Новогодние праздники наступают как всегда неожиданно и приносят с собой много приятных хлопот. Пора задуматься о подарках, в первую очередь детям, для взрослых накрыть стол, подобрать хорошую музыку и обязательно поставить елку, которую нарядить, чтобы гостям было весело и уютно. И первое, что предстоит повесить на елку это, конечно, елочные гирлянды. Все остальные игрушки, как правило, вешаются после гирлянд. Далее будет рассказано об устройстве самых разных самых разных новогодних гирлянд - старых и современных.

В давние времена, когда не было электричества, а Новый год уже праздновали, на елке зажигали специальные новогодние свечи. Такое украшение было очень пожароопасным. Но эти времена уже прошли, все стали пользоваться электрическими гирляндами.

Это были обычные маленькие лампочки от карманного фонаря или от подсветки шкалы в радиоприемнике, соединенные последовательно. Из таких лампочек гирлянды делались энтузиастами преимущественно своими руками. Просто брали в руки паяльник, кто, конечно, умел им пользоваться, брали провод и лампочки, и через некоторое время новогодняя гирлянда уже висела на елке.

Несколько позже новогодние гирлянды стали выпускаться промышленным способом. В ход пошли различной конструкции малогабаритные патроны для ламп и цветные плафоны разной формы. Иногда плафоны делались прозрачными, а окрашивались сами лампы.

Мигалки и моргалки

Но спокойно смотреть на светящуюся новогоднюю гирлянду как-то невесело, хочется, чтобы душа развернулась. Видимо, этому способствует какое-то мигание гирлянды. В целом мигающая гирлянда привлекает своей красотой, и даже ожиданием какого-то чуда или сюрприза. Если же гирлянд будет несколько, то возможно получить различные световые эффекты, например, бегущий огонь, бегущая тень, бегущие двойки и тройки, а также много других интересных эффектов.

Когда-то такие конструкции разрабатывали радиолюбители, эти схемы публиковались в радиолюбительских журналах, как правило, в ноябрьских номерах. Но журналы эти в условиях социалистической бесхозяйственности приходили с опозданием чуть не на целый месяц, поэтому к Новому году удавалось сделать только прошлогоднюю мигалку.

В качестве элементной базы использовались микросхемы малой степени интеграции, в первую очередь К155 и К561 и их разновидности. В качестве примеров можно привести схему из журнала «Радио» №11 2002г.

Основой схемы является счетчик DD2 типа К561ИЕ16, который через ключи на микросхеме DD3 и транзисторах VT4…VT7 управляет четырьмя светодиодными гирляндами. Самое интересное, что в качестве задающего генератора используется микросхема музыкального синтезатора УМС8-01. Такие микросхемы использовались когда-то для озвучивания детских игрушек и музыкальных звонков: просто проигрывали записанные в них мелодии.

Так вот в данной схеме выходной звуковой сигнал используется еще и для тактирования счетчика. Можно только догадываться, как будут выглядеть картины, порожденные светодиодами на фоне этого звука. Естественно, что музыка тоже звучит через динамик.

В журнале «Радио» №11 1995 г., опубликована схема под названием «Автомат плавного управления гирляндой» автор А.Чумаков. Схема обеспечивает поочередное плавное зажигание и гашение гирлянды со скоростью, задаваемой блоком управления. Схема устройства показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема автомата плавного управления гирляндой

Если присмотреться внимательней, схема представляет симисторный регулятор мощности, выполненный на двухбазовом транзисторе КТ117А. Только скорость заряда конденсатора меняется не вручную с помощью переменного резистора, а переключением отдельных резисторов с помощью счетчика - дешифратора К561ИЕ8. Для сравнения на рисунке 2 приведена схема фазового регулятора мощности с использованием двухбазового транзистора КТ117.

Рисунок 2.

Микроконтроллерное управление новогодней гирляндой

По мере появления в радиолюбительском творчестве конструкций на микроконтроллерах, елочные мигалки, или как их уважительно называют «автоматы световых эффектов» также стали разрабатываться Наиболее экзотичная конструкция была опубликована в журнале «Радио» №11, 2012, стр. 37 под названием «Сотовый телефон управляет ёлочной гирляндой», автор А. Пахомов.

За основу конструкции была взята плата от неисправной китайской гирлянды. Автор пишет, что его привлекла оригинальность выходного каскада, управляемого непосредственно от МК. Он вспоминает те мигалки, которые строились на микросхемах серии К155, мощных тиристорах КУ202 (других просто не было), и в целом на такую мигалку можно было ставить саму елку.

А тут достаточно было на неисправной плате поменять контроллер, написать программу со световыми эффектами и дополнить каким-нибудь пультом управления. Вот этим пультом и стал валявшийся без дела старенький телефон Siemens C60. В качестве управляющего был применен микроконтроллер AT89C51. Что из этого получилось, показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема микроконтроллерного управления новогодней гирляндой (для увеличения нажмите на рисунок)

Хотя этот контроллер уже устарел и снят с производства, он является одной из лучших разработок фирмы Intel, в дальнейшем выпускаемый фирмой Atmel. Конструкции на этом МК никогда не зависают, им не требуется сторожевой таймер. Система команд настолько хороша, что до сих пор остается без изменений, несмотря на появление новых моделей семейства MSC-51.

