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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Contrôleur à deux canaux d'un cordon lumineux de type Duralight. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage Abstrait. Actuellement, pour la publicité extérieure, l'éclairage architectural, la conception d'éclairage de ponts, l'aménagement intérieur et l'éclairage lumineux, les cordons lumineux de type "duralight" dans diverses configurations sont largement utilisés. Si un tel cordon lumineux est complété par un simple contrôleur numérique, alors certains effets dynamiques de la lumière de la commutation du cordon lumineux peuvent être obtenus. Informations générales. Le "Duralight" est un cordon souple de section ronde (rarement rectangulaire) en plastique diffusant la lumière (PVC) coloré, qui sert à garnir une guirlande d'ampoules miniatures ou de LED. Le cordon lumineux a des caractéristiques de haute performance : résistance à l'eau, résistance aux chocs (supporte un poids jusqu'à 100 kg par 2,5 cm²), flexibilité (angle de rotation jusqu'à 60 degrés), faible consommation d'énergie, peut fonctionner dans une plage de température de -30 à + 60 degrés C; la ressource de lueur est de 25000 100000 (pour la lampe) à XNUMX XNUMX (pour la version LED) heures. Selon la modification de la lueur, on distingue les séries de lampes "duralight" suivantes : 1. Série de fixation - fonctionne en mode de lueur continue d'ampoules de la même couleur. Il ne se connecte pas au contrôleur. Le cordon est peint dans une certaine couleur, à l'intérieur se trouvent des ampoules à incandescence incolores ordinaires. Cette série est fournie en deux versions : mini et regular 2 fils duralight. Couleurs : bleu, blanc, jaune, orange, rouge, vert. 2. Chasing series - lorsqu'il est connecté via le contrôleur, il fonctionne en mode de dynamique lumineuse d'une couleur. Lorsqu'il est connecté directement au réseau, il fonctionne comme une série de fixation. Le cordon est peint dans une certaine couleur, à l'intérieur se trouvent des ampoules à incandescence incolores ordinaires. Cette série est fournie sous forme de duralight à 3 fils. Couleurs : bleu, blanc, jaune, orange, rouge, vert. 3. Série Chameleon - lorsqu'il est connecté via le contrôleur, il fonctionne en mode dynamique de la lumière bicolore. Lorsqu'il est connecté directement au réseau, il fonctionne en mode lueur constante de deux couleurs en même temps. Le cordon est transparent, les ampoules de deux couleurs alternent à l'intérieur. Cette série est fournie sous forme de "duralight" à 3 fils. Couleurs : rouge-jaune, jaune-vert, rouge-vert, rouge-bleu, vert-jaune. 4. Série Multichasing - lorsqu'il est connecté via le contrôleur, il fonctionne en mode quatre couleurs de dynamique lumineuse: rouge, vert, bleu, jaune. Lorsqu'il est connecté au réseau, il fonctionne directement en mode de lueur constante de fragments de quatre couleurs (4 ampoules de la même couleur) en même temps. Le cordon est transparent, les ampoules de quatre couleurs alternent à l'intérieur (quatre ampoules de chaque couleur). Cette série est fournie sous forme de "duralight" à 5 fils. Selon les séries répertoriées, la multiplicité de coupe et la consommation électrique des cordons lumineux changent. Pour la série de fixation, le rapport de coupe est de 1 m, pour les séries caméléon et chasse - 2 m, pour la série multichasing - 4 m. La consommation électrique du "duralight" varie de 16,38 W/m (fixation, chasing, caméléon) à 21,6 W/m (multichasing). Habituellement, une extrémité du segment "duralight" est connectée à un cordon d'alimentation à l'aide d'un manchon adaptateur, qui est connecté directement au réseau 220 V. Une fiche en plastique est placée à l'autre extrémité (libre). Les segments de "duralight" peuvent être connectés les uns aux autres avec un connecteur mâle-mâle et fixés avec un raccord ou un film thermorétractable spécial. Dans la version de l'auteur, un contrôleur à deux canaux est utilisé pour contrôler un cordon lumineux "duralight" de type multichasing, de 12 m de long.Les ampoules rouges et bleues, ainsi que les ampoules vertes et jaunes sont respectivement regroupées en deux canaux. Dans ce cas, la consommation électrique maximale est d'environ 260 W, c'est-à-dire 130 W pour chaque canal. Contrairement aux conceptions de contrôleurs disponibles sur Internet, l'option proposée n'a aucune limitation sur la durée du temps de fonctionnement. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'appuyer sur un bouton pendant le fonctionnement pour ramener le contrôleur à son état d'origine.
