Светомузыка своими руками на светодиодной ленте для автомагнитолы

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
высокая скорость срабатывания;
низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт. Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке. Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем. Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке. В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала. Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке. Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор C_fc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл .lay, который можно скачать здесь. Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей. Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице. В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

Преимущества цветомузыки на светодиодах

В применении к цветомузыкальным устройствам (ЦМУ) светодиоды с ярким свечением имеют ряд преимуществ, по сравнению с лампами накаливания:

потребляют заметно меньше энергии;
их не нужно красить или ставить перед ними цветные фильтры;
схемы ЦМУ проще, не требуется гальваническая развязка.

Простейшая схема светомузыки на 12 В

Маркировка полупроводников указана на фото. Подключаете схему к колонке или громкоговорителю машины, и светодиод начинает мигать. Если он светится постоянно, нужно уменьшить уровень громкости, если совсем не горит – наоборот увеличить. Транзистор будет открываться и обеспечивать ток питания нагрузки каждый раз, когда напряжение на его базе будет превышать определенное значение. Получилась простейшая светомузыка, так как свечение излучателя связано с громкостью музыки.

Далее мы будем постепенно наращивать функционал схем, естественно, усложняя их. Советую последовательно ознакомиться со всем материалом, так как при этом Вы научитесь комбинировать части схем, создавая собственное устройство с нужными характеристиками. При этом во всех случаях используются однотипные, взаимозаменяемые элементы.

Самая простая цветомузыка на транзисторах

Это схема именно цветомузыки, так как устройство обеспечивает связь частоты звука с цветом светового излучателя. Три канала различаются RC фильтрами, установленными перед транзисторами. В результате нижний канал цветомузыки, к которому подключен красный светодиод, реагирует на звуковые сигналы частотой ниже 300 Гц, средний, с синим светодиодом, работает в диапазоне 300-6000 Гц, а верхний, к которому подключен зеленый светодиод, работает от сигналов выше 6000 Гц. Звуковой сигнал, как и в прошлом варианте, подается с выхода для наушников, колонок или динамиков авто.

Деление на частотные диапазоны в ЦМУ условное и может быть выбрано другим. Более того, границы каналов по частоте получаются нечеткие из-за низкой избирательности фильтров, а еще они заметно сдвигаются из-за разброса параметров радиоэлементов. При этом три переменных резистора на входе схемы позволяют отрегулировать ее так, чтобы светодиоды мерцали примерно с одинаковой интенсивностью.

Маркировку керамических конденсаторов смотрите на фото. Транзисторы все те же КТ315 или КТ3102. Подойдут вообще почти любые биполярные структуры р-n-р. Можно использовать элементы проводимости n-р-n, если сменить полярность подключения питания и светодиодов.

Если установить мощные транзисторы, например, КТ805, то к выходу устройства можно подключить много светодиодов или светодиодную ленту. Еще лучше использовать составные транзисторы КТ829 с большим коэффициентом усиления, с которыми чувствительность устройства заметно вырастет.

Количество светодиодов, которые можно подключить параллельно, определяется их рабочим током и максимальным током коллектора транзистора. Например, максимальный ток коллектора транзисторов КТ315 с индексом Ж, И составляет 50 мА, значит, допускается в нагрузке один светодиод с рабочим током 30 мА. Эти же транзисторы с другими индексами допускают нагрузку до 100 мА, значит, можно подключить параллельно пару аналогичных светодиодов.

Мощные транзисторы могут использоваться с радиаторами, так что для них нужно принимать максимальный ток коллектора в том режиме, в котором Вы собираетесь их использовать. Какой ток потребляет конкретная светодиодная лента, нужно читать на ее упаковке.

Светодиоды имеют разброс параметров, так что, если их соединить параллельно без отдельных резисторов, свечение будет разным. Токоограничивающие резисторы легко рассчитать, пользуясь законом Ома. Для этого надо знать рабочее напряжение и ток используемых светодиодов. Если считать не хочется, можно сначала подключить сопротивление 200 Ом в любой из рассматриваемых схем. Если светодиод горит плохо, сопротивление надо уменьшать до того, пока ток через светодиод не достигнет нужного значения (от 10 до 30 мА в зависимости от марки).

