Китайская гирлянда: схема, ремонт. Как самостоятельно починить новогоднюю светодиодную гирлянду Ремонт китайской гирлянды: схема
Признаюсь, полноценный обзор я писать не планировал.
Ну, купил когда-то эти светодиоды, «про запас». Ну.., светодиоды..., чего про них писать-то? Только год назад в одном из комментариев обмолвился про них, да и посчитал тему закрытой.
А вот буквально сегодня на работе сотрудник, глядя на паяльник в моих руках и код для ардуины на экране, посетовал, что есть на свете отцы (их их большинство), кто дальше конструктора с батарейкой и лампочкой на уроке труда в электронике «не сечёт». Зато, например, «сечёт» в чём-то другом. А вот что-то сделать своими руками, да ещё в выходные вместе с сыном, совсем бы неплохо. И в самом деле: это поднимает престиж отца в глазах всей семьи, это безусловно способствует воспитанию, и, главное, именно так и закладываются основы творчества в формирующуюся личность.
Вот этот разговор и послужил толчком к написанию обзора. А тематика очевидна: ещё с давних времён в советских журналах, начиная с «Юного техника» и заканчивая «Радио», именно в ноябре печатали самоделки, посвящённые Новому году. Есть время подумать, сделать и успеть к празднику.
Чем наш ресурс хуже?
В сегодняшнем обзоре мы будем строить красивую переливающуюся новогоднюю гирлянду. Своими руками. Безо всяких «ардуин», «скриптов», «контроллеров», «даташитов» и прочих непонятностей. Я даже постараюсь избегать слов «анод» и «катод».
Всё будет по-дилетантски, просто и «на пальцах». Опытным специалистам, совершенно точно, будет скучно, примитивно, «детский сад» и не интересно. Где-то даже смешно.
Вот он, герой обзора:
Светодиод необычный. У него не какой-то один цвет свечения.
Светит он так: он плавно (хамелеон) меняет семь цветов по кругу: красный, через оранжевый и желтый в зелёный, через голубой в синий и фиолетовый, и т.д. Каждый цвет держится секунду-полторы и плавно заменяется следующим.
Цвета очень сочные, яркие. Радуют даже взрослых, чего уж говорить про детей.
Для понимания размеров, рядом с рублёвой монетой:
Сам светодиод имеет форму ребристой «ракеты», что, при наличие детской фантазии, тоже немаловажно.
Раз уж специалисты всё равно зашли под кат, то вот
немного технических деталей, остальным можно не читать
Светодиоды приходят запаянными в металлизированный антистатический пакет:
Бирка, вложенная продавцом. Подозреваю, что и почерк тоже его.
Размеры: L = 13мм, Ø 5мм.
Померил потребляемый ток при напряжении 3.3V.
Он колеблется (в зависимости от включённых кристаллов) в пределах 9-14 mA.
Продавец пишет 20mА, но, думаю, это предельное значение.
Номинальным напряжением считаю 3.2 - 3.4 вольта, 5v - предельный максимум, указанный продавцом.
Что нам нужно знать про этот светодиод.
Он будет работать от любого источника напряжением 3 вольта (литиевой батарейки-таблетки или пары пальчиковых/мизинчиковых батареек).
Никаких схем и дополнительных деталей. Только батарейка и эти диоды. Всё.
В любом ларьке по ремонту часов можно сказать: «Дайте батарейку размером 2032 или 2025», или даже так: «Таблеточную батарейку для материнки».
Подключать очень просто.
У светодиода два вывода. Причём один длиннее другого. Длинный вывод подключается к «плюсу» источника, короткий - к «минусу». У батарейки-таблетки всё то же самое - бóльшая по площади рубашка - это плюс, пятачок-контакт - это «минус».
Если таких диодов взять сразу несколько и подключить к батарейке, то они, несинхронно, будут постепенно расходиться по времени; получится эдакая разноцветная радуга-плазма-россыпь. Можно с ребёнком делать светильники, ночники, ну, или или что-то подобное; встраивать туда, где это будет уместно. Тут дело уже за творчеством и фантазией. Можно, скажем, склеить из тонкой бумаги фигурки и подсветить их (изнутри или снаружи). Вставить в какие-то игрушки, и т.д.
В принципе, на этом можно было бы поставить промежуточную точку. Про светодиоды я рассказал, как их запитать - объяснил.
Но мы строим новогоднюю гирлянду.
Значит, переходим ко второй части обзора.
Пора доставать паяльник и запасаться другими вспомогательными материалами. Я очень надеюсь, что слово «паяльник» не сильно отпугнёт начинающих конструкторов. Возможно, кто-нибудь в комментариях предложит какое-то изящное решение, как можно обойтись без пайки. Мне, кроме клеммников «Ваго» ничего не приходит в голову, но это громоздко, для гирлянды некрасиво и ненадёжно для устройства, которое постоянно будет разматываться/доставаться/убираться. Поэтому альтернатив пайке для данного случая я не вижу.
Но пайка - не так уж это и страшно. Плюс дополнительный экспиренс.
Помимо собственно паяльника, нам понадобятся
- Термоусадочная трубка двух диаметров (предполагаю, что Ø 2мм и Ø 3мм). Можно обойтись без термоусадки, заменив её изолентой, но будет не так художественно и удобно.
- Безотмывный вазелинообразный флюс (что новичку будет намного удобнее). Или канифоль, она доступнее.
- Припой.
- Сами провода, из которых мы будем делать гирлянду.
