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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Automatische Lichteffekte mit zufälligem Einschalten der Lampen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur Die meisten Lichteffektmaschinen (ASE), einschließlich hausgemachter Designs zur Dekoration von Discos, Neujahrs- und anderen Feiertagen, sind bestenfalls in der Lage, nur umprogrammierbare Lichtkombinationen zu erzeugen. Auch bei aller Vielfalt der eingesetzten Schaltungslösungen ist es diesen Geräten in der Regel nicht möglich, zumindest innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls die Reihenfolge der wiedergegebenen Effekte und Bilder beliebig zu ändern. Die von mir vorgeschlagenen Entwicklungen weisen diese Mängel nicht auf. Das erste dieser Designs (Abb. 1) basiert auf drei Standard-Mikroschaltungen. Aber selbst es ist in der Lage, im „Chaos“-Modus zu arbeiten, wobei die Reihenfolge und Anzahl (von 0 bis 5) der eingeschalteten Lampen willkürlich geändert werden kann. Insgesamt bietet diese ASE 32 Lichtkombinationen, wobei die Wiederholungsperiode einer davon variabel ist. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Lampenwechsels können Sie den Effekt eines „laufenden Feuers“ in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung oder andere Optionen für die geordnete „Lichtbewegung“ erzielen. Das zweite ASE-Design verfügt über acht Kanäle. Mithilfe von acht Chips (Abb. 1) kann ein „laufender Feuerzyklus“ in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung demonstriert werden. Die Essenz des ersten ist die 8-fache Bewegung des „Lichtbereichs“, der von einer der acht Lampen erzeugt wird (der „Single-Chaos“-Modus). Der zweite Abschnitt des Zyklus besteht ebenfalls darin, achtmal „durch das Feuer zu laufen“. Dieser Effekt entsteht jedoch durch das chaotische Einschalten mehrerer von acht Lampen. Wie im ersten ASE-Design ist auch hier die Häufigkeit der Wiederholung einer bestimmten Kombination absolut unvorhersehbar. Und der Übergang von einem Effekt zum anderen innerhalb des Zyklus erfolgt automatisch. Außerdem startet das „laufende Feuer“ immer mit einer anderen Lampe: Als erstes blinkt diejenige, deren Ziffernnummer älter ist als die letzte, die im erwähnten „Chaos-Single“-Modus leuchtete. Die Steuerung der Lampenschaltgeschwindigkeit erfolgt bei beiden Maschinen manuell. Es kann jedoch durch die Ergänzung der ASE mit einem speziellen Aufsatz an den Rhythmus von Schlaginstrumenten in der Musikbegleitung „angebunden“ werden (Abb. 2). Da die Generatoren G1 und G2 sowie der Kurzimpulsformer (SPF) bei den betrachteten Ausführungen gleich sind, sind sie nur im Schaltplan der ersten ASE in erweiterter Form dargestellt, in den übrigen Abbildungen – bedingt , als Funktionsblöcke mit erklärenden Aufschriften. Steuerstromkreise (CS) für Beleuchtungsgeräte werden auf allen Maschinen vereinfacht in Form von nummerierten Rechtecken dargestellt. Sie können auch gleich sein und gemäß der akzeptabelsten Standardoption hergestellt werden (Abb. 3). Die von mir vorgeschlagenen ASE-Designs verwenden die einfachsten Zufallszahlengeneratoren. In jeder der Maschinen arbeitet G1 mit den logischen Elementen DD1.1 und DD1.2 der Mikroschaltung K176LA7. Durch die Steuerung der Änderung der Lichtkombinationen kann die Frequenz innerhalb von 0,5 bis 3 Hz geändert werden, wofür der Widerstand R1 vorgesehen ist. Der Generator G2 basierend auf den Logikelementen DD2.1 - DD2.3 der zweiten K176LA7-Mikroschaltung hat eine höhere Erzeugungsfrequenz als G1. Da es an der Bildung einer Lichtkombination