Фильтры в этой схеме несколько другие, но сути это не меняет. Как и в прошлом случае, на входе можно предусмотреть подстроечные или переменные резисторы для выравнивания чувствительности каналов. В следующем видео демонстрируется сборка представленного выше устройства.

Маркировку электролитических конденсаторов смотрите на фото. Для монтажа простой схемы в домашних условиях нет смысла травить печатную плату. Удобно использовать навесной монтаж на макетной плате. В простейшем случае радиоэлементы самодельной приставки можно закрепить горячим клеем на пластике выводами вверх. После застывания клея радиодетали надежно зафиксированы, и их выводы нетрудно соединить пайкой с помощью провода.

Звуковой сигнал в рассмотренных схемах подается с выхода для наушников или колонок. Для того, чтобы повысить чувствительность устройства и обеспечить его работу от сигнала с линейного выхода любого гаджета, необходим предварительный усилитель. Представленная схема подключается к входу всех рассмотренных выше схем. Переменный резистор R1 обеспечивает согласование уровня сигнала, чтобы светодиоды работали оптимально.

Можно вовсе избежать электрического соединения, если снабдить самодельную цветомузыку микрофоном с подключением по представленной схеме. Переменный резистор R4 обеспечивает согласование уровня. Подойдет почти любой электретный микрофон. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С1.

Как сделать своими руками четырехканальную приставку

Если собрать вместе рассмотренные выше схемы цветомузыки, получится примерно такой вариант. В данном случае частотный диапазон звукового сигнала разделен на 4 полосы, соответственно предусмотрено 4 канала, и RC фильтры перед транзисторами немного другие.

В схеме предусмотрен стабилизированный источник питания на КР142ЕН5. Для его сборки требуется трансформатор, и зачастую проще использовать любой имеющийся блок питания постоянного тока с выходным напряжением 9-12 В. Восемь цепочек светодиодов с рабочим током по 30 мА потребуют питание порядка 240 мА, так что блок питания с максимальным током нагрузки 500 мА и более точно подойдет. Подойдет и нестабилизированный источник напряжения, так как светодиоды имеют низкий динамический диапазон свечения, и пульсации по питанию не будут вызывать их ложное срабатывание.

Мы уже обсуждали возможность параллельного включения светодиодов с токоограничивающими резисторами. В этой схеме они соединены еще и последовательно. При этом нужно обеспечить, чтобы суммарное падение напряжения на включенных последовательно светодиодах была заведомо меньше напряжения питания схемы.

Таким образом, подавая более высокое напряжение, можно включать последовательно больше светодиодов, не увеличивая мощность транзисторов. При этом безопасным следует считать напряжение не более 36 В и нужно использовать транзисторы и электролитические конденсаторы, которые имеют соответствующие параметры.

Собирать устройство удобно на печатной плате, эскиз которой представлен на фото. Размеры платы 80х45 мм.

Транзисторы КТ502 (с любым буквенным индексом) можно заменить на КТ503 с полярностью n-p-n. При этом одновременно необходимо заменить КТ361 на КТ315 или КТ3102 (с любым буквенным индексом), а также сменить полярность подключения питания, диодов, светодиодов и электролитических конденсаторов. В этом случае вместо предварительного усилителя можно подключить микрофон по рассмотренной выше схеме.

Маркировку конденсаторов мы рассмотрели выше. При параллельном соединении их емкость суммируется, что облегчает подбор элементов для фильтров. Напряжение, указанное на корпусе электролитических конденсаторов, должно быть заведомо больше напряжения источника питания. Конденсатор С8 должен быть рассчитан не менее, чем на 25 В.

Резисторы подойдут любые мощностью 0,125-0,25 Вт. Цветная маркировка поможет определить их номиналы. Подстроечные резисторы мы рассмотрели выше, переменный резистор подойдет любой, подходящий по размерам.

Диоды VD1 – VD4 любые малогабаритные. Для Д9 маркировка указана на фото.

В блоке питания в качестве выпрямителя удобнее использовать готовый диодный мост. При его отсутствии подойдут дискретные диоды типа КД105, КД106, КД209 и прочие с рабочим током не менее 300 мА. Если подобрать малогабаритные элементы, их удастся установить на плату вместо диодного моста. Светодиоды нужного цвета выбирайте с ярким свечением. Желательно знать их рабочее напряжение и номинальный ток питания.