Провода предлагаю извлечь из куска компьютерного кабеля «витая пара», желательно с многожильными проводниками (такие кабели мягче, как правило, они промышленного изготовления). Думаю, пару-тройку метров «витой пары» можно попросить у знакомого сисадмина на работе или купить на ближайшем строительном рынке.
Вся прелесть такого решения в том, что там гарантированно есть зелёный и коричневый проводники, что очень хорошо для ёлочной гирлянды - её будет менее заметно. Остальные шесть проводников из распотрошённой пары нам не потребуются в данной конструкции. Можно делать только из зелёного проводника, но у новичка будет шанс запутаться в «плюсах» и «минусах» светодиодов в гирлянде; на мой взгляд, зелёный и коричневый - в самый раз.
Провода имеет смысл заранее нарезать отрезками нужной длины. Я для себя выбрал интервал 10-12 см между соседними светодиодами, хотя всё индивидуально.
Каждый отрезок провода зачищается миллиметра на 3 с обоих концов, и, с помощью флюса и припоя, облуживается до блестящего состояния. Думаю, целесообразно сразу проделать эту рутинную работу, чтобы в процессе сборки гирлянды на это не отвлекаться. Кусочки термоусадки тоже имеет смысл нарезать заранее (об их длине я скажу чуть ниже). На этом подготовительный этап можно считать законченным.
Количество светодиодов в нашей гирлянде определяется планируемой длиной гирлянды, терпением и желанием. Уже полтора-два десятка - будет красиво на небольшой настольной ёлочке. А полсотни диодов украсят даже полутораметровую лесную красавицу.
Все светодиоды подключаются параллельно друг другу. Это значит, что все длинные выводы всех светодиодов должны быть соединены вместе и подключаться к общему плюсу; все короткие выводы - также соединены и подключаются к общему минусу.
Если изобразить на схеме, то это вот так:
При таком соединении повреждение и перегорание одного светодиода не приведёт к поломке всей гирлянды, всё будет так же работать, только без «выбывшего» диода.
Конструктивно предлагаю собирать гирлянду так. Подпаиваем к светодиоду один проводник, изолируем его термоусадочной трубкой малого диаметра. Усаживаем зажигалкой или строительным феном. Затем подпаиваем другой проводник, и всё вместе изолируем трубкой бóльшего диаметра. Усаживаем готовое соединение.
Такой способ сэкономит трубки малого диаметра (поскольку изолируем только одну ножку), и сделает конструкцию аккуратной, поскольку всё место пайки будет закрыто большой трубкой.
Вот таким образом:
И вот так, звено за звеном, собираем всю гирлянду.
Сразу несколько ремарок.
Во-первых, при подпайке очередного контакта светодиода, очевидно, в трубочку надо будет пропускать сразу два одноимённых проводника - от предыдущего звена и для текущего. С тем, чтобы обжались сразу оба провода.
Во-вторых, ножки светодиодов надо будет обкусывать до длины 6-7 мм и облуживать, и это разумно делать не заранее, а непосредственно перед подпайкой очередного диода. Для того, чтобы до последнего была видна разница в длине ножек. Ну или заранее с помощью фломастера понаставить точек возле плюсовых ножек светодиодов, потом сразу всё обрезать и облудить.
Теперь стала очевидна и длина трубочек. Тонкие должны быть чуть длиннее обкусанной ножки, т.е. около сантиметра. Толстые - чуть подлиннее, чтобы закрыть всю конструкцию, сантиметра полтора.
Сборка, несмотря на такое изобилие текста в обзоре, совсем не сложна, просто рутинна. Но, по мере «набивания руки», процесс будет ускоряться.
Необязательным, но оправданным действием будет лёгкое перевитие проводников. Свитые проводники не так топорщатся, выглядят аккуратнее и легче разматываются.
Готовый узел при пристальном и увеличенном рассмотрении будет выглядеть вот так:
В процессе сборки звеньев разумным будет контролировать процесс с помощью трёхвольтовой батарейки, чтобы убедиться, что полярность очередного подпаянного светодиода не перепутана.
Проводники от источника питания до ближайшего светодиода имеет смысл сделать подлиннее.
А вот чем запитать нашу гирлянду - каждый решит сам.
Предлагаю несколько вариантов.
Вариант 1. Лучшее, что мне видится - это сетевой адаптер питания на 3,3 вольта. Это значит, что на нём должно быть написано «DC 3,3V». Максимум, что можно допустить - это 5 вольт, но светодиоды будут работать на пределе. Девятивольтовые, двенадцативольтовые и т.д. блоки питания гарантированно убьют гирлянду.
Также можно попробовать приспособить старую зарядку от ненужного телефона, если на ней будет написано DC 5V.
Значения тока, указанные на адаптере питания (это то, что в амперах или миллиамперах, mA) для данного случая не важны, не забивайте себе голову.
Для специалистов, которых возмутила последняя фраза. Остальным можно не читать
Даже стомиллиамперный БП запитает десяток диодов. Вряд ли попадётся зарядка с током менее 200mA, что, с учётом рассинхронности свечения диодов, позволит комфортно работать гирлянде из любого разумного количества диодов.
При подключении адаптера питания придётся разобраться, где у него «плюс», а где «минус».
Выясняем полярность адаптера питания
Если вы умеете пользоваться тестером, вольтметром или мультиметром, то можете сворачивать этот спойлер, вопрос решён.
Для тех, кто не знает, о чём это я тут говорю, начинаем разбираться.
Скорее всего, нам придётся анализировать адаптер питания без разъёма. Либо он был срезан и откушен до нас, либо нам всё равно его надо будет срезать, поскольку ответными разъёмами от старых сименсов, нокий, самсунгов и эриксонов мы всё равно не обладаем. Смотрим на жилы провода.
