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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Ouriço leve. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Músico
"Light hedgehog" consome pouco mais de 220 W de uma rede de 100 V e pesa aproximadamente 3 kg. É projetado para design de iluminação de programas de concertos, shows e discotecas. A estrutura interna do dispositivo é mostrada esquematicamente na fig. 1. A lâmpada incandescente 5 é instalada no painel 10 e é equipada com uma tela opaca 6, que elimina a iluminação da sala pela luz direta da lâmpada. O refletor 4 consiste em uma base metálica esférica com um grande número de fragmentos de espelho colados em sua superfície interna voltada para a lâmpada 5. Os raios refletidos por cada fragmento individual e focalizados pela lente 8 criam uma espécie de "ouriço" no espaço. O motor 3 gira o refletor 4 e, com ele, os feixes, que parecem especialmente impressionantes em um ambiente esfumaçado. Além dos nós listados, uma placa de circuito impresso da unidade de controle 12, um transformador de potência 11 e um ventilador 2 são instalados dentro do invólucro 1. Os orifícios 7 para a passagem do ar que resfria a lâmpada 5 dentro do invólucro 12 são fechados com uma tela opaca 9.
O esquema de "ouriço leve" mostra-se no figo. 2. A potência total do transformador T1 (2, ver Fig. 1) deve ser superior à potência da lâmpada EL1 (5, ver Fig. 1) em pelo menos 15 ... 20 W. A tensão no enrolamento secundário (II) do transformador com a lâmpada conectada deve ser de 10,5 ... 11,5 V. Como a corrente consumida pela lâmpada atinge 8 A, ela deve ser conectada ao transformador com um fio de seção transversal de pelo menos 2,5 mm2.
A base da unidade de controle do motor de passo M2 que gira o refletor é o microcontrolador DD1 PIC12C508A-04 / P, em cuja memória de programa os códigos da tabela devem ser escritos usando o programador. Este microcontrolador é programável uma vez, portanto esta operação deve ser realizada com muito cuidado.
Os sinais gerados pelo microcontrolador são alimentados aos enrolamentos do motor de passo M2 através dos interruptores do transistor do microcircuito DD2. Cada uma de suas saídas é equipada com um diodo de proteção, e o cátodo comum dos diodos é conectado ao terminal 9. Assim, os enrolamentos do motor são desviados por diodos que suprimem os surtos de comutação. O programa fornece cinco velocidades diferentes e dois sentidos de rotação do refletor. Várias combinações desses parâmetros criam efeitos de iluminação. Se os contatos da chave SA1 estiverem fechados, a mudança das combinações de velocidade/sentido ocorre periodicamente de acordo com o programa. Caso contrário (o interruptor está aberto), a mudança é sincronizada pelos pulsos recebidos no pino 4 do chip DD1. O modelador de pulso para a batida com o ritmo de uma peça musical é montado em um chip DA1 LM324. A cascata no op-amp DA1.1 amplifica o sinal sonoro de acompanhamento musical recebido pelo microfone BM1. Resistor R3 - controle de ganho. Então, através do filtro R7C6R8C7, o sinal entra na entrada do amplificador no op-amp DA1.2, coberto por AGC (controle automático de ganho), que mantém a amplitude do sinal na saída DA1.2 constante, independente do volume da música. O detector AGC é montado em um diodo VD5, o filtro é R12C8, o atuador é um transistor VT1. O detector de amplitude no diodo VD6 com o filtro R16R17C14 e o repetidor DA1.3 extraem o envelope do sinal musical. O dispositivo de limite no amplificador operacional DA1.4 com uma unidade de atraso de repetição converte o envelope em entrada de pulsos retangulares na entrada GP3 do microcontrolador DD1. A placa de circuito impresso do nó de controle é mostrada na fig. 3. É projetado para a instalação de resistores MLT fixos e capacitores cerâmicos KM, K10-17, KD-2. Capacitores de óxido - K50-35 ou similares importados. O microcontrolador PIC12C508A-04/R pode ser substituído pelo Microfone PIC12C509A-04/R BM1 - HMO1001A. Outros eletretos usados em telefones modernos também são adequados, por exemplo, CZN-15E.
