Покрокова збірка нескладної конструкції світлодіодним світломузики, з попутним вивченням електронних програм

Доброго дня шановні радіоаматори!
Вітаю вас на сайті ""

Збираємо світлодіодну світломузику (світломузику).
Частина 1.

На сьогоднішньому занятті в Школі початківця радіоаматора ми почнемо збирати світлодіодну світломузику. В ході цього заняття ми не тільки зберемо світломузику, а й вивчимо чергову радіолюбительську програму "Cadsoft Eagle" - нескладне, але в той же час потужний комплексне засіб для розробки друкованих плат і навчимося виготовляти друковані плати з використанням плівкового фоторезиста. Сьогодні ми виберемо схему, розглянемо як вона працює, підберемо деталі.

Світломузичні (кольоромузичне) пристрої були дуже популярні за часів Радянського Союзу. Були вони, в основному, трибарвними (червоний, зелений або жовтий і синій) і збиралися найчастіше по найпростішим схемами на більш-менш доступних тиристорах КУ202Н (які, якщо мені не зраджує пам'ять, в магазинах коштували більше 2 рублів, тобто були досить дорогими) і найпростіших вхідних фільтрах звукової частоти на котушках намотаних на відрізках феритових стрижнів від радіоприймачів. Виконувалися вони в основному в двох варіантах - у вигляді триколірних прожекторів на лампочках освітлення 220 вольт, або робився спеціальний корпус у вигляді коробки, де всередині розташовувалося по деякій кількості лампочок кожного кольору, а спереду ящик закривався матовим склом, що дозволяло отримувати на такому екрані химерне світлове супровід музики. Так-же, для екрану застосовували звичайне скло, а зверху на нього наклеювали для кращого розсіювання світла дрібні осколки автомобільного скла. Ось таке було важке дитинство. Зате сьогодні, в століття розвитку незрозумілого капіталізму в нашій країні, є можливість зібрати світломузичне пристрій на будь-який смак, ніж ми і займемося.

За основу ми візьмемо схему світлодіодним світломузики опублікованій на сайті:

До цієї схеми ми додамо ще два елементи:

1.. Так як у нас на вході буде стереосигнал, і щоб не втрачати звук з якогось каналу, або не з'єднувати два канали безпосередньо між собою, ми застосуємо ось такий вхідний вузол (узятий з іншої схеми світломузики):

2. Блок живлення пристрою . Схему світломузики ми доповнимо блоком живлення зібраним на мікросхемном стабілізаторі КР142ЕН8:

Ось приблизно такий комплект деталей ми повинні зібрати:

Світлодіоди для цього пристрою можна використовувати будь-якого типу, але обов'язково сверхяркие і різного кольору світіння. Я буду використовувати сверхяркие вузькоспрямовані світлодіоди, світло від яких буде спрямований на стелю. Ви, природно, можете застосувати інший варіант світлового відображення звукового сигналу і використовувати інший тип світлодіодів:

Як працює дана схема . Стереосигнал з джерела звуку надходить на вхідний вузол, який підсумовує сигнали з лівого і правого каналу і подає його на змінні опору R6, R7, R8 якими регулюється рівень сигналу для кожного каналу. Далі сигнал надходить на три активних фільтра, зібраних за ідентичною схемою на транзисторах VT1-VT3, які відрізняються тільки номіналами конденсаторів. Сенс роботи цих фільтрів полягає в тому, що вони пропускають через себе тільки строго певну смугу звукового сигналу, відсікаючи зверху і знизу непотрібний діапазон частот звукового сигналу. Верхній (за схемою) фільтр пропускає смугу 100-800 Гц, середній - 500-2000 Гц і нижній - 1500-5000 Гц. За допомогою підлаштування резисторів R5, R12 і R16 можна зрушувати в будь-яку сторону пропускається смугу. Якщо ви хочете отримати інші смуги пропускання сигналу фільтрів, то можна поекспериментувати з номіналами конденсаторів, що входять в фільтри. Далі сигнали з фільтрів надходять на мікросхеми А1-А3 - LM3915. Що це за мікросхеми.

Мікросхеми LM3914, LM3915 і LM3916 фірми National Semiconductors дозволяють будувати світлодіодні індикатори з різними характеристиками - лінійної, розтягнутої лінійної, логарифмічної, спеціальної для контролю аудіо. При цьому LM3914 - для лінійної шкали, LM3915 - для логарифмічною шкали, а LM3916 - для спеціальної шкали. Ми використовуємо мікросхеми LM3915 - з логарифмічною шкалою контролю аудіосигналу.

