Елочные гирлянды на тиристорах. Простейший переключатель елочных гирлянд (бегущий огонь). Переключатель одной гирлянды

Для создания эффекта «бегущий огонь» необходимо поочередно переключать не менее трех гирлянд. Схема переключателя (первый вариант), управляющего тремя гирляндами, представлена на рис. Основу устройства составляет трехфазный мультивибратор, выполненный на трех инвертирующих логических элементах микросхемы DD1. Времязадающие цепи образованы элементами R1-R3, С1-СЗ. В любой момент на одном из выходов логических элементов имеется напряжение высокого уровня, которое открывает транзисторно-тринисторный ключ. Следовательно, одновременно светятся лампы только одной гирлянды. Поочередное переключение ламп гирлянд EL1-EL3 позволяет получить эффект «бегущий огонь». В мультивибраторе могут работать инверторы микросхем серий К555 и К155. Во втором случае сопротивления резисторов R1-R3 не должны превышать 1 кОм. Можно использовать и КМОП-микросхемы (К176, К561), при этом сопротивления времязадающих резисторов можно будет увеличить в 100… 1000 раз, а емкости конденсаторов С1-СЗ во столько же раз уменьшить.

Изменение частоты переключения гирлянд можно производить изменением сопротивления резисторов R1-R3. Одновременно управлять ими затруднительно (строенных переменных резисторов для широкого применения промышленность не выпускает). Это является недостатком данного переключателя гирлянд.

На рис. приведена схема переключателя гирлянд (второй вариант) с регулируемой скоростью движения «бегущего огня». На логических элементах DD1.1, DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, частота следования которых составляет 0,2… 1 Гц. Импульсы поступают на вход счетчика, состоящего из двух D-триггеров DD2.1 и DD2.2 микросхемы DD2. Благодаря наличию обратной связи между элементом DD1.3 и входом R триггера DD2.1 счетчик имеет коэффициент пересчета 3 и в любой момент закрыт один из транзисторов VT2-VT4. Если, допустим, закрыт VT2, то положительное напряжение с его коллектора будет подано на управляющий электрод тринистора VS1, тринистор откроется и загорятся лампы гирлянды EL1. Частоту переключения регулируют переменным резистором R3 генератора.
В устройстве микросхемы серии К155 можно заменить соответствующими аналогами из серии К133. Транзисторы VT1-VT4 могут быть из серий КТ315,КТ3117, КТ603, КТ608 с любыми буквами. Тринисторы VS1-VS3 могут быть типов КУ201, КУ202 с буквами К-Н.
Источник, питающий микросхемы и транзисторы устройства, должен быть рассчитан на ток не менее 200 мА.
Недостатком переключателя является необходимость применения трансформаторного блока питания. Это обусловлено сравнительно большим током, потребляемым микросхемами К155ЛАЗ и К155ТМ2.

У описанных выше устройств «бегущего огня» есть общий недостаток: неизменность логики работы. Лампы в гирляндах переключаются только в установленном порядке, изменять можно лишь частоту переключения. В то же время желательно, чтобы иллюминация была как можно более разнообразной, не надоедала и не утомляла зрение. Это означает, что должна быть предусмотрена возможность изменения не только продолжительности горения ламп, но и очередности их переключения.

Литература — МРБ 1202 Электронные уст-ва для дома. Евсеев А.Н.

Под Новый Год всегда хочется украсить ёлку гирляндами, да ещё сделать так, чтобы гирлянды не просто горели, а переливались, мигали и радовали глаз. Рассмотрим несколько простых схем переключателей гирлянд, в том числе «бегущих огней», для новогодней ёлки или просто для украшения дома. Ни одна из схем не содержит дефицитных деталей или микросхем. Все схемы просты и испытаны не один раз. Начнём с самого несложного переключателя, который можно собрать из простейших деталей.

Переключатель одной гирлянды

В этом переключателе использован минимум деталей, его можно собрать «на коленке».

Схема переключателя одной гирлянды

Переключатель одной гирлянды

На схеме обозначено:

L1 - ёлочная гирлянда
S1 - стартёр СК-220
C1 - конденсатор МБМ 0,5 мкФ, 500 В

Работа схемы

При включении схемы в сеть между электродами стартёра S1 возникает тлеющий разряд, электроды начинают разогреваться. Один из электродов биметаллический, при нагреве он изгибается и замыкается на жесткий электрод, гирлянда L1 зажигается, а электроды стартёра остывают и размыкаются, и заново начинается тлеющий разряд. Конденсатор С1 служит для более медленного и плавного переключения.

