Среди множества световых приборов, используемых для оформления новогодних елок, особое место занимает схема китайской гирлянды. Она, как и все аналогичные китайские изделия, отличается простотой и дешевизной. Возникает много споров о надежности подобных гирлянд, однако, большинство потребителей использует именно их.
Схема классической китайской гирлянды
Данная конструкция оснащена плавным управлением яркостью. Для этого используется фазовое управление, регулирующее угол открывания тиристоров. Автоматика использует целых восемь программ, обеспечивающих большое разнообразие алгоритмов управления. Благодаря своим качествам, прибор очень дешев, поэтому и расходится миллионными тиражами.
В основе контроллера лежит плата небольшого размера, где предусмотрено место . Здесь же располагается и микроконтроллер с четырьмя выходами. Он представляет собой небольшой кусочек генитакса, где с помощью эпоксидной смолы крепится микрочип. Через выходы микроконтроллера, с помощью токоограничительных резисторов, осуществляется управление четырьмя тиристорами. Данное устройство рассчитано на анодное напряжение до 600 вольт и ток в пределах 0,6-0,8 ампер. В отдельных конструкциях дешевых гирлянд, вместо входного диодного мостика остается один диод. В то же время, подключение электродов, управляющих тиристорами, осуществляется напрямую к выходам микроконтроллера, без , ограничивающих ток.
Как правило, мощность микроконтроллера очень маленькая, поэтому, он не в состоянии контролировать работу мощных симисторов. Для того, чтобы решить эту проблему, необходимо использовать отдельный маломощный источник питания, имеющий гальваническую развязку от общей сети. В этих целях можно использовать адаптер малой мощности, например, такой, который питает усилитель телевизионной антенны, содержащий в своей схеме стабилизатор.
Другие пути решения проблем
Чтобы совместить маломощный микроконтроллер с мощными симисторами, практикуется применение транзисторных ключей, где используются транзисторы с высоким коэффициентом усиления тока. Таким образом, схема китайской гирлянды не перегружает выходы микроконтроллера. Чтобы обеспечить гальваническую развязку, применяются специальные микросхемы, на входе которых содержится светодиод, а на выходе установлен маломощный симистор.
Для того, чтобы китайская гирлянда нормально работала, ее нужно синхронизировать с сетью с помощью сигнала. С этой целью, на вход микроконтроллера подается фаза, номиналом 220 вольт через установленный резистор. Нейтральный провод сети, соединяется с общим проводом всего устройства.
Замена блока управления Китайской гирлянды
Елочная гирлянда на светодиодах выполнена на элементах микросхемы К561ЛА7 и создает световой эффект перемещения или мерцания.
В канун Нового года предлагается изготовить несложную, бюджетную гирлянду на светодиодах, для небольшой новогодней елочки.
Динамический характер работы гирлянды не требует дорогих и программируемых гаджетов. Устройство неприхотливо, экономично и надежно в работе, моментально монтируется на елку, а по окончании новогодних праздников, его без сожаления можно убрать на дальнюю полку до следующего случая. Кроме того, гирлянды устройства можно использовать в виде различных подсветок, небольших табло и игрушек при соответствующем их расположении в виде пропеллера, треугольника, звезды, колеса, указателя, «бегущих огней» и т.д. Так устройство можно использовать для украшения праздников, вечеринок, а при соответствующем конструктивном исполнении оно может стать оригинальным подарком ребенку в день рождения или новогоднюю ночь.
Описание устройства
Предлагаемое устройство «Елочная гирлянда» выполнено на основе кольцевого генератора на элементах одной микросхемы К561ЛА7 и трех транзисторах. В зависимости от расположения гирлянд, устройство создает оригинальный световой эффект перемещения, вращения или мерцания цепочек огоньков. Скорость переключения гирлянд возможно регулировать. Схема устройства показана на фото 2.
Фото 2 Схема елочной гирлянды на светодиодах.