beteiligt ist, „erkennt“ es die Steuerung nur „anhand der Betriebszeit“ und dient als Teil einer zweiten, wesentlich komplizierteren Maschine zur Übertragung von Impulsen von G1. Zwischen G1 und G2 ist ein Kurzimpulsformer geschaltet. Zusammengebaut auf den Logikelementen DD1.3 und DD1.4 der Mikroschaltung K176LA7 erzeugt es jedes Mal einen kurzen Impuls am Ausgang 11 von DD2.4, wenn die Signalflanke von Pin 1.3 von DD5 des G1.4-Generators an den Eingängen DD11 empfangen wird. 1.2 und 1 von DDXNUMX. Ein kurzer Impuls, der aus einem breiten Impuls des Generators G1 erzeugt wird, ist erforderlich, um G2 einzuschalten und anschließend ein „Paket“ zu erzeugen. Seine Dauer sollte kurz sein, um das Flackern der Lampen im Betrieb des G2-Generators zusammen mit dem DD3-Zähler nahezu unbemerkt zu machen. Allerdings ist auch hier Vorsicht geboten. Denn eine übermäßige Verkürzung der Dauer eines kurzen Impulses durch Reduzierung der Kapazität des Kondensators C2 droht mit Ausfällen und dem Stoppen der Bildung von Lichtkombinationen „zufällig“. Der Schaltplan von G2 (Abb. 1) zeigt eine Brücke zwischen den Pins 5 und 6 von DD2.1. Sein Zweck besteht darin, das Gerät mit einem externen High-Level-Freigabesignal (logisch 1) am Eingang 8 von DD2.2 in den Generierungsmodus zu schalten. Durch Entfernen dieses Jumpers (und Steuerung über Pin 5 von DD2.1) kann G2 sowohl als Repeater von Impulsen, die an 8 DD2.2 ankommen, als auch als Generator von „Paketen“ aus denselben Impulsen arbeiten. Der Jumper ist bereits auf der Leiterplatte des G2-Generators installiert (Abb. 1). Folglich erhält der Zähler DD3 ein „Paket“, dessen Dauer einem kurzen Impuls entspricht. Nachdem die Anzahl der darin enthaltenen Impulse ermittelt wurde, stoppt der Zähler und schaltet eine Kombination von Lampen ein. Dann wird der gesamte Zyklus wiederholt, beginnend mit der Ausgabe des Impulses von G1 und endend mit der Aufnahme einer neuen Lampenkombination. Die Dauer jedes Lichteffekts, der mit der Sekunde der von mir angebotenen Maschinen erzielt werden kann, beträgt 8, und der gesamte Zyklus beträgt 32 Taktimpulse des Generators I. Aus den Merkmalen des Schaltplans dieser ASE geht hervor, Es ist auch zu beachten, dass unmittelbar nach dem Einschalten der Stromversorgung die gleichzeitige Installation der Zähler DD4 und DD7 in Nullstellung erfolgt, für die das logische Element DD6.4 verwendet wird. Und der erste Lichteffekt ist ein „Lauffeuer“ in direkter Richtung. Zwischen den Zählern DD4 und DD7 befindet sich entlang der Flanke und des Abfalls des eingehenden Signals ein Impulsformer, der auf DD5, DD6.1–DD6.3 arbeitet. Die Dioden VD3-VD5 werden verwendet, um die gegenseitige Beeinflussung der Ausgänge und die Summierung des Protokolls zu verhindern. 1 DD7-Zähler. Die Besonderheiten des ASE-Betriebs lassen sich am Beispiel der Entstehung der letzten beiden Effekte im Zyklus verstehen. Insbesondere, wenn nach dem Eintreffen des siebzehnten Impulses am Pin 11 des DD4-Zählers eine logische Eins durch ein Low-Pegel-Signal (logische Null) ersetzt wird. Mit Ausgabe 5 DD2.1 Protokoll. 0-Generator G2 fungiert als Verstärker der Impulse von G1. Die Änderung der Spannungspegel an Pin 11 der Mikroschaltung DD4 hat zur Folge, dass ein Impuls vom Impulsformer entlang der Flanke gesendet wird und von Pin 4 von DD5.3 zum Zähler DD7 fällt. Dadurch wird das Protokoll verschoben. 1 von Pin 2 bis 4. Multiplexer DD9, empfängt ein Protokoll. 