Стробоскопічний СДУ

Відмітна особливість описуваної світлодинамічних установки – застосування замість звичайних ламп розжарювання спеціальних імпульсних. Це дозволяє усунути основний недолік таких пристроїв – високу інерційність. З її допомогою можна отримати відмінне світлове супровід музичних творів, а також вирішити проблему з оформленням дискотек, концертних залів, житлової кімнати.

На сторінках "Радіо" в різний час були описані світлодинамічні установки (СДУ) різного ступеня складності (наприклад, [1, 2]). У всіх цих пристроях використані лампи розжарювання, комутовані тиристорами або потужними транзисторами. Однак лампам розжарювання притаманні суттєві недоліки: інерційність і обмежений термін служби, від яких вільна пропонована стробоскопічний СДУ. Вона складається з блоку живлення і трьох активних смугових фільтрів, до їх виходів підключені три ідентичних блоку управління імпульсними лампами А1-АЗ (рис. 1).

Схема стробоскопи

Блок живлення – однополуперіодний випрямляч VD6, VD7, підключений до мережі через баластний конденсатор С12. Випрямляч навантажений на стабілітрони VD4, VD5 і конденсатори фільтру С10, СП, що формують двополярної напруги для живлення операційних підсилювачів DA1, DA2. Застосування джерела з баластними конденсатором дозволило значно зменшити габарити СДУ. Однак при цьому всі елементи конструкції мають гальванічну зв'язок з мережею, що необхідно пам'ятати при налагодженні і експлуатації. З цієї ж причини змінні резистори повинні бути забезпечені діелектричними ручками.

Вхідний сигнал з лінійного виходу магнітофона, радіо або CD-програвача поступає на первинну обмотку трансформатора Т1, призначеного для гальванічної розв'язки джерела сигналу від елементів СДУ. Якщо вхідний сигнал малий (менше 0,3 В), трансформатор повинен бути підвищує і забезпечувати амплітуду напруги на вторинній обмотці близько 0,5 В, Далі сигнал надходить на входи активних смугових фільтрів через змінні резистори, якими встановлюють оптимальний рівень.

Фільтри виконані на здвоєних ОУ DA1, DA2 і запозичені з [1]. Методика їх розрахунку неодноразово публікувалася на сторінках журналу, тому тут не приведена. У СДУ застосовані фільтри з параметрами: коефіцієнт підсилення на резонансній частоті – 40 дБ; добротність – 10; резонансні частоти – 680 Гц (верхнього за схемою), 3000 Гц (середнього) і 9800 Гц (нижнього). Взагалі кількість фільтрів може бути будь-яким і обмежене лише потужністю блока живлення. Для бажаючих перебудувати резонансні частоти наведемо деякі рекомендації. Настроюючи фільтр на іншу резонансну частоту, необхідно змінити ємність конденсаторів С1, С2 (С4, С5 або С7, С8). Для того, щоб при цьому залишилися колишніми коефіцієнт підсилення на резонансній частоті і добротність фільтру, слід витримувати співвідношення: С2 = 10С1 (аналогічно С4 = 10С5, С7 = 10С8). Тоді, знаючи потрібної резонансну частоту fo, можна визначити значення ємності одного з конденсаторів фільтру. Так, для верхнього за схемою фільтра

С1 = [(1 / R2 + 1 / R3) / (10R4)] ^ / (6,28 fo),

де ємність конденсатора С1 – у Фарада, частота fo – в герцах, опір резисторів – в Омасі. Аналогічно розраховують ємність конденсаторів інших фільтрів.

Навантаження фільтрів – транзистори VT1-VT3, включені із загальним емітером. При малому рівні вхідного сигналу або у випадку, якщо його частота не потрапляє в смугу пропускання фільтра, амплітуда відфільтрованого сигналу недостатня для відкривання відповідного транзистора. Напруга на його колекторі – близько-8В. Якщо ж на вході фільтра сигнал достатнього рівня і його частота потрапляє в смугу пропускання фільтра, транзистор відкривається амплітудою негативній напівхвилі відфільтрованого сигналу і на його колекторі спостерігаються імпульси позитивної полярності. У колах бази транзисторів VT1-VT3 послідовно включені віднімаються стабілітрони VD1-VD3, які збільшують зону нечутливості. Імпульси з транзисторів надходять на блоки А1-АЗ.

Розглянемо роботу блоку А1. Блоки А2 і A3 працюють аналогічно. Коли імпульси відсутні, відбувається зарядка накопичувального конденсатора 1С1 до напруги близько 300 В через резистори 1R1, 1R2 і діод 1VD1. Так як тріністор 1VS1 закрито, конденсатор 1С2 заряджається через резистор 1R5. Імпульсом позитивної полярності, що надходить з колектора транзистора VT1, відкривається тріністор, розряджаючи конденсатор 1С2 на первинну обмотку трансформатора 1Т1. На його вторинної обмотці виникає імпульс високої напруги, який "Підпалює" імпульсну лампу VL1. Після спалаху лампи процес зарядки конденсаторів 1С1, 1С2 повторюється. Діоди 1VD2, 1VD3 захищають тріністор від зворотного напруги.

Відзначимо, що на колекторах транзисторів можуть формуватися як окремі імпульси, так і пачки імпульсів. В останньому випадку імпульсна лампа включиться лише першим імпульсом в пачці, що мають амплітуду, достатню для відкривання тріністора. Так як для зарядки накопичувальних конденсаторів 1С1, 1С2 потрібен певний час, наступні імпульси в пачці не викличуть спалах імпульсної лампи. СДУ змонтована на чотирьох окремих платах: на трьох платах зібрані блоки А1-АЗ, на четвертій – інші елементи. Таке поділ на окремі плати виявилося досить зручним з наступних причин. Для отримання максимального ефекту від світлового супроводу імпульсні лампи необхідно рознести в просторі, наприклад, розташувавши по кутах кімнати. Однак використовувати довгі проводи для підключення імпульсних ламп (один з яких – високовольтний) недоцільно і небезпечно. Набагато зручніше рознести самі блоки А1-A3. До того ж при їх розташуванні на окремих платах дуже просто отримати як окремі, так і пов'язані між собою стробоскопи. Для цього треба підключити блоки А1-АЗ до простого цифрового пристрою, формує певну послідовність керуючих імпульсів.

Замість мікросхеми К157УД2 можна використовувати ОУ серій К140, К153, К544, К553. Особливу увагу зверніть на коригувальні ланцюга. Транзистори – будь-які з серій КТ361, КТ3107, КТ502; діоди VD6, VD7, 1VD2-3VD2, 1VD3-3VD3 – серій КД209, КД105 з буквеними індексами Б-Г; стабілітрони VD4, VD5 – Д814А-Д814Г, VD1-VD3-КС133А-КС147А; тріністори – КУ202М, КУ202Н. Резистори – МЛТ, змінні – СПЗ, СПО або аналогічні. Конденсатори С12, 1С2-ЗС2 – К73-17 на напругу не менше 400 В; С10, С11-К50-35, К50-16; 1С1-ЗС1 – К50-27 або інші на напругу більше 350 В; решта – будь-які керамічні. Трансформатор Т1 – ТОТ-64 або інший малогабаритний.

Трансформатори 1Т1-ЗТ1 намотані на дерев'яних каркасах з діаметром стрижня 10 мм, діаметром щік 20 мм і відстанню між щоками 10 мм. Магнітопроводи не використовують. Першою намотують вторинну обмотку проводом ПЕВ-2 0,1. Найбільш швидко і просто виготовити трансформатор можна за допомогою електродрилі. Спеціально підраховувати число витків вторинної обмотки немає необхідності: її намотують майже до повного заповнення каркаса. Обмотку слід два-три рази просочити розплавленим парафіном для запобігання високовольтних пробоїв між витками. Після шару ізоляції намотують первинну обмотку, яка містить 10 … 20 витків дроту ПЕЛ або ПЕВ-2 діаметром 0,3 … 0,6 мм.

Необхідно звернути увагу на тип проводів для підключення імпульсних ламп. Дроти, що йдуть від вторинної обмотки трансформаторів 1Т1-3Т1, повинні мати гарну ізоляцію. Також слід уникати його скрутки з іншими проводами. Загальна довжина проводів не повинна перевищувати одного метра.

На закінчення деякі рекомендації по налагодженню СДУ. Спочатку необхідно встановити движки змінних резисторів в нижню за схемою становище. Потім, подавши вхідний сигнал, повільно обертати движок резистора R1. У момент включення лампи VL1 слід зафіксувати положення движка змінного резистора. Аналогічно налаштовують інші канали. Треба відзначити одну особливість СДУ. При значному підвищенні рівня вхідного сигналу, а також у випадку встановлення завищеного рівня сигналу на вході хоча б одного фільтра спалаху імпульсних ламп не будуть відображатися.

ЛІТЕРАТУРА

1. Єгоров К. п'ятиканальний СДУ – Радіо, 1994, N 4, с. 36-38.

2. Нізовцев А. трьохканальна світлодинамічних установка. – Радіо, 1997, N 6, с. 31,32.

Від редакції. Для зменшення кидка струму при вмиканні пристрою в мережу послідовно з конденсатором С12 доцільно включити резистор опором 36 … 47 Ом. Ізоляція обмоток трансформатора Т1 повинна бути розрахована на напругу не менше 300 В. Краще його намотати самостійно, а обмотки надійно заізольовані. Загальний провід пристрої не повинен з'єднуватися з корпусом.

http://www.radioman-portal.ru/pages/133/index.shtml