Если они цветные, то плюс обычно более «тёплого» цвета. Например, в паре «красный-чёрный» минус, скорее всего, будет на чёрном проводе; в паре «красный-синий» минус будет, скорее, синим.
Если провод выглядит как «тонкий проводок, а вокруг него плетёная рубашка» (это называется «экранированный» или даже «коаксиальный»), то наружний слой - это минус, внутренняя жила - это плюс.
В любом случае - возьмите отдельный светодиод и попробуйте мгновенно подключить наугад к адаптеру питания, - максимум два варианта, в одном положении он засветится, в другом - нет.
Вариант 2. Батарейки. Неплохой вариант для случая, когда розетки рядом нет. Скажем, украшаем ёлку во дворе или на даче. Лучше всего использовать батарейки или аккумуляторы формата AA («пальчиковые»). Их надо две штуки, соединённые «паровозиком» (это называется «последовательно») - в середине «плюс» одной касается «минуса» другой. По краям снимаем «плюс» и «минус» для питания гирлянды. Для батареек есть специальные коробочки, сразу с контактами. Ну, или по-простому, собрать их изолентой, облудить контактные площадки с флюсом (канифолью трудно лудится) и подпаять провода.
Немаловажным фактором является то, что питание гирлянды пониженным и развязанным от сети напряжением (будь то батарейки или хороший исправный адаптер питания) абсолютно пожаро- и электробезопасно. Напряжение на любом участке нашей наряженной ёлки не будет превышать 3-5 вольт, что абсолютно безопасно.
В конце обзора, разумеется, покажу минутное видео с работой готовой гирлянды.
Каждый, кто хоть раз снимал светодиоды, знает, что правильно передать цветность и яркость светодиода бытовыми средствами видеозаписи практически невозможно. Поверьте, в реальности всё смотрится куда красочнее и красивее. Цвета получаются сочные. Засветов возле самих светодиодов нет, это недостаток съёмки. Мерцание на видео во время смены цветов каждого светодиода - это стробоскопический эффект от съёмки ШИМ, в реальности его тоже нет.
Подозреваю, что лот из 250 штук для большинства покажется избыточным. Я лишь привёл ссылку, по которой покупал сам. Это не значит, что надо покупать именно этот лот именно у этого продавца. Наверняка будут предложения данного товара и меньшими партиями.
Всё в данном обзоре покупал сам в разное время; никто ничего для обзора не предоставлял и никаких условий не ставил.
Планирую купить +80 Добавить в избранное Обзор понравился +100 +180Не важно, нарядили вы ёлку или украсили окно гирляндой. Наступает тот ответственный момент, когда подав питание, она не загорается. И это понятно, ведь за время «отдыха», могут выйти из строя её различные модули, такие как блок питания, светодиодные лампы или сама проводка. Исправить ситуацию, можно сходив в магазин и купив новую ёлочную гирлянду, но если потратить немного времени, можно отремонтировать её самостоятельно.
Как прозвонить светодиод
Светодиоды, обладают параметрами, которые характеризуют их рабочую среду – это рабочее напряжение и рабочий ток, которые варьируются в зависимости от типа светодиода. Основным электрическим параметром является сила тока. И если вы решили самостоятельно прозвонить светодиод, необходимо эти параметры учитывать. Но если рабочий ток и напряжение неизвестно, воспользуйтесь двумя проверенными способами прозвонки.
А именно:
- Мультиметром (тестером);
- При помощи обычной батарейки.
Прежде чем проверять светодиод на предмет работоспособности, необходимо его отсоединить от контактов или отпаять. Известно, что светодиод по своей сути, является обычным полупроводником (пропускающий электрический ток в одном направлении) и имеет два контакта (анод и катод) в виде продолговатых ножек изготовленных из меди (или железа). С их помощью и будет производиться прозвонка.
Устанавливаем мультиметр в режим прозвонки. В этом режиме ток, проходящий через светодиод, будет примерно 1 мА. Касаемся щупами тестера контактов светодиода и наблюдаем за показаниями на экране мультиметра. Так же для отслеживания свечения диода, можно затенить помещение.
Прозвонка осуществляется в двух положениях, так вы узнаете расположение катода и анода рабочего светодиода. Если светодиод вышел из строя, он не светится, а неизменным показателем на тестере будет единица.
Если мультиметра нет в наличии, а прозвонку необходимо произвести, можно обойтись обычной батарейкой 9 Вольт. Так как, подключение диода напрямую к батарейке приведёт к его выходу из строя, в качестве понижающего резистора (сопротивления), используем намоченный в воде палец. Анодом касаемся плюса батарейки, прикладываем к минусу палец и касаемся его катодом. Если полярность не соблюдена, в этом нет ничего критичного, переворачиваем диод и производим проверку.
Диагностика и ремонт гирлянды своими руками
Прежде чем отремонтировать гирлянду, необходимо визуально или при помощи приборов диагностировать поломку.
Виды неисправностей:
- Не светятся один или несколько цветов;
- Неисправность общего провода (сломанный, перебитый);
- Вышли из строя лампы;
- Сгоревший блок управления;
- Отпаялся сетевой кабель.
При отсутствии свечения одного или нескольких цветов, в первую очередь, что нужно сделать, это разобрать блок управления и убедиться, что все провода надёжно припаяны к микросхеме. Отпаявшиеся провода, припаиваем на место. Если провода в порядке а лампы(светодиоды) не светятся, значить нужно искать (путём прозвонки) перегоревший источник света. Самым удобным способом это сделать, будет проткнуть провод с обеих сторон от лампы(светодиода) иголками, что бы они касались токопроводящей жилы и касаясь щупами обеих иголок прозвонить каждый источник света.
