Автоматичне цветомузикальний пристрій.

Так-так, саме цветомузикальний, а не світломузичне, як виявилося в кінці розробки. Принцип роботи пристрою заснований на обліку зміни частот у найбільш інтенсивному спектрі звучання, а не на частотної вибірці з загальної гами звуку. Так, наворочено, аж 20 ІМС (але воно того варте) і всього один транзистор (хе-хе).

Управління цим пристроєм полягає в натисканні кнопки "Вкл.". Все інше воно робить саме по собі.

І вже вибачте мені убоге опис роботи схеми, але зрозуміти мене теж можна – було це десь у році 1994, всього ж не згадаєш. Власне, дивлячись на схему, і так все зрозуміло. Єдине, що може викликати питання – це номінали резисторів в деяких каскадах. Та просто немає пояснення – підібрано експериментально по тому, як краще виглядає колірна картина. В якості виконавчого пристрою на період випробувань, використовувалися клубні 4-кольорові софіти, з випромінюванням на стелю. Навіть у цьому виді спостерігалися такі поєднання кольорів, яких на звичайних блимавка ніколи не досягти. А якщо застосувати більш-менш пристойний екран? Крім того, при відносно постійному рівні освітленості очі практично не втомлюються. При відсутності музичного сигналу, як фон, горять всі 4 лампи.

Слід зазначити, що схема і опис роботи виконано за принципом "As is …". І розглядати цю конструкцію слід як крок для подальшої розробки. Можна застосувати оптосімістори, врешті-решт застосувати мікроконтролери, але це вже Вам видніше. Отже:

Основна частина схеми представлена на рис. 1.

Для збільшення клацнути правою кнопкою миші
Рис. 1.

Вхідний сигнал надходить на обмежувач рівня VD1-VD2. Це зроблено для виключення перевантаження вхідного компаратора DA1. Опорне напруга для нього формується ланцюжком дільника напруги R1, R2. Ємності С1 і С2 призначені для збільшення завадостійкості пристрою. Для доопрацювання пристрою в цілому, можна сказати, що на вході краще встановити ще й мікрофонний підсилювач – з проводами метушні менше.

Прямокутні імпульси з виходу компаратора надходять на дільник f/10, виконаний на D1. Крім того з виходу компаратора ланцюжком C3R6 формується сигнал скидання (можна сказати і зупинки) для схеми в цілому при відсутності сигналу на вході.

Далі, ділений сигнал, через D4A і D4B з урахуванням сигналу зупинки надходить на лічильник D6, який своїми виходами завдяки матриці R2R на резистора R29-R48 формує пилоподібний сигнал, який для подальшої схеми є сигналом для порівняння із середньою частотою, який виробляє каскад на D2, D5.

Крім того ділений D1 сигнал надходить на вхід лічильника D2, який забезпечує поділ вхідного сигналу на 3. Сигнал з виходу 0 заповнюється частотою 32768 Гц з генератора на D3B, D3C і надходить на вхід D5, що працює аналогічно каскаду на D6. Поява на виході 3 рівня лог. 1 призводить до скидання через D3D, D4D лічильника D5. Крім того скидання при закінченні сигналу проводиться через D4D. У цілому пілообразная послідовність на виході матриці R2R є усередненим сигналом з лічильника D1. Затримка становить 3 цикли лічильника D1. Цей сигнал і є як би середньою частотою звукового сигналу (відносно, звичайно, так як звуку там естессно немає) для порівняння з сигналом з матриці лічильника D6.

Далі сигнали з матриць лічильників подаються на схему порівняння, виконану на компаратора DA2 типу К1401СА2 (компаратори з однополярним живленням). Причому сигнал з матриці лічильника D5 подається в середину резистивного дільника R49-R53 (формувачів опорних напруг) для того, щоб засікти зміна звукового сигналу як в позитивну, так і в негативну сторону. Сигнал з виходу матриці R2R лічильника D6 подається безпосередньо на другі входу компараторів. Оскільки К1401СА2 компаратори з "відкритим колектором", то необхідні навантажувальні резистори R54-R57.