Comment ça marche?. Le schéma électrique du contrôleur est illustré à la fig. 1. Le contrôleur contient : deux générateurs maîtres sur les éléments DD1.1, DD1.2 et DD2.1, DD2.2, respectivement ; RS-trigger DD3.1, DD3.2 augmentation-diminution de la luminosité ; compteur réversible DD4 formation de codes binaires de brillance ; décodeur DD5 états du compteur DD4 et ligne d'indication LED HL1-HL16 ; éléments inverseurs DD1.3…DD1.6 compteur de combinaisons de codes DD4 ; contre-formeur DD6 de l'angle de phase du premier canal, ainsi que déclencheur RS DD8.1-DD8.2 pour contrôler les éléments de commutation (VT3, VS1); contre-formeur DD7 de l'angle de phase du deuxième canal, ainsi que déclencheur RS DD8.3-DD8.4 pour contrôler les éléments de commutation (VT2, VS2); stabilisateur paramétrique sur les éléments VD3, VD4 ... VD7, R14, R15, C5 ; puissant pont de diodes redresseur VD8…VD11.
Le taux d'augmentation-diminution de la luminosité des guirlandes est réglé par une résistance variable R2, qui est incluse dans le circuit de mise à l'heure du générateur d'impulsions rectangulaires DD1.1, DD1.2. Le dispositif utilise la méthode dite des impulsions de phase pour contrôler le moment d'ouverture des thyristors de commutation. Au début de chaque demi-cycle de la tension secteur, les thyristors se ferment. Dans le même temps, les guirlandes sont désexcitées. A partir de ce moment, le décompte de l'intervalle de temps commence jusqu'à l'ouverture des thyristors. Plus cet intervalle de temps est long, plus la luminosité dans un certain canal est faible et, inversement, plus l'intervalle de temps entre le moment où la tension secteur passe par zéro et le moment où le thyristor s'ouvre est court, plus la luminosité dans ce canal est grande. Ceci est expliqué par les diagrammes temporels illustrés à la Fig. 2. Des impulsions de déclenchement sont formées au début de chaque demi-cycle aux moments où la tension secteur passe par zéro (Fig. 2b). Une petite luminosité de la guirlande correspond à un temps d'amorçage long (t on) du thyristor (Fig. 2c), et inversement, une forte luminosité correspond à un petit temps d'amorçage (t on) du thyristor ( figure 2d). Considérez le fonctionnement du contrôleur, à partir du moment où la tension secteur passe par zéro. Supposons qu'à cet instant initial le compteur réversible DD4 fonctionne en mode sommateur, c'est-à-dire le code binaire à ses sorties 0…3 est croissant. Lorsque la tension secteur passe par zéro, le transistor VT1 se ferme et une courte impulsion négative de plusieurs dizaines de microsecondes se forme en sortie de l'élément DD2.3. En influençant les entrées préréglées "C" des compteurs DD6 et DD7, cette impulsion produit un enregistrement de codes binaires sur les entrées des compteurs D0 ... D3 dans leurs propres chiffres binaires. Dans le même temps, les bascules RS DD8.1-DD8.2 et DD8.3-DD8.4 sont remises à l'état zéro initial, qui correspond à l'état bloqué des guirlandes dans les deux canaux. Grâce aux inverseurs DD1.3 ... DD1.6, des combinaisons de codes binaires mutuellement inverses sont chargées dans les compteurs DD6 et DD7. Ceci détermine le fonctionnement des deux voies en mode antiphase, c'est-à-dire tandis que dans un canal la luminosité augmente, dans l'autre