Что бы устранить неисправность общего провода, так же проверяем, припаян ли он к плате в блоке управления. Если пайка в порядке, визуально или прозвонкой необходимо найти место обрыва общего провода.
Перед началом ремонтных работ, убедитесь в том, что изделие отключено от электрической сети.
Вышедшие из строя лампы подлежат замене. Если лампочку заменить не является возможным (аналогичных ламп нет в наличии), убираем из электрической схемы патрон, а провода в месте разрыва нужно соединить напрямую. Скручиваем, спаиваем и изолируем. Образуя тем самым неразрывную цепь.
Блок управления, так же подлежит замене, с последующим припаивание всех проводов к микросхеме согласно инструкции. Если неисправность связана с сетевым кабелем, необходимо проверить его целостность или качество контакта в блоке управления. Лучшим вариантом, будет замена сетевого кабеля, особенно если эксплуатируется недорогая китайская гирлянда. В гирляндах «дюралайт», визуально и при помощи тестера нужно найти повреждённый участок, обрезать и соединить оставшиеся части соединителями.
Огромным отличием и плюсом советских гирлянд от тех, что производятся в настоящее время, была их надёжность. Как и любое устройство, гирлянды тех времён выходили из строя и подлежали ремонту. Но с помощью современных приборов и инструментов легко выявить неисправность, починить и заставить гирлянду работать.
В зависимости от поломки для работы потребуются:
- Паяльник;
- Пассатижи;
- Индикаторная отвёртка;
- Термотрубки или изолента.
После того, как вы достали из коробки гирлянду, попытались её подключить к сети, и проверка показала, что она не работает (не горят огоньки), можно приступать к ремонту. Так как в гирлянде схема подключения элементов цепи последовательная (если выходит из строя одна лампа, престаёт работать вся гирлянда), в первую очередь проверяем лампочки на целостность.
Если в гирлянде используются цветные лампочки, а у вас в наличии есть только обычная, её можно покрасить цапонлаком с подходящей расцветкой.
Если лампы целы, но гирлянда отказывается работать, проверяем, как они вкручены в патроны. При необходимости докручиваем лампочку.
Если все эти манипуляции не помогают можно переходить к третьему способу. При помощи индикаторной отвёртки (такие обычно используют для обнаружения скрытой проводки), ищем место обрыва контакта провода. Разрыв контакта может быть как в самом проводе, так и в патроне (отпаялся контакт). Включаем гирлянду в сеть и, касаясь изоляции провода, находим повреждённый участок. При необходимости припаиваем контакт в патроне или, убрав патрон, соединяем провода напрямую.
Китайские гирлянды: переделка
О качестве дешёвых китайских гирлянд уже давно всем известно. Ненадёжные соединения, тонкие провода и многое другое, что приводит к частым поломкам. Так же, часто приходят в негодность элементы платы блока управления.
Неисправности блока управления:
- Диодный мост;
- Электролитический конденсатор;
- Резисторы – сопротивления;
- Тиристоры;
- Микросхема.
Выход из строя отдельного элемента цепи непосредственно влияет на работу гирлянды. Например, неисправный конденсатор или одно из сопротивлений приводят к её хаотичному миганию. Сгоревший диод или весь диодный мост к которому подходит напряжение 220 В, как и микросхема полностью прекратит её работу. При выходе из строя тиристора перестаёт работать один из каналов цепи. Все они подлежат замене. Но если у вас нет электротехнического образования или нет желания возиться с паяльником, можно прибегнуть к очень простой схеме, что бы из любой обычной гирлянды получилась «мигалка». Для этого нужно подключить гирлянду напрямую с вилкой, и в один из проводов кабеля, встроить обычный стартер от люминесцентных ламп.
Данная схема применима только для гирлянд оснащённых лампами, светодиоды будут светиться тускло и без мерцания.
Если вы хотите управлять частотой мерцания, в схему к стартеру добавляется конденсатор от 0.5 до 2 мкФ.
Как отремонтировать китайскую гирлянду (видео)
Если ваша гирлянда вышла из строя, не нужно задавать себе вопрос почему? Правильным решением будет понять, в чём причина и как её отремонтировать. Ведь некоторые поломки устранить достаточно легко самостоятельно, а приложив немного усилий и потратив некоторое количество времени, можно справиться и с более сложными неисправностями.
Вот и Новый год скоро! На прилавках магазинов рядом с мандаринами, конфетами и шампанским появляются елочные игрушки: разноцветные шары, мишура, всевозможные флажки, бусы и, конечно же, электрические гирлянды.
Обычную гирлянду из разноцветных лампочек, пожалуй, и не купить. Зато различных мигалок, в основном китайского производства, просто не счесть. Микроскопические лампочки могут располагаться на куске картона или вплетаются в ковер из проводов, которым можно украсить сразу целое окно.
Елочные гирлянды тоже отличаются большим разнообразием, прежде всего внешним оформлением, дизайном. Стоимость подобных гирлянд невелика, как, собственно, и мощность лампочек.
Большинство гирлянд имеют маленькую пластмассовую коробочку с одной кнопкой, шнуром с сетевой вилкой и проводами, идущими на гирлянду разноцветных лампочек. Оформление гирлянды может быть самым разнообразным.
Самый простой, и дешевый вариант состоит из микроскопических лампочек, вставленных . На обратной стороне упаковочной коробки написана инструкция по замене лампочек и правила техники безопасности, хотя запасных лампочек не прилагается. Именно такие гирлянды продаются в сети магазинов «Все по 38», правда, в последнее время уже по сорок рублей.