Вместо КР142ЕН5 удобнее использовать КР142ЕН8А,Г, которая обеспечивает 9 В на выходе без резистора R22. В этом случае вместо него ставится перемычка. Трансформатор нужно подобрать с напряжением на выходе 12-15 В с током нагрузки не менее 300 мА. В следующем видео пошаговая инструкция по сборке ЦМУ.

Установка с микрофоном на светодиодной ленте RGB

Следующее ЦМУ 3-х канальное. Здесь операционные усилители (ОУ) А1.2, А1.3, А1.4 вместе с набором RC элементов образуют активные фильтры. На ОУ А1.2 собран низкочастотный фильтр, и к выходу канала подключены красные светодиоды, на ОУ А1.3 собран среднечастотный фильтр, и к выходу канала подключены зеленые светодиоды, на ОУ А1.4 собран высокочастотный фильтр, и к выходу канала подключены синие светодиоды.

Фильтры активного типа обеспечивают заметно более высокую избирательность, чем рассмотренные выше схемы. При этом частотных диапазонов всего три, и эффект связи уровня звучания музыки соответствующих частот с яркостью свечения светодиодов определенного цвета становится более выразительным.

ОУ А1.1 выполняет роль предварительного усилителя сигнала с встроенного микрофона. Резистор R1 обеспечивает питание и нагрузку микрофона. Электретный микрофон М1 – полярное устройство, так что его минус нужно соединять с минусом питания, а плюс подключить к точке R1, С3.

Переменный резистор R6 обеспечивает регулировку общей чувствительности устройства. Элементы R18, R21, R24 обеспечивают настройку яркости мерцания каждого канала по отдельности.

Четыре ОУ схемы находятся в одном корпусе микросхемы КР1402УД2 (зарубежный аналог LM324). Конечно, можно использовать четыре ОУ общего применения в отдельных корпусах, например, КР140УД708. При этом топология печатного монтажа изменится.

Выходные каскады каналов выполнены по схеме составных элементов и состоят из пары транзисторов. К коллекторам транзисторов средней мощности КТ817 подключены минусы соответствующего цвета светодиодной ленты RGB. Подстроечные элементы R19, R22 и R25 позволяют установить начальное напряжение смещения, при котором светодиоды будут немного светиться при отсутствии звукового сигнала. Такой режим работы позволит избежать резких вспышек света и сделает работу ЦМУ более плавной. Однако в этом случае на транзисторах будет выделяться значительная мощность, и они могут перегреться при использовании без радиаторов.

Хотя КТ817 допускают максимальный ток до 3000 мА, однако максимальная рассеиваемая мощность с применением без радиатора составляет 1 Вт. В пересчете это означает, что в обозначенном выше режиме при использовании без радиатора нельзя подключить более 3-х светодиодов параллельно. На практике это значит, что чем больше рабочий ток RGB ленты, тем большей площади радиаторы необходимо использовать. Все прочие радиоэлементы схемы подбираются по тем же принципам, что и для всех вышеизложенных схем.

Таким образом, мы рассмотрели схемы светомузыкальных устройств в порядке возрастания их функциональности и сложности. Цветомузыка своими руками — хороший опыт в освоении электроники, а также интересная самореализация. Если внимательно изучить материал, можно создать своими руками устройство для вечеринок по собственным требованиям, с учетом имеющихся радиодеталей. В заключение посоветую серьезно отнестись к оформлению собственно подсветки. Для создания праздника цвета и музыки ее исполнение может оказаться даже более значимым, чем выбор схемы устройства.

Собираем своими руками простейшую цветомузыку на тиристорах

Схемы ЦМУ на тиристорах, работающих с лампами накаливания 220 В, по определению, более сложные, чем устройства на светодиодах. При этом проще обеспечить мощное свечение, а лампы накаливания имеют более широкий динамический диапазон уровня яркости по сравнению со светодиодами. С использованием цветных стекол, цветных ламп или окрашивая их самостоятельно, можно изготовить отдельные светильники или прожектора для каждого частотного канала. Еще проще подключить на выход обычные елочные гирлянды. Кроме того, покрасить лампы можно самостоятельно.