1 bis Pin 14 verbindet die Pins (vom zweiten bis zum fünften) des DD8-Decoders mit den entsprechenden Steuerkreisen, und DD3 zählt im Takt der Impulse des And-Generators, die vom G2-Generator gesendet werden, herunter . DD3-Codes werden von DD8 entschlüsselt und von Beleuchtungsgeräten als „Lauflicht“ in die entgegengesetzte Richtung reproduziert. Unmittelbar nach dem Ende dieses Effekts (bei ausgeschalteter letzter Lampe) wird der fünfundzwanzigste Impuls vom Generator G1 empfangen, der dazu führt, dass an Pin 11 des DD4-Zählers die logische Null durch Eins ersetzt wird, weshalb G2 erhält die Erlaubnis, als „Pack“-Generator zu arbeiten. Der Impulsformer an der Flanke und am Abfall zwingt als Reaktion darauf den Zähler DD7, das Protokoll zu verschieben (durch Anlegen eines Impulses an Pin 14). 1 von Pin 4 auf 7. Und der DD9-Multiplexer schaltet, nachdem er auf eine ähnliche Verschiebung von Pin 14 auf 9 gewartet hat, die Ausgänge (vom zweiten zum fünften) des DD8-Decoders aus, verbindet aber die Steuerschaltung mit den Ausgängen des DD3-Zählers (von der dritten bis zur sechsten). Durch den Empfang von „Packs“ durch den DD3-Zähler und die Ausgabe der Ergebnisse an die Steuerschaltung wird das chaotische 8-malige Einschalten mehrerer Lampen reproduziert. Darüber hinaus bleiben die Ausgänge 0, 1, 6 und 7 des DD8-Decoders während des gesamten Lichteffekts mit der Steuerschaltung verbunden. Die Abschaltung erfolgt erst, nachdem mehrere zufällig ausgewählte Lampen achtmal blinken und der dreiunddreißigste (in der Zeit) Impuls am DD4-Zähler ankommt. Das „ultrakurze“ Protokoll 10, das an Pin 7 von DD1 erscheint, bewegt es in die Nullposition (d. h. „3“ wird an Pin 1 gesetzt), woraufhin ein neuer Zyklus beginnt. Relativ einfache (I) und komplizierte (II) automatische Lichteffekte
Lichtsteuerungsschemata
Nun noch ein paar Worte zu dem erwähnten Aufsatz zur „Bindung“ (Koordinierung) der Häufigkeit des Lampenwechsels an das Tempo von Schlaginstrumenten zur Musikbegleitung. Wie aus dem Schaltplan (Abb. 2) ersichtlich ist, handelt es sich bei dem Gerät um einen Filter (VT1, R3, R4, C2) mit einer Grenzfrequenz von 100 Hz, verbunden mit einem Analog-Digital-Wandler (VT2, VD1, VD2, DD1). Und da der Ausgang 11 DD1.3 dem zuvor besprochenen Ausgang 11 DD1.2 des Generators G1 (Abb. 1) entspricht, ist es durchaus möglich, die Set-Top-Box über einen Standard-Kippschalter SB1 mit dem Kurzimpulsformer zu verbinden. Die Wahl des einen oder anderen Steuerungsschemas (Abb. 3) hängt von den Aufgaben und Fähigkeiten des Herstellers ab. Es ist jedoch zu beachten, dass VT2 einen Spielraum von 1k haben muss, der 20–30 Prozent über dem maximalen Laststrom liegt. Nachdem Sie sich für Optionen mit Relais entschieden haben, ist es auch nützlich zu wissen, dass der bei Funkamateuren beliebte RES22 eine Last von nicht mehr als 100 W pro Kontaktgruppe steuern kann (ohne Thyristorschaltung im Stromkreis). Darüber hinaus sind Relaisschaltungen am langsamsten; Ihr Einsatz ist gerechtfertigt, wenn die geplante Schalthäufigkeit nicht mehr als acht Schaltungen pro Sekunde beträgt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Thyristor über einen Impulstransformator anzusteuern. Dies erfordert zwar einen separaten Generator und zusätzliche Schaltkreise. Als Stromquelle für alle betrachteten ASEs und Set-Top-Boxen können entweder selbstgebaute oder fertige Netzteile mit einer Ausgangsspannung von 5 bis 12 V dienen. Auch stabilisierte – von einem Taschenrechner. Sie müssen lediglich berücksichtigen, dass beispielsweise bei einer 6-Volt-Stromversorgung die Maschine selbst einen Strom von bis zu 20 mA verbraucht, die Set-Top-Box bis zu 10 mA und außerdem Steuerkreise für Beleuchtungsgeräte. ganz zu schweigen von