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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Hérisson léger. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Musicien
"Light hedgehog" consomme un peu plus de 220 W à partir d'un réseau 100 V et pèse environ 3 kg. Il est conçu pour la conception d'éclairage de programmes de concerts, de spectacles et de discothèques. La structure interne du dispositif est représentée schématiquement sur la fig. 1. La lampe à incandescence 5 est installée dans le panneau 10 et est équipée d'un écran opaque 6, qui supprime l'éclairage de la pièce par la lumière directe de la lampe. Le réflecteur 4 est constitué d'une base métallique sphérique avec un grand nombre de fragments de miroir collés sur sa surface intérieure faisant face à la lampe 5. Les rayons réfléchis par chaque fragment individuel et focalisés par la lentille 8 créent une sorte de "hérisson" dans l'espace. Le moteur 3 fait tourner le réflecteur 4, et avec lui les faisceaux, qui sont particulièrement impressionnants dans un environnement enfumé. Outre les nœuds répertoriés, une carte de circuit imprimé de l'unité de commande 12, un transformateur de puissance 11 et un ventilateur 2 sont installés à l'intérieur du boîtier 1. Les trous 7 pour le passage de l'air refroidissant la lampe 5 à l'intérieur du boîtier 12 sont fermés par un écran opaque 9.
Le schéma du "hérisson léger" est illustré à la fig. 2. La puissance totale du transformateur T1 (2, voir Fig. 1) doit être supérieure à la puissance de la lampe EL1 (5, voir Fig. 1) d'au moins 15 ... 20 W. La tension sur l'enroulement secondaire (II) du transformateur avec la lampe connectée doit être de 10,5 ... 11,5 V. Le courant consommé par la lampe atteignant 8 A, elle doit être connectée au transformateur avec un fil d'une section d'au moins 2,5 mm2.
La base de l'unité de commande du moteur pas à pas M2 qui fait tourner le réflecteur est le microcontrôleur DD1 PIC12C508A-04 / P, dans la mémoire programme duquel les codes du tableau doivent être écrits à l'aide du programmeur. Ce microcontrôleur est programmable une seule fois, cette opération doit donc être effectuée avec beaucoup de soin.
Les signaux générés par le microcontrôleur sont transmis aux enroulements du moteur pas à pas M2 via les commutateurs à transistor du microcircuit DD2. Chacune de ses sorties est équipée d'une diode de protection, et la cathode commune des diodes est reliée à la borne 9. Ainsi, les enroulements du moteur sont shuntés par des diodes qui suppriment les surtensions de commutation. Le programme propose cinq vitesses différentes et deux sens de rotation du réflecteur. Diverses combinaisons de ces paramètres créent des effets d'éclairage. Si les contacts de l'interrupteur SA1 sont fermés, le changement des combinaisons vitesse/sens se produit périodiquement selon le programme. Sinon (l'interrupteur est ouvert) le décalage est synchronisé par les impulsions arrivant sur la broche 4 de la puce DD1. Le pulse shaper au rythme d'un morceau de musique est monté sur une puce DA1 LM324. La cascade sur l'ampli-op DA1.1 amplifie le signal sonore de l'accompagnement musical reçu par le microphone BM1. Résistance R3 - contrôle de gain. Ensuite, à travers le filtre R7C6R8C7, le signal entre dans l'entrée de l'amplificateur sur l'ampli-op DA1.2, couvert par AGC (contrôle automatique du gain), qui maintient l'amplitude du signal à la sortie DA1.2 constante, quel que soit le volume de la musique. Le détecteur AGC est monté sur une diode VD5, le filtre est R12C8, l'actionneur est un transistor VT1. Le détecteur d'amplitude sur la diode VD6 avec le filtre R16R17C14 et le répéteur DA1.3 met en évidence l'enveloppe du signal musical. Le dispositif de seuil sur l'ampli op DA1.4 avec une unité de retard de nouvelle tentative convertit l'enveloppe en impulsions rectangulaires entrées sur l'entrée GP3 du microcontrôleur DD1. La carte de circuit imprimé du nœud de commande est illustrée à la fig. 3. Il est conçu pour l'installation de résistances MLT fixes et de condensateurs céramiques KM, K10-17, KD-2. Condensateurs à oxyde - K50-35 ou similaires importés. Le microcontrôleur PIC12C508A-04/R peut être remplacé par le microphone PIC12C509A-04/R BM1 - HMO1001A. D'autres électrets utilisés dans les téléphones modernes conviennent également, par exemple, CZN-15E.
