Представляем вам простую версию цветомузыкальной установки, что была собрана в необычном корпусе. Недавно попали в руки отходы металлических профилей 20×80 — их и применили. В проекте она собрана на светодиодах разных цветов 10W (зеленый, синий и красный).
Схема цветомузыки LED
Схема цветомузыки LED 3 канала по 10 ватт
Теперь стробоскоп — он сделан на таймере NE555. Что касается проблемы ограничения тока LED — используем самое простое решение, ограничения тока через подобранные резисторы. Резисторы болтами к профилю прикручены для теплоотвода и совсем не перегреваются, работают с температурой максимум 60С. Ток для каждого светодиода ограничили на уровне 800 мА.
Схема LED стробоскопа на таймере NE555
Конструкция устройства
Тороидальный трансформатор 14В 50VA. Стробоскоп на NE555 вместе с MOSFET IRF540 управляет двумя диодами 10W холодного белого цвета через 5W резисторы 1.5 Ома.
Корпус ЦМУ из алюминия
Все светодиоды закреплены на полосках алюминия, который крепится в общий алюминиевый профиль. После 3-х часов теста конструкция остаётся холодная.
ЦМУ на светодиодах со стробоскопом в корпусе
Органы управления приставкой
В корпусе были установлены потенциометры для регулировки уровней, вход на микрофон, выключатель питания, предохранитель, гнездо сети 220 В и переключатель режима работы (стробоскоп-ЦМУ). Весь корпус имеет длину 700 мм. Эффект очень даже красивый и мощный. Можно без проблем осветить зал хоть 200 квадратных метров.
В этой статье мы поговорим о цветомузыке. Наверное, у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, в своё время возникало желание собрать цветомузыку. Что это такое, думаю, известно всем - говоря проще, это создание визуальных эффектов, изменяющихся в такт музыке.
Та часть цветомузыки, которая излучает свет, может быть выполнена на мощных лампах, например в концертной установке, в случае если цветомузыка нужна для домашних дискотек, её можно сделать на обычных лампах накаливания 220 вольт, а если цветомузыка планируется, например, как моддинг компьютера, для повседневного использования, её можно выполнить на светодиодах.
В последнее время, с появлением в продаже светодиодных лент, находят все большее применение цветомузыкальные приставки с использованием таких led-лент. В любом случае, для сборки Цвето Музыкальных Установок (ЦМУ сокращенно) требуется источник сигнала, в роли его может выступать микрофон с собранными несколькими каскадами усилителя.
Также сигнал может браться с линейного выхода устройства, звуковой карты компьютера, с выхода mp3 плейера и т. д., в этом случае также потребуется усилитель, например два каскада на транзисторах, я для этой цели воспользовался транзисторами КТ3102. Схема предусилителя изображена на следующем рисунке:
Далее приведена схема одноканальной цветомузыки с фильтром, работающей совместно с предусилителем (выше). В этой схеме светодиод мигает под басы (низкие частоты). Для согласования уровня сигнала в схеме цветомузыки предусмотрен переменный резистор R6.
Существуют и более простые схемы цветомузыки, которые может собрать любой начинающий, на 1 транзисторе, к тому же не нуждающиеся в предусилителе, одна из таких схем изображена на картинке ниже:
Цветомузыка на транзисторе
Схема распайки выводов штекера Джек 3.5 приведена на следующем рисунке:
Если по каким-то причинам нет возможности собрать предварительный усилитель на транзисторах, можно заменить его трансформатором, включённым как повышающий. Такой трансформатор должен выдавать напряжения на обмотках 220/5 Вольт. Обмотка трансформатора с меньшим количеством витков подключается в источнике звука, например, магнитоле, параллельно динамику, усилитель при этом должен выдавать мощность как минимум 3-5 ватт. Обмотка с большим количеством витков подключается ко входу цветомузыки .
