Перейти к содержимому
СофтФорум - всё о компьютерах и не только
Valery

Немного о светодиодных лентах

Рекомендуемые сообщения

Немного понизить напряжение можно включив последовательно с лентой в прямом направлении один или несколько выпрямительных диодов на достаточный ток. На каждом будет падать примерно 0,6 вольта. Стоят они недорого, я в своё время накупил диодов 6А10, на 6 ампер, буквально что-то по рублю. :) Под раздачу попал. Сейчас жалею что не так много взял.

На крайний случай можно применить гасящий резистор, например хотя бы нихромовую спираль от неисправной электроплитки, подобрав её длину экспериментально. Но это в общем уже колхоз.

 

@THE OLD VERMIN, Зайди в соседнюю тему про блоки питания, там есть несколько постов которые могут быть тебе интересны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

PS: Вот подключаем примерно так:

 

Lenta.GIF

 

Вверху, - как подключить напрямую. Внизу - простой фильтр на диоде и конденсаторе. Диод берем с запасом по току в 2-3 раза. Конденсатор на ёмкость 1000 - 4700 микрофарад, напряжением 50 вольт. Фильтр должен защитить и от прямых и от обратных выбросов, но в общем не от перенапряжения.

 

Если фрагменты ленты (изображенные в виде прямоугольников) длиной менее 1м, то синие провода дублирующие питание ставить не обязательно.

 

PS:

а разве нет лент на 14-28 вольт?

 

Есть, да боюсь не про нашу честь. На Алибабе надо рыться, ну и других подобных ресурсах.

post-4877-0-24529400-1418745060_thumb.gi

Изменено пользователем Valery

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Тут дело в представлении светодиодной ленты как наборе светодиодов. А на самом деле, там у гирлянды из трех диодов включен последовательно резистор на 200 ом. Примерно так: из 12 В на диодах падает 10 В и 2 на сопротивлении, при 14В соотв. 10,2 и 3,8

Да, только вот вопрос, на сколько поднимется ток через эти диоды при поднятии напряжения примерно на 0,1 вольта на каждом? :)

 

 

 

Немного понизить напряжение можно включив последовательно с лентой в прямом направлении один или несколько выпрямительных диодов на достаточный ток. На каждом будет падать примерно 0,6 вольта. Стоят они недорого, я в своё время накупил диодов 6А10, на 6 ампер, буквально что-то по рублю. :) Под раздачу попал. Сейчас жалею что не так много взял.

Тогда уж воткнуть диодный мост, он и напряжение понизит, и от переплюсовки спасёт - на полярность можно будет вообще закрыть глаза.

Изменено пользователем kvazimoda

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Можно и мост, варум бы и нихт. Можно приспособить стабилитрон, или поставить "кренку". Да фиг знает сколько способов можно придумать.

Я бы как поступил: Если строим фары на века, в хороших корпусах, и так далее, то заботимся о том что бы они проработали дольше. Если же просто лепим ленты на капот, то и фиг с ними, полгода отходят всяко, заменить не трудно. Они от песка, грязи, и мойки шваброй холодной водой на морозе, погибнут раньше чем от электрических причин.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кстати, вышеупомянутые ШИМы имеют гадкое свойство включаться не сразу. По этой причине заметна неприятная вспышка при включении. Конденсатор и тут сгладит неприятность.

Изменено пользователем Teddy_Bear

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Кстати, вышеупомянутые ШИМы имеют гадкое свойство включаться не сразу. По этой причине заметна неприятная вспышка при включении. Конденсатор и тут сгладит неприятность.

Никогда не замечал подобного. То ли у меня ШИМы не такие, то ли у вас... :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Никогда не замечал подобного. То ли у меня ШИМы не такие, то ли у вас...