Простая светодиодная мигалка

Чуть выше статьи А. Пахомова в том же журнале «Радио» №11, 2012 опубликована статья И. Нечаева «Из деталей КЛЛ. Светодиодная мигалка для новогодней игрушки». Схема выполнена на трехцветном светодиоде и трех симметричных динисторах DB-3 «добытых» из плат от неисправных .

Рисунок 4. Схема простой светодиодной новогодней гирлянды

Каждый канал трехцветного светодиода управляется от своего релаксационного генератора, собранного на DB-3. Рассмотрим работу схемы на примере одного канала, например красного.

Конденсатор C1 через резистор R3 заряжается от выпрямителя R1, VD1 до напряжения пробоя динистора VS1 (32В). Как только динистор откроется, конденсатор C1 разряжается через красный элемент трехцветного светодиода, резистор R4, и динистор VS1. Далее цикл повторяется.

Красный, зеленый и синий элементы трехцветного светодиода имеют свои генераторы и работают независимо друг от друга. При этом, частота каждого генератора отлична от другого, поэтому вспышки происходят с разным периодом. Конструкция помещена в прозрачный корпус и может использоваться, например, в качестве елочной верхушки. Если в схему добавить белый светодиод HL2, то цветные вспышки будут происходить на белом фоне.

Можно было бы привести еще немало описаний конструкций отечественных радиолюбителей старых или новых, плохих или хороших, но все они были сделаны практически в единичных экземплярах. Современные же магазины сплошь завалены электроникой, сделанной в Китае. Даже новогодние гирлянды и те китайские, к тому же они сейчас ничего и не стоят. Давайте, посмотрим, что же там спрятано внутри.

Контроллер китайской новогодней гирлянды

Внешне все выглядит очень просто. Маленькая пластмассовая коробочка с одной кнопкой, в которую входит сетевой шнур с вилкой, и выходят четыре гирлянды. При включении в розетку гирлянды сразу начинают поочередно показывать все световые эффекты. Всего этих эффектов 8, о чем говорят надписи под кнопкой. Нажатием кнопки можно просто сразу переключаться на желаемую световую картину.

Если коробочку открыть, то внутри тоже все достаточно просто, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5.

Здесь можно рассмотреть все детали. Микроконтроллер, как всегда, выполнен в виде капли черного компаунда, около него кнопка управления, единственный диод и три выходных тиристора.

На плате есть место и для четвертого тиристора, и если его запаять, то получится еще один дополнительный канал. В контроллере этот канал, как правило, тоже прошит. Просто наши китайские друзья сэкономили на один тиристор. Те, кому доводилось вскрывать подобные блоки управления, уверяют, что в некоторых коробочках запаяно всего по два тиристора. Экономика должна быть экономной! Наш, еще советский лозунг.

Несмотря на столь малые размеры, тиристоры PCR406 имеют обратное напряжение 400В, а прямой ток 0,8А. Если предположить, что нагрузка потребляет ток всего 25% от максимального, то при напряжении 220В можно коммутировать мощность 220 * 0,2 = 44(Вт).

На рисунке 6 показан печатный монтаж, по которому можно срисовать принципиальную схему, что и было сделано неоднократно. Здесь можно рассмотреть отверстия для четвертого тиристора, как раз того, на котором сэкономили.

Рисунок 6.

Экономия также коснулась диодного моста: вместо четырех диодов на этой плате используется только один. А все остальное соответствует схеме, показанной на рисунке 7.

Рисунок 7.

Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1…VD4 и через гасящий резистор R1 подается на 10 вывод микроконтроллера. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения сюда же подключен электролитический конденсатор C1. Потребление тока у микроконтроллера совсем незначительное, поэтому в дальнейшем вместо моста из четырех диодов китайцы решили обойтись одним.

Небольшое замечание по поводу увеличения надежности всей схемы в целом. Если параллельно конденсатору C1 подпаять стабилитрон с напряжением стабилизации 9…12В, то вероятность выхода из строя микроконтроллер или просто взрывов тиристоров уменьшится намного.

Заслуживает особого внимания резистор R7 подключенный к выводу 1 микроконтроллера прямо от сетевого провода. Это сделано для синхронизации с сетью, чтобы осуществлять фазовое регулирование мощности. Именно это работает в то время, когда лампы гирлянд плавно зажигаются или гаснут.

На правой стороне микроконтроллера расположены выходы управления тиристорами и кнопка управления, про которую было рассказано выше. Тиристоры включаются в момент, когда на соответствующем выходе МК появляется высокий уровень, тогда и зажигается соответствующая гирлянда.

Иногда требуются новогодине гирлянды большой мощности, от нескольких сотен ватт и выше. В этом случае рассмотренную схему можно использовать в качестве «мозгов», достаточно просто дополнить ее мощными симисторными ключами. Как это сделать, показано на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема новогодней гирлянды бильшой мощности (для увеличения нажмите на рисунок)

Тут следует обратить внимание на то, что питание МК осуществляется от отдельного источника гальванически развязанного с сетью.

Светодиодные гирлянды

В них используется тот же самый контроллер с одной кнопкой, те же тиристоры, только вместо лампочек гирлянды составляются из светодиодов трех или четырех цветов. Каждая гирлянда содержит не менее 20 светодиодов с токоограничивающими резисторами.

Причем конструкция такой гирлянды, просто китайская загадка: в первой половине гирлянды к каждому светодиоду припаян резистор, а остальные десять штук, просто соединены последовательно. Опять же экономия сразу в десять резисторов.

