботу контролера, рахуючи з моменту переходу напруги через нуль. Припустимо, що у цей початковий час реверсивний лічильник DD4 працює у режимі підсумовування, тобто. двійковий код з його виходах 0…3 наростає. При переході напруги мережі через нуль транзистор VT1 закривається і на виході елемента DD2.3 формується короткий негативний імпульс тривалістю кілька десятків мікросекунд. Впливаючи на входи передустановки "C" лічильників DD6 і DD7 цей імпульс робить запис двійкових кодів по входах лічильників D0…D3 у власні двійкові розряди. Одночасно проводиться скидання RS-тригерів DD8.1-DD8.2 та DD8.3-DD8.4 у вихідний нульовий стан, що відповідає вимкненому стану гірлянд в обох каналах. Завдяки інверторам DD1.3…DD1.6 у лічильники DD6 та DD7 завантажуються взаємно-інверсні двійкові кодові комбінації. Це визначає роботу двох каналів протифазному режимі, тобто. поки в одному каналі яскравість зростає, в іншому каналі яскравість зменшується. Оскільки реверсивний лічильник DD4 працює в режимі підсумовування, як зазначено вище, у власні двійкові розряди лічильника DD6 у кожний момент переходу напруги мережі через нуль завантажуються послідовно убуткові двійкові комбінації. Отже, яскравість у цьому каналі зменшується (гірлянда EL1), а другому каналі зростає (гірлянда EL2). Для відліку часового інтервалу з моменту переходу напруги через нуль до моменту включення одного з тиристорів використовуються прямокутні імпульси генератора, що задає, на елементах DD2.1, DD2.2. Як тільки напруга на виході діодного мосту VD8 ... VD11 трохи перевищить нульове значення, транзистор VT1 відкриється і переключить елемент DD2.3 одиничний стан. Високий логічний рівень з виходу елемента DD2.3 відкриє елемент DD2.4 і дозволить проходження імпульсів входи підсумовування лічильників DD6 і DD7. Якщо у внутрішні двійкові розряди лічильника DD6 виявиться записана "максимальна" двійкова комбінація "1111", то перший негативний імпульс по входу складання "+" (висновок 5) викличе появу негативного імпульсу на виході перенесення "+CR" (висновок 12) і установці RS-тригера DD8.1-DD8.2 - одиничний стан. Цей рівень призведе до відкривання транзистора VT3 і за ним - тиристора VS1 і запалення гірлянди у першому каналі (EL1). Таким чином, на виході RS-тригера DD8.1-DD8.2 буде сформований прямокутний імпульс максимальної тривалості, що відповідає максимальній яскравості першого каналу. Яскравість гірлянди у другому каналі (EL2) буде мінімальною, оскільки у вхідні двійкові розряди лічильника DD7 (входи D0…D3) було завантажено "мінімальну" двійкову комбінацію "0000", що відповідає максимальному часовому інтервалу, рахуючи з моменту переходу мережної напруги через нуль до моменту перемикання RS-тригера DD8.3-DD8.4 на одиничний стан. Таким чином, на виході RS-тригера DD8.3-DD8.4 буде сформований прямокутний імпульс мінімальної тривалості, що відповідає мінімальній яскравості другого каналу. При досягненні лічильником DD4 максимального стану (на виходах: "1111"), на входи лічильника DD6 надійде комбінація "0000", що відповідатиме мінімальній яскравості в першому каналі (EL1), і, відповідно, максимальної яскравості у другому каналі (EL2), оскільки на входи лічильника DD7 надійде кодова комбінація "1111". Вихідна кодова комбінація "1111" лічильника DD4 дешифрується DD5 і низький логічний рівень з виходу його старшого розряду "15" (висновок 17) переключить RS-тригер DD3.1-DD3.2 у протилежний нульовий стан. Тепер рівень логічної одиниці з виходу елемента DD3.2 відкриє елемент DD3.4 і дозволить проходження імпульсів генератора, що задає DD1.1-DD1.2 на віднімає вхід "-" (висновок 4) реверсивного лічильника DD4. Тепер режим роботи визначається, як зростання яскравості в першому каналі (EL1) і зменшення яскравості в другому каналі (EL2). Далі цикл роботи повністю повторюється.
