Новогодние гирлянды

С. АНУФРИЕВ,
г. Пермь

Переключатель трех гирлянд

Переключатель содержит немного деталей (рис. 1) и практически не нуждается в налаживании. Скорость переключения гирлянд такова, что при соответствующем расположении ламп нетрудно добиться эффекта "бегущие огни". Поскольку гирлянды питаются однополупериодным напряжением, они могут быть рассчитаны на напряжение 160...180 В. Мощность же каждой гирлянды может достигать 20 Вт.

Основой переключателя является генератор импульсов, собранный на логических элементах (инверторах) DD1.1, DD1.5 и DD1.6. Благодаря их последовательному соединению обеспечивается отрицательная обратная связь по постоянному току, а введение трех интегрирующих цепочек (R1C1, R2C2, R6C4) приводит к генерации прямоугольных импульсов с частотой следования около 1 Гц и скважностью 2 (меандр).

Особенность генератора еще и в том, что прямоугольные импульсы на выводах логических элементов сдвинуты относительно друг друга примерно на угол 120°. Эти импульсы поступают на буферные (иначе говоря, развязывающие) элементы DD1.2...DD1.4, а с их выходов через резисторы R3...R5 - на управляющие электроды тринисторов VS1...VS3. Тринисторы открываются последовательно друг за другом, а значит, так же последовательно зажигаются и гирлянды ламп, включаемые в разъемы XS1...XS3.

Для питания гирлянд применен однополупериодный выпрямитель на диоде VD3. Интегральная микросхема питается от стабилизированного выпрямителя, в котором использован стабилитрон VD2. Последовательно соединенные детали R7, С5 выполняют роль балластного резистора. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором СЗ.

Кроме указанной на схеме К561ЛН2 применимы, например, микросхемы К176ЛА7, К176ЛЕ5, К561ЛА7, К561ЛЕ5. Диод VD1 - любой выпрямительный, но рассчитанный на ток не менее 150 мА и обратное напряжение не ниже 300 В. Стабилитрон VD2 - Д814Б, Д814В, Д809, Д810. Тринисторы - КУ107А, КУ107Б и даже КУ101Е, если питающее напряжение будет снижено до 150 В. Конденсатор СЗ - К50-3, К50-6, К50-12; С5 - МБМ, БМ на номинальное напряжение не менее 300 В; остальные конденсаторы - КЛС, КМ, МБМ.

Большую часть деталей монтируют либо на макетной плате, либо на печатной из одностороннего фольгированного материала.

Как уже было сказано, переключатель не требует налаживания и начинает работать сразу. При необходимости частоту переключения гирлянд можно изменить подбором конденсаторов С1, С2 и С4. Для равномерного переключения их емкости должны.быть одинаковые. Если же установить конденсаторы с разными емкостями, гирлянды начнут переключаться неравномерно,что позволит получить дополнительный световой эффект.

Переключатель четырех гирлянд
Схема такого автомата приведена на рис. 2. Работает он несколько необычно: сначала гирлянды поочередно зажигаются в одном направлении (от EL1 до EL4), а затем поочередно гаснут, но в обратном направлении (от EL4 до EL1), после чего направление поочередного зажигания и гашения меняется и т.д.

Разберем подробнее устройство и работу автомата. На трех элементах микросхемы DD1 собран генератор тактовых импульсов, частоту следования которых, а значит, частоту переключения гирлянд, можно изменять переменным резистором R1. С выхода генератора (вывод 3 микросхемы DD1) тактовые импульсы поступают на вход счетчика DD2 и на входы синхронизации сдвигового регистра DD3.

Предположим, что после включения вилки ХР1 в сетевую розетку на выходах счетчика и регистра установились уровни логического 0. Тогда первые три тактовых импульса не изменят состояния сдвигового регистра. С приходом же четвертого импульса на выводе 8 счетчика появится уровень логической 1, который запишет в первый разряд регистра, а значит, такой уровень будет на выходе 13 регистра. Через резистор R4 он поступит на базу транзистора DA1.1 и откроет его. В цепи управляющего электрода тринистор VS1 потечет ток, о чем будет сигнализировать загоревшаяся лампа HL1. Тринистор откроется и подаст напряжение на гирлянду EL1, включенную в розетку Х1.

Далее с поступлением на синхронизирующие входы регистра очередных трех тактовых импульсов уровни логической 1 поочередно установятся на всех его выходах (выводы 12, 11, 10). Поочередно вспыхнут гирлянды EL2...EL4.

Следующий тактовый импульс установит счетчик в состояние "8" (на выводе 11 будет уровень логической 1, а на выводе 8 - логического 0). Регистр перейдет в режим записи параллельной информации. Поскольку на выводе 5 регистра окажется уровень логического 0, он запишется в четвертый разряд регистра. Гирлянда EL4 при этом погаснет. С приходом очередных тактовых импульсов уровень логического 0 запишется поочередно в третий, второй и первый разряды. Гирлянды EL3...EL1 будут поочередно гаснуть.

После двенадцатого тактового импульса счетчик DD2 установится в состояние "12", уровень логической 1 с его выхода 8 будет записан в четвертый разряд регистра, что приведет к зажиганию гирлянды EL4. С каждым последующим импульсом уровень логической 1 запишется в третий, второй, первый разряды регистра, а значит, поочередно зажгутся гирлянды EL3...EL1.

Шестнадцатый тактовый импульс установит счетчик в исходное состояние. Регистр будет переведен в режим сдвига уровнем логического 0 на входном выводе 6, а уровень логического 0 на входном выводе 1 запишется в первый разряд. Очередной тактовый импульс сдвинет уровень логического 0 во второй разряд и сохранит его в первом и т.д. В результате гирлянды EL1...EL4 будут поочередно гаснуть, после чего порядок их зажигания повторяется по вышеописанной программе.

Диоды VD2, VD3, конденсаторы С4, С5, стабилитрон VD1 и конденсаторы С1, С2 образуют сетевой блок питания, собранный по бестрансформаторной схеме. Конденсатор С1 должен быть установлен в непосредственной близости от выводов питания микросхемы DD3 - он служит для повышения помехоустойчивости устройства. Резистор R3 способствует разрядке конденсаторов С4, С5 после выключения автомата (когда вынимают вилку ХР1 из сетевой розетки). Резистор R4 уменьшает так называемый экстра-ток (начальный ток зарядки конденсаторов С4, С5) при включении переключателя в сеть.

При необходимости микросхему DA1 можно заменить четырьмя маломощными кремниевыми транзисторами структуры п-р-п. Вместо указанных на схеме тринисторов подойдут КУ201К, КУ202К...КУ202Н. Причем тринисторы серии КУ202 следует подобрать по току открывания в цепи управляющего электрода - он не должен превышать 25 мА. Сигнальные лампы HL1...HL4 - миниатюрные лампы накаливания СМН 6-20. При их отсутствии допустимо установить в коллекторные цепи транзисторов токоогра-ничивающие резисторы МЛТ-0,25 сопротивлением 200...150 Ом. Конденсаторы С4, С5 желательно применить бумажные, на номинальное напряжение 300 В.

Детали переключателя, за исключением тринисторов, сигнальных ламп и розеток, монтируются на печатной плате. Тринисторы размещаются внутри корпуса переключателя, а сигнальные лампы - на его стенках. Рядом с лампами может быть расположен и переменный резистор.

Правильно собранный автомат начинает работать без налаживания.

Внимание! Обе конструкции имеют бестрансформаторное питание от сети переменного тока. Собирая, налаживая и эксплуатируя их, обращайте особое внимание на соблюдение техники безопасности.

РЛ 11/2002
www.radioliga.com