Основа устройства - кольцевой генератор на трех элементах микросхемы DD1. Четвертый элемент - DD1.4 - не используется и его входы (выводы 12, 13) соединены с положительным проводом питания. На транзисторах VT1 - VT3 выполнены электронные ключи, каждый из которых включает и выключает одну гирлянду светодиодов (соответственно HL1-HL3, HL4-HL6 и HL7- HL9). Ток через них ограничивают резисторы R4 - R6. При работе генератора на его выходах последовательно формируются импульсы положительной полярности.
- В момент появления импульса на выходе элемента DD1.1 открывается транзистор VT1, сопротивление его участка эмиттер - коллектор резко уменьшается и светодиоды HL1 - HL3 вспыхивают.
- Затем импульс появляется на выходе элемента DD1.3. Открывается транзистор VT3 и зажигаются светодиоды HL7 - HL9.
- После чего вновь появляется импульс на выходе DD1.1 и циклы повторяются до выключения устройства.
Фото 3 Плата гирлянды на светодиодах.
К точкам А, Б, В платы и общему проводу подключены три гирлянды по 3 - 4 светодиода. После включения питания и перехода устройства в установившийся режим, гирлянды поочередно вспыхивают, в результате чего создается эффект движения огоньков.
Изготовление устройства
Все резисторы устройства - МЛТ-0.125 или другие малогабаритные, транзисторы - любые из серии КТ315. Светодиоды должны быть одного типа и одного цвета свечения, например, красного или зеленого. Вместо микросхемы К561ЛА7, при необходимости, можно использовать микросхему К561ЛЕ5. При применении на елке навершия, можно установить в него постоянно горящую четвертую гирлянду, аналогично подключив ее к точке «Г». При использовании в гирлянде 4-х светодиодов, ограничительные сопротивления R4 – R6, можно исключить.
Для питания устройства можно использовать батарею типоразмера 6F22 ("Крона") напряжением 9в, которую соединяют с платой через ответный разъем XI от использованной Кроны, исключающий ее подключение в неправильной полярности. Питать устройство можно и от любого адаптера или сетевого блока питания с выходным напряжением 9 - 12в, способного отдавать в нагрузку ток не менее 100 мА. По соображениям электробезопасности, в его составе обязательно должен быть разделительный трансформатор (т. е. отсутствовать гальваническая связь с сетью 220 В). Наличие стабилизатора выходного напряжения необязательно. Для удобства эксплуатации устройства, электронную плату (совместно с батареей) желательно поместить в небольшой пластмассовый корпус. При использовании батареи, на одной из его стенок корпуса установить выключатель питания. При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже, гирлянды начинает работать сразу после включения питания и налаживания не требует.
Наступает Новый год - и вот из коробок на свет достаются ёлочные украшения и гирлянды. И если игрушка просто вешается на выбранное для неё место, то с гирляндами бывают разные случайности. Особенно это касается дешёвых вариантов. Каждый, кто хоть раз ремонтировал это чудо техники, знает, что китайская гирлянда, схема которой проста, имеет некоторые особенности.
Особенности гирлянды из Китая
Чаще всего новогоднее украшение китайских мастеров привлекает приятной ценой (от 150 рублей за штуку) и яркими огоньками, которые мигают в нескольких режимах. Четыре вида лампочек, а иногда и светодиодов, радуют глаз и кошелек. Правда, через некоторое время один или сразу несколько цветов перестают гореть. Причин может быть несколько, но факт остаётся фактом - гирлянда уже не работает на все 100 %.
Если изделие испортилось, его необязательно менять на новое. Хотя в Новый год и принято вступать во всём новом, но наши руки созданы не для скуки. Неужели сложно поменять перегоревшую лампочку? Дело здесь не в цене и не в затраченном на ремонт времени. Дело в принципе. И каждый человек, впервые решивший отремонтировать китайскую гирлянду, начинает удивляться.