canal la luminosité diminue. Etant donné que le compteur réversible DD4 fonctionne en mode sommation, comme décrit ci-dessus, dans ses propres chiffres binaires du compteur DD6 à chaque instant de la transition de la tension du réseau par zéro, des combinaisons binaires successivement décroissantes sont chargées. Par conséquent, la luminosité dans ce canal diminue (guirlande EL1), et augmente dans le second canal (guirlande EL2). Pour compter l'intervalle de temps entre le moment où la tension du secteur passe par zéro et le moment où l'un des thyristors est activé, des impulsions rectangulaires de l'oscillateur maître sont utilisées sur les éléments DD2.1, DD2.2. Dès que la tension en sortie du pont de diodes VD8...VD11 dépasse légèrement zéro, le transistor VT1 s'ouvre et fait basculer l'élément DD2.3 dans un seul état. Un niveau logique haut de la sortie de l'élément DD2.3 ouvrira l'élément DD2.4 et permettra le passage d'impulsions aux entrées de sommation des compteurs DD6 et DD7. Si la combinaison binaire "maximale" "6" est écrite dans les chiffres binaires internes du compteur DD1111, la première impulsion négative à l'entrée d'addition "+" (broche 5) fera apparaître une impulsion négative à la sortie de transfert " +CR" (broche 12) et en réglant la bascule RS DD8.1-DD8.2 sur un seul état. Ce niveau entraînera l'ouverture du transistor VT3 et, après lui, le thyristor VS1 et l'allumage de la guirlande dans le premier canal (EL1). Ainsi, à la sortie du déclencheur RS DD8.1-DD8.2, une impulsion rectangulaire de durée maximale sera générée, correspondant à la luminosité maximale dans le premier canal. La luminosité de la guirlande dans le deuxième canal (EL2) sera minimale, car la combinaison binaire "minimale" "7" a été chargée dans les chiffres binaires d'entrée du compteur DD0 (entrées D3 ... D0000), ce qui correspond à la intervalle de temps maximal, à compter du moment où la tension secteur passe par zéro jusqu'au moment de la commutation de la bascule RS DD8.3-DD8.4 dans un état unique. Ainsi, à la sortie du déclencheur RS DD8.3-DD8.4, une impulsion rectangulaire de durée minimale sera générée, correspondant à la luminosité minimale dans le deuxième canal. Lorsque le compteur DD4 atteindra l'état maximum (aux sorties : "1111"), la combinaison "6" sera envoyée sur les entrées du compteur DD0000, qui correspondra à la luminosité minimum dans la première voie (EL1), et , en conséquence, la luminosité maximale dans le deuxième canal (EL2), puisque les entrées du compteur DD7 recevront la combinaison de codes "1111". La combinaison de code de sortie "1111" du compteur DD4 est décodée par DD5 et le niveau logique bas de la sortie de son bit le plus significatif "15" (broche 17) commutera la bascule RS DD3.1-DD3.2 sur l'état zéro opposé. Maintenant, le niveau d'unité logique de la sortie de l'élément DD3.2 ouvrira l'élément DD3.4 et permettra le passage d'impulsions de l'oscillateur maître DD1.1-DD1.2 à l'entrée soustractive "-" (broche 4) de le compteur réversible DD4. Maintenant, le mode de fonctionnement est défini comme une augmentation de la luminosité dans le premier canal (EL1) et une diminution de la luminosité dans le deuxième canal (EL2). De plus, le cycle de travail est complètement répété.