Я тоже заметил, правда не со светодиодами, а с тем мотором о котором я говорил выше (последний пост в теме о микродрелях). Сначала вжжжжжж.... на секунду, а потом переходит на заданные обороты. Видимо это зависит от конкретной схемы, я так и не разобрался почему. Ну да без осциллографа и вряд ли разберусь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Это связано с принципом работы ШИМов. Конденсатор все сглаживает легко. И уже другие грабли - не сразу выходит на номинал. Ну, или надо очень точно попасть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Установил по месту схему описанную в посте 12. Правда добавил еще и диммер, описанный в посте 3, так как лента мощная, и при выключенном свете может светить слишком уж ярко. Лента в виде буквы П, наклеена за телевизором в нише мебельной "стенки". Для задней подсветки телевизора, что бы не было яркого четкого прямоугольника экрана в темноте, ну и так, для настроения. :)

 

Схема выглядит так:

 

6424626m.gif

 

Устройство в сборе так:

 

6435893m.jpg

 

Ну и выглядит это как-то так:

 

6478903m.jpg

 

Цвета свечения постоянно меняются.

 

Что интересно, на корпусе телевизора по периметру оказывается есть прозрачная рамка из довольно толстого стекла, которая так же светится когда подсвечивается светодиодами если смотреть с определенного ракурса. Это видно на последней фотографии на левой стороне телевизора. Вероятно в этом корпусе собираются так же телевизоры с AmbyLight, ну или так планировалось при разработке корпуса.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Как-то понадобилась автомобильная переноска (т.е. лампочка на длинном проводе, без собственного источника питания, для использования на автомобиле), в продаже в ближнем магазине оказалась только одна модель с лампой накаливания на 10 ватт, (фактически около 8):

lamp-1.jpg.dea19a3f3a7d3a7ceb7dd3d2c893d42e.jpg

Светит она неярко, потому было решено переделать переноску под светодиоды, а именно под светодиодную ленту. Решено-то решено, но на деле это оказалось проблематичным. Сначала подумал выпилить из текстолита круг, который как раз бы входил в рефлектор. И на этом круге распаять кусочки ленты в виде квадрата 50х50 мм. Но выпилить ровный круг заданного диаметра существующим инструментом в домашних условиях оказалось нереально. Ну не круг, так пусть квадрат. Получилась такая довольно интересная матрица:

lamp-2.jpg.8e5c416dcbb06d19d3f35c85f3c66d28.jpg

которая опять по разным соображениям мне не подошла. Хотя разбирать её не буду, может еще куда пригодится.
Наконец пришел к выводу что проще всего будет повторить попытку изготовления светодиодной лампочки (см. выше). То есть, берется подходящая цилиндрическая баночка, и подгоняется по месту. На неё снаружи наматывается светодиодная лента. Лента фиксируется от разматывания проводами, подпаянными к контактам с обеих сторон, и через отверстия уходящими внутрь трубки. Было использовано 50 см довольно мощной ленты, затрудняюсь сказать какой именно мощности, со светодиодами 5х5 мм, где каждый светодиод имеет внутри по три чипа. То есть всего 90 (!) светодиодов, в 30 корпусах. Баночка с лентой после сборки была покрыта прозрачным цапонлаком, для защиты от влаги. Получилась 12-вольтовая светодиодная лампочка:

lamp-4.thumb.jpg.07d746d0c5b8857741dfff61eea2aaa5.jpg
Нечто подобное можно использовать и в других случаях. Хотя такая лента, видимо из-за того что на ней размещены крупные детали, наматывается и фиксируется на маленьком радиусе довольно тяжело.