Разумеется, цветомузыка бывает не только одноканальной, она может быть 3, 5 и более многоканальной, когда каждый светодиод или лампа накаливания мигает при воспроизведении частот своего диапазона. При этом диапазон частот задается путем использования фильтров. В следующей схеме, трехканальной цветомузыки (которую сам недавно собирал) в качестве фильтров стоят конденсаторы:
Если мы захотели использовать в последней схеме не отдельные светодиоды, а светодиодную ленту, то в схеме следует убрать токоограничивающие резисторы R1, R2, R3. Если лента или светодиод используется RGB, то должна быть выполнена с общим анодом. Если планируется подключать светодиодные ленты большой длины, то для управления лентой следует применить мощные транзисторы, установленные на радиаторы.
Так как светодиодные ленты рассчитаны на питание 12 Вольт, соответственно и питание в схеме нам следует поднять до 12 Вольт, причем питание должно быть стабилизированным.
Тиристоры в цветомузыке
До сих пор в статье рассказывалось только про цветомузыкальные устройства на светодиодах. Если возникнет надобность собрать ЦМУ на лампах накаливания, тогда для управления яркостью ламп нужно будет применить тиристоры. Что такое вообще тиристор? Это трехэлектродный полупроводниковый прибор, который соответственно имеет Анод , Катод и Управляющий электрод .
КУ202 Тиристор
На рисунке выше изображен советский тиристор КУ202. Тиристоры, в случае, если планируется использовать с мощной нагрузкой, также необходимо крепить на теплоотвод (радиатор). Как мы видим на рисунке, тиристор имеет резьбу с гайкой и крепится аналогично мощным диодам. Современные импортные просто снабжены фланцем с отверстием.
Одна из подобных схем на тиристорах приведена выше. Это схема трехканальной цветомузыки с повышающим трансформатором на входе. В случае подбора аналогов тиристоров, следует смотреть на максимальное допустимое напряжение тиристоров, в нашем случае у КУ202Н - это 400 вольт.
На рисунке приведена подобная схема цветомузыки приведенной выше, главное отличие в нижней схеме - отсутствует диодный мост. Также цветомузыку на светодиодах можно встроить в системный блок. Мной была собрана такая трехканальная цветомузыка с предусилителем в корпусе от сидирома. При этом сигнал брался со звуковой карты компьютера с помощью делителя сигнала, в выходы которого подключались активная акустика и цветомузыка. Предусмотрена регулировка уровня сигнала, как общего, так и отдельно по каналам. Запитывались предусилитель и цветомузыка от разъема Молекс 12 Вольт (желтый и черный провода). Схемы предусилителя и трехканальной цветомузыки по которым собирались приведены выше. Существуют и другие схемы цветомузыки на светодиодах, например эта, также трехканальная:
В этой схеме, в отличие от той, что собирал я, используется в канале средних частот индуктивность. Для тех, кто захочет сперва собрать что-нибудь попроще, привожу следующую схему на 2 канала:
Если собирать цветомузыку на лампах, то придется использовать использовать светофильтры, которые могут быть в свою очередь, как самодельными так и покупными. На рисунке ниже изображены светофильтры, которые есть в продаже:
Некоторые любители цветомузыкальных эффектов собирают устройства на основе микроконтроллеров. Ниже приведена схема четырехканальной цветомузыки на МК AVR tiny 15:
Микроконтроллер Тiny 15 в этой схеме можно заменить на tiny 13V, tiny 25V. И под конец обзора от себя хочу сказать, что цветомузыка на лампах проигрывает по зрелищности цветомузыке на LED, так как лампы более инерционные, чем светодиоды. А для самостоятельного повторения можно рекомендовать вот такую
Конкурс начинающих радиолюбителей
“Моя радиолюбительская конструкция”
Конкурсная конструкция начинающего радиолюбителя
“Пятиканальная светодиодная цветомузыка”
Здравствуйте уважаемые друзья и гости сайта!
Представляю вашему вниманию третью конкурсную работу (второго конкурса сайта) начинающего радиолюбителя. Автор конструкции: Морозас Игорь Анатольевич
:
Пятиканальная светодиодная цветомузыка
Здравствуйте радиолюбители!
Как и у многих новичков основная проблема была с чего начать, какой будет мое первое изделие. Начал с того, чтобы я хотел приобрести домой в первую очередь. Первое – это цветомузыка, второе – это высококачественный усилитель для наушников. Начал с первого. Цветомузыка на тиристорах вроде как избитый вариант, решил собрать цветомузыку для светодиодных RGB лент. Предоставляю Вам первую свою работу.