Такую конструкцию можно, видимо, объяснить технологией производства. Например, на одной линии собирают первую половину, которая с резисторами, а на другой линии без резисторов. Потом останется только соединить две половины в одно целое. Но это только догадка.

Остается надеяться, что все у Вас в порядке, по крайней мере с новогодними гирляндами. Поэтому, наряжайте елку, накрывайте праздничный стол, приглашайте гостей, встречайте Новый год. С Новым годом, товарищи, друзья, господа! Это кому как больше нравится.

Контроллер электрической гирлянды – это электронное устройство, создающее статодинамические эффекты путем изменения величины и времени подачи питающего напряжения.

Гирлянда электрическая – это декоративное разноцветное световое декоративное украшение, представляющее собой последовательно соединенные светодиоды или лампочки накаливания с помощью электрических проводов.

Схема, устройство и принцип работы
контроллера для гирлянд

Для успешного ремонта контроллера для гирлянд и дюралайта своими руками нужно знать его электрическую схему, принцип ее работы и устройство контроллера.

Электрическая схема и принцип работы контроллера

Электрическая схема очень простая и в ней разберется даже человек, не имеющий специальных знаний. На чертеже показана схема светодинамической системы. Она состоит из двух частей – контроллера и гирлянд.

Питающее напряжение из сети переменного тока напряжением 220 В поступает через сетевую вилку на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов VD1-4. Сглаживающий конденсатор отсутствует, так как для работы тиристоров нужно изменяющееся напряжение.

Выпрямленное напряжение положительной полярности (+) с диодного моста поступает на общий провод гирлянды и через резистор R2 на 10 вывод микропроцессора DD1 типа Q803. Для сглаживания пульсаций после резистора установлен электролитический конденсатор С1.

К отрицательному выводу (–) диодного моста подключен конденсатор С1, вывод 2 микропроцессора и катоды тиристоров VS1-4.

Для формирования управляющего напряжения для подачи на управляющие электроды тиристоров на вывод 1 DD1 через резистор R1 подается напряжение непосредственно от одного из сетевых проводов.

Кнопка SA1 предназначена для выбора светодинамических режимов работы системы. При каждом кратком нажатии включается следующий световой эффект. В простых контроллерах обычно запрограммировано 8 вариантов свечения гирлянды.

Управляющие выводы тиристоров VS1-4 подключены к выходам микропроцессора 3-6. Когда уровень положительного напряжения на выходе микросхемы превысит 2 В относительно катода (k), тиристор открывается и на гирлянду подается питающее напряжение.

Устройство и конструкция контроллера

Простой китайский контроллер состоит из двух половинок корпуса, между которыми размещена печатная плата из фольгированного гетинакса.

Подводящие питающее напряжение провода и идущие на гирлянды соединены с печатной платой контроллера путем пайки непосредственно к контактным площадкам печатных проводников.

Кнопки для переключения режимов работы встречаются псевдосенсорные и механические. На фотографии слева – псевдосенсорная, на торце толкателя кнопки нанесен слой токопроводящей резины. При нажатии на кнопку токопроводящая резина замыкает не покрытые лаком расположенные рядом проводники печатной платы, и сигнал управления поступает на микропроцессор.

В контроллере установлен бескорпусной микропроцессор, который распаян на отдельной печатной плате. Такие микросхемы в народе называют «клякса». Печатная плата с микропроцессором вставляется в прорезь печатной платы контроллера и удерживается за счет пайки печатных дорожек.

Светодиодные и с лампами накаливания гирлянды припаиваются непосредственно к плате контроллера. Для шнуров дюралайт, в связи с его конструктивными особенностями, конец кабеля снабжается круглым (для круглого) или плоским (для плоского) разъемом. Количество штырей зависит от количества в дюралайте цепочек светодиодов или лампочек.

Ремонт контроллера для гирлянд

Внимание, электрические схемы контроллеров гальванически связаны с фазой электрической сети и поэтому следует соблюдать предельную осторожность. Прикосновение не защищенным участком тела человека к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может нанести серьезный урон здоровью.

Прежде, чем ремонтировать контроллер нужно провести диагностику с целью определения в какой из частей системы находится неисправность – в контроллере или в гирлянде. Только после этого можно буде выбрать способ ремонта.

Инструкция по поиску неисправности в контроллере и гирлянде
Внешнее проявление	Неисправны	Способ устранения
Одноканальная или многоканальная гирлянда не светит	Нет напряжения в розетке, сетевой шнур, контроллер или гирлянды	Провести диагностику
В многоканальном дюралайте зажигается только часть каналов	Разъем дюралайт, контроллер или цепочка гирлянды	Проверить разъем, перепаять в контроллере местами провода исправной и неисправной цепочек. Если после перепайки цепочка засветилась, то неисправен контроллер. В противном случае перегорел один или несколько светодиодов
В многоканальной гирлянде зажигается только часть ниток	Контроллер или нитки гирлянды	Перепаять в контроллере местами провода исправной и неисправной нитки. Если после перепайки светодиоды засветилась, то неисправен контроллер. В противном случае перегорел один или несколько элементов в цепочке
В гирлянде постоянно светят один или несколько каналов	Контроллер	Пробой перехода анод-катод тиристора у постоянно светящегося канала, неисправен микропроцессор
При нажатии на кнопку не меняется светодинамический режим	Контроллер	На мгновение закоротить выводы или контактные площадки кнопки. Если режим изменился, значит заменить кнопку или промыть псевдосенсорные контакты на печатной плате. Если не помогло, заменить микропроцессор

Пример ремонта
многоканального светодинамического контроллера дюралайт

Попал мне в ремонт сгоревший контроллер от плоского дюралайта в результате короткого замыкания из-за попадания воды в место соединения разъема и шнура.