В отношении цветомузыкальных устройств в целом можно сказать, что создаваемый ими эффект на 50% зависит от оформления излучателей света. При творческом подходе своими руками можно изготовить экран или фонари ЦМУ, которые с легкостью компенсируют недостатки работы простейшей схемы, которую мы рассмотрим в первую очередь.

Принцип работы большинства цветомузыкальных устройств (ЦМУ) основан на связи яркости свечения ламп с уровнем звукового сигнала на входе устройства. При этом его разбивают на три (или более) составляющие с помощью электронных фильтров и формируют три канала, лампы которых мерцают в зависимости от наличия в музыке звучания соответствующих частот.

В приведенной схеме сигнал с громкоговорителя поступает на разделительный трансформатор. Трансформатор на входе необходим для гальванической развязки источника звука со схемой ЦМУ, которая находится под напряжением 220 В. Сигнал на вход устройства подается именно с громкоговорителей, так как в простейшей схеме отсутствует усиление сигнала, и уровня стандартного линейного выхода обычного гаджета недостаточно для работы ЦМУ.

С выхода трансформатора сигнал поступает на регулятор чувствительности – переменный резистор номиналом 10 кОм. Далее в каждом канале предусмотрена своя схема пассивного RC фильтра. Верхний по схеме фильтр пропускает сигнал высоких частот более 2 кГц. Средний канал имеет полосовой фильтр и пропускает средние частоты в диапазоне 250-2500 Гц. Нижний по схеме фильтр пропускает частоты ниже 300 Гц. При этом четкого разделения сигнала по частоте нет, так как фильтры имеют низкую избирательность, а элементы, из которых они состоят, имеют большой разброс параметров.

С выхода фильтров напряжение подается на управляющие электроды тиристоров, которые открываются при достижении определенного сигнала на входе. В итоге, через лампы соответствующих каналов протекает ток, и мы наблюдаем свечение.

Для сборки ЦМУ необходимо подобрать конденсаторы с рабочим напряжением не менее 300 В, резисторы нужны мощностью 1 Вт, тиристоры КУ202 потребуются с индексом Н или М, то есть с рабочим напряжением не менее 400 В. Трансформатор подойдет любой выходной от старого телевизора, радиоприемника или громкоговорителя радиоточки. Максимальная допустимая нагрузка на канал до 400 Вт, так как тиристоры установлены без радиаторов.

Схему можно собрать с помощью навесного монтажа, а детали закрепить на куске пластмассы с помощью клеевого пистолета. Впрочем, можно изготовить и печатную плату в соответствии с фото. При наладке ЦМУ нельзя касаться ее элементов, так как все они находятся под опасным напряжением 220 вольт!

Отмечу, что приведенная схема имеет ряд недостатков:

отсутствует элементарная защита схемы в виде предохранителя;
тиристоры работают с переменным напряжением и легко выходят из строя;
лампы питаются пониженным напряжением с видимой пульсацией 50 Гц;
на вход необходимо подавать сигнал не менее 2-3 Вт;
отсутствует регулировка чувствительности каждого канала, значит, лампы отдельных каналов могут гореть все время, либо не включаться вовсе;
лампы включаются резко, так как отсутствует синхронизация управления тиристорами с переменным напряжением 220 В;
непросто найти трансформатор от старого громкоговорителя радиоточки, телевизора или радиоприемника.

Однако все они компенсируются одним большим преимуществом для начинающих – простотой! Именно с этого варианта имеет смысл начать сборку ЦМУ. Элементарные улучшения мы рассмотрим прямо сейчас, а принципиально лучшие схемы следуют далее.

Для стабильной работы тиристоров в схему следует добавить один силовой и три сигнальных диода. Переменные резисторы R1-R3 можно установить на входе каждого канала и регулировать их чувствительность в зависимости от характера музыки. При этом на резисторы нужно надеть изолирующие пластмассовые ручки без металлизированного покрытия. Переменных резисторов касаться нельзя, так как они находятся под напряжением 220 В!

Чтобы на лампы подавалось полное напряжение, тиристоры нужно включить в цепь постоянного тока через мостик из диодов (D4-D7 в приведенном примере). Здесь В1-В3 – предохранители, включенные раздельно в цепь питания каждой лампы. Диоды необходимы на ток не менее 2 А, подойдут Д246А.

