Уже совсем скоро новогодние праздники, и хочется как то обновить новогоднюю иллюминацию. Вот сейчас в продаже бывают светодиодные RGB гирлянды, состоящие из светодиодов красного, зеленого и синего цветов. Они предназначены не столько для новогодней ёлки, сколько для рекламы, и продаются метражом. Гирлянда длиной два метра при питании от источника напряжением 12V потребляет ток около 3-4А.
Схема гирлянды
Суть работы такой гирлянды в том, что благодаря своей трехцветности она может менять цвет. Если состояния её частей будут только «включено» и «выключено», без каких-то полутонов, то получается семь цветов, не считая выключенного состояния, когда ток отсутствует. Если цветовые входы гирлянды подключить к выходам трех разрядов двоичного счетчика, то гирлянда будет семью градациями менять цвет от черного (все погашены) до белого (все горят), а потом гаснуть, и снова семью градациями менять цвет, и так далее.
Схема показана на сайте. Схема состоит из счетчика со встроенным мультивибратором на микросхеме D1 и выходных ключей на мощных полевых транзисторах.Частота генерации зависит от конденсатора С2 и сопротивления последовательно включенных резисторов R2 и R3. Переменным резистором R2 можно регулировать частоту, при этом будет изменяться скорость переключения гирлянды. Для управления гирляндой снимается двоичный трехразрядный код с трех старших разрядов счетчика. Поскольку мощности выходов микросхемы недостаточно, они усилены каскадами на VT1-VT3.
Схема может работать только с гирляндой, у которой общий плюс. Общий плюс гирлянды подключается к точке VPP, а цветовые выводы, соответственно к точкам R, G и В. Порядок подключения цветовых выводов гирлянды можно изменить, это повлечет за собой изменение последовательности шести цветов, а диапазон останется прежним от черного до белого (таким образом, всего восемь цветов). Источник питания должен обеспечивать на своем выходе стабильное напряжение 12V при допустимом токе не ниже 4А. Монтаж выполнен на печатной плате, показанной на рисунке 2.
Схема, показанная на сайте, может работать только с одной RGB гирляндой. Если этого недостаточно, можно количество гирлянд увеличить, например, до трех. На рисунке 3 показан вариант схемы для управления тремя RGB гирляндами. Алгоритм работы как и прежде, по логике двоичного счетчика. Только каждая гирлянда управляется тремя младшими разрядами счетчика, а сами гирлянды переключаются тремя старшими разрядами счетчика. Таким образом, происходит переключение трех гирлянд, меняющих свой цвет.
Так как теперь нужно с выходов счетчика снять шестиразрядный двоичный код, зона работы смещена в сторону младших разрядов счетчика, чтобы можно было получить шесть выходов подряд (вывод от 1024-го разряда у микросхемы CD4060 отсутствует). Соответственно, пришлось уменьшить и частоту генерации мультивибратора микросхемы D1, увеличив емкость С2 и сопротивления R2 и R3. Теперь есть три группы выходных транзистров для управления тремя гирляндами. Но все три группы затворами подключены на одни и те же три выхода микросхемы D1, выводы 5, 4 и 6.
Три других выхода микросхемы D1 (выводы 14, 13 и 15) служат для переключения самих гирлянд. Логические уровни с них через резисторы R14, R15 и R16 поступают на транзисторы VT10, VT11, VT12. Коллектор каждого из этих транзисторов через три диода (VD1VD2VD3, VD4VD5 VD6, VD7VD8VD9) подключается к затворам соответствующей тройки полевых транзисторов. Поэтому, когда, например, транзистор VT10 открывается он диодами VD1, VD2, VD3 шунтирует затворы VT1, VT2, VT3 и напряжение на затворах этих транзисторов падает, они закрываются.
Когда открывается транзистор VT11 он диодами VD4, VD5, VD6 шунтирует затворы VT4, VT5, VT6 и напряжение на затворах этих транзисторов падает, они закрываются. Когда открывается транзистор VT12 он диодами VD7, VD8, VD9 шунтирует затворы VT7, VT8, VT9 и напряжение на затворах этих транзисторов падает, они закрываются. Таким образом, старшие разряды счетчика переключают гирлянды, а младшие переключают цвет гирлянд. Чтобы исключить длительную темновую паузу в работе автомата цепь на диодах VD10, VD11, VD12 и резисторе R4 обнуляет счетчик каждый раз, когда оказываются открытыми все три транзистора VT10, VT11, VT12. В схеме на рисунке 3 источник питания должен выдавать силу тока не ниже 12А, так как гирлянды уже три, и ток соответственно, будет в три раза больше.