Саморезы фиксатора от попадания воды заржавели и внутри него были следы копоти от короткого замыкания.

Разъем идущий от контроллера для подключения шнура дюралайт тоже был покрыт между штырями копотью. Поэтому перед началом ремонта контроллера, чтобы не повторилось короткое замыкание, она была удалена с помощью ветоши, смоченной в спирте. Копоть можно просто соскоблить ножом.

Для разборки корпуса контроллера нужно вставить лезвие ножа между половинок в местах выхода проводов и проворачивая его раздвинуть их. Обычно они разделяются без приложения больших усилий.

После разборки корпуса контроллера стало понятно почему он не работает. Одни из тиристоров из-за протекающего через него тока, превышающего допустимый, взорвался и даже покрылась копотью поверхность печатной платы.

Со стороны печатных проводников платы, две дорожки расплавились и перегорели. В контроллере не предусмотрено защиты, не установлен плавкий предохранитель , поэтому при котором замыкании выхода в качестве него послужили дорожки и тиристор.

Для управления подачей питающего напряжения на гирлянды в контроллере были применены тиристоры типа PCR606A, рассчитанные на рабочее напряжение до 600 В и ток коммутации до 600 мА. Прозвонка тиристоров мультиметром показала, что у всех переход анод-катод пробит. Пришлось их все заменить новыми, тиристорами с такими же параметрами типа MCR100-8. На замену подойдут также тиристоры PCR406, которые часто устанавливают в светодиодные и с лампочками накаливания контроллеры елочных гирлянд.

Данный контроллер служил для коммутации плоского трехканального дюралайта длиной 25 метров и ток потребления нитями превышал 0,6 А, поэтому в каждом канале контроллера было установлено по два тиристора включенных параллельно (одноименные выводы соединены между собой).

После замены тиристоров пришлось еще заменить два диода типа 1N5399 (1000 В, 1,5 А) выпрямительного моста, которые при прозвонки мультиметром оказались пробитыми. Диоды были взяты от неисправного блока питания компьютера, потому что широко применяемые 1N4007 рассчитаны на максимальный ток 1 А.

После замены тиристоров и диодов были удалены сгоревшие остатки дорожек и вместо них припаяны перемычки из фторопластового провода. Теперь можно на контроллер подавать питающее напряжение и проверять на работоспособность.

Но схема, не смотря на все исправные элементы, не заработала. Пришлось заменить и микропроцессор.

В наличии имелась неисправная елочная гирлянда, в контроллере которой стоял такой же процессор типа Q803. В этой гирлянде после работы под открытым небом вышло из строя много светодиодов и до ее ремонта руки не доходили.

Из контроллера елочной гирлянды микропроцессор был выпаян и установлен в ремонтируемый контроллер дюралайта. Осталось только проверить работу контроллера.

Способы проверки работы контроллера
дюралайт и елочных гирлянд

Если исправная гирлянда есть под рукой, то нужно подключить ее к контроллеру и работоспособность его будет очевидна. Но в моем случаю шнур дюралайт висел на фасаде здания и снять его была сложная задача. Поэтому пришлось проверять контроллер в лабораторных условиях.

Самый простой способ с помощью мультиметра. Для этого нужно установить переключатель мультиметра в режим измерения постоянного напряжения величиной не менее 300 В. Далее одним щупом прикоснуться к общему, положительному проводу контроллера, а вторым к выходу любого из каналов. Если величина напряжения будет изменяться от нуля до напряжения сети, то с большой долей вероятности контроллер исправен.

Если нагрузить каналы резистором величиной 10-20 кОм, то проверка будет более достоверной. Вместо резистора можно подключить лампочку накаливания 220 В мощностью 15-50 Вт. Тогда без приборов сразу будет видно по свечению ее нити накала как работает контроллер.

Так как у меня на рабочем столе стоит двух канальных осциллограф, то я люблю попроверять все с помощью него. Осциллограммы показывают поведение тока и величину напряжения.

На верхней осциллограмме показана форма напряжения на катоде тиристора, то есть сразу после диодного моста. На нижней – на аноде, сигнал, который поступает на гирлянду. Как видно, синусоида на половину обрезана, значит яркость свечения диодов или лампочек нитки гирлянды будет на половину меньше, чем максимальная.

После окончания ремонта контроллер был подсоединен к шнуру дюралайт и подтвердил свою работоспособность.

Мне «повезло», в ремонт попал контроллер, в котором уцелели только два диода, два резистора и электролитический конденсатор. Но обычно выходят из строя только тиристоры или диоды выпрямительного моста.

На ремонт своими руками ушло около двух часов. При такой сложной поломке, когда 80% деталей перегорело, целесообразнее не возиться, а купить новый. Но не всегда можно подобрать подходящий, да и времени на покупку, на считая лишних финансовых затрат, уйдет не меньше. Поэтому ремонт контроллера для дюралайт и елочных гирлянд, даже самый сложный, экономически целесообразен.

Как подключить гирлянду
дюралайт минуя схему управления контроллера

Если нет технической возможности или времени заниматься ремонтом контроллера, а гирлянды исправны, то можно включить их напрямую, минуя схему управления контроллера. В таком случае дюралайт или елочная гирлянда будет светиться постоянно, без светодинамических эффектов.