Ручка, рефлектор, провод и зажимы для подключения к аккумулятору были оставлены существующие. Патрон лампы накаливания был удален, вместо него была установлена описанная выше конструкция, прикрепленная при помощи термоклея.

lamp-5.thumb.jpg.bdf9bc1e7e103e3289bbd1e7e15e924c.jpg
Как известно светодиодная лента требует правильной полярности питающего напряжения, что бы при подключении переноски не заморачиваться полярностью, были добавлены выпрямительный мост и конденсатор. Хотя конденсатор тут в общем и не нужен. Он обеспечивает более-менее стабильную работу ленты если вдруг где-то будет плохой контакт, и обеспечит работу ленты в течении пары секунд после отключения. Длительность свечения зависит от ёмкости конденсатора. Напряжение конденсатора - не менее 16 вольт. Принципиальная схема выглядит так:

led-tape-perenoska.GIF.d0aedb0a0a742d99d04e78c0d8dfbb78.GIF

Теперь полярность подключения переноски к аккумулятору роли не играет, она может работать даже на переменном токе. Выпрямительный мост имеет и другую функцию, - немного понижает напряжение питания, что может пригодиться при использовании переноски при работающем двигателе. Выпрямительный мост и конденсатор расположены внутри трубки и там зафиксированы термоклеем.

С указанной выше лампой накаливания ток потребления при 12,7 вольт (от аккумулятора) был 650 mA, теперь - 290 mA. Яркость и световой поток объективно сравнить не могу, так как нет для этого приборов. Сравнивать различные фонари нужно не по визуальной яркости, а по дальнобойности, либо качеству освещения какой-либо площади, помещения или рабочего места. Субъективно светится переноска теперь конечно ярче, и цвет белее, да и освещает пространство получше чем раньше. Да и ток потребления уменьшился более чем в два раза.

Я выбрал небольшую баночку из под таблеток, что бы она уместилась внутри рефлектора на место старой лампочки. Если бы такой задачи не стояло, то длину трубки можно было бы и увеличить, вплоть до чего-то похожего на джедайский меч. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В порядке эксперимента сделал пару мигалок на мультивибраторах с использованием светодиодных лент. Мультивибратор это в общем универсальный генератор, который где только не используется. Настроить его можно на любую частоту. Настраивается он резисторами R2 и R3, и в паре с ними конденсаторами C1 и C2. По принципу "чем больше, тем дольше". Существуют онлайн-калькуляторы для расчета мультивибраторов.

Первый вариант, - симметричный мультивибратор, с двумя выходами. Я тут отказался от ключевых транзисторов, включив нагрузку в коллекторные цепи VT1 и VT2. При небольшой нагрузке работает нормально, при большой - возможно таки придется использовать ключевые транзисторы. Что интересно, ленты при переключении гаснут плавно, создавая дополнительный эффект.

58ac62fed87f1_simm-multled_tape.GIF.16fc8defe1bb795e0a3e4579ddf0c94e.GIF

Видео: https://www.dropbox.com/s/v96p99cpdpbf5e1/Mult_tape_simm.mp4?dl=0

Второй вариант, - трехфазный мультивибратор:

tri-fazy-mult.GIF.0398847ead8bf30380c71d8aa768e3bd.GIF

Видео: https://www.dropbox.com/s/dnpt06qr3014hs6/Mult_tape_tri.mp4?dl=0

Как-то так можно создать очень недорогую иллюминацию к какому-нибудь празднику. Хотя конечно и без особых изысков. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Еще одна простая схема, - на этот раз RGB светодиодная лента должна последовательно (по кругу) излучать все возможные цвета (7 цветов). Понадобится две логических микросхемы, и несколько других деталей. В схеме применен диодный шифратор, когда-то популярный, а теперь что-то подзабытый.

