Наближаються новорічні свята і з цього приводу хочеться зробити щось світле святкове! Вирішив, ось, зробити новорічну гірлянду. Що може бути світліше і праздничней ніж новорічна гірлянда? :). Гірлянду вирішив зробити не просту, а наворочанную! 12 каналів плюс управління від IR-пульта. Щоб не робити гірлянду з нуля, вирішено було в якості донорів внутрішніх органів запчастин використовувати вже готові китайські гірлянди. Це має сенс з таких міркувань:
- вартість гірлянд, будемо чесно говорити, вартість - копійчана. Спробуйте за ті ж гроші накупити дроти, світлодіодів, запчастин ... А якщо не візьмемо для наших мета світлодіодну гірлянду, то лампочковие гірлянди зараз продають майже задарма;
- важливий фактор - вже готові спаяні до купи лінії світлодіодів. Паяти самому, садити в термоусадки, помилятися-переробляти 12 ліній робота досить марудна;
- ще, не знаю як у Вас, а у мене валяється певну кількість неробочих гірлянд (їх часто мені тягають підремонтувати - так і осідають) можна взагалі не витрачатися на нові, а зібрати з того що є.
Для затравки дивимося відео:
УВАГА!
небезпечної напруги 220В!
НЕБЕЗПЕЧНО ДЛЯ ЖИТТЯ!
ТОМУ:
Якщо ви усвідомлюєте небезпеку збірки такої гірлянди і зобов'язуєтеся дотримуватися правил безпеки при роботі з небезпечною напругою, далі можна прочитати про те, як зібрати супер гірлянду.
1 Гірлянди пацієнти.
В якості жертв були куплені 3 нові світлодіодні гірлянди - ось вони красуні 🙂
Вартість по 3 $ за штуку (100 світлодіодів). Але китайці якщо не зекономлять, то самі собі змінять! У гірляндах, за фактом, виявилося по 3 каналу. Тобто сам контролер чотирьох канальний, але тиристорів три і ліній світлодіодів теж три. Щоб замаскувати таке неподобство китайці в одній лінії заважають світлодіоди двох кольорів. Коротше, довелося докупити ще одну :(. Але це ще не межа економії, часто і густо каналів взагалі два! Будьте уважні - відкривайте коробочку і дивіться, скільки коштує тиристорів.
З оригінальних контролерів для поліпшеної гірлянди будуть задіяні резистори, випрямні діоди, тиристори, кнопка, коробочки. Знадобиться докупити трохи більше десятка резисторів, пару конденсаторів, мікроконтролер ATtiny2313 і ще по дрібниці.
2 Схема.
Ось схема оригінальної гірлянди:
Зі схеми видно, що діммірованіе каналів світлодіодів здійснюється тиристорами PCR406
Даташит на тиристор PCR406
Не бачу сенсу їх міняти на щось інше. Для формування напруги живлення оригінального контролера використовується резистор (резистор спільно з внутрішнім опором контролера утворюють дільник напруги). Рішення суперечливе, але в даному випадку виправдовується дешевизною (струм контролера незначний і потужність, що виділяється на резисторі, дуже мала). Зваживши за і проти такого рішення, вирішив і в своїй схемі зробити щось подібне. Правда ток ATtiny2313 (в межах 8мА) значно більше оригінального контролера, але все ж дозволяє використовувати резистори, що гасять.
Схема нового контролера гірлянди:
6 Збірка плати джерела живлення.
Перед складанням плати джерела живлення потрібно виконати певні виміри для розрахунку величини гасять резисторів. Для цього підключаємо спаяну плату контролера з прошитим мікро контролером до ЗОВНІШНЬОГО джерела 5 вольт (майданчики + 5v і -5v) і заміряємо споживаний струм. Підключати лінії світлодіодів не обов'язково, вони практично не впливають на споживаний струм. Для звичайного мікроконтролера ATtiny2313 без буквених індексів споживаний струм повинен становити близько 7 - 9 мА. Для мікроконтролера ATtiny2313 з індексами (може бути A, P ...) струм буде інший.
За отриманим споживаному струму (Iпотр) розраховуємо опір гасять резисторів в батареї (приймаємо більше зі стандартного ряду):
R \u003d 430 / Iпотр
Наприклад, у мене споживаний струм склав 9 мА, значить R \u003d 430 / 0,009 \u003d 47777 Ом (приймаємо 47 кому).