Схема 4-х канальной цветомузыкальной приставки на 220 В

Рассматриваемая схема имеет четыре частотных канала, к которым соответственно подключены четыре лампы разного цвета. Применение активных фильтров на операционных усилителях позволяет получить неплохое разделение каналов по частоте. Использование оптопар и симисторов в выходных каскадах обеспечивает гальваническую развязку и простую схему синхронизации работы симисторов с напряжением переменного тока сети 220 вольт.

Проанализируем работу схемы. Сигнал с линейного выхода звуковоспроизводящего устройства подается на регулятор общей чувствительности — переменный резистор R1. Далее он поступает на входы каналов через регуляторы R2-R5. Активные фильтры каналов собраны на операционных усилителях (ОУ) DA1.1- DA1.4, а также резисторах и конденсаторах, которые и определяют индивидуальные параметры фильтров. Самый нижний по схеме канал имеет конденсаторы наибольшей емкости, то есть настроен на самую низкую частоту. Резисторы R14-R15 определяют режим работы ОУ по постоянному току.

С выходов каналов сигналы поступают на ключи на транзисторах VT1- VT4, нагрузкой которых являются оптопары U1-U4. Выходы оптопар подключены к цепям управления симисторами, которые подают питание на лампы соответствующего канала. Степень открывания симистора зависит от сигнала на входе соответствующего канала. Конденсаторы С19-С22 служат для подавления импульсных помех, которые возникают при работе симисторов.

Предохранитель F1 выбирается в зависимости от мощности нагрузки. При использовании ламп мощностью до 100 Вт его наминал составит 2-3 А. При нагрузке 200 Вт подойдет предохранитель на 4-5 А. При увеличении нагрузки потребуется еще больший номинал предохранителя. При использовании ламп мощностью 200 Вт и более дорожки, которые подходят к аноду и катоду симистора, нужно усилить, напаяв на них кусочки одножильного провода.

Для питания схемы подойдет почти любой источник постоянного напряжения 12 В. При подключении для настройки нужно проконтролировать, чтобы под платой не оказалось никаких токопроводящих предметов. Вся часть схемы, которая изображена справа от выхода оптопары, находится под опасным напряжением 220 В и касаться ее элементов руками недопустимо.

Схемы УЦСМ Волгоградского завода электронного машиностроения

Элементная база всех устройств также мало отличается. Все схемы собраны на операционных усилителях КР140УД1А, все полевые транзисторы КП103Е, в выходных каскадах применяются транзисторы КТ503Б, все прочие транзисторы – КТ315Б. Применяются тиристоры КУ202Н, сигнальные диоды КД521А, силовые диоды КД105Б. Переменные резисторы – на 10 кОм. Высокочастотные трансформаторы – МИТ-4В. Таким образом, можно прочитать любую схему.

С выхода A2 сигнал поступает на входы активных фильтров на ОУ А3-А5. Сверху вниз по схеме расположены каналы высоких, средних и низких частот, соответственно зеленого, желтого и красного цвета ламп. Далее рассмотрим работу высокочастотного канала.

Сигнал с выхода фильтра на А4 выпрямляется диодом и конденсатором и подается на неинвертирующий вход компаратора А6 через переменный резистор. Упомянутый элемент позволяет регулировать чувствительность канала. При этом на инвертирующий вход компаратора подключен второй переменный резистор, с помощью которого можно регулировать напряжение смещения компаратора, а в итоге устанавливать начальную яркость свечения ламп соответствующего цвета. Кроме того, на инвертирующие входы всех компараторов подается через разделительные резисторы 750 кОм общий сигнал синхронизации с формирователя импульсов на транзисторе КТ315Б, который управляется пульсирующим напряжением с диодного моста. Таким образом, на выходе компаратора появляется пульсирующий сигнал, синхронизированный с сетью 220 В.

С выхода компараторов сигнал поступает на базы транзисторов КТ315Б, которые выполняют роль модуляторов. Питание на коллекторы этих транзисторов поступает с мультивибратора VT13- VT14, который вырабатывает высокочастотный сигнал, который пройдет через импульсные трансформаторы. В итоге на выходе модуляторов формируются пачки высокочастотных импульсов, синхронизированных с сетью.