Рисунок 1. Гирлянда за сорок рублей
Гирлянды другого фасона имеют на лампочках небольшие пластиковые плафончики, например, в виде прозрачных цветков с лепестками. Но коробочка с кнопкой остается той, же самой, хотя цена гирлянды доходит рублей до двухсот. Попробуем открыть коробочку, и посмотреть, что же там внутри.
Рисунок 2. Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами
В нижней части рисунка показаны два провода, это как раз подключение устройства к сети. Здесь же находится кнопка, с помощью которой переключаются режимы работы. В верхней части можно увидеть три тиристора и провода, отходящие к гирляндам.
В середине платы находится , - такая черная капля, установленная на маленькой печатной плате. Плата имеет контактные площадки, с помощью которых контроллер впаивается в основную плату.
Сколько тиристоров на плате
К выходам микроконтроллера подключаются управляющие электроды тиристоров, которые включают гирлянды лампочек. Микроконтроллер имеет четыре выхода, но часто, вместо четырех тиристоров на плате установлено только три, а в некоторых случаях всего два.
Необходимый визуальный эффект достигается подключением гирлянд и расположением лампочек: в одной гирлянде запаяны лампочки двух, а то и трех цветов. Как раз такая плата и показана на рисунке 2.
Если посмотреть на эту плату со стороны печатного монтажа, то можно увидеть, что три тиристора запаяны, а под четвертый имеются отверстия с залуженными контактными площадками, как показано на рисунке 3. В некоторых случаях отверстия даже не просверлены, мол, кому заблагорассудится, просверлит сам.
Рисунок 3. Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора
Здесь следует заметить такую особенность: если выход контроллера никуда не подключен, это вовсе не означает, что он нерабочий. Программа во всех контроллерах прошита, видимо, одна и та же, все выходы контроллера задействованы.
В этом легко убедиться с помощью стрелочного тестера. Если померить постоянное напряжение на свободной ноге, то стрелка будет скакать, дергаться и отклоняться вместе с миганием других гирлянд. Достаточно просто запаять в плату недостающий тиристор, и, пожалуйста, получаем полноценную четырехканальную гирлянду.
Тиристор можно взять со старой неисправной платы (бывает, что в негодность приходит контроллер) или за сорок рублей купить дополнительную гирлянду и оттуда извлечь тиристор. Для хорошего дела расходы крайне незначительны!
Принципиальная схема гирлянды
По печатной плате несложно составить принципиальную схему. Существуют две разновидности схем, несколько отличающиеся друг от друга. Первый, наиболее совершенный вариант показан на рисунке 4.
Рисунок 4. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1
Питание всей схемы осуществляется через VD1…VD4. Гирлянды питаются пульсирующим напряжением и включаются контроллером через тиристоры VS1…VS4. Резистор R1 и микроконтроллер DD1 образуют делитель напряжения, на выходе которого получается напряжение 12В.
Конденсатор C1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Через резистор R7 сетевое напряжение подается на вход контроллера 1 для синхронизации схемы с частотой сети 220В, что позволяет осуществлять фазовое управление тиристорами. Эта синхронизация позволяет осуществлять плавное зажигание и угасание гирлянд. Именно такие платы можно встретить в дорогих гирляндах.
Плата, показанная на рисунке 3, собрана по несколько упрощенной схеме, которая показана на рисунке 5.
Рисунок 5. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2
Сразу бросается в глаза, что тиристоров всего три штуки, а от выпрямительного моста остался всего один диод. Также исчезли резисторы из управляющих электродов тиристоров. Но, в целом, потребительские свойства остались теми же, что и в предыдущей схеме, несмотря на то, что лампочки зажигаются только тогда, когда на верхнем проводе схемы присутствует положительный полупериод сетевого напряжения. Без выпрямительного моста получается однополупериодное выпрямление.
Этот вариант схемотехнического решения присущ тем гирляндам, которые «все по сорок». Вот, собственно, и все, что можно сказать о схемотехнике китайских елочных гирлянд.
Как подключить мощные лампы
Мощность гирлянд невелика, лампочки просто микроскопические, кроме домашней елки вряд ли куда еще подойдут. Но иногда требуется подключить гирлянду с мощными лампами накаливания, например для декоративной подсветки фасадов зданий. Такая доработка уже была приведена в статье . Схема доработанной гирлянды показана на рисунке 8 в упомянутой статье.
Если не хочется переделывать плату
Гораздо проще обойтись без переделки платы контроллера. Все, что придется сделать, это изготовить четыре мощных выходных ключа с оптронными развязками и присоединить их вместо маломощных гирлянд. Схема силового ключа показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Мощный силовой ключ с оптронной развязкой
Собственно, схема типовая, работает безотказно, никаких подводных камней в себе не содержит. Как только засвечивается светодиод оптрона MOC3021, открывается маломощный оптронный тиристор и через выводы 4, 6 и резистор R1 соединяются управляющий электрод и анод симистора BTA16-600. Симистор открывается и включает нагрузку, в данном случае гирлянду.
Оптрон следует применить без встроенной схемы CrossZero (детектор перехода сетевого напряжения через ноль), например, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Если оптрон имеет узел CrossZero, то схема РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ! Об этом забывать не следует.
Симистор BTA16-600 обладает следующими параметрами: прямой ток 16А, обратное напряжение 600В. При токе 5А и напряжении 220В мощность нагрузки уже целый киловатт. Правда, потребуется установить симистор на радиатор.
