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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Erizo ligero. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Músico
"Light hedgehog" consume un poco más de 220 W de una red de 100 V y pesa aproximadamente 3 kg. Está diseñado para el diseño de iluminación de programas de conciertos, espectáculos y discotecas. La estructura interna del dispositivo se muestra esquemáticamente en la fig. 1. La lámpara incandescente 5 está instalada en el panel 10 y está equipada con una pantalla opaca 6, que elimina la iluminación de la habitación por la luz directa de la lámpara. El reflector 4 consta de una base esférica de metal con una gran cantidad de fragmentos de espejo pegados a su superficie interna que mira hacia la lámpara 5. Los rayos reflejados por cada fragmento individual y enfocados por la lente 8 crean una especie de "erizo" en el espacio. El motor 3 hace girar el reflector 4, y con él los haces, que se ven especialmente impresionantes en un ambiente lleno de humo. Además de los nodos enumerados, una placa de circuito impreso de la unidad de control 12, un transformador de potencia 11 y un ventilador 2 están instalados dentro de la carcasa 1. Los orificios 7 para el paso del aire que enfría la lámpara 5 dentro de la carcasa 12 están cerrados con una pantalla opaca 9.
El esquema del "erizo de luz" se muestra en la fig. 2. La potencia total del transformador T1 (2, ver Fig. 1) debe ser mayor que la potencia de la lámpara EL1 (5, ver Fig. 1) en al menos 15 ... 20 W. El voltaje en el devanado secundario (II) del transformador con la lámpara conectada debe ser de 10,5 ... 11,5 V. Dado que la corriente consumida por la lámpara alcanza los 8 A, debe conectarse al transformador con un cable con una sección transversal de al menos 2,5 mm2.
La base de la unidad de control para el motor paso a paso M2 que gira el reflector es el microcontrolador DD1 PIC12C508A-04 / P, en cuya memoria de programa se deben escribir los códigos de la tabla utilizando el programador. Este microcontrolador es programable una vez, por lo que esta operación debe realizarse con mucho cuidado.
Las señales generadas por el microcontrolador se alimentan a los devanados del motor paso a paso M2 a través de los interruptores de transistor del microcircuito DD2. Cada una de sus salidas está equipada con un diodo de protección, y el cátodo común de los diodos está conectado al terminal 9. Por lo tanto, los devanados del motor se derivan mediante diodos que suprimen las sobretensiones de conmutación. El programa proporciona cinco velocidades diferentes y dos sentidos de giro del reflector. Varias combinaciones de estos parámetros crean efectos de iluminación. Si los contactos del interruptor SA1 están cerrados, el cambio de combinaciones de velocidad/sentido se produce periódicamente según el programa. De lo contrario (el interruptor está abierto), el cambio se sincroniza con los pulsos recibidos en el pin 4 del chip DD1. El modelador de pulso al compás con el ritmo de una pieza musical está montado en un chip DA1 LM324. La cascada en el amplificador operacional DA1.1 amplifica la señal de sonido del acompañamiento musical recibida por el micrófono BM1. Resistencia R3 - control de ganancia. Luego, a través del filtro R7C6R8C7, la señal ingresa a la entrada del amplificador en el amplificador operacional DA1.2, cubierta por AGC (control automático de ganancia), que mantiene constante la amplitud de la señal en la salida DA1.2, independientemente del volumen de la música. El detector AGC está ensamblado en un diodo VD5, el filtro es R12C8, el actuador es un transistor VT1. El detector de amplitud en el diodo VD6 con el filtro R16R17C14 y el repetidor DA1.3 extraen la envolvente de la señal musical. El dispositivo de umbral en el amplificador operacional DA1.4 con una unidad de retardo de reintento convierte la envolvente en entrada de pulsos rectangulares a la entrada GP3 del microcontrolador DD1. La placa de circuito impreso del nodo de control se muestra en la fig. 3. Está diseñado para la instalación de resistencias MLT fijas y condensadores cerámicos KM, K10-17, KD-2. Condensadores de óxido - K50-35 o similares importados. El microcontrolador PIC12C508A-04/R se puede reemplazar con el micrófono PIC12C509A-04/R BM1 - HMO1001A. También son adecuados otros electretos utilizados en los teléfonos modernos, por ejemplo, CZN-15E.