Недоразумения
Самый неприятный сюрприз при ремонте - тонкие жилы проводов. Начинаешь удивляться, как всё это работает и до сих пор не рассыпалось. Становится понятной и цена изделия, и надёжность эксплуатации. Это и есть китайская гирлянда. Схема, ремонт и поиск разрывов - вот ваша дальнейшая участь. Соединение проводков, естественно, является самым слабым местом. Поэтому начинать поиск разрыва следует с коммутирующей коробочки.
Кроме удивительно тонких проводков, китайское изделие может порадовать быстрым выходом из строя управляющих цветовыми линиями тиристоров, а также основным контроллером. Для замены неисправных элементов чаще всего приходится искать отечественные аналоги либо переделывать схему целиком.
Виды неисправностей
Рассмотрим некоторые из возможных случаев, когда схема китайской гирлянды не понадобится. Из курса электротехники известны всего 2 проблемы, связанные с неполадками электричества: короткое замыкание и разрыв цепи. В случае с неработающей гирляндой нужно искать разрыв. Допустим, не горит синий цвет. Возможно 2 варианта:
- где-то порвался провод, соединяющий синие лампочки;
- перегорел один из элементов синего цвета.
Теперь следует найти разрыв или сгоревшую лампочку. Как правило, в этом нам поможет визуальный осмотр. Чаще всего разрыв видно невооруженным взглядом, и ремонт на этом быстро заканчивается. Чтобы соединить два конца провода, не нужно даже иметь под рукой паяльник - помогает простейшая скрутка. в обязательном порядке необходимо замотать изолентой.
Внимание! Любой ремонт электрического изделия производится без подключения к сети.
Если разрыва не видно, следует обратить внимание на коробочку с кнопочкой. Китайская гирлянда, схема которой не отличается от стандартной, имеет управляющий блок в плоской коробочке. Открутив 2 или больше винтика, можно увидеть маленькую печатную плату с несколькими элементами. К ней подходит 2 провода от вилки: фаза и ноль, а также 4 провода с лампочками четырех разных цветов. Разрывы чаще всего происходят в месте соединения жил проводков.
Целый ряд неисправностей связан с нарушением работы Здесь может выйти из строя сама кнопка переключения режимов. "Лечится" такая проблема чисткой контактов либо полной заменой. Китайская гирлянда, схема которой стандартная, обязательно имеет в своём составе контроллер. Он также может испортиться, и его тоже можно заменить. Слабым звеном может стать любой из 4 тиристоров - по одному на каждый цвет.
Проблема замены элементов
Для замены неисправных элементов китайские коллеги предлагают свою Вся проблема в том, что лампы достаточно быстро устаревают, и найти нужный вариант китайского производства бывает проблематично. В этом случае на помощь приходит отечественная элементная база. Самое главное - правильно подобрать аналог.
Для подбора аналога нужного элемента важно знать параметры китайского изделия. Часто на форумах ищут транзистор PCR406J. Китайская гирлянда, схема которой выполнена на таких элементах, знакома. Только искомый элемент на деле оказывается тиристором, а его русский аналог MCR100 практически идентичен по параметрам.
В поисках разрыва цепи
Что же делать, если разрывов не обнаружено? Схема китайской гирлянды проста. Все лампочки соединены между собой последовательно. Значит, если не горит синяя линия, необходимо найти как минимум одну перегоревшую Есть два варианта.
- Проверить последовательно все элементы в цепи.
- Искать неисправную лампочку делением линии пополам. Найдя половину, не пропускающую ток, нужно разделить её ещё раз пополам. И так до тех пор, пока не найдётся неполадка. После замены лампы все кусочки необходимо заново собрать. Лучше сделать это с паяльником, но можно обойтись скруткой или изолентой.
Второй способ можно не использовать, если применить мультиметр с прикреплёнными к концам щупов тонкими иголками. Однако жилки проводников, применяемые в китайских изделиях, настолько тонкие, что могут порваться даже иглой.