raduga.thumb.GIF.b697060d608507ac9333d68889dc2cb4.GIF

Как работает схема:
На микросхеме DD1, типа К561ЛА7, собран генератор тактовых импульсов. Эта ИМС содержит 4 логических элемента 2И-НЕ, используются только два, остальные два закорочены на массу, что бы не хлопали. Схем аналогичных генераторов - пруд пруди, на разных микросхемах. Я выбрал такую, потому что она вроде как широко распространена, не требует дефицитных или дорогих деталей, микросхема встречается очень часто, и стоит очень недорого. Частота прямоугольных импульсов на выходе - один полный период за примерно 3 секунды. Конечно частота может быть и другая. Изменяется она подбором C1, R2. По всё тому же принципу - чем больше С1,R2, тем частота меньше.
К выходу генератора через резистор R1 подключен светодиод VD1, который показывает состояние на выходе. Он нужен только для настройки генератора. С выхода генератора импульсы приходят на счетчик DD2, типа К561ИЕ8. Это когда-то была замечательная микросхема, что только на ней не делали, всевозможные счетчики, таймеры, различные регуляторы, и даже программируемые игрушки.
Каждый импульс на входе, передвигает единицу на выходе на один пункт ниже по схеме. То есть, пока не пришло ни одного импульса, - единица на выходе 0 (ножка 3), первый импульс передвинет единицу на выход 1 (ножка 2), а на выходе 0 выставится логический 0, и так далее. Единица всегда может быть только на одном выходе, на том, сколько импульсов пришло.
При подаче питания из-за переходных процессов ИМС может встать в любую позицию, если нужно что бы цикл всегда начинался с начала, можно добавить конденсатор между ножкой 15 и плюсом питания, ёмкостью 1-10 микрофарад. Но мне это показалось не важным, и я его не поставил.
Как только единица появится на выходе 7 (ножка 6), подключенном к входу сброса (ножка 15), ИМС обнулится и начнет счет заново. Сделано так потому что ИМС имеет 10 выходов, а нам нужно только 7 (0-6). Если так не сделать, то в течении трёх тактов лента не будет светиться вообще.

Как работает шифратор:
1. При нулевом такте (0), единица (т.е напряжение, близкое к напряжению питания) через диод VD2 проходит на базу VT1, (и больше никуда, так как остальные диоды закрыты). VT1 открывается, и зажигается красный цвет.
2. При первом такте (1), единица через диод VD3 проходит на базу VT2, который зажигает зеленый цвет.
3. При втором такте (2), единица через диод VD4 проходит на базу VT3, который зажигает синий цвет.
4. При третьем такте (3), единица через диоды VD5 и VD6 проходит на базу VT1 и VT2. Эти транзисторы открываются, и зажигают желтый цвет.
5. При четвертом такте (4), единица через диоды VD7 и VD8 проходит на базу VT2 и VT3. Эти транзисторы зажигают светло-голубой цвет.
6. При пятом такте (5), единица через диоды VD9 и VD10 проходит на базу VT1 и VT3. Эти транзисторы зажигают фиолетовый цвет.
7. При шестом такте (6), единица через диоды VD11, VD12 и VD13 проходит на базу VT1, VT2 и VT3. Все транзисторы открываются, горит белый цвет.
8. В самом начале седьмого такта (7) произойдет сброс микросхемы на ноль, и всё начнется с начала. GO TO 1. Длительностью седьмого такта обычно пренебрегают.

Естественно шифратор можно настроить и по-другому, и порядок цветов может быть любой другой.

Видео (11,6 Мб): https://www.dropbox.com/s/nlyqe4idcvvf3l7/ie8%2Brgb.mp4?dl=0

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Что бы показать какая универсальная вещь диодный шифратор, выкладываю еще один пример, - бегущие огни. К слову, на ИЕ8 реализовать простые бегущие огни крайне просто, не нужны никакие шифраторы, просто к выходам микросхемы цепляем транзисторы. Но я сделал кое-что другое. У меня четыре ленты, и зажигаются они в таком порядке: 1,2,3,4, пауза, 4,3,2,1, пауза. Можно настроить и по-другому, правда в наличии у нас всего 10 тактов.

58c3deb64f398_-.thumb.GIF.f5e1be6b3f9ba4e6684a54c1d1c7c2b8.GIF

Вот так на где-нибудь выпаянных старинных советских микросхемах можно сделать что-то интересное практически бесплатно. :)

Видео (4,6 МБ): https://www.dropbox.com/s/hvo69gq8jo3haxl/ie8_running.mp4?dl=0

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Не так давно обратил внимание на то что помимо RGB лент, существуют RGBW ленты. Это такие ленты, в которые еще добавлен канал белого цвета. Сделано это как для расширения функциональности, по видимому для разбавления основных цветов белым цветом. Так и для получения более правильного белого цвета, который тяжело достигается цветосинтезом RGB. Об этом я уже говорил выше. Управляются такие ленты уже не по четырем (общий плюс, и RGB), а по пяти проводам (общий плюс, RGB и белый).