Construction et détails. Le contrôleur est assemblé sur une carte de circuit imprimé (Fig. 3) aux dimensions de 120x95 mm en fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur. L'appareil utilise des résistances de type MLT-0,125, MLT-2 (R14, R15), des condensateurs constants de type K10-17 (C1, C2) et des condensateurs électrolytiques de type K50-35 (C3 ... C5); résistance d'accord R4 - type SP3-38b en conception horizontale, la variable R2 peut être toute petite; les transistors VT1 ... VT3 du type KT3102BM peuvent être remplacés par n'importe laquelle de ces séries, ainsi que la série KT503 et d'autres structures npn à faible puissance; LED HL1…HL16 - rouge, diamètre 3 mm ; les diodes Zener VD1 et VD3 peuvent être de faible puissance avec une tension de stabilisation de 8 ... 12 V. Les SCR peuvent appartenir aux séries KU201, KU202 avec les indices "K", "L", "M", "N ". Les puissantes diodes FR307 sont interchangeables avec des diodes similaires avec une tension de fonctionnement d'au moins 400 V. Tous les microcircuits CMOS de la série KR1564 sont interchangeables avec les analogues correspondants de la série KR1554. Un stabilisateur paramétrique de faible puissance est utilisé pour alimenter l'ensemble du contrôleur, et un stabilisateur intégré de type KR142EN5A est utilisé pour alimenter la partie numérique. L'utilisation d'un stabilisateur paramétrique au lieu d'un transformateur abaisseur est devenue possible grâce à la très faible consommation d'énergie des microcircuits CMOS de la série KR1564. La majeure partie de la puissance est consommée par les LED (environ 6 mA) et les thyristors aux moments de commutation. Dans la version de l'auteur, le design est assemblé sous la forme d'une petite maison et les LED sont situées au niveau des fenêtres miniatures. Ainsi, le « feu roulant » des LED crée l'illusion d'un renouveau dans la maison. (La maison elle-même était située sous l'arbre du Nouvel An.) Si vous le souhaitez, les LED peuvent être exclues de la conception. La fonctionnalité du circuit ne se détériorera pas, mais la charge sur le stabilisateur paramétrique diminuera légèrement. Le réglage du contrôleur consiste à régler la fréquence de l'oscillateur maître DD2.1, la résistance ajustable DD2.2 R4 et à sélectionner le taux d'augmentation de la luminosité souhaité à l'aide d'une résistance variable R2. Avant de s'allumer pour la première fois, le curseur de la résistance R4 est réglé sur la position médiane, puis en le tournant, la plage de modification de la luminosité des guirlandes est complètement couverte. Lorsque la résistance de cette résistance diminue, la fréquence du générateur augmente, par conséquent, les compteurs DD6 et DD7 déborderont à l'avance, et la luminosité diminuera également à zéro à l'avance. Si la résistance R4 est excessivement grande, les signaux de dépassement des compteurs seront retardés et la plage de luminosité ne se chevauchera pas complètement. L'inconvénient de ce dispositif peut être attribué à la discrétion relativement importante du changement de luminosité, le nombre de gradations (niveaux) qui est égal au facteur de conversion des compteurs DD6, DD7. Les transitions entre les niveaux deviennent particulièrement perceptibles avec une longue période d'augmentation-diminution de la luminosité. Pour rendre les débordements de luminosité idéalement lisses (pour obtenir une faible discrétion), il est nécessaire d'allumer un autre du même compteur en série avec DD6 et DD7. Dans ce cas, il est possible d'obtenir une discrétion de changement de luminosité égale à 256 niveaux. Naturellement, dans ce cas, il faut augmenter la fréquence de l'oscillateur maître monté sur les éléments DD2.1, DD2.2. Avec une longueur de cordon d'éclairage allant jusqu'à 12 m, il n'est pas nécessaire d'installer des thyristors et des diodes puissantes sur les radiateurs, car la puissance moyenne par canal ne dépasse pas 65 W. Avec une longueur plus longue du cordon lumineux, la puissance de commutation augmentera. En conséquence, les thyristors doivent être installés sur les radiateurs et les diodes doivent être utilisées dans les boîtiers métalliques. Ils doivent également être installés sur les radiateurs. Attention! La conception a une connexion galvanique directe avec le secteur AC ! Tous les éléments sont alimentés en 220 V. Lors de la mise en place de l'appareil, vous devez utiliser un tournevis avec une poignée en matériau isolant. La poignée de la résistance variable R2 doit également être en matériau isolant. Auteur : Odinets A.L.
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