Далі сигнали з виходів компараторів надходять на схему взаимовиключення виконану на елементах D7. По виходах елементів D7 встановлені RC-фільтри для виключення пікових сигналів ("стусанів") при переході зі стану 1 в 0 одного компаратора, і відповідно навпаки його найближчого сусіда.

Слід відзначити, що вимірювання зміни частоти виробляється в невеликих межах (порядку десятків – одиниць сотень герц). Зміна цих меж здійснюється зміною номіналів R49-R53. Але на мій погляд, існуючі у схемі номінали – оптимальні. Голос співака або якого-небудь інструмента не може різко змінитися на кілогерц в одиницю часу. Сигнали з виходів фільтрів схеми виключення подаються на накопичувальні лічильники другої частини схеми, яка представлена на рис. 2.

Для збільшення клацнути правою кнопкою миші
Рис. 2.

Як видно зі схеми, вона складається з 4 аналогічних частин. Призначення даної частини схеми в тому що б формувати симетричний пилоподібний сигнал подається на вхід широтно-імпульсного модулятора. Це зроблено для того, що б наростання та згасання ламп розжарювання відбувалося як можна плавнів. Хоча не варто думати, що це схема для оформлення симфоній. Для "важкого" вона ще як підходить. І не "Червоністю довбає" як в мигалками, а всіма кольорами відразу.

Розглянемо роботу одного осередку.

Рахункові імпульси надходять на вхід СК D8. При відсутності сигналу Reset на виходах реверсивного D8 починають з'являтися імпульси послідовності, які формують на все тій же горезвісної матриці R2R на R62-R69 наростання пили. Далі по досягненні значення 16, на виході СВ (переповнення) з'являється імпульс, перекидаючий дільник f / 2 D10A в стан 1, який дає команду на зворотний рахунок для D8. Відбувається плавне падіння "пилки" на виході матриці. Звичайно, наскільки буде плавним наростання і падіння "пилки" повністю залежить від музичного сигналу.

Резистор R70 призначений для створення зміщення щодо + харчування, для більш чіткого спрацьовування схеми ШІМ.

Широтно-імпульсні модулятори описані у величезній кількості літератури, тому описувати як працюють компаратори DA3 не буду. Резистори R98-R101 навантаження для відкритих колекторів DA3. Сигнали з них подаються на входи включених паралельно елементів D15 і D16. Вони є інверторами і підсилювачами струму для світлодіодів оптронів. Силова частина схеми представлена на рис. 3.

Для збільшення клацнути правою кнопкою миші
Рис. 3.

Ця частина схеми і може викликати найбільшу кількість суперечок. Виконана вона з розрахунку, що в разі чого, тиристори поміняти куди як простіше по грошах, ніж скажімо оптосімістор. Хоча з іншого боку, цього "у разі чого" на протязі декількох років, як-то не спостерігалося. І все одно, "у нашій місцевості" дане рішення дешевше, ніж шукати інші опто-каскади. Каскад на D17 укупі з VT1 (горезвісним і єдиним) формує "пилу" з частотою мережевої напруги. Хоча втім якщо ще трохи подумати, то й від транзистора так само можна позбутися.

Стабілізатор на 142ЕН8Е (В) якщо і вимагає радіатора, то мінімального, так як основне токопотребленіе влаштовують тільки світлодіоди оптронів. Відповідно і трансформатор може бути мінімальною габаритної ємності, 25 Вт цілком достатньо.

R134 – виконує роль впаяні запобіжника для логічної частини схеми. Він куди як більш швидкодіючий ніж звичайні дротові, хоча можна і не ставити зовсім. Величина FU1 – на Ваш розсуд, тільки потрібно визначитися з сумарною потужністю ламп.

Якщо застосовувати більш потужні лампи, то мости КЦ405А краще замінити на щось більш потужне, або насправді застосувати оптосімістори.

Успіхів!