Les stabilisateurs intégrés importés peuvent être remplacés par des stabilisateurs domestiques : LM7805 - KR142EN5A, LM7809 - KR142EN8A. Un analogue du microcircuit ULN2004AN est K1109KT23. En tant que VT1, les transistors de la série KT315 ou KT3102 avec des indices de lettres arbitraires conviennent. Diodes VD1-VD4 - redresseur pour un courant d'au moins 1 A. Toutes les diodes au silicium de faible puissance conviennent comme VD5-VD8. Diamètre du réflecteur (4, voir Fig. 1) - 100...150 mm. Sur un plus petit, il est difficile de placer un nombre suffisant de fragments de miroir, et un moteur M2 surdimensionné ne pourra pas tourner. Un réflecteur en aluminium d'un ancien projecteur de théâtre peut servir d'ébauche pour la base du réflecteur. Dans les cas extrêmes, vous pouvez fabriquer vous-même la base à partir d'une feuille d'aluminium d'une épaisseur maximale de 1,5 mm et de dimensions d'au moins 100x100 mm. C'est de l'aluminium doux qu'il faut, et non du duralumin difficile à déformer. Un mortier de ciment est coulé dans une boîte en bois de taille appropriée, une boule de caoutchouc d'un diamètre de 20 à 30 mm y est enfoncée à une profondeur de 200 à 250 mm et le mortier est autorisé à durcir. Après avoir retiré la bille et placé une plaque d'aluminium dans l'évidement, la pièce prend une forme sphérique à coups de maillet semi-circulaire. Ne vous inquiétez pas si tout n'est pas parfait. Cela non seulement ne s'aggrave pas, mais diversifie même les effets d'éclairage. Au centre de la base finie, fixez le manchon pour qu'il s'adapte sur l'arbre du moteur. Afin de ne pas créer de reflets lumineux inutiles, enduisez la surface intérieure de la base avec de la peinture mate foncée avant de coller les fragments de miroir. Il est nécessaire d'aborder la préparation et l'autocollant des fragments de miroir de manière créative - l'expressivité des effets créés en dépend. Pour obtenir des rayons de couleurs saturées, des filtres dichroïques réfléchissants sont utilisés comme miroirs. Parfois, ils peuvent être trouvés dans les magasins vendant du matériel de scène. S'il n'était pas possible d'acheter des filtres appropriés, vous devrez vous limiter aux rayons monochromes et utiliser des miroirs ordinaires de 1,5 ... 2 mm d'épaisseur provenant de "sacs à cosmétiques" ou d'emballages en poudre. Les plus épais ne fonctionneront pas - le réflecteur s'avérera trop lourd. Les miroirs sont découpés en fragments approximativement carrés d'un côté de 15 à 20 mm et collés à la surface intérieure de la base. En principe, toute lampe d'éclairage d'une puissance de 1 ... 50 W convient comme EL100, cependant, pour obtenir des rayons brillants et clairs, sa spirale doit être plate et dense (tours - adjacents les uns aux autres). En plus de la puissance, les lampes sont classées par température de couleur, plus elle est basse, plus la lumière est "rouge". Les lampes à incandescence conventionnelles se caractérisent par une température de couleur relativement basse, de sorte que les rayons de couleurs situés dans la région bleue du spectre sembleront faibles. Pour les lampes halogènes, ce chiffre est plus élevé, mais la durée de vie est plus courte. Il est recommandé d'utiliser une lampe halogène KGM12-100-2 100W. À une tension nominale de 12 V, il dure plus de 350 heures.Les remplacements possibles sont les lampes KGM 12-100 (durée de vie 85 heures), KGM 12-50 (puissance 50 W) ou FSR12-100 de General Electric. Vous pouvez également utiliser des antibrouillards de voiture. La durabilité de la lampe et de l'appareil dans son ensemble dépend en grande partie de la qualité du panneau de la lampe. Avec un mauvais contact avec les douilles, les bornes à broches des lampes brûlent souvent. Un panneau approprié peut être trouvé dans la lampe halogène importée. Si cela n'était pas possible, la lampe est fixée en serrant la partie plate de sa base entre deux bandes de fibre de verre, et un fil de cuivre unipolaire nettoyé de l'isolant est étroitement enroulé sur les bornes à broches. La soudure est inutile ici, car la température des bornes d'une lampe de travail est supérieure au point de fusion de la soudure. Des bornes à vis appropriées peuvent également être utilisées, par exemple à partir de blocs de distribution secteur. Dans tous les cas, les pièces en plastique non résistant à la chaleur doivent être retirées de la lampe à une distance considérable. Lors de l'installation de la lampe, il convient de garder à l'esprit que sa spirale doit faire face au réflecteur avec une surface lumineuse de la plus grande surface, et le centre de cette surface doit être sur l'axe optique de l'appareil, indiqué sur la Fig. 1 ligne pointillée. La largeur de l'écran de protection est supérieure de 5 mm au diamètre de l'ampoule de la lampe. La température de fonctionnement de l'ampoule de la lampe halogène EL1 dépassant 250°C, sans ventilation forcée dans l'espace intérieur fermé du hérisson, la lampe peut surchauffer jusqu'à ce que l'ampoule se ramollisse et se déforme. Sous l'influence d'une température élevée, le panneau de la lampe est souvent détruit, les composants électroniques de l'unité de commande du moteur tombent en panne. Le ventilateur EC8025M12 de l'alimentation de l'ordinateur sert à refroidir l'appareil. Le réflecteur est entraîné par un moteur pas à pas DShR-39. Un remplacement possible est le PBMG-200, qui était utilisé dans les lecteurs de disquettes de cinq pouces pour ordinateurs. Tout autre moteur pas à pas avec une résistance d'enroulement de 90 ... 