|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Світловий їжак. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Музиканту
"Світловий їжак" споживає від мережі 220 В трохи більше 100 Вт і важить приблизно 3 кг. Він призначений для світлового оформлення концертних програм, шоу та дискотек. Внутрішнє влаштування приладу схематично показано на рис. 1. Лампа розжарювання 5 встановлена в панель 10 і забезпечена непрозорим екраном 6, що усуває засвічення приміщення прямим світлом лампи. Рефлектор 4 складається з металевої основи сферичної форми з великим числом дзеркальних фрагментів, наклеєних на внутрішню, звернену до лампи 5 поверхню. Відбиті кожним окремим фрагментом і сфокусовані лінзою 8 промені та створюють у просторі подобу "їжака". Двигун 3 обертає рефлектор 4, а разом з ним і промені, які особливо ефектно виглядають у задимленому середовищі. Крім перерахованих вузлів всередині корпусу 12 встановлені друкована плата блоку керування 11, трансформатор живлення 2 і вентилятор 1. Отвори 7 для проходу повітря, що охолоджує лампу 5, всередину корпусу 12 закриті непрозорим екраном 9.
Схема "світлового їжака" показана на рис. 2. Габаритна потужність трансформатора Т1 (2, див. рис. 1) повинна бути більшою за потужність лампи EL1 (5, див. рис. 1) не менше ніж на 15...20 Вт. Напруга на вторинній (II) обмотці трансформатора при підключеній лампі повинна становити 10,5...11,5 В. Так як споживаний лампою струм досягає 8 А, підключати її до трансформатора слід проводом перетином не менше 2,5 мм2.
Основа вузла управління кроковим двигуном М2, що обертає рефлектор, - мікроконтролер DD1 PIC12C508A-04/Р, на згадку про програму якого за допомогою програматора слід записати коди з таблиці. Цей мікроконтролер - одноразово програмований, тому виконувати цю операцію слід дуже уважно.
Сформовані мікроконтролером сигнали надходять на обмотки крокового двигуна М2 через транзисторні ключі мікросхеми DD2. Кожен її вихід має захисний діод, причому загальний катод діодів з'єднаний з висновком 9. Таким чином, обмотки двигуна зашунтовані діодами, що пригнічують комутаційні викиди напруги. Програмою передбачено п'ять різних швидкостей та два напрями обертання рефлектора. Різні поєднання цих параметрів створюють світлові ефекти. Якщо контакти вимикача SA1 замкнуті, зміна поєднань швидкість/напрямок відбувається періодично за програмою. В іншому випадку (вимикач розімкнуто) зміна синхронізована імпульсами, що надходять на виведення 4 мікросхеми DD1. Формувач імпульсів у такт із ритмом музичного твору зібраний на мікросхемі DA1 LM324. Каскад на ОУ DA1.1 посилює прийнятий мікрофоном ВМ1 звуковий сигнал музичного супроводу. Резистор R3 – регулятор підсилення. Далі через фільтр R7C6R8C7 сигнал надходить на вхід підсилювача на ОУ DA1.2, охопленого АРУ (автоматичним регулюванням посилення), що підтримує амплітуду сигналу на виході DA1.2 постійної незалежно від гучності музики. Детектор АРУ зібраний на діоді VD5, фільтр – R12C8, виконавчий елемент – транзистор VT1. Амплітудний детектор на діоді VD6 з фільтром R16R17C14 і повторювачем DA1.3 виділяють загальну музичного сигналу. Пороговий пристрій на ОУ DA1.4 з вузлом затримки повторного спрацьовування перетворює огинає прямокутні імпульси, що надходять на вхід GP3 мікроконтролера DD1. Друкована плата вузла управління показано на рис. 3. Вона розрахована на встановлення постійних резисторів МЛТ та керамічних конденсаторів КМ, К10-17, КД-2. Оксидні конденсатори – К50-35 або аналогічні імпортні. Мікроконтролер PIC12С508А-04/Р можна замінити на PIC12C509A-04/R Мікрофон ВМ1 – НМО1001А. Придатні й інші електретні, що використовуються у сучасних телефонах, наприклад, CZN-15E.
Імпортні інтегральні стабілізатори можна замінити на вітчизняні: LM7805 – КР142ЕН5А, LM7809 –КР142ЕН8А. Аналог мікросхеми ULN2004AN – К1109КТ23. Як VT1 підійдуть транзистори серій КТ315 або КТ3102 з довільними літерними індексами. Діоди VD1-VD4 - випрямні на струм не менше 1 А. Як VD5-VD8 придатні будь-які кремнієві малопотужні діоди. Діаметр рефлектора (4, див. рис. 1) - 100...150 мм. На меншому важко розмістити достатню кількість дзеркальних фрагментів, а обертати занадто великий двигун М2 буде не під силу. Заготівлею для основи рефлектора може бути алюмінієвий відбивач від старого театрального прожектора. В крайньому випадку можна виготовити основу самостійно з алюмінієвого листа товщиною не більше 1,5 мм та розмірами не менше 100x100 мм. Необхідний саме м'який алюміній, а дюралюміній, що не погано піддається деформації. У дерев'яну скриньку відповідного розміру заливають цементний розчин, вдавлюють у нього на глибину 20...30 мм гумовий м'яч діаметром 200...250 мм і дають затвердіти розчину. Видаливши м'яч і поклавши у поглиблення алюмінієву пластину, ударами напівкруглої киянки надають заготівлі сферичну форму. Не засмучуйтесь, якщо вона не вийшла ідеальною. Це не тільки не погіршить, а навіть урізноманітнить світлові ефекти. У центрі готової основи закріпіть втулку для посадки на вал двигуна. Щоб не створювати зайвих світлових відблисків, покрийте внутрішню поверхню основи матовою фарбою темного кольору перед наклейкою дзеркальних фрагментів. До підготовки та наклейки дзеркальних фрагментів необхідно підійти творчо - саме від цього залежить виразність створюваних ефектів. Щоб отримати промені насичених кольорів, як дзеркала використовують відбивні дихроїчні фільтри. Іноді їх вдається знайти у магазинах, які торгують сценічним обладнанням. Якщо відповідні фільтри придбати не вдалося, доведеться обмежитися одноколірними променями і застосувати звичайні дзеркала завтовшки 1,5...2 мм від "косметичок" або пудрових упаковок. Товстіші не підійдуть - рефлектор вийде занадто важким. Дзеркала розрізають на фрагменти приблизно квадратної форми зі стороною 15...20 мм і приклеюють їх до внутрішньої поверхні основи. В принципі, як EL1 придатна будь-яка освітлювальна лампа потужністю 50... 100 Вт, однак, щоб отримати яскраві та чіткі промені, її спіраль має бути плоскою та щільною (витки - прилягати один до одного). Крім потужності, лампи класифікують за колірною температурою, чим вона нижча, тим "червоніше" світло. Звичайні лампи розжарювання характеризуються порівняно низькою колірною температурою, тому промені кольорів, що у синій області спектра, здадуться тьмяними. У галогенних ламп цей показник вищий, але термін служби менший. Рекомендується використовувати галогенну лампу КГМ12-100-2 потужністю 100 Вт. При номінальній напрузі 12 В вона служить понад 350 год. Можливі заміни - лампи КГМ 12-100 (термін служби 85 год), КГМ 12-50 (потужність 50 Вт) або FSR12-100 фірми General Electric. Можна скористатися і автомобільними лампами для протитуманних фар. Довговічність лампи та приладу в цілому залежить від якості лампової панелі. При поганому контакті із гніздами штирьові висновки ламп нерідко обгорають. Відповідну панель можна знайти в імпортному галогенному світильнику. Якщо цього зробити не вдалося, лампу кріплять, затиснувши плоску частину її цоколя між двома планками зі склотекстоліту, а на штирьові висновки щільно намотують очищений від ізоляції одножильний мідний провід. Пайка тут марна, оскільки температура висновків працюючої лампи вище точки плавлення припою. Можна застосувати і відповідні гвинтові затискачі, наприклад, від розподільних мережних колодок. У будь-якому випадку деталі з нетермостійкої пластмаси повинні бути віддалені від лампи на значну відстань. Встановлюючи лампу, слід враховувати, що її спіраль повинна бути звернена до рефлектора поверхнею, що світиться, найбільшої площі, а центр цієї поверхні - перебувати на оптичній осі приладу, позначеної на рис. 1 штрихпунктирною лінією. Ширина захисного екрану на 5 мм більша за діаметр колби лампи. Так як робоча температура колби галогенної лампи EL1 перевищує 250 ° С, без примусової вентиляції в замкнутому внутрішньому просторі "їжака" лампа може перегрітися до розм'якшення і деформації колби. Під впливом високої температури нерідко руйнується панель лампи, що відмовляють електронні компоненти блоку управління двигуном. Для охолодження приладу застосовано вентилятор ЕС8025М12 від блока живлення комп'ютера. Приводом рефлектора є кроковий двигун ДШР-39. Можлива заміна – ПБМГ-200, що застосовувався у приводах п'ятидюймових гнучких магнітних дисків для комп'ютерів. Придатний будь-який інший кроковий двигун з опором обмоток 90...110 Ом. Лінза-об'єктив приладу – дворазова лупа з фокусною відстанню 192 мм. Підійде й інша діаметром не менше 100 мм та з фокусною відстанню 150...300 мм. Приблизно визначити останнє можна, сфокусувавши на будь-якій негорючій поверхні зображення сонячного диска. Відстань від лінзи до поверхні є фокусна. Корпус "світлового їжака" роблять із будь-якого листового металу. Пластмасу, фанеру та інші матеріали з поганою теплопровідністю та термостійкістю застосовувати не рекомендується. Форма та розміри корпусу особливого значення не мають, але в ньому повинні поміститися всі представлені на рис. 1 вузли та деталі. Діаметр отвору під лінзу на 5...10 мм менший за її діаметр. Лінзу кріплять по периметру трьома-чотирма затискачами. Попереднє складання приладу роблять без лінзи. На відстані приблизно 300 мм від рефлектора встановлюють білий (наприклад, картонний) екран. Подають на лампу EL1 напругу 20...30 % номінального і, переміщуючи її вздовж оптичної осі, знаходять положення, при якому на екрані буде видно найбільш купчаста група світлових плям мінімального розміру. Зафіксувавши лампу в цьому положенні, вимірюють відстань А (див. рис. 1). Далі встановлюють лінзу і направляють прилад на стіну, що знаходиться на відстані 5...10 м. Не змінюючи взаємного положення лампи та рефлектора, підбирають відстань між ними та лінзою таким чином, щоб отримати на стіні безліч чітких зображень нитки розжарювання лампи EL1. Заміряють відстань (див. рис. 1). При правильному регулюванні сума А та В приблизно дорівнює фокусній відстані лінзи. Остаточно збираючи прилад, знайдені відстані необхідно точно дотримуватися. Налагодження вузла управління починають із перевірки напруги на виходах інтегральних стабілізаторів DA2 (9) і DA3 (5). Замкнувши вимикач SA1, за допомогою осцилографа перевіряють наявність прямокутних імпульсів частоти, що періодично змінюється на висновках 2, 3, 5 і 6 мікроконтролера DD1. Якщо їх немає, мікроконтролер несправний або неправильно запрограмований. Аналогічні імпульси, але амплітудою приблизно 12, повинні бути на висновках 14,13, 11,10 мікросхеми DD2. Якщо одному з них імпульсів немає, а напруга дорівнює нулю, причиною може бути обрив обмотки двигуна М2. Далі, переконавшись, що постійна напруга між висновками мікрофона ВМ1 знаходиться в межах 1...3, включають ритмічну музику з явно вираженими низькочастотними складовими. На екрані осцилографа, підключеного до виходу ОУ DD1.1 (висновок 8), повинна бути видна осцилограма музичного сигналу, амплітуду якого регулюють за допомогою резистора R3. При її десятикратній зміні амплітуда сигналу на виході DD1.2 (висновок 14) повинна залишатися приблизно рівною 3 Ст. В іншому випадку необхідно перевірити справність транзистора VT1 і пов'язаних з ним елементів, підібрати номінал резистора R12. Постійний рівень 2...3 на виході DA1.3 (висновок 1) під час звучання музики повинен супроводжуватися сплесками в такт сильній частці твору. Напруга на виведенні 6 DA1.4 - приблизно 4 - трохи змінюється в залежності від характеру музики. Залишається перевірити наявність позитивних прямокутних імпульсів на виході DA1.4 (висновок 7). Їхня тривалість залежить від параметрів ланцюга C16R23 і повинна становити 100 мс. Усунути пропуски або невчасну видачу імпульсів вдається добіркою номіналу резистора R19. Іноді вузол керування спрацьовує від шуму, створюваного вентилятором. У цьому випадку необхідно видалити мікрофон ВМ1 від вентилятора або винести його за межі приладу. Вихідний текст програми "світлового їжака". література
Автор: О.Богданов, м.Краснодар
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Місткість літієво-іонних акумуляторів збільшиться на третину ▪ Lite-On випускає камери для третини ноутбуків ▪ П'єзоелектричні MEMS-мікрофони для смартфонів
▪ розділ сайту Побутова електроніка. Добірка статей ▪ стаття Не наша людина. Крилатий вислів ▪ стаття Патагонія. Диво природи ▪ стаття Штемпелювання заліза та сталі. Прості рецепти та поради
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Сьогодні складно уявити сценічний майданчик, танцювальний або концертний зал без світлового обладнання, що висвітлює їх численними променями, що постійно змінюють яскравість, колір і просторове положення. У статті мова піде про один з найпростіших світлових приладів цієї групи. Він створює кілька десятків білих чи кольорових променів і під керуванням мікроконтролера обертає їх у такт музиці навколо умовної осі.
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page