Початкова сторінка даташіта мікросхеми:

(327.0 KiB, 4,026 hits)

Взагалі, я вам раджу, стикаючись з новим, невідомим радіокомпонентів, шукайте на просторах інтернету його даташит і вивчайте його, тим більше, що зустрічаються і перекладені на російську мову даташіта.

Наприклад, що ми можемо зачерпнути з першого листа даташіта LM3915 (навіть з мінімальним знанням англійської мови, а в крайньому випадку з використанням словника):
- ця мікросхема - індикатор рівня аналогового сигналу з логарифмічною шкалою відображення і кроком 3 dB;
- можна підключати як світлодіоди, так і LCD індикатори;
- індикацію можна здійснювати в двох режимах: "точка" і "стовпчик";
- максимальний вихідний струм на кожен світлодіод - 30 мА;
- і так далі…

До речі, чим відрізняється "точка" від "стовпчика". У режимі "точка", при включенні наступного світлодіода, попередній гасне, а в режимі "стовпчик" гасіння попередніх світлодіодів не відбувається. Для перемикання в режим "точка" достатньо від'єднати висновок 9 мікросхеми від "+" джерела живлення, або підключити його до "землі". До речі, на цих мікросхемах можна збирати дуже корисні і цікаві схеми.

Продовжимо. Так як на входи мікросхем подається змінна напруга, то світиться стовпчик з світлодіодів буде з нерівномірною яскравістю, тобто зі збільшенням рівня вхідного сигналу будуть не просто запалюватися чергові світлодіоди, а й змінюватися яскравість їх світіння. Нижче наводжу таблицю порогового включення кожного світлодіода для різних мікросхем в вольтах і децибелах:

Характеристики та цоколевка транзистора КТ315:

На цьому першу частину заняття по збірці світлодіодним світломузики закінчуємо і починаємо збирати деталі. У наступній частині заняття ми вивчимо програму для розробки друкованих плат "Cadsoft Eagle" і виготовимо друковану плату для нашого пристрою з використанням плівкового фоторезиста.

Така світлодіодна світломузика підійде для тих, хто слухає музику на комп'ютері. Її можна розмістити всередині корпусу і він буде підсвічуватися в такт музики.

Схема світломузики дуже проста і не представляє ніяких складнощів.

Необхідні компоненти:
1. 4 світлодіода (будь-якого кольору) 3мм
2. Р2 вилка
3. 2-позиційний перемикач
4. Біполярний транзистор TIP31
5. Коробка (якщо потрібна), можна розмістити і безпосередньо в корпусі комп'ютера
6. Паяльник
7. Кабель

Підключаємо 4 світлодіода до +12 В комп'ютера, анод підключаємо до 2-х позиційного вимикача, який в свою чергу з'єднується з біполярним транзистором TIP31. Два незадіяних кінця транзистора підключаємо безпосередньо до висновків Штеккер для навушників або колонок Р2.

Всі зібрані компоненти встановлюємо в коробку (ящик), або безпосередньо в корпус комп'ютера - це кожному на свій розсуд. Ми зробили отвори під світлодіоди, перемикач і штеккер.

Монтаж світлодіодним світломузики в коробку

Соедіянем світлодіоди, транзистор і перемикач

1 of 2

з'єднуємо світлодіоди

Загальний зібраний вигляд з транзисторами

Далі - найцікавіше. Необхідно спаяти світлодіоди між собою, транзистором і вимикачем. За фотографіями це зрозуміло без слів. Єдине, нам довелося підбирати довжину провідників так, щоб вони містилися в коробку.

Загальний мінус від світлодіодів підключаємо до середнього контакту перемикача. Від перемикача одне з положень приєднується до середнього піну транзистора, друге положення з'єднайте згідно схеми світломузики, яку ми представили вище.

Монтаж проводів до Штеккер Р2

заключна стадія

1 of 2

Монтаж схеми диодной світломузики

спаяний штеккер

Якщо розібрати штекер від навушників, то всередині ми можемо побачити три роз'єми - лівий і правий канал, земля. Один з каналів з'єднуємо з лівим піном транзистора Tip31. Якщо підключення Р2 буде через лівий канал і він не буде "битися" з виходом комп'ютера, то наша схема не буде працювати. Тому відразу правильно визначайтеся або експериментуйте. Земля (зазвичай довгий роз'єм) повинна приєднуватися до правого піну транзистора.

Один з пинов перемикача повинен з'єднуватися з землею від транзистора. При такому з'єднанні світлодіоди почнуть мигати, якщо на виході буде будь-якої сигнал. Якщо з роз'єму Р2 не йде ніякого сигналу, якщо сигнал буде з іншого боку, то вони будуть світитися постійно.