Металлическая подложка изолирована от кристалла, о чем говорит буква А в маркировке симистора. Это дает возможность устанавливать симисторы на радиатор без слюдяных прокладок и изоляторов для винта. Кстати, именно эти симисторы стоят в регуляторах мощности бытовых пылесосов, при этом радиатор обдувается потоком воздуха на выходе пылесоса.
Если мощность нагрузки не более 400Вт, то можно обойтись и без радиатора. Цоколевка симистора показана на рисунке 7.
Рисунок 7. Цоколевка симистора BTA16-600
Этот рисунок будет совсем не лишним при сборке схемы силового ключа. Все четыре силовых ключа, лучше всего, собрать на общей печатной плате. Резистор R лучше собрать из двух резисторов мощностью по 2Вт, что позволит избежать их чрезмерного нагрева. Максимальный ток входного светодиода оптрона 50мА, поэтому ток в 20…30мА обеспечит его долговременную безотказную работу.
Рисунок 8. Подключение силовых ключей к плате контроллера
В целом все понятно и просто. От контроллера отпаиваются гирлянды, а вместо них запаиваются входные цепи силовых ключей. При этом не требуется никакого вмешательства в печатный монтаж контроллера. Исключение составляет только запаивание дополнительного тиристора, при условии, что его удастся найти. Также придется несколько умощнить сетевой шнур с вилкой, поскольку оригинальный имеет очень маленькое сечение.
При правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается в настройке. Конструкция устройства произвольная, лучше всего в металлическом корпусе, подходящих размеров, который будет выполнять роль радиатора для симисторов.
С целью обеспечения электробезопасности устройство следует включать через автоматический выключатель, или хотя бы плавкий предохранитель.
Близятся новогодние праздники и по этому поводу хочется сделать что-то светлое праздничное! Решил, вот, сделать новогоднюю гирлянду. Что может быть светлее и праздничней чем новогодняя гирлянда? :). Гирлянду решил сделать не простую, а наворочанную! 12 каналов плюс управление от IR-пульта. Чтобы не делать гирлянду с нуля, решено было в качестве доноров внутренних органов
запчастей использовать уже готовые китайские гирлянды. Это имеет смысл по следующим соображениям:
— стоимость гирлянд, будем честно говорить, стоимость — копеечная. Попробуйте за те же деньги накупить провода, светодиодов, запчастей… А если не брать за цель светодиодную гирлянду, то лампочковые гирлянды сейчас продают почти даром;
— немаловажный фактор – уже готовые спаянные до кучи линии светодиодов. Паять самому, садить в термоусадки, ошибаться-переделывать 12 линий работа довольно муторная;
— еще, не знаю как у Вас, а у меня валяется определенное количество нерабочих гирлянд (их часто мне таскают подремонтировать – так и оседают) можно вообще не тратиться на новые, а собрать из того что есть.
Для затравки смотрим видео:
ВНИМАНИЕ!
опасного напряжения 220В!
ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!
ПОЭТОМУ:
Если Вы осознаете опасность сборки такой гирлянды и обязуетесь соблюдать правила безопасности при работе с опасным напряжением, дальше можно прочитать о том, как собрать супер гирлянду.
1 Гирлянды пациенты.
В качестве жертв были куплены 3 новые светодиодные гирлянды – вот они красавицы 🙂
Стоимость по 3$ за штуку (100 светодиодов). Но китайцы если не сэкономят, то сами себе изменят! В гирляндах, по факту, оказалось по 3 канала. То есть сам контроллер четырех канальный, но тиристоров три и линий светодиодов тоже три. Дабы замаскировать такое безобразие китайцы в одной линии мешают светодиоды двух цветов. Короче, пришлось докупить еще одну:(. Но это еще не предел экономии, часто и густо каналов вообще два! Будьте внимательны – открывайте коробочку и смотрите, сколько стоит тиристоров.
Из оригинальных контроллеров для улучшенной гирлянды будут задействованы резисторы, выпрямительные диоды, тиристоры, кнопка, коробочки. Понадобится докупить чуть больше десятка резисторов, пару конденсаторов, микроконтроллер ATtiny2313 и еще по мелочи.
2 Схема.
Вот схема оригинальной гирлянды:
Из схемы видно, что диммирование каналов светодиодов осуществляется тиристорами PCR406
Даташит на тиристор PCR406
Не вижу смысла их менять на что-то другое. Для формирования напряжения питания оригинального контроллера используется гасящий резистор (гасящий резистор совместно с внутренним сопротивлением контроллера образуют делитель напряжения). Решение противоречивое, но в данном случае оправдывается дешевизной (ток контроллера незначительный и мощность, выделяемая на резисторе, очень мала). Взвесив за и против такого решения, решил и в своей схеме проделать нечто подобное. Правда ток ATtiny2313 (в пределах 8мА) значительно больше оригинального контроллера, но все же позволяет использовать гасящие резисторы.
Схема нового контроллера гирлянды:
6 Сборка платы источника питания.
Перед сборкой платы источника питания нужно проделать определенные замеры для расчета величины гасящих резисторов. Для этого подключаем спаянную плату контроллера с прошитым микроконтроллером к ВНЕШНЕМУ источнику 5 вольт (площадки +5v и -5v) и замеряем потребляемый ток. Подключать линии светодиодов не обязательно, они практически не оказывают влияние на потребляемый ток. Для обычного микроконтроллера ATtiny2313 без буквенных индексов потребляемый ток должен составлять около 7 — 9 мА. Для микроконтроллера ATtiny2313 с индексами (может быть A, P …) ток будет другой.
