Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Практическая электроника, Схемы на микроконтроллерах » Как сделать мощную новогоднюю гирлянду с китайскими мозгами
Количество просмотров: 114161
Комментарии к статье: 9


Как сделать мощную новогоднюю гирлянду с китайскими мозгами


Мощная новогодняя гирлянда с китайскими мозгамиВот и Новый год скоро! На прилавках магазинов рядом с мандаринами, конфетами и шампанским появляются елочные игрушки: разноцветные шары, мишура, всевозможные флажки, бусы и, конечно же, электрические гирлянды.

Обычную гирлянду из разноцветных лампочек, пожалуй, и не купить. Зато различных мигалок, в основном китайского производства, просто не счесть. Микроскопические лампочки могут располагаться на куске картона или вплетаются в ковер из проводов, которым можно украсить сразу целое окно.

Елочные гирлянды тоже отличаются большим разнообразием, прежде всего внешним оформлением, дизайном. Стоимость подобных гирлянд невелика, как, собственно, и мощность лампочек.

Большинство гирлянд имеют маленькую пластмассовую коробочку с одной кнопкой, шнуром с сетевой вилкой и проводами, идущими на гирлянду разноцветных лампочек. Оформление гирлянды может быть самым разнообразным.

Самый простой, и дешевый вариант состоит из микроскопических лампочек, вставленных в термоусадочную трубку. На обратной стороне упаковочной коробки написана инструкция по замене лампочек и правила техники безопасности, хотя запасных лампочек не прилагается. Именно такие гирлянды продаются в сети магазинов «Все по 38», правда, в последнее время уже по сорок рублей.

Гирлянда за сорок рублей

Рисунок 1. Гирлянда за сорок рублей

Гирлянды другого фасона имеют на лампочках небольшие пластиковые плафончики, например, в виде прозрачных цветков с лепестками. Но коробочка с кнопкой остается той, же самой, хотя цена гирлянды доходит рублей до двухсот. Попробуем открыть коробочку, и посмотреть, что же там внутри.

Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами

Рисунок 2. Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами

В нижней части рисунка показаны два провода, это как раз подключение устройства к сети. Здесь же находится кнопка, с помощью которой переключаются режимы работы. В верхней части можно увидеть три тиристора и провода, отходящие к гирляндам.

В середине платы находится микроконтроллер в бескорпусной микросхеме, - такая черная капля, установленная на маленькой печатной плате. Плата имеет контактные площадки, с помощью которых контроллер впаивается в основную плату.

Сколько тиристоров на плате

К выходам микроконтроллера подключаются управляющие электроды тиристоров, которые включают гирлянды лампочек. Микроконтроллер имеет четыре выхода, но часто, вместо четырех тиристоров на плате установлено только три, а в некоторых случаях всего два.

Необходимый визуальный эффект достигается подключением гирлянд и расположением лампочек: в одной гирлянде запаяны лампочки двух, а то и трех цветов. Как раз такая плата и показана на рисунке 2.

Если посмотреть на эту плату со стороны печатного монтажа, то можно увидеть, что три тиристора запаяны, а под четвертый имеются отверстия с залуженными контактными площадками, как показано на рисунке 3. В некоторых случаях отверстия даже не просверлены, мол, кому заблагорассудится, просверлит сам.

Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора

Рисунок 3. Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора

Здесь следует заметить такую особенность: если выход контроллера никуда не подключен, это вовсе не означает, что он нерабочий. Программа во всех контроллерах прошита, видимо, одна и та же, все выходы контроллера задействованы.

В этом легко убедиться с помощью стрелочного тестера. Если померить постоянное напряжение на свободной ноге, то стрелка будет скакать, дергаться и отклоняться вместе с миганием других гирлянд. Достаточно просто запаять в плату недостающий тиристор, и, пожалуйста, получаем полноценную четырехканальную гирлянду.

Тиристор можно взять со старой неисправной платы (бывает, что в негодность приходит контроллер) или за сорок рублей купить дополнительную гирлянду и оттуда извлечь тиристор. Для хорошего дела расходы крайне незначительны!

Принципиальная схема гирлянды

По печатной плате несложно составить принципиальную схему. Существуют две разновидности схем, несколько отличающиеся друг от друга. Первый, наиболее совершенный вариант показан на рисунке 4.

Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1

Рисунок 4. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1

Питание всей схемы осуществляется через диодный мост VD1…VD4. Гирлянды питаются пульсирующим напряжением и включаются контроллером через тиристоры VS1…VS4. Резистор R1 и микроконтроллер DD1 образуют делитель напряжения, на выходе которого получается напряжение 12В.

Конденсатор C1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Через резистор R7 сетевое напряжение подается на вход контроллера 1 для синхронизации схемы с частотой сети 220В, что позволяет осуществлять фазовое управление тиристорами. Эта синхронизация позволяет осуществлять плавное зажигание и угасание гирлянд. Именно такие платы можно встретить в дорогих гирляндах.

Плата, показанная на рисунке 3, собрана по несколько упрощенной схеме, которая показана на рисунке 5.

Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2

Рисунок 5. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2

Сразу бросается в глаза, что тиристоров всего три штуки, а от выпрямительного моста остался всего один диод. Также исчезли резисторы из управляющих электродов тиристоров. Но, в целом, потребительские свойства остались теми же, что и в предыдущей схеме, несмотря на то, что лампочки зажигаются только тогда, когда на верхнем проводе схемы присутствует положительный полупериод сетевого напряжения. Без выпрямительного моста получается однополупериодное выпрямление.

Этот вариант схемотехнического решения присущ тем гирляндам, которые «все по сорок». Вот, собственно, и все, что можно сказать о схемотехнике китайских елочных гирлянд.

Как подключить мощные лампы

Мощность гирлянд невелика, лампочки просто микроскопические, кроме домашней елки вряд ли куда еще подойдут. Но иногда требуется подключить гирлянду с мощными лампами накаливания, например для декоративной подсветки фасадов зданий. Такая доработка уже была приведена в статье «Как устроены новогодние гирлянды». Схема доработанной гирлянды показана на рисунке 8 в упомянутой статье.

Недостатком схемы можно считать необходимость дополнительного источника питания 12В, а также переделку самой платы контроллера: тиристоры предлагается заменить транзисторами КТ3102.

Если не хочется переделывать плату

Гораздо проще обойтись без переделки платы контроллера. Все, что придется сделать, это изготовить четыре мощных выходных ключа с оптронными развязками и присоединить их вместо маломощных гирлянд. Схема силового ключа показана на рисунке 6.

Мощный силовой ключ с оптронной развязкой

Рисунок 6. Мощный силовой ключ с оптронной развязкой

Собственно, схема типовая, работает безотказно, никаких подводных камней в себе не содержит. Как только засвечивается светодиод оптрона MOC3021, открывается маломощный оптронный тиристор и через выводы 4, 6 и резистор R1 соединяются управляющий электрод и анод симистора BTA16-600. Симистор открывается и включает нагрузку, в данном случае гирлянду.

Оптрон следует применить без встроенной схемы CrossZero (детектор перехода сетевого напряжения через ноль), например, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Если оптрон имеет узел CrossZero, то схема РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ! Об этом забывать не следует.

Симистор BTA16-600 обладает следующими параметрами: прямой ток 16А, обратное напряжение 600В. При токе 5А и напряжении 220В мощность нагрузки уже целый киловатт. Правда, потребуется установить симистор на радиатор.

Металлическая подложка изолирована от кристалла, о чем говорит буква А в маркировке симистора. Это дает возможность устанавливать симисторы на радиатор без слюдяных прокладок и изоляторов для винта. Кстати, именно эти симисторы стоят в регуляторах мощности бытовых пылесосов, при этом радиатор обдувается потоком воздуха на выходе пылесоса.

Если мощность нагрузки не более 400Вт, то можно обойтись и без радиатора. Цоколевка симистора показана на рисунке 7.

Цоколевка симистора BTA16-600

Рисунок 7. Цоколевка симистора BTA16-600

Этот рисунок будет совсем не лишним при сборке схемы силового ключа. Все четыре силовых ключа, лучше всего, собрать на общей печатной плате. Резистор R лучше собрать из двух резисторов мощностью по 2Вт, что позволит избежать их чрезмерного нагрева. Максимальный ток входного светодиода оптрона 50мА, поэтому ток в 20…30мА обеспечит его долговременную безотказную работу.

Итак, будем считать, что силовые ключи изготовлены, остается только подключить их согласно схеме, показанной на рисунке 8.

Подключение силовых ключей к плате контроллера

Рисунок 8. Подключение силовых ключей к плате контроллера

В целом все понятно и просто. От контроллера отпаиваются гирлянды, а вместо них запаиваются входные цепи силовых ключей. При этом не требуется никакого вмешательства в печатный монтаж контроллера. Исключение составляет только запаивание дополнительного тиристора, при условии, что его удастся найти. Также придется несколько умощнить сетевой шнур с вилкой, поскольку оригинальный имеет очень маленькое сечение.

Новогодняя гирлянда

При правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается в настройке. Конструкция устройства произвольная, лучше всего в металлическом корпусе, подходящих размеров, который будет выполнять роль радиатора для симисторов.

С целью обеспечения электробезопасности устройство следует включать через автоматический выключатель, или хотя бы плавкий предохранитель.

Борис Аладышкин

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Практическая электроника, Схемы на микроконтроллерах

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Контроллер светодиодных гирлянд своими руками
  • Советы по ремонту китайских новогодних гирлянд
  • Новогодние гирлянды – главное безопасность!
  • Как устроены и работают новогодние гирлянды
  • Как отремонтировать новогоднюю гирлянду
  • Как правильно подключить новогоднюю гирлянду на улице
  • Как выбрать новогоднюю ёлочную гирлянду
  • Современные светодиодные гирлянды на Новый год
  • Как подключить нагрузку к блоку управления на микросхемах
  • Тиристорные регуляторы мощности. Схемы с двумя тиристорами
  • Категория: Практическая электроника, Схемы на микроконтроллерах

    Самоделки, Гирлянды, Новогодние украшения, Тиристоры, Принципиальные схемы

      Комментарии:

    #1 написал: Сергей |

    Неплохо

      Комментарии:

    #2 написал: Михаил-Казань |

    Спасибо, хотя у нас в магазинах по 41 руб. таких гирлянд нет. Покупаем дороже. Мне больше нравится 160 ламп, там 4 гирлянды. С наступающим Вас новым годом и новых интересных статей в Новом году.

      Комментарии:

    #3 написал: Николай |

    Андрей, здравствуйте! А схема диммера для управления диммируемыми Лед-лампами на 220 вольт есть!

      Комментарии:

    #4 написал: Евгений |

    Здравствуйте. Все конечно хоршо. Еще бы для таких "умников как я" Спаянную версию показать, что бы понять что куда. Ведь для знающего это не проблема. А я вот смотрю и одновременно понимаю и нифига не понимаю. 

      Комментарии:

    #5 написал: Виталий |

    Микросхема выдает где то по 2 вольта на выходах каналов. Это вполне достаточно чтобы подключить оптопары взамен тиристоров. К тому же не понадобятся резисторы по 8к которые греются. Смысла нет переводить напряжение в 220в чтобы потом его опять понизить для питания леда )

      Комментарии:

    #6 написал: Maximus Panin |

    Есть ли аналог для замены QD0056C ?

      Комментарии:

    #7 написал: Павел |

    Прежде чем приступить к созданию мощной новогодней гирлянды, необходимо определить ее основные параметры: длину, количество лампочек, мощность каждой лампочки, тип питания и т.д. Для создания мощной гирлянды нужно выбирать лампочки с большой мощностью, например, 7-10 Вт. Количество лампочек зависит от желаемой длины гирлянды и интервала между лампочками. После выбора необходимого количества лампочек можно начать сборку гирлянды. Для этого нужно приобрести провод, соединяющий все лампочки в одну цепь. Также понадобятся разъемы для подключения лампочек к проводу. Для удобства можно использовать готовые гирлянды с разъемами для лампочек, в которые необходимо просто вставить выбранные лампочки и подключить провод к источнику питания. Необходимо убедиться, что источник питания имеет достаточную мощность для питания всех лампочек. Чем больше мощность лампочек и их количество, тем больше мощность нужна. Также необходимо обратить внимание на безопасность при работе с электричеством. Не следует использовать поврежденные провода или гирлянды с поврежденными лампочками. Рекомендуется подключать гирлянду через защитный предохранитель, чтобы избежать перегрузок и коротких замыканий.

    Цитата: Maximus Panin
    Контроллер китайской гирлянды
     

    QD0056C является специализированным контроллером для китайских гирлянд, поэтому точный аналог для замены может быть сложно найти. Однако, если необходимо заменить QD0056C, можно рассмотреть следующие варианты:

    • Попытаться найти точный аналог на сайтах производителя гирлянд или у поставщиков электронных компонентов.
    • Использовать универсальный контроллер для гирлянд, который может поддерживать различные типы гирлянд, включая китайские. Например, DMX-контроллеры или контроллеры на основе Arduino.
      Комментарии:

    #8 написал: Арина |

    Все намного проще. Для создания мощной и яркой новогодней гирлянды со светодиодами вам понадобятся: светодиодная лента или отдельные светодиоды, блок питания с выходным напряжением 12 В;, провода для соединения светодиодов; коннекторы для подключения питания, инструменты для пайки (если используете отдельные светодиоды), изолента или термоусадочная трубка для изоляции соединений, кусачки для обрезки проводов. Определитесь с длиной и формой гирлянды, отрежьте необходимое количество светодиодной ленты или отдельных светодиодов. Соедините их между собой с помощью проводов и коннекторов, соблюдая полярность. Если используете отдельные светодиоды, соедините их последовательно и припаяйте к проводам. Подключите готовую гирлянду к блоку питания и проверьте ее работу. При необходимости изолируйте соединения изолентой или термоусадкой.   

      Комментарии:

    #9 написал: Сергей |

    Принципиальная схема данной гирлянды включает в себя блок питания, состоящий из трансформатора и выпрямителя, а также светодиодную ленту. Блок питания преобразует сетевое напряжение в постоянное напряжение 12 В, которое подается на светодиодную ленту. Лента содержит светодиоды, которые включаются и выключаются в определенной последовательности, создавая эффект “бегущего огня”.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.