Подключение елочной гирлянды
сделанной из лампочек накаливания напрямую

Если лампочки накаливания собраны последовательно и рассчитаны на напряжение питания 220 В, то провода, идущие на гирлянды можно припаять непосредственно к проводам, идущим от сетевого шнура. Полярность подключения роли не играет. Можно даже вовсе удалить контроллер и спаять между собой попарно провода гирлянды и сетевого шнура.

Если посмотреть на фотографию, приведенную ниже, то желтый провод нужно припаять к синему или коричневому, идущему от сетевого шнура, а оба коричневые вместе к оставшемуся свободному проводу сетевого шнура.

Подключение светодиодного шнура дюралайт
или елочной гирлянды напрямую

Так как для работы светодиодных гирлянд и дюралайт требуется напряжение постоянного тока, то их непосредственно к сети подключать нельзя, а только после выпрямительного моста.

На фотографии изображена печатная плата двух канального контроллера шнура дюралайт . Хотя контроллер был исправен, но для подсветки даты наступающего года руководство сочло, чтобы гирлянда светилась постоянной.

Два правых провода, коричневого и зеленого цветов приходят от шнура с сетевой вилкой. Левый провод желтого цвета, является общим для гирлянд и подключен к положительному выводу диодного моста. Правее желтого, два синих провода идут от гирлянд на аноды тиристоров. Цвета проводов в контроллерах разных производителей могут быть другими.

Мне пришлось включать напрямую два дюралайта, во втором контроллере цвета проводов гирлянд были другие. Сначала нужно отпаять от контроллера провода, как показано на фотографии.

Осталось только припаять залуженный конец дополнительного провода к отрицательному выводу диодного моста.

После сборки контроллеров они были размещены в герметичный бокс, в котором подключены к двойной розетке . Проверка показала, что подсветка работает постоянно.

Конструкция изделия имела длину пять метров и представляла собой прибитые на двух деревянных брусках цифр тоже из дерева. С лицевой стороны цифры были покрыты белым пластиком. На фасаде здания наступающий Новый год смотрелся хорошо.

Зимой отмечают один из самых значимых праздников в году – Новый год. Торжество растягивается на несколько дней, затрагивая рождественские каникулы. К этому времени каждый человек стремится украсить свою квартиру или частный дом, используя праздничную иллюминацию.

Совершенно необязательно покупать светильники в магазине: вы можете сделать светодиодную гирлянду самостоятельно, причем речь идет об автономных устройствах, которые питаются от батареек, либо о более требовательных промышленных, подключаемых к электрической сети переменного тока напряжением 220 В. Изделие, изготовленное собственными руками, будет казаться намного привлекательнее и ярче, поэтому станет главным новогодним украшением в доме.

Светодиодные гирлянды не стоят слишком дорого, но все-таки намного приятнее наслаждаться собственным творением. Вдобавок вы сможете создать источник света, в полной мере удовлетворяющий индивидуальным запросам. Наконец, себестоимость самоделки все равно будет в несколько раз меньше.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

Для начала разберемся, как устроены гирлянды и в чем основные отличия. Главным принципиальным отличием является используемая схема, в зависимости от которой гирлянды делятся на несколько типов:

• классическая гирлянда-нить;
• сетка;
• занавес;
• сосулька;
• дюралайт (разновидность светодиодной ленты);
• киплайт;
• строб-лайт с неповторимым мерцанием.

Важно! Следует обращать внимание на мощность используемых led-диодов. Изделия, эксплуатируемые снаружи, имеют более высокий коэффициент полезного действия, поскольку практически всю энергию преобразуют в свечение, а не тепло, как это происходит с обычными гирляндами, и наиболее ярко заметно при использовании лампы накаливания.

Данные устройства защищены от различных негативных факторов, включая атмосферные осадки, экстремально низкие или высокие температуры, сильные порывы ветра, влагу.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Для самостоятельного изготовления светодиодной гирлянды вам понадобятся следующие инструменты, материалы и компоненты:

• паяльник с канифолью и припоем;
• изолента;
• термоусадочные кембрики, повышающие изоляционные свойства;
• светодиоды;
• резисторы.

Светодиоды можно получить, разобрав неработающие компьютерные аксессуары – клавиатуры и мыши. От качества выбранных комплектующих и соединений, надежности схемы эксплуатации зависит правильная функциональность самодельной гирлянды.

При последовательном подключении диодов они будут работать, но при этом существенно возрастет напряжение, что повысит количество выделяемого тепла, и в конечном счете приведет устройство к поломке. Это главная причина применения резисторов, снижающих напряжение и изменяющих прочие входные характеристики тока, за счет чего происходит смена цвета при свечении источников.

Выбор светодиодов

Главными элементами гирлянды являются светодиоды. Основными технико-эксплуатационными параметрами считаются рабочее напряжение и ток, протекающий в прямом направлении. Обе характеристики нужны будут для расчета электрической цепи и потребления электроэнергии.

В среднем, светодиод работает при силе тока 20 мА. Для уменьшения количества потребляемого электричества используются резисторы, причем значение сопротивления данного элемента зависит от параметров конкретного led-диода. В сети можно найти немало калькуляторов, позволяющих выполнить простой и быстрый расчет резистора под выбранный светодиод.

Напряжение питания элемента указывает на тот момент, когда на p-n переходе падает напряжение, что происходит за счет внутреннего сопротивления изделия. Другими словами, если речь идет об источнике питания 12 В и светодиодах на 3 В, то последовательно можно подключать не более четырех данных устройств, поскольку каждое из них снижает питающее напряжение (12 В) на величину собственного (3 В). Если добавить в схему пятый элемент, то он практически не будет светиться.