Конструкція і деталі. Контролер зібраний на друкованій платі (рис. 3) розмірами 120x95 мм із двостороннього фольгованого склотекстоліту товщиною 1,5 мм. У пристрої застосовані резистори типу МЛТ-0,125, МЛТ-2 (R14, R15), постійні конденсатори типу К10-17 (С1, С2) і електролітичні типу К50-35 (С3…С5); підстроювальний резистор R4 - типу СП3-38б у горизонтальному виконанні, змінний R2 може бути будь-який малогабаритний; транзистори VT1…VT3 типу КТ3102БМ можна замінити будь-які з цієї серії, а також серії КТ503 та інші малопотужні структури npn; світлодіоди HL1…HL16 – червоного кольору діаметром 3 мм; стабілітрони VD1 і VD3 можуть бути будь-якими малопотужними з напругою стабілізації 8 ... 12 В. Триністори можуть бути із серій КУ201, КУ202 з індексами "К", "Л", "М", "Н". Потужні діоди FR307 заміняються на аналогічні з робочою напругою не менше 400 В. Усі КМОП мікросхеми серії КР1564 замінені на відповідні аналоги серії КР1554. Для живлення всього контролера використовується малопотужний параметричний стабілізатор, а живлення цифрової частини - інтегральний стабілізатор типу КР142ЕН5А. Застосувати параметричний стабілізатор замість понижуючого трансформатора стало можливим завдяки дуже низькій споживаній потужності КМОП мікросхем серії КР1564. Більшість потужності споживають світлодіоди (близько 6 мА) і тиристори в моменти комутації. В авторському варіанті конструкція зібрана у вигляді невеликого будиночка, а світлодіоди розташовані у мініатюрних вікон. Таким чином, "вогонь, що бігає" з світлодіодів створює ілюзію пожвавлення в будиночку. (Сам будиночок розташовувався під новорічною ялинкою.) При бажанні світлодіоди можна виключити з конструкції. Функціональність схеми при цьому не погіршиться, але дещо зменшиться навантаження параметричного стабілізатора. Налаштування контролера полягає в установці частоти генератора, що задає DD2.1, DD2.2 підстроювальним резистором R4 і виборі бажаної швидкості наростання яскравості за допомогою змінного резистора R2. Перед першим включенням двигун резистора R4 встановлюють в середнє положення, а потім його поворотом домагаються повного перекриття діапазону зміни яскравості гірлянд. При зменшенні опору цього резистора, зростає частота генератора, отже, лічильники DD6 і DD7 будуть переповнюватися раніше часу, і при цьому яскравість буде також зменшуватися до нуля раніше часу. Якщо опір R4 буде надмірно великим, сигнали переповнення лічильників запізнюватимуться, і діапазон зміни яскравості не буде перекриватися повністю. До нестачі даного пристрою можна віднести відносно велику дискретність зміни яскравості, кількість градацій (рівнів) якої дорівнює коефіцієнту перерахунку лічильників DD6, DD7. Переходи між рівнями стають особливо помітними при великому періоді наростання-зменшення яскравості. Щоб зробити переливи яскравості ідеально плавними (досягти малої дискретності), необхідно послідовно з DD6 і DD7 включити ще по одному такому ж лічильнику. При цьому можливе досягнення дискретності зміни яскравості, що дорівнює 256 рівням. Природно при цьому необхідно збільшити частоту генератора, що задає, зібраного на елементах DD2.1, DD2.2. При довжині світлового шнура до 12 м немає необхідності встановлювати тиристори та потужні діоди на радіатори, оскільки середня потужність каналу не перевищує 65 Вт. При більшій довжині світлового шнура потужність, що комутується, зросте. Відповідно, тиристори необхідно встановити на радіатори, а діоди використовувати у металевих корпусах. Їх також потрібно встановити на радіатори. Увага! Конструкція має безпосередню гальванічну зв'язок із мережею змінного струму! Всі елементи знаходяться під напругою 220 В. При налаштуванні пристрою необхідно використовувати викрутку з ручкою із ізоляційного матеріалу. Ручка змінного резистора R2 також має бути виконана з ізоляційного матеріалу. Автор: Одинець А.Л.
Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами
05.05.2024 Приміальна клавіатура Seneca
05.05.2024 Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія
04.05.2024
▪ Зменшені GNSS-модулі для пристроїв, що носяться ▪ Відеокамера Pure Digital FlipVideo
▪ розділ сайту Загадки для дорослих та дітей. Добірка статей ▪ стаття У мене є мрія. Крилатий вислів ▪ стаття Що таке радіоастрономія? Детальна відповідь ▪ стаття Верстальник. Посадова інструкція ▪ стаття Велосипедна електростанція. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Випрямляч для живлення логічних схем. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page