7.4 Два переключателя елочных гирлянд

Схема первого переключателя представлена на рис. 141. Это устройство управляет двумя гирляндами, состоящими из малогабаритных светодиодов красного и зеленого цветов, и предназначено для украшения небольшой новогодней елки.

На транзисторах VT1, VT2 собран симметричный мультивибратор, частота переключения которого определяется номиналами резисторов R1 — R4 и конденсаторов Cl, C2. Для указанных на

схеме номиналов этих элементов частота составляет около 1 Гц. В коллекторные цепи транзисторов включены две гирлянды из светодиодов HL1 — HL32. Диоды VD1, VD2 и резисторы Rl, R4 необходимы для обеспечения перезарядки конденсаторов С1 и С2. Источник питания переключателя гирлянд выполнен по схеме однополупериодного выпрямителя на диоде VD3 с использованием балластного конденсатора С4 для гашения напряжения. Диод VD4 необходим для перезарядки конденсатора при положительной волне (относительно нижнего по схеме провода сети) напряжения, резистор R6 ограничивает импульс тока при включении устройства в сеть, когда конденсатор разряжен. Через резистор R5 конденсатор С4 разряжается после выключения устройства из сети. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором СЗ. Стабилитрон в блоке питания отсутствует, а напряжение на элементах мультивибратора ограничивается напряжением на включенной гирлянде светодиодов, т.е. светодиоды выполняют функцию стабилитронов. Поскольку в любой момент времени обязательно включена одна из двух гирлянд, напряжение на конденсаторе СЗ не может превысить напряжение на светящейся гирлянде.

В устройстве можно использовать любые р-n-р-транзисторы с допустимым напряжением между эмиттером и коллектором не менее 40 В. Подойдут транзисторы КТ208 (Ж, И, К, Л, М), КТ209 (Ж, И, К, Л, М), КТ361 (В, Д), КТ50ЦЖ, И, К, Л, М), КТ502 (с любыми буквами). Светодиоды могут быть из серии АЛ307 с любыми буквами; поскольку прямое падение напряжения на диоде зависит от типа, количество их в гирлянде должно быть таким, чтобы напряжение одной гирлянды не превысило допустимое напряжение транзисторов. Конденсаторы С1 — СЗ — К50-24, К50-16, К50-35; С4 — К73-17. В качестве диодов VD1, VD2 можно применить, помимо указанных на схеме, КД509, КД510, КД513 (с любыми буквами), а также КД521 (А, Б, В). Диоды VD3, VD4 должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 350 В. Подойдут диоды КД105 (Б, В, Г), КД226 (В, Г, Д).

Переключатель гирлянд смонтирован в небольшом пластмассовом корпусе (рис. 142) на плате из фольгированного стеклотекстолита. На плате установлены все элементы, кроме светодиодов HL2 — HL31. Эти светодиоды соединены между собой отрезками провода длиной 10... 15 см, а с корпусом — проводами длиной

1,5...2 м. Для декоративного оформления светодиодов использованы разноцветные пластмассовые пуговицы, у которых расстояние между отверстиями составляет 2,5 мм. При монтаже выводы светодиода вставляют в отверстия пуговицы, припаивают отрезки провода и изолируют место пайки отрезками поливинилхлоридной трубки диаметром 1...1,5 мм и длиной 15...20 мм. На задней стенке корпуса установлены 2 вилки, с помощью которых устройство непосредственно вставляется в розетку электросети. Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается.

На рис. 143 приведена схема еще одного устройства управления елочной гирляндой, которое позволяет плавно управлять яркостью свечения ламп. Основная часть схемы аналогична схеме терморегулятора, приведенной на рис. 94 данной книги; на рис. 95 приведены временные диаграммы работы.

Рассмотрим особенности работы этого устройства. На инвертирующий вход компаратора DA2 поступают пилообразные импульсы с частотой, равной двойной частоте сети. На неинвертирующий вход компаратора поступают треугольные импульсы инфранизкой частоты, которые формирует генератор, собранный на логических элементах микросхемы DD1. Элементы D1.1, DD1.2 и резисторы R10, R11 образуют триггер Шмитта, входящий в состав генератора. Допустим, на выходе логического элемента DD1.3 действует напряжение высокого уровня, а конденсатор С4 разряжен. В этом случае через диод VD5 и резистор R11 конденсатор С4 будет заряжаться, а напряжение на нем будет увеличиваться. Когда оно достигнет верхнего порога переключения триггера Шмитта, последний переключится в противоположное состояние, и на выходе элемента DD1.3 установится напряжение низкого уровня. Теперь конденсатор С4 будет разря-

жаться через открывшийся диод VD4 и резистор R10. При уменьшении напряжения до нижнего порога переключения триггер Шмитта вновь переключится в противоположное состояние, и процесс формирования импульса повторится. В результате на конденсаторе С4 форма напряжения будет близка к треугольной. Воздействие этого напряжения на неинвертирующий вход компаратора приводит к формированию на выходе компаратора импульсов тока изменяющейся скважности; эти импульсы тока, протекая через цепь управляющего электрода симистора VS 1, изменяют яркость ламп гирлянды (они подключены к гнездам "Нагрузка") от минимальной до максимальной и наоборот.

Стабилитрон VD3 необходим для того, чтобы "приподнять" пилообразное напряжение до уровня, соответствующего нижнему порогу переключения триггера Шмитта.

В качестве микросхемы DA2 можно использовать, помимо указанной на схеме, компараторы типа К521САЗ. При использовании компараторов других типов придется применить усилитель тока выходного каскада. Транзисторы VT1, VT2 могут быть любыми структуры n-р-n. Замена остальных радиодеталей, думается, не вызовет затруднений.

Настройка устройства состоит в регулировании подстроечными резисторами R10 и R 11 скоростей зажигания и гашения ламп гирлянды.