Напряжение зависит от конкретного производителя и цветов светодиода. К примеру, диоды с синими, белыми и зелеными кристаллами имеют рабочее напряжение 3 В, желтыми и красными – 1,5-2,5 В. Потребляемая мощность диодов рассчитывается по одному из законов Ома: P = U * I, где P – мощность, U и I – напряжение и сила тока соответственно.

Если рассматривать значения, приведенные выше, то при их подстановке в формулу мы получим следующее значение: 3 (В) * 0,02 (А) = 0,06 Вт. При последовательном включении 4 светодиодов, данная характеристика увеличится до 0,06 * 4 = 0,24 Вт. При последовательном подключении ограничивающего резистора напряжение возрастет еще на 0,06 Вт, поэтому суммарная потребляемая мощность составит 0,30 Вт. Если вы используете несколько групп по 3 светодиода, которые подключаются параллельно, то данная величина должна быть умножена на их число.

Важно! Это не основные характеристики светодиодов. Важно также учитывать световую отдачу, угол свечения и температуру цвета. Светоотдачу можно вычислить в зависимости от габаритов изделия: для элементов диаметром около 5 мм данная величина составляет 1-5 лм. Белые и синие кристаллы светят намного ярче цветных. Они даже бывают сверхяркими.

Сила света красного led-диода на 1,8 В составляет 0,2-2,0 кд, белого – 10-20 кд. Тем не менее, данные характеристики не вносят никаких корректировок в схему расчета и выбираются исключительно исходя из целей дальнейшей эксплуатации устройства.

Выбор резисторов

При выборе резисторов нужно ориентироваться на мощность и сопротивление. Второй параметр зависит от числа последовательно подключаемых к цепи светодиодов и их рабочего напряжения, мощность – от величины тока. Практически всегда будет достаточно использовать резистор мощностью 0,125 Вт.

При эксплуатации светодиодов напряжением 3 В принято использовать резисторы со следующим сопротивлением в зависимости от количества элементов:

• 1 светодиод – 470 Ом;
• 2 – 300 Ом;
• 3 – 150 Ом;
• 4 – 1 Ом.

Если же планируется эксплуатация диодов напряжением 2,1 В, то зависимость будет следующей:

• 1 светодиод – 510 Ом;
• 2 – 390 Ом;
• 3 – 300 Ом;
• 4 – 180 Ом;
• 5 – 75 Ом.

Выбор блока питания

В случае со светодиодной гирляндой должен использоваться блок питания на 12 или 24 В с запасом выходной мощности (приблизительно 25% сверху суммарной мощности потребляемой цепи). Выбор конкретного блока зависит от числа светодиодов – для схемы с 7 и более элементами желательно использовать изделие на 24 В.

Блок на 24 Вт позволяет осуществить коммутацию 11 последовательно соединенных диодов на 2,1 В или 6 на 3 Вт. Практически всегда будет достаточно воспользоваться небольшим блоком питания напряжением 24 В и силой тока 0,5 А с выходной мощностью 12 В.

Расчет схемы подключения

Даже последовательно соединяемые светодиоды должны содержать в схеме токоограничивающий резистор:

• красные элементы с падением напряжением 1,5-2 В – резистор сопротивлением 420 Ом;
• зеленые и синие на 3-3,2 В – 82 и 75 Ом соответственно.

Можно использовать стандартный контроллер 220 В для RGB-технологии с общим анодом: на все каналы подается «минус», а на общий кабель – «плюс».

Изготовление гирлянды из светодиодов

При последовательно подключенных светодиодах можно создать мерцающую гирлянду. На ее создание уйдет минимум времени, а с задачей сможет справиться практически каждый человек с начальными знаниями электрики. Самое главное в данном случае: четко следовать инструкции.

Для самостоятельной сборки светодиодной гирлянды своими руками вам нужно выполнить действия в следующем порядке:

1. Определитесь с желаемым расстоянием между соседними источниками (диодами).
2. Раскрутив провод, маркером любого цвета нанесите соответствующие отметки на те места, где предположительно будут установлены светодиоды. В идеале расстояние между ними должно составлять 200-250 мм.
3. В тех точках, где были оставлены пометки, удалите с провода изоляцию, создав «голые островки» длиной по 20-30 мм. Действовать нужно аккуратно, чтобы не повредить сам кабель. Это упростит процесс будущего крепления диодов.
4. На такие участки нужно нанести канифоль с припоем.

1. К образовавшимся наплывам закрепите светодиоды, соединяя паяльником их ножки с проводом. Учтите, что данный вариант крепления будет менее надежным, поэтому придется воспользоваться усиливающими фиксаторами, которые также закроют оголенные части гирлянды.
2. Узкий скотч нарежьте на разные кусочки длиной 30-40 мм, затем примените в качестве изоляции для диодов. В результате этих действий каждый светодиод должен быть расположен в «кармашке», крепко удерживающем его на кабеле. Обмотать нужно все источники света на проводе.
3. Затем нужно обеспечить герметизацию верхней части «кармашка». Для этого сгодится силиконовый герметик, который не просто повышает прочность конструкции, но и совершенствует свечение.
4. Остается подключить к схеме резистор и блок питания, а затем протестировать работу самодельного оборудования.