По полученному потребляемому току (Iпотр) рассчитываем сопротивление гасящих резисторов в батарее (принимаем большее из стандартного ряда):
R = 430 / Iпотр
Например, у меня потребляемый ток составил 9 мА, значит R = 430 / 0,009 = 47777 Ом (принимаем 47 кОм).
Нагромождение гасящих резисторов выполнено с целью распределения рассеиваемой мощности и уменьшения нагрева. Резисторы должны быть мощностью не менее 0.5 Вт (а лучше по 1 Вт).
Выпрямительные диоды и гасящий резистор перекочевывают из оригинальной схемы, остальное придется докупить. Готовую плату укладываем в корпус гирлянды.
Соединяем платы источника питания и контроллера (провода и вилку берем из оригинальной гирлянды). Не забываем, закрепить припаянные к платам провода горячим клеем, так как провода используемые китайцами, мягко говоря, говно и могут отвалиться в любой момент.
7 Формирование линий светодиодов.
Вот с чем придется повозиться, так это с формированием 12-ти каналов линий светодиодов. Нужно будет из трех жгутов (а в случае трех каналов в гирлянде – четырех жгутов) оригинальных гирлянд собрать общий жгут с двенадцатью линиями (плюс общий провод). Гирлянды нужно не просто скрутить вместе, а позаботиться о том, чтобы светодиоды всех двенадцати каналов располагались последовательно один за другим. Кроме того, в случае если гирлянда разноцветная, нужно позаботится о том, чтобы цвета максимально перемешивались.
Вообще, для лучшей визуализации эффектов лучше подходят одноцветные гирлянды, но для создания более яркого образа разноцветные гирлянды, пожалуй, выигрывают. Тут Вы должны определится или более выразительные эффекты или более красочное впечатление.
Долго объяснять на словах – посмотрите на рисунки или подумайте сами как вам скрутить жгуты:
Жгуты скручены – теперь их припаиваем к контроллеру таким образом чтобы светодиоды каналов шли друг за другом последовательно.
8 Описание работы гирлянды.
При включении гирлянды в сеть, она начинает сразу работать со случайного эффекта. В процессе работы эффекты будут случайно менять друг друга. Если нажимать кнопку, то эффекты последовательно будут сменять друг дружку по очереди:
1 Волна
2 Падающая звезда
3 Искры
4 Медленные переливы
5 Бегущие огни
6 Мерцающие огоньки
7 Все горит-тухнет
8 Все горит
0 Все выключено
При выборе эффекта кнопкой, он задерживается на большее время, но позже эффекты опять начнут сменять друг дружку.
Работа от пульта аналогична работе кнопке на контроллере (нажимаем кнопку на пульте – последовательно меняются эффекты). Для изучения кнопки любого IR-пульта, нужно зажать кнопку на контроллере до момента пока не погаснет гирлянда (порядка 3 секунд), дальше нужно нажать выбранную кнопку на пульте. Код кнопки запишется в энергонезависимую память и гирлянда вернется к эффектам. Так как код хранится в энергонезависимой памяти, гирлянда будет «помнить» пульт даже после отключения от сети.
Напоследок считаю не лишним напомнить:
ВНИМАНИЕ!
Схема гирлянды гальванически не развязана от сети опасного напряжения 220В!
Прикосновение к любой токопроводящей части включенной в сеть гирлянды
ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!
ПОЭТОМУ:
— если Вы плохо разбираетесь в электричестве — не повторяйте эту конструкцию;
— любые действия (пайка, замеры и т.п.) со схемой нужно производить только отключив от сети;
— программирование микроконтроллера нужно производить или отдельно от платы (например, в специально собранной для этого макетке), или запитав плату гирлянды от внешнего источника напряжения 5 вольт (например, от батареек);
— готовая конструкция должна быть хорошо изолирована и недоступна для маленьких детей и животных;
— будьте внимательны при сборке конструкции!
А вот и примеры, так сказать, вживую:
Присылайте свои — добавлю сюда.
Елка от AndreevKV. Большая получилась! 🙂
Елка от BOYka59 . Все знакомые и особенно дети в восторге от нее)
И еще!
С наступающим Новым Годом!
Всем хорошего настроения и веселых праздников!
Update 1 (2013)
Особо не планировал что-то делать с этой гирляндой, так как времени на это в этом году уже нет, но по просьбам читателей все таки решился на небольшой апдейт!
Изменено немного.
Добавлено 6 новых эффектов:
— бегущая в разные стороны волна из 2х светодиодов
— последовательное заполнение и убывание
— последовательное заполнение и убывание с переменной бегущей волной
— случайное заполнение и удаление
— случайное заполнение и удаление с переменной бегущей волной
— агресивное мерцание
Время работы эффекта при принудительном переключении (пульт или кнопка) увеличено почти вдвое.
Вот собственно и все. Схема и фьюзы остались прежними. Необходимо перезалить новую прошивку.
- 12-ти канальная супергирлянда (апдейт 2013)
- Исходник апдейта супергирлянды
С наступающим, теперь уже, 2014 годом!!! 😉
Варианты супергирлянды от читателей блога
Сергей Черний (Bleck_S)
Гирлянда реализована на одной плате с применением SMD компонентов
Неожиданно удалось обнаружить, что старая гирлянда, которая много лет украшала елку, уже не работает, не стоит спешить с покупкой новой, ведь всегда есть шанс самостоятельно ее отремонтировать. Как правило, подобные устройства елочных светильников представляют не такую уж сложную конструкцию.