С коллекторов модулирующих транзисторов сигналы поступают на базы транзисторов КТ503Б, в коллекторные цепи которых включены импульсные трансформаторы. Выходы трансформаторов подключены к управляющим цепям тиристоров через диоды, которые ограничивают обратные выбросы индуктивностей. В итоге, тиристоры открываются в соответствии с длиной импульсов, сформированных компараторами.

Для усиления эффекта в данной цветомузыке установлен двигатель, который размещается в центре экрана между лампами. К оси двигателя закреплен трафарет из алюминия, который вращается перед лапами и создает причудливые тени на матовом оргстекле экрана.

Питание на тиристоры подается через два диодных моста попарно, так как один мостик КЦ402 выдерживает нагрузку только двух каналов. Мультивибратор питается нестабилизированным напряжением. Двухполярное питание ОУ обеспечивается параметрическими стабилизаторами на стабилитронах КС168А. Конденсаторы на входе схемы гасят помехи, создаваемые тиристорами. Трансформатор ТАН-1 применялся еще для ламповых устройств и в схеме использованы 5 обмоток на 6,3 В.

Во входном каскаде исключен полевой транзистор в обратной связи ОУ, так как он оказывал мизерное влияние на работу устройства. При этом на выходе DА1 добавлен переменный резистор RР1 для регулировки общей чувствительности ЦМУ. В старой цветомузыке часто приходилось накручивать регуляторы всех трех каналов, чтобы настроить на новый музыкальный клип. Регуляторы начальной подсветки наоборот исключены, так как в них нет необходимости.

Коснемся изменений элементной базы. Вместо транзисторов КТ315 после компараторов включены логические элементы 2ИЛИ-НЕ К155ЛЕ1. На таких же элементах DD3.2, DD3.3, DD3.4 собран генератор высокой частоты. Вместо двух мостиков КЦ402 используется один мост на 4-х диодах КД202Н.

Двигатель из схемы исключен, а движение света на экране создается переключением работающих ламп. При этом поверх цветных стекол фильтров перед лампами установлены накладки с окнами разных видов, что создает причудливые формы свечения на экране. Теперь тиристоры трех каналов, указанные на схеме сверху, включены последовательно с тиристорами VS4 и VS5, которые включаются попеременно, обеспечивая смену подключенных ламп.

Переключение тиристоров VS4-VS5 осуществляется по сигналу генератора, управляемого напряжением, который собран на микросхеме DD4 по схеме мультивибратора. Управляющий сигнал на вход генератора поступает с трех каналов через развязывающие диоды VD4, VD6, VD8, переменный резистор и транзистор VT3. Переменный резистор регулирует чувствительность скорости переключения ламп на экране, которая определяется уровнем звукового сигнала. С выхода генератора сигнал поступает на вход регистра сдвига (DD2, DD1.4, DD3.1), который включает попеременно тиристоры VS4 и VS5.

В ЦМ-01 переменные резисторы, регулирующие начальное свечение ламп каждого канала, заменены на подстроечные, установленные на плате. При настройке устройства их устанавливают так, чтобы лампы каналов находились на пороге свечения. Установка выполнена на двух печатных платах, которые приведены на фото. Работу устройства можно оценить с помощью следующего видео.

Динамический диапазон работы изменения частоты переключения каналов, в зависимости от уровня звукового сигнала, заметно увеличился. Теперь изменение скорости переключения ламп можно наблюдать как при очень тихой музыке, так и при очень громкой.

О совершенствовании ЦМУ

Новинкой представленного варианта является компрессор на входе, собранный на DА2, VT1 и VT2. Он позволяет максимально сжать входной сигнал, и мерцание ламп можно наблюдать как при очень тихой музыке, так и при очень громкой. Еще больший уровень сжатия в данной схеме невозможен, так как мешают пульсации питания параметрического стабилизатора. Таким образом, улучшить параметры системы можно с применением стабилизаторов питания с высоким коэффициентом стабилизации на транзисторах или микросхемах.

Схема станет заметно проще, если в выходных каскадах использовать оптопары и симисторы (смотрите схему на 4-х каналах, представленную выше) вместо импульсных трансформаторов и тиристоров. В этом же примере приведено использования счетверенного ОУ, который позволяет уменьшить количество элементов схемы.