Обратите внимание! Данная разновидность гирлянды не боится холода, поэтому может эксплуатироваться в системах наружной иллюминации. В таком случае рекомендуется применять блоки питания на 8-12 В. Чтобы проверить работоспособность изделия, вы можете применить аккумуляторную батарейку смартфона, блок питания от зарядки телефона.

Подготовка к созданию светодиодной гирлянды на батарейках

Не менее красиво смотрится светодиодная гирлянда, подключаемая к батарейкам. Кроме того, такое изделие будет максимально безопасным для детей. Данная разновидность иллюминации используется в качестве наружного источника света. При перемещении в воздухе будет оставаться яркий разноцветный шлейф, который дизайнеры часто используют для создания в пространстве разнообразных узоров. Изделие должно быть защищено от ветра, осадков и низкой температуры.

Для производства гирлянды на батарейках вам будут нужны:

• светодиоды диаметром 10 мм разных цветов с рассеивающим эффектом;
• магниты диаметром 1,3 и толщиной не более 30 мм;
• изолента или узкий скотч;
• литиевая батарейка (например, CR2032 3V);
• эпоксидный клей.

Процесс изготовления гирлянды на литиевых батарейках

Для создания яркой мерцающей гирлянды потребуется выполнить качественную пайку. Спешить в процессе выполнения работы не стоит. Запаситесь терпением, будьте аккуратны и внимательны, следуйте шагам:

1. Выполните тестирование светодиодов, чтобы увидеть уровень их свечения. По очереди подключите компоненты к литиевой батарейке (одну, более длинную ножку, соедините с «плюсом», другую короткую – с «минусом»).
2. Зафиксируйте положение диодов, затем каждый элемент вместе с батарейкой оберните скотчем или изолентой в 2 слоя.
3. С положительным контактом батарейки совместите магнит, зафиксировав его.
4. Каждая часть конструкции должна быть установлена на тонкий провод. Проверьте работоспособность изделия!

Использование резисторов парами

В данном случае вы сможете снизить себестоимость изделия, сделав его более экономичным, но помните: гораздо лучше с точки зрения электрической безопасности и долговечности оборудования соединять каждый светодиод с собственным резистором. К тому же, последние компоненты дешевые.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для создания праздничной иллюминации с «бегущими огоньками» вам понадобится не менее 3 гирлянд, причем каждая из них должна состоять из нескольких групп параллельно подключенных «фонариков». Для воссоздания подобного светящегося эффекта понадобится трехфазный мультивибратор с транзисторами, которые обозначены VT1, TV2 и VT3. В плече второго транзистора устанавливается конденсатор емкостью 0,1 мкФ, который значительно упрощает запуск изделия.

Вам понадобится выпрямитель тока с двумя полупериодами, который обеспечит питание автомата. Речь идет о выпрямительных диодах VD1, VD2, VD3 и VD4. Не стоит путать их со светодиодами!

Такой вариант позволит создать самые разнообразные по форме варианты – начиная от круга, треугольника или квадрата и заканчивая сердцем и тематическими фигурками (снеговик, дед Мороз, Снегурочка, олени в упряжи).

припой и канифоль.

Сначала удалите провода из клавиатуры и отсоедините USB-кабель. Для повышения шансов на выполнение качественной работы вам понадобятся около 5 устройств ввода: возможно, таковые имеются у ваших друзей, близких, поспрашивайте на городском форуме.

Каждая клавиатура оснащена 3-мя светодиодами, указывающими на работу 3 основных функций изделия на кнопках Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock. Если же вам под руку попалась ненужная геймерская клавиатура, то все будет намного проще, ведь она зачастую включает огромное количество светодиодов.

Выполните разборку изделия и вытащите из него маленькую плату с контроллером. Она будет использоваться для соединения различных лампочек. Создайте изделие из 12 элементов, подключенных к резисторам по параллельной схеме. Превышать это значение не стоит, поскольку стандартный USB-кабель, от которого питается клавиатура, передает напряжение до 5 В при силе тока 500 мА.

Рабочее напряжение отдельных элементов не превышает 5 В. При прямом подключении без резистора будет происходить перегрев, который рано или поздно приведет к перегоранию компонентов. Именно поэтому напряжение понижается за счет дополнительного сопротивления или методом попарной спайки элементов. Во втором случае каждый отдельный компонент будет понижать напряжение «своего соседа». К сожалению, такой вариант считается менее оптимальным и эффективным: лучше всего следить за установленным лимитом вольтажа и не выходить за их пределы.

Создать самодельную новогоднюю гирлянду из светодиодов проще простого: запаситесь необходимыми элементами и инструментами, выполните расчет (с этим могу помочь специалисты) или найдите в сети любую проверенную схему подключения. Затем следуйте нашим инструкциям, и в итоге получите функционирующее, качественное и безопасное изделие.

В этой статье предложена отличная подборка схем новогодних гирлянд и других электронных игрушек для новогоднего интерьера, основанная на принципах автономного и экономного питания, а также простоте и надежности сборки радиолюбительских конструкций.

В качестве основного радио компонента испускающего свет во всех схемах гирлянд используются светодиоды, разных типов. В первую очередь это позволяет существенно снизить расход источника аккумулятора или батарейки, а также добиться неповторимых и непредсказуемых новогодних картинок в волшебную ночь.

Дети очень любят интересные и необычные вещи, особенно мигающие огоньки, на радость малышне предлагаю собрать достаточно простой вариант схемы мини гирлянды. Печатная плата в популярном радиолюбительском формате Sprint Layout, прилагается в архиве выше.