Монтуємо всі в коробку, підключаємо і перевіряємо працездатність.

Дана 3-х канальна ЦМУ дуже проста у виготовленні, однак має деякі недоліки. Це, по-перше, великий необхідний вхідний рівень сигналу, по-друге, мале вхідний опір, по-третє, різке миготіння ламп, викликане відсутністю компресії і простотою застосовуваних фільтрів. Але як для початківців радіоаматорів - схема буде в самий раз.

Управління спалахами виконують тиристори. Їх можна ставити серії КУ202 з буквами к, л, м, н. Звичайно ж краще взяти такі, як на схемі. Харчування від мережі 220в. Регулювання кожного каналу проводиться змінними резисторами. У налаштуванні схема не потребує, працює відразу після правильного складання. При роботі з світломузикою врахуйте, що потрібен чималий сигнал музики.

Трансформатор ТР1 виконується на сердечнику Ш16Х24 з трансформаторної сталі. Обмотка I містить 60 витків дроту ПЕЛ 0,51. Обмотка II - 100 витків ПЕЛ 0,51. Може використовуватися і будь-який інший малогабаритний трансформатор (наприклад, від транзисторних приймачів) з співвідношенням витків в обмотках близьким до 1: 2. Тиристори необхідно встановити на тепловідвідні радіатори, якщо сумарна потужність ламп на один канал буде перевищувати 200 Вт.

Зібрав, перевірив. Працює дуже добре. Ось сам девайс в корпусі:

Ось таке розташування елементів всередині коробки вибрав. Включати краще через діодний міст. Коштує він дешево. Але я думаю радіоаматори важливо не це, а саме повторення девайса. Схему може спаяти навіть початківець. Готове кольоромузичне пристрій працює без перешкод, довгий час роботи не напружує тиристори. Вони навіть не нагріваються. Автор матеріалу: Max.

Конкурс початківців радіоаматорів
"Моя радіоаматорська конструкція"

Конкурсна конструкція початківця радіоаматора
"П'ятиканальну світлодіодна світломузика"

Привіт шановні друзі і гості сайту!
Пропоную Вашій увазі третю конкурсну роботу (другого конкурсу сайту) початківця радіоаматора. Автор конструкції: Морозас Ігор Анатолійович:

П'ятиканальна світлодіодна світломузика

Привіт радіоаматори!

Як і у багатьох новачків основна проблема була з чого почати, якою буде моя перша виріб. Почав з того, щоб я хотів придбати додому в першу чергу. Перше - це світломузика, друге - це високоякісний підсилювач для навушників. Почав з першого. Світломузика на тиристорах ніби як побитий варіант, вирішив зібрати світломузику для світлодіодних RGB стрічок. Надаю Вам першу свою роботу.

Схема світломузики взята з інтернету. Світломузика проста, на 5 каналів (один канал білий фоновий). До кожного каналу можна підключити світлодіодну стрічку, але для її роботи на вході необхідний підсилювач сигналу не високою потужності. Автор пропонує застосувати підсилювач з комп'ютерних колонок. Я пішов зі складного, зібрати схему підсилювача по даташіту на мікросхемі ТДА2005 2х10 Вт. Цієї потужності мені здається досить, навіть із запасом. Старанно перечерчівать всі схеми в програмі sPLAN 7.0

Рис.1 Схема світломузики з підсилювачем вхідного сигналу.

У схемі світломузики все конденсатори електролітичні, напругою 16-25v. Де необхідно дотримуватись полярності стоїть знак «+», в інших випадках зміна полярності не впливає на миготіння світлодіодів. Принаймні я цього не помітив. Транзистори КТ819 можна замінити на КТ815. Резистори потужністю 0,25 Вт.

У схемі підсилювача мікросхему обов'язково треба ставити на радіатор не менше 100см2. Конденсатори електролітичні напругою 16-25v. Конденсатори С8, С9, С12 плівкові, напругою 63v. Резистори R6, R7 потужністю 1 Вт, решта 0,25Вт. Змінний резистор R0- здвоєний, опором 10-50 ком.

Блок живлення я взяв заводський імпульсний потужністю 100Вт, 2х12v, 7А

У вихідний день як і годиться поїздка на радіо ринок для придбання радіодеталей. Наступне завдання намалювати друковану плату. Для цього вибрав програму Sprint-Layout 6.0. Її радять радіоспеціалісти для початківців. Вивчається вона легко, я в цьому переконався.

Рис 2. Плата світломузики.

Рис 3. Плата підсилювача потужності.

Плати виготовляв по ЛУТ технології. Про цю технологію багато інформації в інтернеті. Мені подобається, коли виглядає по заводському, тому ЛУТ зробив і з боку деталей теж.

Рис 3,4 Збірка радіодеталей на плату

Рис 5. Перевіряю працездатність після складання

Як завжди саме «складне» при збиранні радіосхеми - це укомплектувати всі в корпус. Корпус я купив готовий в радіомагазині.

Лицьову панель я зробив таким чином. У програмі Фотошоп намалював зовнішній вигляд лицьової панелі де повинні бути встановлені змінні резистори, вимикач і світлодіоди по одному з кожного каналу. Готовий малюнок роздрукував струменевим принтером на тонкій глянцевому фотопапері.

На знежирену приготовлену панель з отворами наклеюю столярним клеєм фотопапір:

Після чого ложу панелі під так званий прес. На добу. Як преса у мене млинець від штанги на 15 кг:

Остаточне складання:

Ось що вийшло:

Додатки до статті:

(2.9 MiB, 2,738 hits)

Шановні друзі та гості сайту!

Не забувайте висловлювати свою думку з конкурсних робіт і приймайте участь в голосуванні за вподобану конструкцію на форумі сайту. Дякуємо.

Деякі пропозиції для тих, хто буде повторювати конструкцію:
1. До такого потужного стереопідсилювача можна підключити колонки, тоді вийде два пристрої в одному - світломузика і якісний підсилювач низької частоти.
2. Навіть якщо полярність включення електролітичних конденсаторів в схемі світломузики не впливає на її роботу, напевно краще дотримуватись полярності.
3. На вході світломузики, напевно краще поставити вхідний вузол для підсумовування сигналів з лівого і правого каналів (). У автора, судячи за схемою, на високочастотний канал світломузики (синій) подається сигнал з правого каналу підсилювача, а на інші канали світломузики подається сигнал з лівого каналу підсилювача, але напевно краще подавати сигнал на всі канали з суматора звукових сигналів.
4. Заміна транзистора КТ819 на КТ815 має на увазі зменшення кількості можливого підключення світлодіодів.

Складно знайти таку людину, яка б не любила слухати музику. Для задоволення даного бажання купуються якісні музичні центри, колонки та інші пристрої. Для отримання ще більшого задоволення багато хто замислюється про створення спеціальних цветоеффектов, які можуть прикрасити будь-яке звучання і створять романтичну атмосферу на побаченні або розважальний настрій в процесі організації святкової вечірки. Світломузику також, як музичні центри, можна придбати, а можна зробити і своїми руками. Оптимальний варіант - зробити світломузику на світлодіодах своїми руками по одній із запропонованих схем.

Переваги світлодіодної продукції

Сучасний ринок електроніки представляє велику різноманітність світлодіодних стрічок, які мають різними колірними ефектами. З їх допомогою можна створити якісне точкове освітлення, є можливість зробити світломузику з миготливими або розмитими ефектами.

На відміну від звичайних лампочок, світлодіоди характеризуються великою кількістю позитивних характеристик. Серед основних переваг світлодіодних стрічок можна виділити:

• широка і різноманітна колірна гамма;
• передача насичених кольорів;
• різні варіанти виконання - лінійки, модулі, дискретні елементи, RGB-стрічки;
• висока швидкість спрацьовування;
• мінімальний обсяг споживаної енергії.

Стрічки можна використовувати в домашніх умовах, в клубах і в кафе, можна ефектно підсвічувати вітрини. У даній статті більш детально буде описано варіант світлодіодним світломузики для звичайного домашнього застосування.

Проста схема з одним світильником

Для початку варто вивчити просту схему світломузики. Це пристрій, який виконується на одному светодиоде, транзисторі і резистори. Харчування на таку світломузику можна подавати від постійного джерела струму напругою 6-12 вольт. Працює пристрій за принципом підсилювального каскаду з загальним емітером. Вплив у вигляді мінливого по частоті сигналу і амплітуди надходить на основну базу. Як тільки частота коливань перевищує певний порогове значення, відкривається транзистор і світлодіод відразу спалахує.

Дана схема простий світломузики на світлодіодах має один недолік - темп миготіння світлодіода залежить повністю від рівня виробленого звукового сигналу. Говорячи іншими словами, світловий ефект має використовуватися тільки на певному рівні виробленої музичним центром гучності. При зниженні інтенсивності звучання світіння буде постійним з рідкісними підморгуваннями.

Схема з одноколірної стрічкою

Дана світломузика на транзисторі збирається із застосуванням світлодіодної стрічки в навантаженні. Для організації такої світломузики потрібно збільшити харчування до 12 В, знайти і встановити транзистор з максимальним струмом колектора, який перевищує струм навантаження, також буде потрібно перерахувати загальний номінал резистора. Подібна світломузика досить проста, виконана на одній одноколірної світлодіодним стрічці і ідеально підійде для початківців радіоаматорів. Зібрати її можна без особливих проблем в домашніх умовах.

Проста трьохканальна схема

Щоб отримати світломузику, позбавлену всіх перерахованих вище недоліків, варто використовувати спеціальний трьохканальний перетворювач звуку. Харчується така схема з світлодіодним стрічки постійною напругою 9 В і в змозі ефективно засвітити по одному або два світлодіода в кожному каналі. Серед основних конструкційних елементів, якими характеризується така цветомузикальная схема, можна відзначити:

• три незалежних підсилюючих каскаду, які збираються на транзисторах категорії КТ315 (КТ3102);
• в навантаження транзисторів включені світлодіоди різного кольору;
• для елемента попереднього посилення може бути використаний мережевий невеликий трансформатор понижуючого характеру.

Вхідний сигнал подається на вторинну обмотку трансформатора, який в свою чергу виконує дві основні функції - розв'язує на гальванічному рівні два пристрої, а також підсилює звук з основного лінійного виходу. Після цього сигнал надходить на три паралельно розташовані і включені фільтри, зібрані на базі RC-ланцюгів. Вони працюють на індивідуальній частотній смузі, яка прямо залежить від номіналу конденсатора і резистора.

Світломузика з RGB стрічкою

Дана схема приставки здійснює роботу від 12 вольт і ідеально підходить для установки на авто. Така світломузика оптимально поєднує в собі основні функції раніше розглянутих схем і в змозі працювати, як в режимі світильника, так і світломузики. Другий режим досягається за рахунок особливого безконтактного управління RGB-стрічкою за допомогою мікрофона. Що стосується режиму світильника, то він заснований на одночасному запуску світіння зеленого, червоного і синього світлодіода на повну потужність. Вибір режиму можна здійснювати за допомогою спеціального перемикача, який знаходиться на спеціальній платі.

Щоб зрозуміти, як здійснює роботу дана приставка, варто вивчити її послідовність дій. Основним джерелом сигналу тут є мікрофон, що перетворює коливання звуку, що виходить від фонограми. Отриманий сигнал незначний, тому вимагає посилення. Домогтися цього можна за допомогою застосування транзистора або спеціального операційного підсилювача. Після цього запускається автоматичний регулятор рівня АРУ. Він ефективно утримує коливання звуку в розумних межах і готує його до подальшої обробки. Вбудовані фільтри поділяють сигнал на три частини, кожна з яких працює в одному певному частотному діапазоні. На завершення потрібно просто посилити попередньо підготовлений сигнал струму. Для цієї мети використовуються спеціальні транзистори, які працюють в ключовому режимі.

Придбання готового ЦМУ

Якщо немає бажання зробити світломузику для використання в домашніх умовах, можна придбати ЦМУ, тобто цветомузикальная установку. Це готове функціональне рішення, в складі якого присутній контролер. Він буде обробляти звук, перетворюючи його в світломузичне візуальне уявлення. В процесі відтворення світла буде змінюватися його інтенсивність і колірне рішення, створюючи тим самим ефект справжнісінькою дискотеки. Також до складу пристрою ЦМУ входить панель з вбудованими діодами.

В основі даних пристосувань може перебувати спектральне розкладання по частотах, де кожній з них буде відповідати певне колірне рішення або попередньо задані регулювання з різними ефектами і їх чергуванням. Здійснювати їх налаштування можна за допомогою вхідного в комплект пульта дистанційного керування.

Важливо! Сучасні ЦМУ дуже прості в процесі інсталяції і настройки. Це ідеальне рішення для організації домашньої вечірки або дискотеки.

висновок

Схем для самостійного виконання установок світломузики існує досить багато. Можна підібрати досить простий варіант, де просто буде змінюватися колір RGB-стрічки, до досить складних, які в процесі роботи будуть створювати велику кількість різноманітних ефектів, переливів і затуханий. У прямій залежності від навичок можна вибрати і виконати відповідний варіант. Досить трохи попрацювати і створити щось по-справжньому унікальне, це буде світлообладнання, що радує переливами самих різних колірних відтінків. Також не варто забувати, що завжди є можливість купити готове рішення світломузики і наповнити свій будинок колірними відтінками і радістю.