Los estabilizadores integrados importados se pueden reemplazar por domésticos: LM7805 - KR142EN5A, LM7809 - KR142EN8A. Un análogo del microcircuito ULN2004AN es K1109KT23. Como VT1, son adecuados los transistores de la serie KT315 o KT3102 con índices de letras arbitrarios. Diodos VD1-VD4: rectificador para una corriente de al menos 1 A. Cualquier diodo de silicio de baja potencia es adecuado como VD5-VD8. Diámetro del reflector (4, ver Fig. 1) - 100...150 mm. En uno más pequeño, es difícil colocar una cantidad suficiente de fragmentos de espejo, y un motor M2 de gran tamaño no podrá girar. Un reflector de aluminio de un viejo foco de teatro puede servir como base para la base del reflector. En casos extremos, puede hacer la base usted mismo a partir de una lámina de aluminio con un grosor de no más de 1,5 mm y unas dimensiones de al menos 100x100 mm. Es aluminio blando lo que se necesita, y no duraluminio que es difícil de deformar. Se vierte un mortero de cemento en una caja de madera de un tamaño adecuado, se presiona una bola de goma con un diámetro de 20...30 mm hasta una profundidad de 200...250 mm y se deja endurecer el mortero. Después de quitar la bola y colocar una placa de aluminio en el hueco, se le da forma esférica a la pieza de trabajo mediante golpes de un mazo semicircular. No te enfades si no sale perfecto. Esto no solo no empeora, sino que incluso diversifica los efectos de iluminación. En el centro de la base terminada, fije el manguito para que encaje en el eje del motor. Para no crear reflejos de luz innecesarios, cubra la superficie interior de la base con pintura mate oscura antes de pegar los fragmentos de espejo. Es necesario abordar la preparación y el adhesivo de los fragmentos de espejo de manera creativa; la expresividad de los efectos creados depende de esto. Para obtener rayos de colores saturados se utilizan filtros dicroicos reflectantes a modo de espejos. A veces se pueden encontrar en tiendas que venden equipos de escenario. Si no fue posible comprar filtros adecuados, deberá limitarse a rayos de un solo color y usar espejos comunes de 1,5 ... 2 mm de espesor de "bolsas de cosméticos" o paquetes de polvo. Los más gruesos no funcionarán: el reflector resultará demasiado pesado. Los espejos se cortan en fragmentos aproximadamente cuadrados con un lado de 15...20 mm y se pegan a la superficie interior de la base. En principio, cualquier lámpara de iluminación con una potencia de 1 ... 50 W es adecuada como EL100, sin embargo, para obtener rayos brillantes y claros, su espiral debe ser plana y densa (giros, uno al lado del otro). Además de la potencia, las lámparas se clasifican por temperatura de color, cuanto más baja es, más "roja" es la luz. Las lámparas incandescentes convencionales se caracterizan por una temperatura de color relativamente baja, por lo que los rayos de colores que se encuentran en la región azul del espectro parecerán tenues. Para las lámparas halógenas, esta cifra es mayor, pero la vida útil es más corta. Se recomienda utilizar una lámpara halógena KGM12-100-2 de 100W. Con una tensión nominal de 12 V, dura más de 350 horas. Los posibles reemplazos son las lámparas KGM 12-100 (vida útil 85 horas), KGM 12-50 (potencia 50 W) o FSR12-100 de General Electric. También puede utilizar faros antiniebla de coche. La durabilidad de la lámpara y del dispositivo en su conjunto depende en gran medida de la calidad del panel de la lámpara. Con un contacto deficiente con los enchufes, los terminales de clavija de las lámparas a menudo se queman. Se puede encontrar un panel adecuado en la lámpara halógena importada. Si esto no fuera posible, la lámpara se fija sujetando la parte plana de su base entre dos tiras de fibra de vidrio, y un cable de cobre de un solo núcleo, sin aislamiento, se enrolla firmemente en los terminales de clavija. La soldadura es inútil aquí, ya que la temperatura de los terminales de una lámpara de trabajo está por encima del punto de fusión de la soldadura. También se pueden utilizar terminales de tornillo adecuados, por ejemplo, de bloques de distribución de red. En cualquier caso, las piezas de plástico no resistente al calor deben retirarse de la lámpara a una distancia considerable. Al instalar la lámpara, se debe tener en cuenta que su espiral debe estar frente al reflector con la superficie luminosa de mayor área, y el centro de esta superficie debe estar en el eje óptico del dispositivo, indicado en la Fig. 1 línea de puntos y guiones. El ancho de la pantalla protectora es 5 mm mayor que el diámetro de la bombilla. Dado que la temperatura de funcionamiento de la bombilla de la lámpara halógena EL1 supera los 250 °C, sin ventilación forzada en el espacio interno cerrado del erizo, la lámpara puede sobrecalentarse hasta que la bombilla se ablande y se deforme. Bajo la influencia de altas temperaturas, el panel de la lámpara a menudo se destruye, los componentes electrónicos de la unidad de control del motor fallan. El ventilador EC8025M12 de la fuente de alimentación de la computadora se usa para enfriar el dispositivo. El reflector es accionado por un motor paso a paso DShR-39. Un posible reemplazo es PBMG-200, que se usó en unidades de disquete de cinco pulgadas para computadoras. Cualquier otro motor paso a paso con una resistencia de devanado de 90 ... 