Белые светодиоды могут быть размещены как отдельно от RGB, как ниже. Такие ленты могут применяться в случае когда бывают попеременно нужны и иллюминации, и простой белый свет, без замены какого-либо оборудования. Светодиоды белого цвета тут имеют такую же мощность как все светодиоды RGB в сумме.

otdel.jpg.b0798d11546b9a1634db986c83dd10ac.jpgotdel-2.jpg.62b31950d5df0c03745a2b1d30e69f36.jpg

Так и в одном корпусе с ними, как ниже. Светодиод белого цвета тут имеет такую же мощность как один канал RGB. Для правильного цветосинтеза с участием белого цвета по всей видимости предпочтительнее ленты такого типа.

vmeste.jpg.13731145a2397ca6880080657211b892.jpg

Иногда так же встречается обозначение RGBWW. Это означает что в белом канале используется "тёплый" белый цвет. (Warm white). Существуют различные контроллеры для работы с такими лентами. Мне пока не попадались такие ленты, но может быть закажу из интереса.

Изменено пользователем Valery

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Заказал я для интереса один образец RGBW ленты. С теми лентами где белые светодиоды расположены отдельно, всё ясно и так. Если взять две ленты, одну RGB, вторую - белую, и расположить их параллельно, то это как раз она и получится. Я же выбрал ленту с совмещенными 4х кристалльными RGBW светодиодами, как на мой взгляд более интересную в плане новых возможностей. Эта лента шире чем обычно (12 мм), светодиоды размером 5х5 мм, имеют по 4 кристалла на корпус, и соответственно восемь выводов (4 анода, 4 катода). На каждый сегмент ленты имеется 3 светодиода, и 4 гасящих резистора, по одному на канал. Я не производил каких-то измерений, но на глазок на мощность белого чипа приходится примерно 35-40% всей мощности светодиода, остаток делят между собой остальные чипы. Белый цвет имеет заметно большую яркость чем остальные цвета. Так что эту ленту скорее нужно считать WRGB, а не RGBW. :)

Так выглядит обычный 5-сантиметровый сегмент ленты:

rgbw-lenta.jpg.8160803fd50b5c3b72d70cd5444aa3b9.jpg

Устройство такого светодиода под увеличением:

WIN_20170426_19_41_36_Pro.jpg.0db2968ac58b8f84e7da57cbcf1b8a5d.jpgWIN_20170426_19_45_43_Pro.jpg.96d0a6350eb662b996a90344dae9230f.jpgWIN_20170426_19_46_51_Pro.jpg.ee70b48a4c59e7d4c179efeb2bd56bfd.jpg

Выше я говорил что светодиод белого цвета будет участвовать в цветосинтезе, "разбавляя" цвета излучаемые цветными светодиодами. В общем да. Например если горят белый и зеленый светодиоды, то фактически излучается белый, с легкой примесью зеленого. Что оказывается очень приятно выглядит. При белом чипе работающем в одиночку лента излучает нормальный белый цвет, но при относительно небольшой мощности, так как лента работает примерно на 1/3 мощности. Это можно назвать экономичным режимом. При включении всех светодиодов одновременно свет отдает не краснотой как при GRB ленте, а скорее синевой. Шибко однако холодный белый получается. Что тоже вполне нормально, такой свет вполне пригоден для освещения. Конечно большей эффективности использования таких лент можно достичь используя различные контроллеры, которые имеются в достаточном количестве, в том числе с выбором цвета, различными эффектами, пультами ДУ и т.д..
Диммеры для RGB описанные выше, вполне можно приспособить для работы с такими лентами, просто добавив еще один аналогичный канал к трем существующим. Например как тут:

rgbw-dimmer.thumb.GIF.8817b5a394e0a8d771f15bad5f4ce0d5.GIF

Ну и как повелось, простой автомат для показа всех возможных цветов по кругу, (всего 16 комбинаций, включая "всё выключено"). Многие наверно сообразили что это преобразователь последовательного кода в двоичный четрырехразрядный.