Схема цветомузыки взята из интернета. Цветомузыка простая, на 5 каналов (один канал –белый фоновый). К каждому каналу можно подключить светодиодную ленту, но для ее работы на входе необходим усилитель сигнала не высокой мощности. Автор предлагает применить усилитель с компьютерных колонок. Я пошел из сложного, собрать схему усилителя по даташиту на микросхеме ТДА2005 2х10 Вт. Этой мощности мне кажется достаточно, даже с запасом. Прилежно перечерчиваю все схемы в программе sPLAN 7.0
Рис.1 Схема цветомузыки с усилителем входного сигнала.
В схеме цветомузыки все конденсаторы электролитические, напряжением 16-25v. Где необходимо соблюдать полярность стоит знак «+», в остальных случаях изменение полярности не влияет на мигание светодиодов. По крайне мере я этого не заметил. Транзисторы КТ819 можно заменить на КТ815. Резисторы мощностью 0,25 Вт.
В схеме усилителя микросхему обязательно надо ставить на радиатор не менее 100см2. Конденсаторы электролитические напряжением 16-25v. Конденсаторы С8,С9,С12 пленочные, напряжением 63v. Резисторы R6,R7 мощностью 1 Вт, остальные 0,25Вт. Переменный резистор R0- сдвоенный, сопротивлением 10-50 ком.
Блок питания я взял заводской импульсный мощностью 100Вт, 2х12v, 7А
В выходной день как и полагается поездка на радио рынок для приобретения радиодеталей. Следующая задача нарисовать печатную плату. Для этого выбрал программу Sprint-Layout 6.0. Её советуют радиоспециалисты для начинающих. Изучается она легко, я в этом убедился.
Рис 2. Плата цветомузыки.
Рис 3. Плата усилителя мощности.
Платы изготавливал по ЛУТ технологии. Об этой технологии много информации в интернете. Мне нравиться, когда выглядит по заводскому, поэтому ЛУТ сделал и со стороны деталей тоже.
Рис 3,4 Сборка радиодеталей на плату
Рис 5. Проверяю работоспособность после сборки
Как всегда самое «сложное» при собирании радиосхемы – это укомплектовать все в корпус. Корпус я купил готовый в радиомагазине.
Лицевую панель я сделал таким образом. В программе Фотошоп нарисовал внешний вид лицевой панели где должны быть установлены переменные резисторы, выключатель и светодиоды по одному с каждого канала. Готовый рисунок распечатал струйным принтером на тонкой глянцевой фотобумаге.
На обезжиренную приготовленную панель с отверстиями наклеиваю столярным клеем фотобумагу:
После чего ложу панели под так называемый пресс. На сутки. В качестве пресса у меня блин от штанги на 15 кг:
Окончательная сборка:
Вот что получилось:
Приложения к статье:
(2.9 MiB, 2,736 hits)
Уважаемые друзья и гости сайта!
Не забывайте высказывать свое мнение по конкурсным работам и принимайте участие в голосовании за понравившуюся конструкцию на форуме сайта. Спасибо.
Некоторые предложения для тех, кто будет повторять конструкцию:
1. К такому мощному стереоусилителю можно подключить колонки, тогда получится два устройства в одном – цветомузыка и качественный усилитель низкой частоты.
2. Даже если полярность включения электролитических конденсаторов в схеме цветомузыки не влияет на ее работу, наверное лучше соблюдать полярность.
3. На входе цветомузыки, наверное лучше поставить входной узел для суммирования сигналов с левого и правого каналов (). У автора, судя по схеме, на высокочастотный канал цветомузыки (синий) подается сигнал с правого канала усилителя, а на остальные каналы цветомузыки подается сигнал с левого канала усилителя, но наверное лучше подавать сигнал на все каналы с сумматора звуковых сигналов.
4. Замена транзистора КТ819 на КТ815 подразумевает уменьшение количества возможного подключения светодиодов.
На рисунке показана экспериментальная схема ЦМУ, работающая с RGB-свето-диодной лентой или гирляндой. Все как у «типовой» ЦМУ, - три частотных канала, три выходных ключа, к которым соответственно подключены три цвета RGB-светодиодной ленты (или гирлянды).