geschalteten Glühlampen. Am wenigsten wirtschaftlich sind Relaissteuerkreise. Bei Verwendung eines RES22-Relais mit einem Wicklungswiderstand von 175 Ohm verbraucht der Steuerkreis bei einer 12-Volt-Versorgungsspannung beispielsweise mindestens 70 mA pro Kanal. Gleichrichterdioden VD3-VD6 in Thyristorschaltungen müssen eine Stromreserve haben, die 30 Prozent größer ist als der Gesamtverbrauch aller Lampen. Wenn die erforderlichen Hochstromventile nicht vorhanden sind, können Sie anstelle einer gemeinsamen Diodenbrücke mehrere Gleichrichter verwenden, von denen jeder so viele Kanäle versorgt, wie er bereitstellen kann. Beim Einrichten von Maschinen geht es darum, die Funktionsfähigkeit der Generatoren G1 und G2 zu überprüfen. Wenn die ASE von einer Quelle mit einer anderen Spannung als 6 V gespeist wird, müssen die Werte des Widerstands R2 (um sicherzustellen, dass I Impulse im erforderlichen Bereich erzeugt) und des Kondensators C2 (mit erhöhter Upower, seiner Kapazität) angepasst werden verringert, ist er niedrig, wird er erhöht). Das Design der Maschinen verwendet MYAT-Widerstände oder deren Analoga. Variabler Widerstand R1 – einer der Gruppe A. Die Auswahl an Kondensatortypen, einschließlich Elektrolytkondensatoren mit hoher Kapazität, ist praktisch unbegrenzt. D9-Dioden sind vollständig durch Analoga austauschbar. Anstelle der KT315-Transistoren können Sie KT312, KT3102, KT209 installieren. Die leistungsstarken Halbleitertrioden KT815A (KT815V) werden durch KT817 mit den Indizes A bis G im Namen ersetzt. Thyristoren sollten leistungsstärker sein und auf Heizkörpern installiert werden (vorzugsweise mit Zwangskühlung für Lampen über 600 W pro Kanal). Gleichrichterdioden: 5 Ampere – KD202Zh, KD202K, KD202M, D231B, D245B; 10 Ampere – D231A, D232A, D233, D245A, D246A, D247. Relais: 5 Volt – RES9 (Pass RS4.524.203), RES10 (RS4.524.304); 12 Volt - RES9 (RS4), RES524.202 (RS10, RS4.524.312), RES4.524.322 (RS15), RES4.591.004 zur direkten Ansteuerung von Lampen (RF22-4.523.023 oder mit einem Wicklungswiderstand von 01 Ohm, RF175 4.523.023 -05). Beim Austausch von Mikroschaltungen ist die Sache etwas komplizierter. Insbesondere ist anstelle von K176IE2 in der ersten Maschine (Zähler DD3) die Verwendung von K561IE11 oder K165IE14 zulässig. In diesem Fall wird die ASE vierkanalig. Darüber hinaus wird K561IE11 gemäß Abbildung 1 eingeschaltet, mit der Ausnahme, dass -Up an Pin 10 angelegt wird. Bei der Installation von K561IE14 werden die Pins 9 und 10 mit +Upit verbunden. Die übrigen Pins der genannten Mikroschaltungen haben den gleichen Zweck. In der zweiten Maschine ist es zulässig, den K4IE561-Chip als DD11-Zähler zu verwenden, nicht den K176IE2. Allerdings muss die ASE selbst leicht angepasst werden: Pin 10 der neu installierten Mikroschaltung wird geerdet und der zweite wird anstelle von Pin 11 eingeschaltet. Darüber hinaus müssen Impulse vom G15-Generator an Pin 4 des DD1-Zählers angelegt werden. Es ist auch möglich, K561IE8 (DD7-Zähler) durch K561IE9 zu ersetzen, jedoch mit einer Änderung beim Löten der VD2-Diode, deren neue Position zwischen den Pins 11 und 15 liegt. Und als DD3-Zähler ist die Verwendung von a zulässig Mikroschaltung außer der geplanten K561IE11. Zum Beispiel K561IE14 mit der entsprechenden Anpassung: + Upit sollte an Pin 9 eines solchen Zählers angelegt werden. Zum Schluss noch eine wichtige Erinnerung. Beim Austausch von Mikroschaltungen durch diese Optionen sind entsprechende Änderungen in der Topologie der Leiterplatten unvermeidlich. Autor: D. Ataev
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