Схема состоит из генератора тактовых импульсов на отечественной цифровой микросхеме DD1 типа К155ЛА3, "силовая" часть выполнена на биполярных транзисторах VT1-VT4, можно использовать практически любые структуры n-p-n, хоть КТ315, если они у вас конечно остались. К Транзисторам подсоединяется светодиодная нагрузка и "переключатели" на логических элементах DD2-DD4 с RC-цепочками R5C2, R7C3 между ними для задания времени задержки включения трех выводных полупроводников.

В целом, "детская радость" работает следующим образом: С генератора следуют импульсы на DD1.2, затем открывает VT2, далее заряжается C2 и как только напряжение на нём достигнет уровня логической единицы "1", то на выходе элемента DD1.3 будет также единица, которая открывает VT3. С DD1.4 работа анологичная. Частота переключения подстраивается подбором C1. В итоге появляется ощущение бегущих огней.

Предлагаю вниманию читателей схему простой новогодней мигалки , которая может быть изготовлена первоначально в форме креста как сувенир к пасхальным или рождественским праздникам. Форма мигалки можно легко изменить и использовать как элемент световой рекламы.

Принципиальная схема приведена на рисунке. Светодиоды расположены в форме креста, схема выполнена с использованием микросхемы К561ЛА7. На элементах DD1.1, DD1.2, С1, R1 собран генератор прямоугольных импульсов частотой около 1 Гц, транзисторный ключ VT1 обеспечивает необходимый ток светодиодов HL1. . . HL10, конденсатор С2 необходим, если требуется плавное увеличение-уменьшение яркости светодиодов - это более приятно для глаз. Сопротивление резисторов R3... R6 подбирают (270-620 Ом) таким образом, чтобы уровень свечения светодиодов был одинаковым. Переключателем SA1 табло можно выключить или включить в режим непрерывного свечения.

В данной схеме количество светодиодов можно увеличить и до 12, из которых можно составить различные декоративные геометрические фигуры. Если использовать импортные светодиоды типа или AND123R, которые появились на наших радиорынках, яркость свечения значительно увеличится.

Этой несложной схеме лет тридцать, но она отлично работает каждый новый год у нас дома. Питается схема от параметрического стабилизатора на стабилитроне Д814Д. Задающий генератор выполнен на счетчике К176ИЕ12 с кварцевым резонатором с периодом 1 секунда. Сигнал с выхода счетчика поступает на дешифратор выполненный на микросхеме К561ИЕ8. Положительные импульсы с ее выходов через диоды поступают на транзистор КТ315, и открывается тиристор.

Для более мягкого и комфортного уютного свечения, лучше применять обычные лампочки, которые обеими ветвями подходят к мостовому выпрямителю и загораются в полнакала. В момент времени, когда тиристор открывается, часть ламп шунтируется и остальные начинают светиться в полный накал - это требуется учитывать. Трансформатор можно взять из старого телевизора.

В схеме присутствует развязка по сетевому напряжению, и даже при случайном касании проводов питания ламп, беды не случится.

Думаю каждый узнает схему этого простого мультивибратора для двух каналов на двух транзисторах. Светодиодов в каждом плече может быть много. Ну чем вам не супер простая новогодняя мигалка, которую можно собрать на монтажной плате за 5 минут.

А если захочется использовать три плеча, можно вспомнить из курса электроники схему мультивибратора на трех транзисторах.

Правильно собранная схема начинает работать сразу же. Напряжение питания от 5 до 9 В. Частоту мигания, т.е. следования импульсов подбирают конденсаторами. Желательно использовать светодиоды малой мощности с одинаковыми параметрами.

Рассмотрим несколько простых схемотехнических реализаций. Первая схема воспроизводит эффект "бегущих огней" для трех гирлянд. Основа схема три инвертора цифровой микросхемы К555ЛН1. Схема работает так, что в любой момент времени только на одном из инверторов есть сигнал, соответственно горит только одна из трех гирлянд, а следующая загорается тогда, когда гаснет предыдущая.

Вторая схема также позволяет достигнуть эффекта «бегущие» огни, но уже с возможностью регулирования скорости переключения гирлянд, за счет генератора прямоугольных импульсов. Частоту переключения гирлянд изменяют с помощью резистора R3.

Еще один вариант схемы переключателя елочных гирлянд похож на предыдущую, но собран на КМОП микросхемах и регулировка частоты осуществляется резистором R2.

Схема используется для управления елочной гирляндой. На биполярных транзисторах VT1, VT2 и резисторах R3-R6 построен модуль управления тиристором. Частоту вспышек гирлянды можно регулировать в широких пределах изменяя параметры сопротивлений R1, R2 и конденсатора C1.

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:

1. Определите оптимальное расстояние между соседними лампочками диодов.
2. Раскрутите провод и при помощи маркера нанесите отметки - предположительные места расположения огоньков. Лучше всего отступать 20-25 см от одного диода к другому.
3. В местах пометок при помощи острого лезвия ножа срежьте изоляцию с провода, только осторожно - не повредите его. Так крепить светодиоды будет легче.
4. На оголенные участки длиной до 3 см нанесите канифоль и немного припоя, упростив себе процесс крепления светодиодов.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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:

1. 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 «-».
2. Зафиксировав положение, оберните диод и батарейку скотчем в два слоя.
3. К положительному полюсу батарейки приложите магнит и закрепите его.
4. 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.