Схема полосовых фильтров выполнена на микросхемах LM567.
Микросхемы LM567 являются тональными декодерами с ФАПЧ, они предназначены для работы в системах управления с частотным кодирование и представляют собой активные фильтры с очень узкой полосой захвата ФАПЧ. В данном случае, чтобы перекрыть весь звуковой диапазон хотя бы от 50 Гц до 12000 Гц на три полосы нужно расширить полосы захвата ФАПЧ микросхем. Полоса захвата ФАПЧ ИМС LM567 зависит от конденсатора на выводе 2, чем его емкость больше, тем уже полоса. Обычно там несколько мкФ, но здесь емкости этих конденсаторов уменьшены до 0,047 мкФ, в результате полоса захвата очень расширилась, и стала достаточной для использования микросхем LM567 в качестве фильтров в цветомузыкальной установке.
Диапазон входного напряжения ЗЧ на входе ИМС LM567 - 20-200 мВ, при частоте, соответствующей полосе настройки фильтра происходит захват. Если частота входного сигнала лежит в пределах полосы на выходе ИМС LM567 открывается ключ, между выводом 8 и общим минусом питания.
Входной сигнал поступает на разъем Х1, номинальная величина входного напряжения ЗЧ должна быть в районе 100-300 мВ. Это напряжение поступает на три регулятора на переменных резисторах R1, R6, R11. Этими переменными резисторами в процессе работы устройства устанавливаются оптимальные уровни ЗЧ сигналов по частотным каналам, конкретно для каждого случая воспроизведения, так чтобы получить желаемый эффект.
Значения средних частот полос устанавливаются RC-цепями, подключенными между выводами 5 и 6 микросхем LM567. Подсчитать их можно по формуле:
F = 1/ (1,1*R*C)
F - частота в кГц, R - сопротивление в кОм, С - емкость в мкФ.
Соответственно, центральные частоты выбраны 150 Гц, 900 Гц, и 9000 Гц. При желании, пользуясь вышеуказанной формулой можно выбрать другие центральные частоты полос. При этом можно подбирать не только конденсаторы, но и резисторы (включенные между выводами 5 и 6 ИМС LM567).
Рассмотрим работу на примере низкочастотного канала на А1. Пока сигнала частотой в полосе частот фильтра нет, либо его уровень мал, на выходе, на выводе 8 А1 будет напряжение логической единицы (выходной ключ закрыт, выход подтянут к плюсу питания через резистор R2). На элементах D1.1-D1.2 выполнен триггер Шмитта, его выходом является выход элемента D1.1, поэтому когда на выходе А1 единица, на выходе D1.1 имеется логический ноль. Ключ на полевом мощном транзисторе VT1 закрыт и питание на R-часть светодиодной RGB-ленты не поступает.
Если на входе А1 есть напряжение ЗЧ с частотой в полосе частот фильтра, и его уровень достаточен для захвата, на выходе, на выводе 8 А1 будет напряжение логического нуля (выходной ключ открыт). На выходе D1.1 при этом - логическая единица. Транзистор VT1 открывается и включает питание R-части светодиодной RGB-ленты.
Аналогично работают и два других канала, среднечастотный на А2 и высокочастотный на А3, разница только в частоте входного напряжения ЗЧ.
В принципе, затворы полевых ключевых транзисторов можно и непосредственно подключить к выходам LM567, но, во-первых, схема будет работать наоброт, то есть, когда сигнала нет светодиодная лента будет гореть, а когда есть, - гаснуть. И во-вторых, транзисторы будут перегреваться, потому что будет затянут во времени процесс их открывания, и существенное время они будут находиться в среднем состоянии, когда на канале падает значительное напряжение, и мощность. Триггер Шмитта устраняет эти проблемы.
Монтаж выполнен на макетной плате.
Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.
В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в
виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия
- прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых
эффектов.
Блок усиления мощности - это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.
Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов.
В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу -
цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум - одного, а максимум - группы операторов-осветителей.
Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой - либо заданной
программе, то цветомузыкальная установка считается - автоматической.