rgbw-raduga-polew-la9.thumb.GIF.300c1c1a766d1a7bf780cb21482e8ea8.GIF


За 16 тактов на двоичных выходах как раз перебывают все возможные комбинации. Сначала прокручиваются все варианты обычного RGB без белого канала, а за тем то же самое с белым каналом.
К561ЛА7 у меня позаимствовали, так что использовал К561ЛА9, она содержит три элемента 3И-НЕ, один из которых не используется. Как я говорил генератор может быть любым, хоть на мигающем светодиоде, лишь бы выдавал логические КМОП-уровни. Счетчиком работает половина К561ИЕ10. Транзисторы выбираются в зависимости от нагрузки, могут быть в общем любыми подходящими. У меня те что указаны на схеме, потому что такие нашлись.

Видео работы приведенной выше схемы на полную катушку такой ленты (22 Мб): https://www.dropbox.com/s/7zci3qucw5vpwsk/rgbw-tape-raduga.mp4?dl=0

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Выше упоминалось о т.н. ШИМ (PWM) -регуляторах яркости (диммерах), решил попробовать собрать такой. Схему взял эту:

59381bad8eaaa_ne555.thumb.GIF.be14158eab5da4ee7f91dab724413aee.GIF

Эта схема довольно хорошо работает. Схема собрана на ИМС NE555, ключевым устройством у меня является мощный полевой транзистор. Что бы было понятно, как работает ШИМ, можно рассказать своими словами. Предположим на выходе присутствуют импульсы близкие к прямоугольным (меандру), частота не меняется, амплитуда не меняется, меняется ширина импульса по отношению к ширине его отсутствия. То есть скважность. Как-то так:

59381bc79821d_.thumb.GIF.565fba01080710c490b168c757ee2227.GIF

График нарисован условно, и значения взяты что называется с потолка, что бы было нагляднее как это работает. Отсюда видно, что пусть даже лента светится самое малое время, но зато в полную яркость. Таким образом для указанной выше схемы не получится убавить яркость субъективно ниже примерно 10-20% от максимума. Плюсом ШИМ диммера перед аналоговым является высокий КПД, то есть транзистор либо открыт, либо закрыт, никакой лишней мощности в идеале никуда сбрасываться не будет, так что и нагрева транзистора быть не должно.
Минус - невозможность погасить ленту до нуля, и то что лента на самом деле мигает. Мигания глазом конечно не видны, но могут быть видны через видеокамеру, фотоаппарат, и т.д. и помешать при съемке. Хотя например в моем случае мигания не видны и при съёмке. Видео (15Мб): https://www.dropbox.com/s/xj1lo7xm8ec7sxu/pwm-tape-dimmer.mp4?dl=0
Кроме светодиодных лент такой регулятор можно использовать и с другими нагрузками терпящими такое питание, например лампами накаливания, или двигателями. В последнем случае параллельно двигателю нужно присоединить выпрямительный диод катодом к плюсу.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Переделка USB настольной лампы на светодиодную ленту. Использовалась вышедшая из строя USB-лампа, подробнее о ней и других подобных тут:

Как известно, USB порт выдает 5 вольт, а светодиодным лентам в большинстве случаев требуется 12 вольт. Потому был использован повышающий преобразователь уже описанный тут:

Схемы рисовать тут нет никакой нужды, просто питание подается на преобразователь, а уже с него - на ленту.