Бывает, что под рукой нет второй испорченной гирлянды и новой лампочки. В этом случае можно просто соединить два конца вместе. Это чревато повышением напряжения на оставшихся лампочках, так как по законам электротехники в последовательной цепи напряжение делится поровну. Но если убрать один или два элемента, это не сильно скажется на сроке службы. Несмотря на то что китайские, работает всё на общих принципах.
Светодиодные гирлянды
Такие изделия в последнее время получили большое распространение. В связи с этим на гирляндах вместо лампочек появились маломощные элементы. Схема китайской мало отличается от стандартной. Но, учитывая тот факт, что светодиод рассчитан на гораздо меньшее напряжение, в цепи для сети в 220 В у каждого из них будет стоять резистор. В другом варианте на входе системы будет реализован понижающий трансформатор.
Кроме привычной схемы, где элементы расположены последовательно, существует схема китайской гирлянды на светодиодах, размещённых параллельно. При таком варианте даже перегорание сразу нескольких световых элементов не внесет диссонанса в общую картину.
Преимущества светодиодных изделий
Китайская гирлянда, схема которой построена на светодиодах, обладает целым рядом преимуществ.
- Экономичность. Связано это с малым потреблением электричества светодиодами. Отсюда сразу вытекают два следующих преимущества.
- Долговечность. Срок службы светодиодных изделий в два и более раз превышает срок службы ламп накаливания.
- Безопасность. Светодиоды, в отличие от ламп накаливания, могут нагреться максимум до 60 градусов. Поэтому они менее пожароопасные, чем их аналоги.
- Яркость. Гирлянды на светодиодах более яркие и приятные для глаз.
- Морозоустойчивость. Светодиодные изделия выдерживают понижение температуры до 40 градусов мороза без изменения в работоспособности.
- Влагоустойчивость. Такие гирлянды можно использовать для украшения ванных комнат и влажных оранжерей.
Светодиодные китайские гирлянды очень удобно использовать для украшения уличной части дома. Благодаря высокой влаго- и морозоустойчивости такие изделия будут радовать глаз длительное время без ремонта.
Вывод
Покупая такое изделие, не всегда получается порадовать себя и близких качественным украшением. Иногда за яркими огоньками и привлекательной стоимостью спрятана довольно простая и дешевая китайская гирлянда. Схема её будет легка для изучения и удобна для применения электротехнических навыков. Ремонт изделия также может принести моральное удовлетворение. Каждый сам определяет для себя, стоит ли это времени и сил. А может, лучше сразу взять вариант подороже? Ведь даже китайские гирлянды за большую цену гораздо качественнее своих дешевых "соотечественниц". Выбор за вами!
Инструкция
Запаситесь несколькими гирляндами, оборудованными лампочками с одинаковыми параметрами. Одна из них будет «донором» ламп для ремонта остальных.
Отключив от сети, откройте контроллер. Посмотрите, не отпаялись ли от платы какие-либо провода. С одной из ее сторон расположены две контактные для подключения сетевого шнура, с другой - пять площадок для присоединения цветовых каналов. Одна из этих площадок расположена в стороне от оставшихся четырех - к ней подключается общий провод каналов. Нередко на припайке к этим площадкам отпаявшихся от них проводников ремонт заканчивается. Завершив работу с контроллером, закройте его.
Некоторые гирлянды оборудованы лампами, которые самозакорачиваются при перегорании. Лампочка, в которой сработало закорачивающее устройство, имеет меньшее сопротивление, чем исправная, отчего остальные лампы канала работают в форсированном режиме. Поэтому перегоревшие лампы в такой гирлянде необходимо как можно скорее менять на исправные. Их можно взять из гирлянды-«донора». Замену производите, обесточив гирлянду, все соединения тщательно пропаивайте и изолируйте несколькими слоями изоленты.