Именно такого рода "цветомузыки" обычно собирают своими руками начинающие конструкторы - радиолюбители,
на протяжении 50-ти последних лет.
Самая простая (и популярная) схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н.
Это самая простая и пожалуй, самая популярная схема цветомузыкальной приставки, на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые
увидел вблизи полноценную, работающую "светомузыку". Ее собрал мой однокласник, с помощью старшего брата. Это была именно эта схема.
Несомненным ее достоинством является простота, при достаточно явном разделение режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно,
красный канал низких частот устойчиво моргает в ритм с ударными, средний - зеленый откликается в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий реагирует на все остальное
тонкое - звенящее и пищащее.
Недостаток один - необходим предварительный усилитель мощности на 1-2 ватта. Моему товарищу приходилось почти "на полную" врубать свою "Электронику" для того, что бы добиться достаточно устойчивой работы устройства. В качестве входного трансформатора был использован понижающий тр-р от радиоточки. Вместо него можно использовать любой малогабаритный понижающий сетевой транс. Например, с 220 до 12 вольт. Только подключать его нужно наоборот - низковольтной обмоткой на вход усилителя. Резисторы любые, мощностью от 0,5 ватт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.
Схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н, с активными частотными фильтрами и усилителем тока.
Схема предназначена для работы от линейного звукового выхода(яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как она работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку разделительного трансформатора.
С вторичной
обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры, через резисторы R1, R2, R3
регулирующие его уровень.
Раздельная регулировка необходима для настройки качественной работы устройства,
путем выравнивания уровня яркости, каждого из трех каналов.
С помощью фильтров происходит разделение сигналов по частоте - на три канала. По первому каналу идет самая низкочастотная составляющая сигнала - фильтр обрезает все частоты выше 800 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 в схеме указаны - 1 мкФ, но как показала практика - их емкость следует увеличить, минимум, до 5 мкф.
Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту - примерно от 500, до 2000 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов С5 и С7 в схеме указаны - 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить, до 0,33 - 0,47 мкф.
По третьему, высокочастотному каналу проходит все что выше 1500(до 5000) гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R22. Номиналы конденсаторов С8 и С10 в схеме указаны - 1000пФ, но их емкость следует увеличить, до 0,01 мкФ.
Далее, сигналы каждого канала в отдельности детектируются(используются германиевые транзисторы серии д9), усиливаются и подаются на оконечный каскад.
Оконечный каскад выполняется на мощных транзисторах, либо на тиристорах. В данном случае, это
тиристоры КУ202Н.
Далее, идет оптическое устройство, конструкция и внешний которого зависит от фантазии конструктора,
а начинка(лампы, светодиоды) - от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае - это лампы накаливания 220в, 60вт(если установить тиристоры на радиаторы - до 10 шт на канал).
Порядок сборки схемы.
О деталях приставки.
Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами
со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные
– СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков.
При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом
ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая.
Диодный мост для питания тиристоров(220в) выбирают исходя из предпологаемой мощности нагрузки,
минимум - 2А. Если количество ламп на каждый канал увеличить - соответственно возрастет
потребляемый ток.
Для питания транзисторов(12в) можно использовать любой стабилизированный блок питания расчитанный
на рабочий ток минимум - 250 мА(а лучше - больше).
Сначала, каждый канал цветомузыки собирается в отдельности на макетной плате.
Причем, сборку начинают с выходного каскада. Собрав выходной каскад проверяют его работоспособность,
подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад отрабатывает нормально, - собирают
активный фильтр. Далее - проверяют снова работоспособность того, что получилось.
В итоге, после испытания имеем - реально работающий канал.
Подобным образом необходимо собрать и отстроить все три канала. Подобное занудство гарантирует безусловную работоспособность устройства после "чистовой" сборки на монтажной плате, если работа проведена без ошибок и с применением "испытанных" деталей.
Возможный вариант печатного монтажа(для текстолита с односторонним фольгированием). Если использовать более габаритные конденсаторе в канале самых низких частот, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Применение текстолита с двухсторонним фольгированием может быть более технологичным вариантом - поможет избавиться от навесных проводов-перемычек.
Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт
