Светодинамическая установка "СВЕТОВОЙ ЕЖ"            

 

   

Схема "светового ежа" показана на рис. 2. Габаритная мощность трансформатора Т1  (2, см. рис.1) должна быть больше мощности лампы ЕL1 (см. рис. 1) не менее чем на 15...20 Вт. Напряжение на вторичной (II) обмотке трансформатора при подключенной лампе должно составлять 10,5... 11,5 B. Так как потребляемый лампой ток достигает 8 А, подключать ее к трансформатору следует проводом сечением не менее 2,5 мм ^2.

Основа узла управления шаговым двигателем М2, вращающим рефлектор, — микроконтроллер DD1, в память программ которого с помощью программатора следует записать коды из таблицы. Данный микроконтроллер — однократно программируемый, поэтому выполнять эту операцию следует очень внимательно.

 

Сформированные микроконтроллером сигналы поступают на обмотки шагового двигателя М2 через транзисторные ключи микросхемы DD2. Каждый ее выход снабжен защитным диодом, причем общий катод диодов соединен с выводом 9. Таким образом, обмотки двигателя зашунтированы диодами, подавляющими коммутационные выбросы напряжения.

Программой предусмотрено пять различных скоростей и два направле­ния вращения рефлектора. Различные сочетания этих параметров и создают световые эффекты. Если контакты вы­ключателя SA1 замкнуты, смена соче­таний скорость/направление происходит периодически по программе.  В противном случае (выключатель разомкнут) смена синхронизирована им­пульсами, поступающими на вывод 4 микросхемы DD1.

Формирователь импульсов в такт с ритмом музыкального произведения собран на микросхеме DA1. Каскад на ОУ DA1.1 усиливает принятый микрофоном BM1 звуковой сигнал музыкального сопровождения. Резистор R3 — регулятор усиления. Далее через фильтр R7C6R8C7 сигнал поступает на вход усилителя на ОУ DA1.2, охваченного АРУ (автоматической регулировкой усиления), поддерживающей амплитуду сигнала на выходе DA1.2 постоянной независимо от громкости музыки. Детектор АРУ собран на диоде VD5, фильтр — R12C8, исполнительный элемент — транзистор VT1. Амплитудным детектор на диоде VD6 с фильтром R16R17C14 и повторителем DA1.3 выделяют огибающую музыкального сигнала. Пороговое устройство на ОУ DA1.4 с узлом задержки повторного срабатывания превращает огибающую в прямоугольные импульсы, поступающие на вход GP3 микроконтроллера DD1.

                  Если подходящие фильтры приобрести не удалось, придется ограничиться од­ноцветными лучами и применить обыч­ный зеркала толщиной  1,5...2 мм от "косметичек" или упаковок пудры. Бо­лее толстые не подойдут — рефлектор получится слишком тяжелым. Зеркала разрезают на фрагменты приблизи­тельно квадратной формы со стороной 15...20 мм и приклеивают их к внутренней поверхности основания.

   В принципе, в качестве EL1 пригод­на любая осветительная лампа мощностью 50...100 Вт, однако, чтобы полу­чить яркие и четкие лучи, ее спираль должна быть плоской и плотной (витки — прилегать друг к другу). Кроме мощности, лампы классифицируют по цве­товой температуре, чем она ниже, тем "краснее” свет. Обычные лампы накаливания характеризуются сравнитель­но низкой цветовой температурой, поэтому лучи цветов, лежащих в синей области спектра, покажутся тусклыми. У галогенных ламп этот показатель выше, но срок службы меньше.

   Рекомендуется использовать галогенную лампу КГМ12-100-2 мощностью 100 Вт. При номинальном напряжении 12 В она служит более 350 ч. Возможные замены - лампы КГМ12-100 (срок службы 85 ч). КГМ12-50 (мощность 50 Вт) или FSR12-100 фирмы General Electric. Можно воспользоваться и автомобильными лампами для противотуманных фар.

   Долговечность лампы и прибора в целом во многом зависит от качества ламповой панели. При плохом контакте с гнездами штыревые выводы ламп не­редко обгорают. Подходящую панель можно найти в импортном галогенном светильнике. Если же этого сделать не удалось, лампу крепят, зажав плоскую часть ее  цоколя между двумя планками из стеклотекстолита, а нa штыревые выводы плотно наматывают очищен­ный от изоляции одножильный медный провод. Пайка здесь бесполезна, так как температура выводов работающей лампы выше точки плавления припоя. Можно применить и подходящие вин­товые зажимы, например, от сетевых распределительных колодок. В любом случае детали из нетермостойкой пластмассы должны быть удалены от лампы на значительное расстояние.

   Устанавливая лампу, следует учитывать, что ее спираль должна быть обращена к рефлектору светящейся поверхностью наибольшей площади, а центр этой поверхности — находиться на оптической оси прибора, обозначенной на рис. 1 штрих пунктирной линией. Ширина защитного экрана на 5 мм больше диаметра колбы лампы.

   Так как рабочая температура колбы галогенной лампы EL1 превышает 250 °С, без принудительной вентиляции в замк­нутом внутреннем пространстве "ежа" лампа может перегреться вплоть до размягчения и деформации колбы. Под воздействием высокой температуры нередко разрушается панель лампы, отказывают электронные компоненты блока управления двигателем. Для охлаждения прибора применен вентилятор ЕС8025М12 от бло­ка питания компьютера.

   Приводом рефлектора служит шаго­вый двигатель ДШР-39. Возможная за­мена — ПБМГ-200, применявшийся в приводах пятидюймовых гибких магнит­ных дисков для компьютеров. Пригоден и любой другой шаговый двигатель с сопротивлением обмоток 90…110 Ом.

    Линза-объектив прибора — двукратная лупа с фокусным расстоянием 192 мм. Подойдет и другая диаметром не менее 100 мм и с фокусным рассто­янием 150...300 мм. Приблизительно определить последнее можно, сфокусировав на какой-либо негорючей поверхности изображение солнечного диска. Расстояние от линзы до поверхности и есть фокусное.

   Корпус "светового ежа" делают из любого листового металла. Пластмассу, фанеру и другие материалы с плохой теплопроводностью и термостойкостью применять не рекомендуется. Форма и размеры корпуса особого значения не имеют, но в нем должны поместиться все представленные на рис. 1 узлы и детали. Диаметр отверстия под линзу на 5...10 мм меньше ее диаметра. Линзу крепят по периметру тремя-четырьмя зажимами.

   Предварительную сборку прибора производят без линзы. На удалении приблизительно 300 мм от рефлектора устанавливают белый (например, кар­тонный) экран. Подают на лампу EL1 напряжение 20…30 % номинального и, перемещая ее вдоль оптической оси, находят положение, при котором на экране будет видна наиболее кучная группа световых пятен минимального размера. Зафиксировав лампу в этом положении, замеряют расстояние А (см. рис. 1).

   Далее устанавливают линзу и направляют прибор на стену находящуюся на расстоянии 5…10 м. Не изменяя взаимного положения лампы и ре­флектора, подбирают расстояние между ними и линзой таким образом чтобы получить на стене множество четких изображений нити накаливания лампы EL1. Замеряют расстояние В (см. рис.1). При правильной регулировке сумма А и В приблизительно равна фокусному расстоянию линзы. Окончательно собирая прибор, найденные расстояния необходимо точно соблюдать.

   Налаживание узла управления начинают с проверки напряжения на выходах интегральных стабилизаторов DA2 (9 В) и DA3 (5 В). Замкнув выклю­чатель SA1, с помощью осциллографа проверяют наличие прямоугольных импульсов периодически изменяю­щейся частоты на выводах 2, 3, 5 и 6 микроконтроллера DD1. Если их нет, микроконтроллер неисправен или неправильно запрограммирован. Аналогичные импульсы, но амплитудой приблизительно 12 В, должны быть на выводах 14,13,11,10 микросхемы DD2. Если на одном из них импульсов нет, а напряжение равно нулю, причиной может быть обрыв обмотки двигателя М2.

   Далее, убедившись, что постоянное напряжение между выводами микро­фона ВМ1 находится в пределах 1...3 В, включают ритмичную музыку с явно выраженными низкочастотными составляющими. На экране осцилло­графа, подключенного к выходу ОУ DD1.1 (вывод 6), должна быть видна ос­циллограмма музыкального сигнала, амплитуду которого регулируют с по­мощью подстроечного резистора R3. При ее десятикратном изменении амп­литуда сигнала на выходе DD1.2 (вывод 14) должна оставаться приблизительно равной 3 В. В противном случае необ­ходимо проверить исправность транзи­стора VT1 и связанных с ним элементов.

   Постоянный уровень 2...3 В на выходе DA1.3 (вывод 1) во время звучания музыки должен сопровождаться всплесками в такт сильной доле про­изведения. Напряжение на выводе 6 DA1.4 — приблизительно 4 В — немного изменяется в зависимости от харак­тера музыки.

   Остается проверить наличие прямо­угольных положительных импульсов на выходе DA1.4 (вывод 7). Их длитель­ность зависит от параметров цепи C16R23 и должна составлять 100 мс. Устранить пропуски или несвоевременную выдачу импульсов удается подборкой номинала резистора R19.

   Иногда узел управления срабатывает от шума, создаваемого вентилятором. В этом случае необходимо удалить микрофон ВМ1 от вентилятора или даже вынести его за пределы прибора.

    Файл с прошивкой и исходный текст программы на ассемблере можно скачать здесь

---

Сайт создан в системе uCoz