Нагромадження гасять резисторів виконано з метою розподілу розсіюється і зменшення нагрівання. Резистори повинні бути потужністю не менше 0.5 Вт (а краще по 1 Вт).
Випрямні діоди і резистор перекочовують з оригінальної схеми, решту доведеться докупити. Готову плату укладаємо в корпус гірлянди.
З'єднуємо плати джерела живлення і контролера (дроти і вилку беремо з оригінальною гірлянди). Не забуваємо, закріпити припаяні до платам дроти гарячим клеєм, так як дроти використовуються китайцями, м'яко кажучи, гівно і можуть відвалитися в будь-який момент.
7 Формування ліній світлодіодів.
Ось з чим доведеться повозитися, так це з формуванням 12-ти каналів ліній світлодіодів. Потрібно буде з трьох джгутів (а в разі трьох каналів в гірлянді - чотирьох джгутів) оригінальних гірлянд зібрати загальний джгут з дванадцятьма лініями (плюс загальний провід). Гірлянди потрібно не просто скрутити разом, а подбати про те, щоб світлодіоди всіх дванадцяти каналів розташовувалися послідовно один за іншим. Крім того, в разі якщо гірлянда різнобарвна, потрібно подбати про те, щоб кольори максимально перемішувалися.
Взагалі, для кращої візуалізації ефектів краще підходять одноколірні гірлянди, але для створення більш яскравого образу різнокольорові гірлянди, мабуть, виграють. Тут Ви повинні визначиться чи більш виразні ефекти або більш барвисте враження.
Довго пояснювати на словах - подивіться на малюнки або подумайте самі як вам скрутити джгути:
Джгути скручені - тепер їх припаюємо до контролера таким чином щоб світлодіоди каналів йшли один за одним послідовно.
8 Опис роботи гірлянди.
При включенні гірлянди в мережу, вона починає відразу працювати з випадкового ефекту. В процесі роботи ефекти будуть випадково міняти один одного. Якщо натискати кнопку, то ефекти послідовно будуть змінювати один одного по черзі:
1 Хвиля
2 Падаюча зірка
3 Іскри
4 Повільні переливи
5 Ті, що біжать вогні
6 Мерехтливі вогники
7 Всі горить-гасне
8 Всі горить
0 Всі вимкнено
При виборі ефекту кнопкою, він затримується на більший час, але пізніше ефекти знову почнуть змінювати один одного.
Робота від пульта аналогічна роботі кнопці на контролері (натискаємо кнопку на пульті - послідовно змінюються ефекти). Для вивчення кнопки будь-якого IR-пульта, потрібно затиснути кнопку на контролері до моменту поки не згасне гірлянда (близько 3 секунд), далі потрібно натиснути обрану кнопку на пульті. Код кнопки запишеться в незалежну пам'ять і гірлянда повернеться до ефектів. Так як код зберігається в незалежній пам'яті, гірлянда буде «пам'ятати» пульт навіть після відключення від мережі.
Наостанок вважаю не зайвим нагадати:
УВАГА!
Схема гірлянди гальванічне не розв'язана від мережі небезпечної напруги 220В!
Дотик до будь-якої струмопровідної частини включеної в мережу гірлянди
НЕБЕЗПЕЧНО ДЛЯ ЖИТТЯ!
ТОМУ:
- якщо Ви погано розбираєтеся в електриці - не повторюйте цю конструкцію;
- будь-які дії (пайка, заміри і т.п.) зі схемою потрібно робити тільки відключивши від мережі;
- програмування мікроконтролера потрібно виробляти або окремо від плати (наприклад, в спеціально зібраній для цього макетке), або живити плату гірлянди від зовнішнього джерела напруги 5 вольт (наприклад, від батарейок);
- готова конструкція повинна бути добре ізольована і недоступна для маленьких дітей і тварин;
- будьте уважні при складанні конструкції!
А ось і приклади, так би мовити, вживу:
Надсилайте свої - додам сюди.
ялинка від AndreevKV. Велика вийшла! 🙂
ялинка від BOYka59. Всі знайомі і особливо діти в захваті від неї)
І ще!
З наступаючим Новим роком!
Всім гарного настрою і веселих свят!
Update 1 (2013)
Особливо не планував щось робити з цією гірляндою, так як часу на це в цьому році вже немає, але на прохання читачів все таки зважився на невеликий апдейт!