Os estabilizadores integrados importados podem ser substituídos por nacionais: LM7805 - KR142EN5A, LM7809 - KR142EN8A. O análogo do chip ULN2004AN é K1109KT23. Como VT1, os transistores da série KT315 ou KT3102 com índices de letras arbitrários são adequados. Diodos VD1-VD4 - retificador para uma corrente de pelo menos 1 A. Quaisquer diodos de silício de baixa potência são adequados como VD5-VD8. Diâmetro do refletor (4, ver Fig. 1) - 100...150 mm. Em um menor, é difícil colocar um número suficiente de fragmentos de espelho e um motor M2 superdimensionado não será capaz de girar. Um refletor de alumínio de um refletor de teatro antigo pode servir como espaço em branco para a base do refletor. Em casos extremos, você mesmo pode fazer a base a partir de uma folha de alumínio com espessura não superior a 1,5 mm e dimensões de pelo menos 100x100 mm. É o alumínio macio que é necessário, e não o duralumínio que é difícil de deformar. Uma argamassa de cimento é despejada em uma caixa de madeira de tamanho adequado, uma bola de borracha com um diâmetro de 20...30 mm é pressionada até uma profundidade de 200 ... 250 mm e a argamassa é deixada endurecer. Depois de retirar a esfera e colocar uma placa de alumínio no recesso, a peça ganha forma esférica por meio de golpes de um macete semicircular. Não fique chateado se não sair perfeito. Isso não só não piora, como também diversifica os efeitos de iluminação. No centro da base acabada, fixe a luva para encaixar no eixo do motor. Para não criar reflexos de luz desnecessários, cubra a superfície interna da base com tinta fosca escura antes de colar os fragmentos do espelho. É necessário abordar a preparação e o adesivo dos fragmentos de espelho de forma criativa - a expressividade dos efeitos criados depende disso. Para obter raios de cores saturadas, filtros dicróicos reflexivos são usados como espelhos. Às vezes, eles podem ser encontrados em lojas que vendem equipamentos de palco. Se não foi possível adquirir filtros adequados, você terá que se limitar a raios de uma cor e usar espelhos comuns de 1,5 ... 2 mm de espessura de "bolsas de cosméticos" ou embalagens de pó. Os mais grossos não funcionarão - o refletor ficará muito pesado. Os espelhos são cortados em fragmentos aproximadamente quadrados com um lado de 15...20 mm e colados na superfície interna da base. Em princípio, qualquer lâmpada de iluminação com potência de 1 ... 50 W é adequada como EL100, porém, para obter raios claros e claros, sua espiral deve ser plana e densa (voltas - adjacentes umas às outras). Além da potência, as lâmpadas são classificadas pela temperatura de cor, quanto menor, mais “vermelha” é a luz. As lâmpadas incandescentes convencionais são caracterizadas por uma temperatura de cor relativamente baixa, de modo que os raios de cores na região azul do espectro parecerão fracos. Para lâmpadas halógenas, esse valor é maior, mas a vida útil é menor. Recomenda-se a utilização de uma lâmpada halógena KGM12-100-2 100W. Com uma tensão nominal de 12 V, dura mais de 350 horas.As possíveis substituições são lâmpadas KGM 12-100 (vida útil 85 horas), KGM 12-50 (potência 50 W) ou FSR12-100 da General Electric. Você também pode usar faróis de neblina do carro. A durabilidade da lâmpada e do dispositivo como um todo depende muito da qualidade do painel da lâmpada. Com mau contato com os soquetes, os terminais dos pinos das lâmpadas costumam queimar. Um painel adequado pode ser encontrado na lâmpada halógena importada. Se isso não for possível, a lâmpada é fixada prendendo a parte plana de sua base entre duas tiras de fibra de vidro e um fio de cobre unipolar limpo de isolamento é enrolado firmemente nos terminais dos pinos. A soldagem é inútil aqui, pois a temperatura dos terminais de uma lâmpada de trabalho está acima do ponto de fusão da solda. Terminais de parafuso adequados também podem ser usados, por exemplo, de blocos de distribuição de energia. Em qualquer caso, as peças de plástico não resistentes ao calor devem ser removidas da lâmpada a uma distância considerável. Ao instalar a lâmpada, deve-se ter em mente que sua espiral deve estar voltada para o refletor com uma superfície luminosa de maior área, e o centro dessa superfície deve estar no eixo óptico do dispositivo, indicado na Fig. 1 linha tracejada e pontilhada. A largura da tela protetora é 5 mm maior que o diâmetro do bulbo da lâmpada. Como a temperatura de operação do bulbo da lâmpada halógena EL1 ultrapassa 250 ° C, sem ventilação forçada no espaço interno fechado do ouriço, a lâmpada pode superaquecer até que o bulbo amoleça e se deforme. Sob a influência de alta temperatura, o painel da lâmpada é frequentemente destruído, os componentes eletrônicos da unidade de controle do motor falham. Para resfriar o dispositivo, é usado um ventilador EC8025M12 da fonte de alimentação do computador. O refletor é acionado por um motor de passo DShR-39. Um possível substituto é o PBMG-200, que era usado em unidades de disquete de cinco polegadas para computadores. Qualquer outro motor de passo com uma resistência de enrolamento de 90 ... 