Поэтому, если тщательно проверить вероятные неисправности, то можно не задаваться вопросом, как починить китайскую гирлянду, схема которой не представляет сложностей. Итак, если в гирлянде оторвались контактные провода, перегорела лампочка или нарушилось переключение режимов, то не стоит ее выбрасывать. Достаточно воспользоваться некоторыми действенными советами.
Не горят цвета в гирлянде: что делать?
Самой трудоемкой поломкой считается та, когда нарушается смена цветов в китайской гирлянде. Схема решения проблемы если и будет простой, то восстановить прежнее состояние устройства будет непросто. Нарушение работы цветового режима свидетельствует о том, что в соответствующей секции перегорели лампочки.
Перед тем как приступать непосредственно к ремонту, рекомендуется разобрать крышку переключателя, который выступает в роли блока управления, и проверить надежность соединений, в особенности контактов, припаянных к плате.
Ремонт китайской гирлянды: схема
Если на первый взгляд нет никаких признаков поломки, то значит, можно с уверенностью утверждать, что перегорела лампочка. Современные китайские гирлянды устроены таким образом, что все лампочки одного цвета соединены последовательно. И в случае сгорания одной из них погаснет свет на всей электрической ветви. Чтобы починить поломку, необходимо воспользоваться схемой светодиодной китайской гирлянды.
Для начала следует разрезать гирлянду на две равные части и прозвонить оба участка. Затем аналогичные действия следует произвести с неработающей стороной - порезать на две половины и снова проверить. Подобные действия проводятся до тех пор, пока не удастся определить, какая из лампочек является нерабочей. Следует отметить, что данным методом рекомендуется пользоваться только в том случае, если электрическая китайская гирлянда, схема которой позволяет ускорить процесс, не является разобранной.
Методы определения неисправности
Процесс восстановления работоспособности гирлянды можно ускорить. Для этого необходимо взять тестер и вместо щупов прикрепить иголки на его концы. Затем последовательно с их помощью пробивать каждый из участков цепи таким образом, чтобы игла прошла до текущей жилы. Необходимо определить, где существенно отличается сопротивление секции. Подобным способом можно определить поломку и отремонтировать ее гораздо быстрее, не прилагая при этом много усилий.
Как правило, старые советские гирлянды для новогодней елки намного удобнее в этом плане, нежели китайская гирлянда. Схемы у них практически похожие, однако конструкция заметно отличается. В советских лампочки вкручиваются в патроны. Поэтому определить, какая из них находится в рабочем состоянии, без паяльника и омметра можно только методом исключения. Данный метод заключается в том, что следует взять рабочий источник света и поочередно вкрутить его в патроны. Иной же способ при помощи тестера состоит в том, что необходимо замерить сопротивление каждой отдельной лампы, пока не удастся найти перегоревшую.
Перед тем как попытаться починить гирлянду, рекомендуется проверить целостность общего провода. Для точности можно обратиться к схеме китайской гирлянды. На одной из сторон платы можно заметить 5 запаянных проводков, 4 из которых предназначены для свечения цветов, а один является общим. И в случае если оборвался общий провод, то его необходимо подпаять.
Что делать, если лампочка вовсе не включается?
Если после изучения схемы китайской елочной гирлянды, не удалось обнаружить причину ее поломки, рекомендуется убедиться, что дело не в светодиодах. В таком случае следует проверить блок управления и сетевой шнур. Для начала необходимо убедиться в целостности шнура, так как есть вероятность того, что его перебили, или случился обрыв контактных соединений на присоединении к микросхеме. Затем нужно попытаться проверить надежность пайки контактных соединений к плате. Безусловно, чтобы не мучиться, можно приобрести новую гирлянду, однако, если есть желание починить устройство, то стоит действовать.
Итак, блок управления можно заменить стартером от люминесцентной лампы на 220 Вольт. Сперва рекомендуется проверить подключение светодиодов. Если крайние элементы групп соединены анодами между собой, то нужно будет переделать схему и соединить светодиоды катодами. Смысл заключается в том, что напряжение на анод для нормализации работы стартера должно подаваться через 5-ваттный резистор, сопротивление же при этом составляет 15-20 кОм. Кроме этого, в цепь понадобится включить дополнительные диоды, которые будут пропускать через себя обратный ток сети. Таким способом и осуществляется ремонт светодиодной китайской гирлянды в домашних условиях.
Как видно, придется потратить немало времени и терпения, чтобы отремонтировать гирлянду. Поэтому если она не столь дорогая, рекомендуется просто заменить ее на новую, более качественную. Важно отметить, что если перегорел именно светодиод, после чего нарушилась работа всей секции, то впаивать исправный элемент следует, строго соблюдая полярность.
Разбились лампочки
В случае если разбились лампочки и есть желание починить устройство, то желательно просто заменить поврежденный источник света. Следует отметить, что замена осуществляется исключительно при выключенном питании, чтобы избежать удара током. В подобных ситуациях следует отдать должное небьющимся лампочкам, так как не всегда приходится сталкиваться с неисправностями.
Итак, если обнаружилось, что гирлянда не работает, то следует попробовать визуально и при помощи тестера определить проблемный участок и вырезать его. После чего рабочие секции необходимо соединить с помощью специальных соединителей. На этом ремонт можно считать законченным.
В заключение
Как правило, поломка гирлянды перед Новым годом не всегда приятна, однако вполне можно отремонтировать старую или приобрести новую. Важно помнить, что для ремонта необходимо обладать особыми знаниями, например работать с платой и производить замену лампочек. Поэтому, чтобы не терять нервы и время, рекомендуется купить новую новогоднюю гирлянду.