Детали схемы

Гирлянда L1 должна быть рассчитана на мощность не более 40 Вт, также это может быть и обычная лампа накаливания на 220 В.

S1 - это обычный стартёр от лампы дневного света. но на 220В, стартёры от светильника с 2-мя лампами с одним стартером (или с 4-мя лампами и двумя стартерами) не подойдут, там стартеры на 127В. Импортный стартёр имеет обозначение ST 111 4-80W.

Конденсатор С1 - любой неполярный на напряжение не ниже 300В, ёмкостью 0,1-2,0 мкФ. От ёмкости зависит частота переключения гирлянды.

Также можно собрать несколько таких схем с конденсаторами разной ёмкости и подключать несколько гирлянд, получится интересный эффект.

Переключатель двух гирлянд

В этом переключателе использован тиристор в качестве переключающего элемента.

Схема переключателя двух гирлянд

Переключатель двух гирлянд

На схеме обозначено:

D1 - диод Д226Б
L1, L2 - ёлочные гирлянды на 220В
VS1 - тринистор КУ201Л
R1 - резистор МЛТ-2, 2,4 кОм
R2 - резистор МЛТ-0,5, 10 кОм
C1 - конденсатор К50-12, 20 мкФ, 350 В

Работа схемы

Данный переключатель лучше всего использовать с гирляндами или лампами разной мощности. Если гирлянды L1 и L2 взять одинаковой мощности, то когда тиристор VS1 закрыт они будут гореть вполнакала, а при открывании тиристора гирлянда L2 погаснет, а L1 загорится в полную мощность.

Поэтому одну из гирлянд нужно взять большей мощности или подключить, например, вместо L1 две гирлянды параллельно, а вместо L2 - одну гирлянду одинаковой мощности. Тогда при закрытом VS1 гирлянды соединены последовательно и будет гореть L2 из-за большего сопротивления.

Если L2 убрать, то получится переключатель на тиристоре для одной гирлянды.

При подаче напряжения на схему конденсатор С1 начинает заряжаться, напряжение на нём возрастает, при определённом значении (зависит от применяемого тринистора) тринистор открывается, а конденсатор начинает разряжаться через резистор R1 и тринистор, VS1 закрывается и цикл начинается заново.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью не более 80 Вт каждая.

Для увеличения мощности можно заменить диод Д226Д на Д245, Д246, Д247, а тиристор следует заменить на КУ202Л(М,Н).

Конденсатор можно использовать К50-3 или другой электролитический на напряжение не ниже 300 В. Изменяя ёмкость конденсатора можно добиться требуемой частоты переключения.

Резисторы можно взять любого типа с близкими номиналами, на мощность рассеяния не меньше указанной.

Для плавной регулировки частоты переключения можно заменить R2 на последовательно соединённые постоянный резистор на 4,7-6,8 кОм и переменный 22-100 кОм. Переменный можно взять типа СП-1.

Переключатель трёх гирлянд

Данная схема похожа на предыдущую, только в ней использовано уже три тиристора.

Схема переключателя трёх гирлянд

Переключатель трёх гирлянд

На схеме обозначено:

D1 - диод Д232
D2-D4 - диоды Д226Б
L1-L3 - ёлочные гирлянды на 220В
VS1-VS3 - тринисторы КУ201Л
R1-R3 - резисторы МЛТ-2, 10 кОм
R4-R6 - резисторы МЛТ-0,5, 2 кОм
C1-C3 - конденсаторы К50-35, 100 мкФ, 63 В

Работа схемы

Принцип переключения точно такой же, как и у предыдущей схемы. Только здесь ещё добавлена обратная связь между тиристорами через диоды D2-D4. Диод D1 служит для выпрямления сетевого напряжения.

Детали схемы

При указанных деталях можно подключать гирлянды мощностью до 400 Вт каждая.

Диод Д232 можно заменить на Д231, Д231А, Д232А, Д233, Д245, Д246, Д247 и подобные.

Можно использовать замену остальных деталей как указано в предыдущей схеме.

Частота переключений зависит от номиналов R1-R3, C1-C3.

Переключатель четырёх гирлянд (бегущие огни)

Данный переключатель управляет четырьмя гирляндами и позволяет получить эффект бегущих огней, если гирлянды правильно расположить в определённом порядке. Схема сложнее предыдущих, но зато позволяет плавно регулировать частоту переключений и направление движения бегущих огней.

Схема переключателя четырёх гирлянд

Переключатель четырёх гирлянд

На схеме обозначено:

D1-D4 - диоды Д302
D5-D8 - диоды Д226Б
D9 - стабилитрон КС630А
VS1, VS2 - тринисторы КУ201Л
VS3, VS4 - динисторы КН102В
R1, R5 - резисторы МЛТ-0,5, 220 Ом
R2 - резистор МЛТ-2, 15 кОм
R3, R6 - резисторы МЛТ-0,5, 39 кОм
R4 - переменный резистор СПО-0,5, 33 кОм
C1 - конденсатор К50-12, 5 мкФ, 350 В
C2 - конденсатор МБМ 0,05 мкФ, 160 В
C3 - конденсатор МБМ 0,1 мкФ, 160 В
L1-L4 - ёлочные гирлянды

Работа схемы

Питание схемы осуществляется выпрямленным и стабилизированным напряжением около 130 В. Это осуществляется деталями D1-D4, R1, C1, R2, D9.

При подаче напряжения начинают заряжаться конденсаторы С2 и С3, они заряжаются до напряжения открывания динисторов VS3 и VS4. Первым открывается динистор VS3, так как С2 меньшей ёмкости и заряжается через меньшую цепочку сопротивлений. Открывается тринистор VS1 и загорается гирлянда L1 или гирлянда L2, это зависит от того, в какой полупериод сетевого напряжения это произошло.

Затем открывается динистор VS4 и, соответственно, тринистор VS2, загорается гирлянда L3 или L4 (также зависит от полярности полупериода). В это же время конденсатор С3 разряжается через цепочку VS4, VS2, R5, создавая на R5 отрицательный импульс, импульс поступает на С2 и VS3 закрывается, соответственно тринистор VS1 тоже закрывается, гирлянда L1 (или L2) гаснет.

Номиналы деталей подобраны так, чтобы С2 заряжался около 5 мс (что соответствует четверти периода сетевого напряжения), а С3 заряжался около 15 мс (3/4 периода). За счёт этого гирлянды будут переключаться с частотой сети (50Гц). А поскольку фаза открывания тринисторов не совпадает с фазой сетевого напряжения, то и происходит эффект «бегущие огни». А направление движения и скорость регулируется переменным резистором R4 - в среднем положении его движка эффекта бегущих огней не будет, чуть вправо или влево и огоньки побегут в соответствующую сторону, со скоростью соответствующей углу поворота от «средней точки».

Детали схемы

При указанных деталях мощность каждой гирлянды не должна превышать 60 Вт. Для увеличения мощности до 200 Вт можно поменять диоды D5-D8 на Д302-Д304 или другие с максимальным выпрямленным током от 1А и обратным напряжением не ниже 300 В. Для увеличения яркости свечения можно стандартные гирлянды на 220В укоротить на соответствующее число лампочек (примерно на 20%), чтобы в сумме стало не менее 180 В.

Диоды D1-D4 можно заменить на диодный мост КЦ405А(Б,В,Г) или на другие на ток не менее 1А и напряжение не ниже 300 В.

Конденсатор С1 можно взять любой электролитический на напряжение не ниже 300 В.

Остальные детали и их номиналы лучше не менять, в этом случае, возможно, не потребуется настройка устройства.

Тиристоры можно взять любые, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300 В.

Динисторы можно взять любые с напряжением открывания 20-80 В.

Конденсаторы С2, С3 любые бумажные, металлобумажные на напряжение не ниже 160 В.

Резисторы любые непроволочные, с номиналами близкими к указанным и на мощность не ниже указанной.

Настройка устройства

Каждый из резисторов R3 и R6 заменяем на цепочку из постоянного на 18-22 кОм и переменного на 47-100 кОм. R4 устанавливаем в среднее положение, переменный резистор цепочки, заменяющей R3 - в минимальное сопротивление. Переменным резистором в цепочке, заменяющей R6 добиваемся остановки бегущих огней (должны зажигаться только две гирлянды). Затем потихоньку изменяя сопротивление обоих цепочек добиваемся медленного и равномерного переключения бегущих огней.

После чего выключаем устройство, выпаиваем и замеряем получившееся сопротивление цепочек, заменяющих R3 и R6 и впаиваем на их место постоянные резисторы такого же сопротивления. Можно использовать составные резисторы.

ВНИМАНИЕ! Будьте осторожны при настройке и эксплуатации ВСЕХ рассмотренных устройств, в схемах присутствует ОПАСНОЕ для жизни напряжение.

http://elektricvdome.ru

Предлагаемая схема была разработана для применения в качестве переключателя ёлочной гирлянды. Однако эту схему можно использовать и в других целях, когда требуется периодическое включение нагрузки (системы автоматики, оповещения и сигнализации и т.п.). Данное устройство включается в разрыв одного из проводов идущих к нагрузки, в данном случае ёлочной гирлянды. Что, во-первых облегчает его эксплуатацию, так как к устройству требуется подводить лишь два провода. Во-вторых, повышается безопасность, так как в случае замыкания этих проводов как снаружи, так и внутри устройства короткого замыкания не произойдёт, просто нагрузка окажется постоянно включенной. Предлагаемый переключатель имеет два режима работы. Первый, когда ламы гирлянды периодически гаснут полностью, второй - когда лампы полностью не гаснут, а снижается их яркость свечения.

Схема

Рассмотрим принцип работы схеме данного устройства (рис.1). На элементах DD1.1 - DD1.6 микросхемы к561лн2 собран генератор прямоугольных импульсов, частота которых задаётся номиналом резистора R1 и конденсатора C2. С целью повышения выходной нагрузочной способности генератора его элементы DD1.2 - DD1.6 соединены параллельно. Когда на выходе генератора высокий уровень диод VD3 заперт, а тиристор VS1 включенный в диагональ моста открыт за счет тока поступающего через резистор R3 на его управляющий электрод. В результате этого лампы гирлянды оказываются включены. Когда на выходе генератора устанавливается низкий уровень, диод VD3 открывается и замыкает управляющий электрод тиристора VS1 на катод. Тиристор закрывается, а лампы гирлянды гаснут.

Если замкнуть контакты выключателя SA1, тогда даже при закрытом тиристоре VS1 на лампы гирлянды через диод VD8 будет поступать однополупериодное напряжение сети и они будут светится слабым мерцающим светом. То есть, в этом режиме схемы лампы не будут периодически гаснуть полностью, а будет лишь снижаться их яркость.

Когда тиристор VS1 заперт, напряжение протекающее через резистор R2 стабилизированное стабилитроном VD2 на уровне 12 Вольт заряжает конденсатор C1, и используется для питание микросхемы DD1. А диод VD1 исключает разрядку конденсатора C1 через резистор R2 при открытом тиристоре VS1, когда происходит включение ламп гирлянды.

Резистором R3 задаётся ток, протекающий через управляющий электрод тиристора VS1, выбирать его следует максимально возможного сопротивления при котором обеспечивается устойчивое отпирание тиристора VS1, чтобы уменьшить бесполезный нагрев этого резистора. При замене тиристора VS1 на тиристор другой марки, например тиристоры серии ку202, у которых ток управляющего электрода выше, может потребоваться уменьшить номинал резистора R3, увеличив соответственно его мощность. Снижать сопротивление резистора R3 ниже 8 кОм не стоит во избежание перегрузки микросхемы.

Детали

Микросхему DD1 к561лн2 можно заменить на к562лн1 с соответствующей коррекцией печатной платы, поскольку у этих микросхем не совпадает назначение выводов. В качестве диодов VD1, VD3 можно использовать кд102, кд103, кд521, кд522 с любым буквенным индексом. Стабилитрон VD2 - кс191ж, кс210ж, кс212ж, кс213ж, кс508а. Диоды VD4 - VD8 - кд105, кд209 с любым буквенным индексом. Конденсатор С1 - к50-35 или аналогичный импортный, а С2 типа к10-17, к73-17 или аналогичные импортные. Выключатель SA1 любого типа способный выдержать сетевое напряжение и ток нагрузки.

Расположение элементов на печатной плате и её чертёж представлены на рис.2 и рис.3 соответственно. А фото распаянной печатной платы на рис.4.

Готовое устройство было размещено в пластмассовой электромонтажной коробке. Его фото представлено на рис.5. К данному переключателю была подключена ёлочная гирлянда отечественного производства, состоящая из 18 ламп на 13,5 Вольт 0,16 Ампер. Частоту включения гирлянды можно менять путём изменения номинала резистора R1. Схему предложил YRIT.

С детства я увлекался радиотехникой, ходил в радиокружки, паял несложные игрушки, приёмники...

На фотографии выше, один из моих рукотворных приборов, предназначем он для переключения ёлочных гирлянд. Абсолютно всё сделано своими руками, начиная от металлических крепежей и кончая ручками управления, выточенных из оргстекла.