Как всё выглядит, сверху - до доработки (светодиоды не родные, уже один раз заменены), снизу - после.

lamp.jpg.06403a598c88d68976ead5daee9e1806.jpg

В работе:

lamp-3.thumb.jpg.c7550888cccc3a06691caa073868de8a.jpg

Камера в телефоне не любит снимать против света, но и так видно что всё это работает довольно неплохо. Светодиодная лента подключена с обеих сторон, провода не дадут ей отвалиться, если вдруг скотч перестанет держаться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Похожие публикации

    • Автор: Valery
      Простая светодиодная цветомузыка (ЦМУ) с микрофоном. Назначение - игрушка или настольный сувенир. Реагирует на любые звуки в помещении. Не требует каких-либо подключений. Напряжение питания 9 вольт от двух последовательно соединенных плоских батареек (3R12).
      Что бы не было двояких толкований, не следует путать такие устройства со светодинамическими установками (СДУ), в отличие от которых ЦМУ реагируют на разные полосы частот звукового спектра. Структурная схема такая:


      Сигнал от микрофона 1, усиливается широкополосным усилителем 2, сигнал с которого подается на три частотных фильтра 3, каждый из которых пропускает только свою полосу частот. Далее сигнал через ключевые устройства подается на излучатели 4, каждый своего цвета.
      Это конечно всё в идеале, а данная ЦМУ не обладает такими качествами, так как имеет крайне простую схему. Деление частот весьма приблизительное.
      Принципиальная схема такая:

      Настройка усилителя:
      Коэффициент усиления микросхемы задается цепочкой подключенной к выводам 1 и 8. Примерно так: Ничего не подключено, 20dB. Конденсатор на 10 микрофарад, как на схеме - 200, если добавить последовательно с конденсатором резистор, то им можно добиться промежуточных значений. Например резистор на 1,2k устанавливает усиление 50.
      Возможно применение и других усилителей, например на операционных усилителях (ОУ), или на транзисторах. Только следует помнить что тут требуется не просто микрофонный усилитель, а усилитель мощности где-нибудь хотя бы на 0,5 ватта, или специальный усилитель для цветомузыки, схемы можно загуглить. Может быть позже испытаю другую схему, тогда отпишусь.
      Но проще и дешевле приведенного на схеме, вряд ли можно что-то придумать. Усилитель должен иметь достаточно неплохое качество. Если нет осциллографа, готовый усилитель перед дальнейшей сборкой можно отслушать, подключив наушники к выходному конденсатору и "массе". Непосредственно подключать наушники к выходу микросхемы нельзя.
      Если устройство планируется использовать в помещении с очень громкой музыкой, или другими звуками, и светодиоды "зашиваются" светясь непрерывным светом, - это скорее всего вызвано перегрузкой усилителя. Тут можно либо убрать конденсатор C4, либо ввести общий регулятор уровня, по типу регуляторов громкости в звуковых усилителях. Либо и то и другое. Потребуется переменный резистор на 10-50 килоом, включенный "потенциометром" на вход усилителя. Как на схеме:


      Настройка канала фона:
      Желтый светодиод должен пригасать в такт с музыкой, или иными звуками. Немного изменить работу канала фона можно подбором резистора R4. При чем происходит это достаточно вяло, и вроде как с некоторой задержкой. На слишком короткие звуки светодиод может вообще не среагировать. Это не баг, это фича. Если канал фона не нужен, его можно не устанавливать.
      Настройка частотных каналов:
      На выходе усилителя не хватает мощности, что бы преодолев фильтры, открыть ключи на биполярных (даже составных) транзисторах. Потому пришлось использовать в ключах полевые транзисторы.
      После сборки фильтров и ключей, и включения устройства можно будет убедиться, что все светодиоды светятся по-разному, одни ярко, другие не очень. Это зависит от многих причин, например зашумленности помещения, АЧХ сигнала поступающего с усилителя, так и качества или визуальной яркости самих светодиодов.
      Что бы этого избежать, устанавливаем на самый яркий канал подстроечный (переменный) резистор, как R2 на полной схеме. У меня самый яркий канал - синий, мне хватило и одного, но может быть потребуется два, или три, или ни одного. Хорошо бы добиться такого, что бы в "местной" тишине все частотные светодиоды чуть-чуть светились. Но мне такого достичь не удалось. Включите музыку на обычной громкости, светодиоды должны ритмично вспыхивать в такт с ней. На особую яркость, или четкость срабатывания надеяться не стоит.
      О деталях:
      Звук воспринимает микрофон BM1, электретный "таблеточный", любого типа.  Напротив микрофона нужно сделать отверстие в корпусе, которое можно прикрыть редкой тканью типа марли. На микросхеме DA1 типа LM386 собран микрофонный усилитель. С него сигнал поступает на один фоновый, и три пассивных частотных фильтра. Затем на транзисторные ключи, зажигающие соответствующие светодиоды. Желтый светодиод у меня реагирует на все частоты, только с обратной зависимостью, синий реагирует на высокие частоты, зеленый - на средние, красный - на низкие. Можно изменить этот порядок, установив любые другие светодиоды. Светодиоды я взял яркие, круглые, матовые, диаметром 10 мм. Подключено по одному светодиоду на канал, как на схеме. Можно добавить еще светодиодов параллельно, с собственными гасящими резисторами на 200 Ом. Соединять светодиоды последовательно, или использовать светодиодные ленты не рекомендую, из-за увеличения напряжения зажигания такой сборки, а значит снижения чувствительности.
      Ключевые транзисторы использованы BC547C, это полный аналог КТ3102Г, и полевые транзисторы 2N7000. Остальные детали каких-то особенностей не имеют.
      Питание: А с питанием проблемы. Сразу решил отказаться от какого-то специального блока питания, так как его стоимость может сильно превысить стоимость самого устройства. Пытался использовать разные зарядные устройства от телефонов - результат отрицательный. В общем не пригодился ни один импульсный БП из бывших в доме. Конденсатор по питанию не помогает.  Нужно использовать чисто аналоговый БП. Что бы не городить огород, просто применил батарейки. Конденсатор C11 может немного продлить время работы батареек, когда они начнут разряжаться. Конденсаторы C1 и C2 находятся на плате микрофонного усилителя, а С11 на вводе питания в схему. Выключателем питания у меня является микротумблер SA1 типа MTS101, хотя можно применить любой выключатель с фиксацией, на достаточный ток.
      Конструкция устройства может быть самая разная, у кого что есть, то и используется. В моем случае была использована коробка от губки для чистки обуви. Сами схемы собраны на покупных макетных платах, от которых были отрезаны кусочки нужного размера. Светодиоды расположены в ряд, и расположены горизонтально. Порядок слева-направо такой: желтый, синий, зеленый, красный. Конечно это всё можно решить и по-другому.
      Устройство состоит из двух узлов, - усилитель, и фильтры с ключами, соединенные между собой проводами. Что позволяет проводить различные эксперименты, например заменять один узел на другой без глобальной переделки. К тому же это позволяет более рационально использовать место внутри корпуса. Применять экранированные провода нет нужды, но нужно делать их минимально достаточной длины.
      Устройство во время работы потребляет от 25 до 40 mA. Что в общем обещает долгую работу батареек. Стоимость деталей и материалов включая батарейки примерно 300 рублей. Был бы блок питания, было бы минимум в два раза дороже.
      Изнутри всё выглядит так:

      Посмотреть видео:
      https://www.dropbox.com/s/bl6hxk3ypsokpb4/zvet-3.mp4?dl=0
      https://www.dropbox.com/s/p7nzb3o066czrr3/zvet-4.mp4?dl=0
      Как видим получилась довольно интересная игрушка, правда не имеющая какого-то практического значения. Возможно в дальнейшем соберу что-то другое по этому направлению. Продолжение следует.
  • Сейчас на странице   0 пользователей

×