Змінено небагато.
Додано 6 нових ефектів:
- біжить в різні боки хвиля з 2х світлодіодів
- послідовне заповнення і спадання
- послідовне заповнення і спадання зі змінною хвилею, що біжить
- випадкове заповнення і видалення
- випадкове заповнення і видалення зі змінною хвилею, що біжить
- Агресивне мерехтіння
Час роботи ефекту при примусовому перемиканні (пульт або кнопка) збільшено майже вдвічі.
Ось власне і все. Схема і фьюз залишилися колишніми. Необхідно перезаліть нову прошивку.
- 12-ти канальна супергірлянда (апдейт 2013)
- Исходник апдейта супергірлянди
З наступаючим, тепер уже, 2014 роком !!! 😉
Варіанти супергірлянди від читачів блогу
Сергій Черній (Bleck_S)
Гірлянда реалізована на одній платі з застосуванням SMD компонентів
Ось і Новий рік скоро! На прилавках магазинів поряд з мандаринами, цукерками і шампанським з'являються ялинкові іграшки: різнокольорові кулі, мішура, всілякі прапорці, намиста і, звичайно ж, електричні гірлянди.
Звичайну гірлянду з різнокольорових лампочок, мабуть, і не купити. Зате різних мигалок, в основному китайського виробництва, просто не злічити. Мікроскопічні лампочки можуть розташовуватися на шматку картону або вплітаються в килим з проводів, яким можна прикрасити відразу ціле вікно.
Ялинкові гірлянди теж відрізняються великою різноманітністю, перш за все зовнішнім оформленням, дизайном. Вартість подібних гірлянд невелика, як, власне, і потужність лампочок.
Більшість гірлянд мають маленьку пластмасову коробочку з однією кнопкою, шнуром з мережевою вилкою і проводами, що йдуть на гірлянду різнокольорових лампочок. Оформлення гірлянди може бути найрізноманітнішим.
Найпростіший, і дешевий варіант складається з мікроскопічних лампочок, вставлених. На зворотному боці пакувальної коробки написана інструкція по заміні лампочок і правила техніки безпеки, хоча запасних лампочок не постачається. Саме такі гірлянди продаються в мережі магазинів «Все по 38», правда, останнім часом уже по сорок рублів.
Малюнок 1. Гірлянда за сорок рублів
Гірлянди іншого фасону мають на лампочках невеликі пластикові плафончікі, наприклад, у вигляді прозорих квіток з пелюстками. Але коробочка з кнопкою залишається тією, же самій, хоча ціна гірлянди доходить рублів до двохсот. Спробуємо відкрити коробочку, і подивитися, що ж там усередині.
Малюнок 2. Зовнішній вигляд контролера гірлянди з трьома тиристорами
У нижній частині малюнка показані два дроти, це як раз підключення пристрою до мережі. Тут же знаходиться кнопка, за допомогою якої перемикаються режими роботи. У верхній частині можна побачити три тиристора й проведення, що відходять до гірляндам.
В середині плати знаходиться, - така чорна крапля, встановлена \u200b\u200bна маленькій друкованій платі. Плата має контактні площадки, за допомогою яких контролер упаюється в основну плату.
Скільки тиристорів на платі
До виходів мікроконтролера підключаються електроди тиристорів, які включають гірлянди лампочок. Мікроконтролер має чотири виходи, але часто, замість чотирьох тиристорів на платі встановлено тільки три, а в деяких випадках лише два.
Необхідний візуальний ефект досягається підключенням гірлянд і розташуванням лампочок: в одній гірлянді запаяні лампочки двох, а то й трьох кольорів. Якраз така плата і показана на малюнку 2.
Якщо подивитися на цю плату з боку друкарського монтажу, то можна побачити, що три тиристора запаяні, а під четвертий є отвори з залуження контактними майданчиками, як показано на малюнку 3. У деяких випадках отвори навіть не просвердлені, мовляв, кому заманеться, просвердлить сам .
Малюнок 3. Плата контролера гірлянди. Вільне місце для тиристора
Тут слід зауважити таку особливість: якщо вихід контролера нікуди не підключений, це зовсім не означає, що він неробочий. Програма у всіх контролерах прошита, мабуть, одна і та ж, всі виходи контролера задіяні.