К устройсту можно подключить четыре новогодних гирлянды мощностью 400 ватт, т.е. по сути можно спаять свои 4 гирлянды примерно из 100 лампочек по 2.5 вольта, итого около 400 ламп:)

Несколькиими годами позже в продаже появились дешёвые китайсие гирлянды и я решил сделать из них полноценную цепочку лампочек для своей мигалки. Лампочки были заново перепаяны нормальными отечественными проводами в таком порядке, чтобы создавался эффект бегающих огней. Вообще у моей мигалки 6 режимов переключения гирлянд так, что выбрать режим мерцания можно на любой вкус, а также установить скорость мерцания гирлянд. Как я использую свою гирлянду можно посмотреть в статье про ёлку .

Корпус устройства сделан и пластика, его я вырезал из обычного кухонного подноса, затем корпус оклеен самоклеющейся плёнкой. Крышка легко снимается, нужно просто открутить четыре винтика по бокам. На дно приклеены резиновые ножки, это прокладки от сантехники.

Внутри коробки всё удобно скомпоновано, радиодетали максимально удалены друг от друга, чтобы не вызвать короткого замыкания. Пожалуй единственным минусом моей конструкции является отсутствие вентиляционной решётки, но за годы использования устройство ни разу не выходило из строя.

Схема мигалки довольно простая, наверняка эту схему знает большинство радиолюбителей, её не раз публиковали в различных журналах. Схема не требует настройки и работает сразу после монтажа. В принципиальной схеме использовано четыре отечественных интегральных микросхемы и несколько других доступных деталей. Дефицитом являются только управляющие тиристоры, но и их можно с лёгкостью заменить на аналоги. Исходную схему из журнала я немного модифицировал, добавив 4 транзистора, 4 резистора и 4 светодиода для индикации работы на передней панели прибора. Также я добавил регулятор скорости переглючения гирлянд и кнопку для реверса бегущих огней.

Мигалка служит верой и правдой уже лет 5, и врятли я найду в продаже нечто более совершенное и столь долговечное.

Украшением любого новогоднего праздника, конечно же, является елка. Кроме того что елку принято наряжать различными игрушками, на нее так- же обычно вешают и световые гирлянды из лампочек или светодиодов.

В наше время практически все новогодние гирлянды уже снабжены различными переключающими устройствами, но может случится так что это устройство выйдет из строя и тогда выход лишь один- приобретать новую...

Но можно поступить и иначе- самому изготовить переключатели гирлянд их подручных материалов- это и гораздо интереснее да и область применения таких устройств может не ограничиться лишь новогодними праздниками.

Здесь представлено три схемы переключателей гирлянд предназначенных для самостоятельной сборки выполненных на логических микросхемах:

Переключатель двух гирлянд

Это простейший мультивибратор выполненный на всего одной микросхеме серии К176ЛА7 (можно применить микросхему К176ЛЕ5). Сам мультивибратор собран на первых двух элементах микросхемы. Частот его регулируется резистором R2. Два остальных элементах микросхемы играют роль буфера между мультивибратором и выходным каскадом на тиристоре. Импульсный сигнал на эти элементы будет поступать в противофазе и, следовательно, гирлянды будут включаться поочередно.
Схема питается от простейшего источника на гасящем конденсаторе и стабилизатора.
Следует учесть еще тот факт что питание на сами гирлянды поступает через однополупериодный выпрямитель и поэтому яркость свечения может быть немного ниже желаемой.

Бегущие огни на трех гирляндах

Данная схема построена по тому же принципу что и предыдущая с тем лишь дополнением что здесь введены дополнительные элементы. Задающий мультивибратор вырабатывает три импульсные последовательности, фазы импульсов которых сдвинуты относительно друг друга на треть периода.
Частоту следования импульсов можно менять подбором резисторов R1,R2,R3 и конденсаторов C1, C2, C3. Но при этом следует учитывать главное правило: R1=R2=R3 а также C1=C2=C3.

Бегущие огни на четырех гирляндах

Данное устройство собрано всего лишь на одной микросхеме серии К176ИЕ12 (так называемой "часовой").
Особенность ее состоит в том что она имеет встроенный генератор импульсов и выходы для управления световой индикацией. Импульсы на этих выходах сдвинуты друг от друга на четверть периода и поэтому получается так что логическая единица появляется на них поочередно. Используя это свойство и был изготовлен этот автомат- просто к выходам (по схеме это выводы 3, 1, 12 и 2) подключили тиристоры управления гирляндами.
Частоту задающего генератора (а следовательно и скорость переключения гирлянд) можно изменять вручную при помощи резистора R2.
Питание устройства такое-же как и в самой первой схеме- гасящий конденсатор и простейший стабилизатор.