110 ohmios también es adecuado. La lente-objetivo del dispositivo es una lupa doble con una distancia focal de 192 mm. También es adecuado otro con un diámetro de al menos 100 mm y con una distancia focal de 150 ... 300 mm. Este último puede determinarse aproximadamente enfocando la imagen del disco solar en alguna superficie no combustible. La distancia de la lente a la superficie es la distancia focal. El cuerpo del "erizo ligero" está hecho de cualquier chapa. No se recomienda el plástico, la madera contrachapada y otros materiales con baja conductividad térmica y resistencia al calor. La forma y las dimensiones de la caja realmente no importan, pero debe encajar en todas las que se muestran en la Fig. 1 nudos y detalles. El diámetro del orificio para la lente es 5...10 mm menor que su diámetro. La lente se fija alrededor del perímetro con tres o cuatro abrazaderas. El montaje preliminar del dispositivo se lleva a cabo sin lente. A una distancia aproximada de 300 mm del reflector, se instala una pantalla blanca (por ejemplo, de cartón). Se aplica un voltaje de 1 ... 20% del voltaje nominal a la lámpara EL30 y, moviéndolo a lo largo del eje óptico, encuentran una posición en la que se verá en la pantalla el grupo más concurrido de puntos de luz del tamaño mínimo. Habiendo fijado la lámpara en esta posición, mida la distancia A (ver Fig. 1). Luego, instale la lente y dirija el dispositivo a la pared a una distancia de 5 ... 10 m Sin cambiar la posición relativa de la lámpara y el reflector, seleccione la distancia entre ellos y la lente de tal manera que obtenga muchas imágenes claras del filamento de la lámpara EL1 en la pared. Mida la distancia B (ver Fig. 1). Cuando se ajusta correctamente, la suma de A y B es aproximadamente igual a la distancia focal de la lente. Al ensamblar finalmente el dispositivo, las distancias encontradas deben ser observadas exactamente. El establecimiento de la unidad de control comienza con la verificación del voltaje en las salidas de los estabilizadores integrales DA2 (9 V) y DA3 (5 V). Al cerrar el interruptor SA1, usando un osciloscopio, verifique la presencia de pulsos rectangulares de frecuencia que cambia periódicamente en los pines 2, 3, 5 y 6 del microcontrolador DD1. Si no están presentes, el microcontrolador está defectuoso o mal programado. Pulsos similares, pero con una amplitud de aproximadamente 12 V, deben estar en los pines 14,13, 11,10 del microcircuito DD2. Si no hay pulsos en uno de ellos y el voltaje es cero, la causa puede ser una ruptura en el devanado del motor M2. Además, después de asegurarse de que el voltaje constante entre las salidas del micrófono BM1 esté dentro de 1 ... 3 V, encienden música rítmica con componentes pronunciados de baja frecuencia. En la pantalla del osciloscopio conectado a la salida del amplificador operacional DD1.1 (pin 8), debe verse la forma de onda de la señal musical, cuya amplitud se ajusta mediante la resistencia de sintonización R3. Cuando cambia diez veces, la amplitud de la señal en la salida DD1.2 (pin 14) debe permanecer aproximadamente igual a 3 V. De lo contrario, es necesario verificar la capacidad de servicio del transistor VT1 y los elementos relacionados, seleccione el valor de la resistencia R12. Un nivel constante de 2 ... 3 V en la salida de DA1.3 (pin 1) durante el sonido de la música debe ir acompañado de ráfagas al ritmo de un ritmo fuerte de la pieza. El voltaje en el pin 6 de DA1.4, aproximadamente 4 V, varía ligeramente según la naturaleza de la música. Queda por verificar la presencia de pulsos positivos rectangulares en la salida DA1.4 (pin 7). Su duración depende de los parámetros del circuito C16R23 y debe ser de 100 ms. Es posible eliminar las lagunas o la salida intempestiva de pulsos seleccionando el valor de la resistencia R19. A veces, el nodo de control se activa por el ruido generado por el ventilador. En este caso, es necesario quitar el micrófono BM1 del ventilador o incluso sacarlo del dispositivo. El código fuente del programa "light hedgehog". Literatura
Autor: A. Bogdanov, Krasnodar
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Hoy en día es difícil imaginar un escenario, una sala de baile o de conciertos sin un equipo de iluminación que los ilumine con numerosos haces que cambian constantemente de brillo, color y posición espacial. En el artículo propuesto, hablaremos sobre uno de los dispositivos de iluminación más simples de este grupo. Crea varias decenas de rayos blancos o de colores y, bajo el control de un microcontrolador, los hace girar al ritmo de la música alrededor de un eje condicional.
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