110 ohms convient également. L'objectif de l'appareil est une double loupe avec une distance focale de 192 mm. Un autre d'un diamètre d'au moins 100 mm et d'une distance focale de 150 ... 300 mm convient également. Ce dernier peut être déterminé approximativement en focalisant l'image du disque solaire sur une surface non combustible. La distance entre la lentille et la surface est la distance focale. Le corps du "hérisson léger" est fabriqué à partir de n'importe quelle tôle. Le plastique, le contreplaqué et les autres matériaux à faible conductivité thermique et résistance à la chaleur ne sont pas recommandés. La forme et les dimensions du boîtier n'ont pas vraiment d'importance, mais il doit correspondre à tous ceux illustrés à la Fig. 1 noeuds et détails. Le diamètre du trou pour la lentille est inférieur de 5 à 10 mm à son diamètre. La lentille est fixée autour du périmètre avec trois ou quatre pinces. L'assemblage préliminaire de l'appareil est effectué sans lentille. À une distance d'environ 300 mm du réflecteur, un écran blanc (par exemple en carton) est installé. Une tension de 1 ... 20% de la tension nominale est appliquée à la lampe EL30 et, en la déplaçant le long de l'axe optique, ils trouvent une position à laquelle le groupe le plus encombré de points lumineux de taille minimale sera visible sur l'écran. Après avoir fixé la lampe dans cette position, mesurer la distance A (voir Fig. 1). Ensuite, installez la lentille et dirigez l'appareil vers le mur à une distance de 5 ... 10 M. Sans changer la position relative de la lampe et du réflecteur, sélectionnez la distance entre eux et la lentille de manière à obtenir de nombreuses images claires du filament de la lampe EL1 sur le mur. Mesurer la distance B (voir Fig. 1). Lorsqu'elle est correctement réglée, la somme de A et B est approximativement égale à la distance focale de l'objectif. Lors du montage final de l'appareil, les distances trouvées doivent être exactement respectées. La mise en place de l'unité de contrôle commence par la vérification de la tension aux sorties des stabilisateurs intégrés DA2 (9 V) et DA3 (5 V). En fermant l'interrupteur SA1, à l'aide d'un oscilloscope, vérifier la présence d'impulsions rectangulaires de fréquence changeant périodiquement aux broches 2, 3, 5 et 6 du microcontrôleur DD1. S'ils ne sont pas présents, le microcontrôleur est défectueux ou mal programmé. Des impulsions similaires, mais d'une amplitude d'environ 12 V, doivent se trouver aux broches 14,13, 11,10 du microcircuit DD2. S'il n'y a pas d'impulsions sur l'un d'eux et que la tension est nulle, la cause peut être une rupture de l'enroulement du moteur M2. De plus, après s'être assuré que la tension constante entre les sorties du microphone BM1 est comprise entre 1 et 3 V, ils allument une musique rythmique avec des composants basse fréquence prononcés. Sur l'écran de l'oscilloscope connecté à la sortie de l'ampli op DD1.1 (broche 8), la forme d'onde du signal musical doit être visible, dont l'amplitude est ajustée à l'aide de la résistance d'accord R3. Lorsqu'il change de dix fois, l'amplitude du signal à la sortie DD1.2 (broche 14) doit rester approximativement égale à 3 V. Sinon, il est nécessaire de vérifier l'état de fonctionnement du transistor VT1 et des éléments associés, sélectionnez la valeur de la résistance R12. Un niveau constant de 2 ... 3 V à la sortie de DA1.3 (broche 1) pendant le son de la musique doit être accompagné de rafales au rythme d'un rythme fort de la pièce. La tension à la broche 6 de DA1.4 - environ 4 V - varie légèrement selon la nature de la musique. Il reste à vérifier la présence d'impulsions positives rectangulaires à la sortie DA1.4 (broche 7). Leur durée dépend des paramètres du circuit C16R23 et doit être de 100 ms. Il est possible d'éliminer les vides ou la sortie intempestive d'impulsions en sélectionnant la valeur de la résistance R19. Parfois, le nœud de contrôle est déclenché par le bruit généré par le ventilateur. Dans ce cas, il est nécessaire de retirer le microphone BM1 du ventilateur ou même de le sortir de l'appareil. Le code source du programme "light hedgehog". littérature
Auteur : A. Bogdanov, Krasnodar
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