Если закорачивающих устройств в лампах нет, при перегорании одной из них гаснет весь канал. Понятно, что прозвонка каждой из них по отдельности займет много времени, поэтому придется воспользоваться методом итераций. Отключив питание, перережьте канал ровно посередине. Прозвоните участки канала от начала до середины и от середины до конца. Теперь понятно, в каком из них расположена перегоревшая лампа. Этот участок можно также разделить пополам и прозвонить обе его половины, и так пока перегоревшая лампа не будет найдена. Ее замените, взяв исправную также из гирлянды-«донора». После этого снова соедините провода во всех местах, где вы их перерезали. Тщательно пропаяйте и изолируйте соединения.
Особую опасность в гирлянде представляют лампочки. При включении они мгновенно перегорают, при этом, между нитедержателями, которые ничем не изолированы, начинает действовать полное напряжение сети. Такие лампы следует немедленно заменять на исправные.
Никогда не замыкайте перегоревшую или лампу вместо замены ее на новую, иначе к остальным лампочкам канала будет приложено повышенное напряжение, и они быстрее перегорят.
Ремонт светодиодной гирлянды отличается двумя особенностями. Первая из них состоит в том, что новый светодиод следует обязательно включать в той же полярности, что и остальные диоды того же канала (в контроллере любой гирлянды установлен выпрямитель). Вторая же особенность заключается в необходимости включать последовательно с каждым из светодиодом резистор. Его номинал должен быть таким же, как у резисторов на остальных диодах той же гирлянды. Смешивать в одной и той же гирлянде лампочки и светодиоды нельзя, поскольку у первых номинальный ток обычно равен 50 либо 100 мА, а у вторых - 20.
Завершив ремонт, перед продолжением эксплуатации гирлянды обязательно внимательно осмотрите ее на предмет наличия неизолированных соединений. Тщательно изолируйте их.
Светодиодная гирлянда - неотъемлемый атрибут праздничного настроения. Новогодние праздники не обходятся без ярких мерцающих огней, придающих эффект волшебства. Иллюминация уместна и для украшения фасадов зданий, и для елок, и для точечного декорирования помещения: стен, перил, карнизов, других конструкций. Если вы хотите придать дому удивительный вид, украсьте его гирляндами.
Особенности монтажа гирлянды своими руками
Диоды различаются по мощности. Те, которые предназначены для наружной установки, характеризуются более высоким КПД, так как они отвечают за преобразование подаваемой энергии в большей мере в свет, а не тепло.
Что пригодится в ходе сборки?
Для подключения гирлянды светодиодной своими руками потребуется подготовить схему и запастись набором инструментов и материалов:
- светодиодами на 20 мАч;
- проводом с сечением 0,5/0,25 мм;
- блоком питания на 6V;
- резистором на 100 Ом;
- паяльником (по возможности с тонким жалом);
- ножом (кухонным или канцелярским);
- прозрачным силиконовым герметиком;
- пистолетом для герметика;
- канифолью;
- припоем.
Изготовление гирлянды из светодиодов
Последовательное соединение всех диодов в цепи позволяет получить мерцающую гирлянду, подключенную по самой простой схеме. С такой задачей под силу справиться каждому, кто обладает некоторыми знаниями в электронике и электрике, а для настоящего радиотехника это вообще задача, которая решается на раз-два. Единственное правило - четкое следование инструкции.
Очередность действий при сборке гирлянды светодиодной своими руками:
- Определите оптимальное расстояние между соседними лампочками диодов.
- Раскрутите провод и при помощи маркера нанесите отметки - предположительные места расположения огоньков. Лучше всего отступать 20-25 см от одного диода к другому.
- В местах пометок при помощи острого лезвия ножа срежьте изоляцию с провода, только осторожно - не повредите его. Так крепить светодиоды будет легче.
- На оголенные участки длиной до 3 см нанесите канифоль и немного припоя, упростив себе процесс крепления светодиодов.
- На образовавшийся наплыв крепят диоды, припаивая ножки деталей к проводу. Такое крепление не отличается надежностью, потому имеет место усиливающая фиксация, которая одновременно и закрывает оголенные участки гирлянды светодиодной, своими руками сделанной.
- Неширокий скотч нарезают на кусочки 3-4 см, которые будут использованы для изоляции диодов. Проделывать работу стоит так, чтобы в результате огонек оказался в своеобразном кармашке, крепко держащем его на проводе. Так обматывают каждую из точек освещения по всей длине провода будущей гирлянды.
- После выполнения предыдущего шага приступают к герметизации верхней части кармашка, которую прорабатывают силиконовым герметиком. Это не только придаст конструкции дополнительную прочность, но и придаст диодам дополнительное свечение.
- Справившись с семью простыми шагами, на завершающем этапе присоединяют резистор и блок питания к светодиодной гирлянде 220 В. В результате получится красивый и яркий элемент декора для дома, двора или новогодней елки.
Такую светодиодную гирлянду можно применять для наружной иллюминации. Но в этом случае рекомендовано использовать блок питания 8-12V. Схема монтажа гирлянды отличается простотой, но в любом случае без знания электрики не обойтись.
Пайка светодиодной гирлянды на батарейках
Гирлянда светодиодная на батарейках выглядит эффектно. Такого типа иллюминация зачастую используется для наружного декорирования. Интересно, что при перемещении от такой гирлянды в воздухе остается яркий разноцветный шлейф, позволяющий создавать интересные узоры, витающие в пространстве. Такое устройство не боится ветра, мороза, осадков.
Подготовьте следующие компоненты для гирлянды:
- диоды 10 мм разных цветов с эффектом рассеивания света;
- набор магнитов диаметром 1,3 мм и толщиной до 3 см;
- изоленту или неширокий скотч;
- литиевые батарейки с характеристиками CR2032 3V;
- клей на эпоксидной основе.
Гирлянда на литиевых батарейках шаг за шагом
Чтобы в результате получилась яркая мерцающая гирлянда, придется овладеть навыками пайки, запастись терпением, быть внимательным и действовать согласно инструкции:
- Протестируйте диоды, чтобы определить уровень свечения. Для этого их по очереди подключают к литиевому источнику питания. Чтобы это сделать, одну из ножек диода, которая длиннее, присоединяют к «+», а более короткую к «-».
- Зафиксировав положение, оберните диод и батарейку скотчем в два слоя.
- К положительному полюсу батарейки приложите магнит и закрепите его.
- Каждую из частей конструкции фиксируют на тонком проводе, гирлянда светодиодная на батарейках готова.
Как сделать гирлянду с «бегущими огнями»?
Чтобы сделать иллюминацию по типу «бегущих огней», потребуется запастись гирляндами. Их понадобится три, каждая с несколькими группами параллельно бегущих огней. Чтобы воссоздать эффект перетекающих огоньков, используют трехфазный мультивибратор на транзисторах VT-1-VT3. Запуск облегчается посредством монтажа конденсатора емкостью 0,1 мкФ в плече транзистора VT2.
Итак, как же сделать светодиодную гирлянду мигающей? При помощи двухполупериодного выпрямителя обеспечивается питание автомата. Опция реализуется за счет монтированных диодов VD1-VD4.
Теперь вы знаете, как сделать светодиодную гирлянду мигающей. Допускается монтировать гирлянду на основании в форме квадрата, круга, сердца. Такое панно можно повесить на улице или внутри помещения. Светодиодные гирлянды, которые вам встречались не единожды в новогодние праздники, эффектно выглядят и придают интерьеру особенный вид.
По правде говоря, новичку будет непросто реализовать такой проект, электрическую схему светодиодной гирлянды вы можете наблюдать ниже.
Сделать огоньки для украшения дома, фасада или елки вполне возможно. В процессе конструирования важно позаботиться о качественной изоляции провода, ведь именно от этого зависит пожаробезопасность и безопасность вообще. Этому фактору уделяйте максимальное внимание. Уровень сложности выполнения задачи зависит от того, какой тип свечения для гирлянды светодиодной, своими руками созданной, вы выберете.