110 ohms também é adequado. A objetiva do dispositivo é uma lupa dupla com distância focal de 192 mm. Outro com diâmetro de pelo menos 100 mm e distância focal de 150 ... 300 mm também é adequado. O último pode ser determinado aproximadamente focalizando a imagem do disco solar em alguma superfície não combustível. A distância da lente à superfície é a distância focal. O corpo do "ouriço leve" é feito de qualquer chapa. Plástico, compensado e outros materiais com baixa condutividade térmica e resistência ao calor não são recomendados. A forma e as dimensões da caixa realmente não importam, mas ela deve caber em todas as mostradas na Fig. 1 nós e detalhes. O diâmetro do orifício para a lente é 5...10 mm menor que seu diâmetro. A lente é fixada ao redor do perímetro com três ou quatro pinças. A montagem preliminar do dispositivo é realizada sem lente. A uma distância de aproximadamente 300 mm do refletor, uma tela branca (por exemplo, papelão) é instalada. Uma tensão de 1 ... 20% da tensão nominal é aplicada à lâmpada EL30 e, movendo-a ao longo do eixo óptico, eles encontram uma posição na qual o grupo mais lotado de pontos de luz de tamanho mínimo será visível no tela. Tendo fixado a lâmpada nesta posição, meça a distância A (ver Fig. 1). Em seguida, instale a lente e direcione o dispositivo para a parede a uma distância de 5 ... 10 m. Sem alterar a posição relativa da lâmpada e do refletor, selecione a distância entre eles e a lente de forma a obter muitas imagens nítidas do filamento da lâmpada EL1 na parede. Meça a distância B (ver Fig. 1). Quando ajustado corretamente, a soma de A e B é aproximadamente igual à distância focal da lente. Ao final da montagem do aparelho, as distâncias encontradas devem ser rigorosamente observadas. O estabelecimento da unidade de controle começa com a verificação da tensão nas saídas dos estabilizadores integrais DA2 (9 V) e DA3 (5 V). Ao fechar a chave SA1, por meio de um osciloscópio, verifique a presença de pulsos retangulares de frequência que muda periodicamente nos pinos 2, 3, 5 e 6 do microcontrolador DD1. Se não estiverem presentes, o microcontrolador está com defeito ou programado incorretamente. Pulsos semelhantes, mas com amplitude de aproximadamente 12 V, devem estar nos pinos 14,13, 11,10 do microcircuito DD2. Se não houver pulsos em um deles e a tensão for zero, a causa pode ser uma quebra no enrolamento do motor M2. Além disso, certificando-se de que a tensão constante entre as saídas do microfone BM1 esteja dentro de 1 ... 3 V, eles ligam a música rítmica com componentes pronunciados de baixa frequência. Na tela do osciloscópio conectado à saída do amplificador operacional DD1.1 (pino 8), deve ser visível a forma de onda do sinal musical, cuja amplitude é ajustada usando o resistor de ajuste R3. Quando muda dez vezes, a amplitude do sinal na saída DD1.2 (pino 14) deve permanecer aproximadamente igual a 3 V. Caso contrário, é necessário verificar a operacionalidade do transistor VT1 e elementos relacionados, selecione o valor do resistência R12. Um nível constante de 2 ... 3 V na saída de DA1.3 (pino 1) durante o som da música deve ser acompanhado por rajadas ao ritmo de uma batida forte da peça. A tensão no pino 6 do DA1.4 - aproximadamente 4 V - varia ligeiramente dependendo da natureza da música. Resta verificar a presença de pulsos positivos retangulares na saída DA1.4 (pino 7). Sua duração depende dos parâmetros do circuito C16R23 e deve ser de 100 ms. É possível eliminar lacunas ou saída intempestiva de pulsos selecionando o valor do resistor R19. Às vezes, o nó de controle é acionado pelo ruído gerado pelo ventilador. Nesse caso, é necessário retirar o microfone BM1 do ventilador ou mesmo levá-lo para fora do aparelho. O código-fonte do programa "light hedgehog". Literatura
Autor: A. Bogdanov, Krasnodar
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Hoje é difícil imaginar um palco, dança ou sala de concertos sem equipamentos de iluminação que os ilumine com inúmeros feixes que mudam constantemente de brilho, cor e posição espacial. No artigo proposto, falaremos sobre um dos dispositivos de iluminação mais simples desse grupo. Ele cria várias dezenas de feixes brancos ou coloridos e, sob o controle de um microcontrolador, os gira ao ritmo da música em torno de um eixo condicional.
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