У цьому легко переконатися за допомогою стрілочного тестера. Якщо поміряти постійна напруга на вільної нозі, то стрілка буде скакати, смикатися і відхилятися разом з миготінням інших гірлянд. Досить просто запаяти в плату відсутній тиристор, і, будь ласка, одержуємо повноцінну чотирьохканальну гірлянду.
Тиристор можна взяти зі старої несправної плати (буває, що в непридатність приходить контролер) або за сорок рублів купити додаткову гірлянду і звідти витягти тиристор. Для доброї справи витрати вкрай незначні!
Принципова схема гірлянди
За друкованій платі нескладно скласти принципову схему. Існують два різновиди схем, що трохи відрізняються один від одного. Перший, найбільш досконалий варіант показаний на малюнку 4.
Малюнок 4. Контролер китайської гірлянди. Варіант 1
Харчування всієї схеми здійснюється через VD1 ... VD4. Гірлянди харчуються пульсуючим напругою і включаються контролером через тиристори VS1 ... VS4. Резистор R1 і мікроконтролер DD1 утворюють дільник напруги, на виході якого виходить напруга 12В.
Конденсатор C1 згладжує пульсації випрямленої напруги. Через резистор R7 напруга мережі подається на вхід контролера 1 для синхронізації схеми з частотою мережі 220В, що дозволяє здійснювати фазовий управління тиристорами. Ця синхронізація дозволяє здійснювати плавне запалювання і згасання гірлянд. Саме такі плати можна зустріти в дорогих гірляндах.
Плата, показана на малюнку 3, зібрана по кілька спрощеною схемою, яка показана на малюнку 5.
Малюнок 5. Контролер китайської гірлянди. Варіант 2
Відразу кидається в очі, що тиристорів всього три штуки, а від випрямного моста залишився всього один діод. Також зникли резистори з керуючих електродів тиристорів. Але, в цілому, споживчі властивості залишилися тими ж, що і в попередній схемі, незважаючи на те, що лампочки засвічуються тільки тоді, коли на верхньому дроті схеми присутній позитивний напівперіод мережевої напруги. Без випрямного моста виходить однонапівперіодне випрямлення.
Цей варіант схемотехнічного рішення притаманний тим гірляндам, які «все по сорок». Ось, власне, і все, що можна сказати про схемотехнике китайських ялинкових гірлянд.
Як підключити потужні лампи
Потужність гірлянд невелика, лампочки просто мікроскопічні, крім домашньої ялинки навряд чи куди ще підійдуть. Але іноді потрібно підключити гірлянду з потужними лампами розжарювання, наприклад для декоративного підсвічування фасадів будівель. Така доробка вже була приведена в статті. Схема доопрацьованій гірлянди показана на малюнку 8 в згаданій статті.
Якщо не хочеться переробляти плату
Набагато простіше обійтися без переробки плати контролера. Все, що доведеться зробити, це виготовити чотири потужних вихідних ключа з ОПТРОН розв'язками і приєднати їх замість малопотужних гірлянд. Схема силового ключа показана на малюнку 6.
Малюнок 6. Потужний силовий ключ з оптронной розв'язкою
Власне, схема типова, працює безвідмовно, ніяких підводних каменів в собі не містить. Як тільки засвічується світлодіод оптрона MOC3021, відкривається малопотужний ОПТРОН тиристор і через висновки 4, 6 і резистор R1 з'єднуються керуючий електрод і анод симистора BTA16-600. Симистор відкривається і включає навантаження, в даному випадку гірлянду.
Оптрон слід застосувати без вбудованої схеми CrossZero (детектор переходу мережевої напруги через нуль), наприклад, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Якщо оптрон має вузол CrossZero, то схема ПРАЦЮВАТИ НЕ БУДЕ! Про це забувати не слід.
Симистор BTA16-600 володіє наступними параметрами: прямий струм 16А, зворотна напруга 600В. При струмі 5А і напрузі 220В потужність навантаження вже цілий кіловат. Правда, потрібно встановити симистор на радіатор.
Металева підкладка ізольована від кристала, про що говорить буква А в маркуванні симистора. Це дає можливість встановлювати сімістори на радіатор без слюдяних прокладок і ізоляторів для гвинта. До речі, саме ці сімістори стоять в регуляторах потужності побутових пилососів, при цьому радіатор обдувається потоком повітря на виході пилососа.
Якщо потужність навантаження не більше 400Вт, то можна обійтися і без радіатора. Цокольовка симистора показана на малюнку 7.
Малюнок 7. Цокольовка симистора BTA16-600
Цей малюнок буде зовсім не зайвим при складанні схеми силового ключа. Всі чотири силових ключа, найкраще, зібрати на загальній друкованій платі. Резистор R краще зібрати з двох резисторів потужністю по 2Вт, що дозволить уникнути їх надмірного нагріву. Максимальний струм вхідного світлодіода оптрона 50мА, тому струм в 20 ... 30 мА забезпечить його довготривалу безвідмовну роботу.
Малюнок 8. Підключення силових ключів до плати контролера
В цілому все зрозуміло і просто. Від контролера відпоювали гірлянди, а замість них запаюються вхідні кола силових ключів. При цьому не потрібно ніякого втручання в друкований монтаж контролера. Виняток становить тільки запаювання додаткового тиристора, за умови, що його вдасться знайти. Також доведеться кілька умощніть мережевий шнур з вилкою, оскільки оригінальний має дуже маленьке перетин.
При правильному монтажі і справних деталях схема не потребує налаштування. Конструкція пристрою довільна, найкраще в металевому корпусі, відповідних розмірів, який буде виконувати роль радіатора для сімісторов.
З метою забезпечення електробезпеки пристрій слід включати через автоматичний вимикач, або хоча б запобіжник.
Даний проект світлодіодним гірлянди на мікроконтролері добре підходить для початківців. Схема відрізняється своєю простотою і містить мінімум елементів.
Цей пристрій управляє 13 світлодіодами, підключеними до портів мікроконтролера. Як мікроконтролера використовується МК фірми ATMEL: . Завдяки використанню внутрішнього генератора, висновки 4 і 5 задіяні як додаткові порти мікроконтролера PA0, PA1. Схема забезпечує виконання 12 про- грам ефектів, 11 з яких - індивідуальні комбінації, а 12-та про- грами - послідовний одноразовий повтор попередніх ефектів. Перемикання на іншу програму здійснюється натисканням на кнопку SB1. Програми ефектів включають в себе і біжить одинарний вогонь, і наростання вогню, і біжить тінь і багато іншого.
Пристрій має можливість регулювання швидкості зміни комбінацій при виконанні програми, яка здійснюється натисканням на кнопки: SB2 - збільшення швидкості і SB3 - зменшення швидкості за умови, що перемикач SA1 перебувати в положенні "Швидкість програми". Також є можливість регулювати частоту горіння світлодіода (від стабілізованого світіння до легкого мерехтіння), яка здійснюється натисканням на кнопки: SB2 - зменшення (до мерехтіння) і SB3- збільшення за умови, що перемикач SA1 перебувати в положенні "Частота мерехтіння". У перемикача SA2 замкнуте положення відповідає режиму регулювання швидкості виконання програм, а розімкнуте - режиму регулювання частоти горіння світлодіодів.
Порядок нумерації світлодіодів в схемі відповідає їх порядку запалювання при виконанні програми. При необхідності висновок RESET може бути використаний для скидання, а в якості порту PA2 він не задіяний. У пристрої вибрано при програмуванні тактова частота 8 МГц від внутрішнього генератора (фузи CKSEL3..0 - 0100) .Хоча можливе використання частоти в 4 МГц (фузи CKSEL3..0 - 0010) з відповідними змінами тимчасових інтервалів роботи схеми.
Тип світлодіодів, вказаний на схемі використовувався в дослідному зразку, для схеми підійдуть будь-які світлодіоди з напругою живлення 2-3 вольта, резисторами R1-R17 можна регулювати яскравість світіння світлодіодів.
Прошивку HEX, а також файли програми на асемблері ви можете завантажити нижче
список радіоелементів
| позначення | Тип | Номінал | кількість | Примітка | Магазин | Мій блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DD1 | МК AVR 8-біт | ATtiny2313 | 1 | В блокнот | ||
| З 1 | електролітичний конденсатор | 100 мкФ 10 В | 1 | В блокнот | ||
| R1-R17 | резистор | 1 кОм | 17 | В блокнот | ||
| LED1-LED13 | світлодіод | LD571 | 13 | В блокнот | ||
| SB1-SB3 | кнопка | 3 | В блокнот | |||
| SA1 | вимикач | 1 |