Практически все разработчики ЦМУ в СССР периодически встречались у пионера цветомузыки Галеева А.М. в г. Казани, где имели возможность познакомиться с конструкциями коллег. В нашем ОКБ при ВЗЭМ мы приходили к выводу, что в развитии ЦМУ на аналого-цифровых схемах наступает предел. Тогда нам казалось, что будущее за устройствами на базе компьютерной обработки звуковых сигналов.

Сегодня вполне реально создать свою программу, приобрести китайскую лазерную моргалку и переделать ее под оконечное устройство, управляемое от компа. Творите свое собственное лазерное шоу на Новый год или юбилей!

Для меня же, как инженера, в развитии схемотехники ЦМУ наступил потолок, и я перешел в отдел разработки систем управления технологическим оборудованием, где начинали работать с микроконтроллерами. Шлю горячий привет и мысленно обнимаю всех, кто трудился рядом со мною в ОКБ при ВЗЭМ!

Все, кто дочитал до этого места, могут смело обращаться с техническими вопросами по ЦМУ. Пишите под статьей. Обычно я имею возможность ответить в течение суток.

Всем доброго времени суток. Сегодня расскажу о том, как вчера сделал минимальную цветомузыку себе в машину. Я вообще любитель различных световых эффектов. Чем больше светодиодных разноцветных лент, тем больше радость у меня и у моих друзей ночью в машине! Поначалу у меня были только обычные ленточки, которые просто горели без всяких мерцаний. Позже мне захотелось немного разнообразия, и я решил добавить морганий, вспышек и этого рода подобного. Так вот, сзади у меня стоит обычная 3-ех цветная лента, которая просто меняет цвета по определенной программе. У каждого пассажира есть так же подсветка зеленого цвета, что смотрится довольно таки не плохо.

Основной яркостью моих лент являются 2 ленты, которые моргают в такт музыки. Вся установка собирается минут 15 и не требует особых навыков. Установить можно данную схему в любом месте автомобиля. По такому принципу у меня и моргает габарит в фарах. Довольно забавно и интересно выглядит со стороны. Сразу можно выделить свою, может и не "видную" в обществе машинку :)

Что нам потребуется для сборки данной схемы?

Несколько светодиодных лент на ваш вкус;
магнитола или усилитель;
Многожильные провода;
Один резистор R1

Его подбирают по вкусу от 1 Ом до 200 Ом (можно и вовсе поставить переменный и подкручивать его как вам удобно). Для чего вы спросите здесь ставлю резистор? Ответ прост: первая лента будет загораться уже на малых частотах (мощности), а вторая, благодаря сопротивлению, будет моргать уже в большей нагрузке (под больший звук и бас).

Можно к этой схеме добавить еще несколько лент, но не забывая добавлять резистор, с каждой лентой все больше значение. После того как схема собрана, ее можно подключить к магнитоле. Подключается она к выводу на колонки.

Провода аккуратно спрятал в панель автомобиля, подключил к магнитоле, сами ленты приклеил к боковой части лобового стекла. Днем может и не очень классно, но ночью вам точно обзавидуются и спросят у вас "рецепт приготовления" данной установки :)

Видео работы автосветомузыки

В общем экспериментируйте, а я пока с левой стороны салона пойду приделаю подобную вещь :) Автор проекта - Максим Шайков.

Форум по обсуждению материала ПРОСТАЯ СВЕТОДИОДНАЯ СВЕТОМУЗЫКА В АВТО

Обзор ещё нескольких схем и готовых конструкций Gauss Gun с Алиэкспресс.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

Обзор электромагнитного пистолета из китайского набора для самостоятельной сборки.

Обзор китайского устройства для электролиза воды - фото, видео, описание работы.

Светодиоды в этом цветомузыкальном устройстве излучают свет в соответствии с уровнем звукового сигнала, как в схемах индикаторных вольтметров переменного тока магнитофонов, и также в этой схеме светодиоды светятся в соответствии с определенными частотами (управление конечно ШИМ).

Всё это работает с микроконтроллером ATtiny13. Устройство позволяет светодиодам загораться в соответствии с определенными частотами звукового сигнала, с разделением на зеленый, красный и синий цвет. Можно использовать 3 разные светодиодные ленты или одну типа RGB.

В проекте используются АЦП, выборка сигнала и DSP - цифровая обработка сигнала, которые позволяют светодиодам излучать свет синхронно с музыкой, разделяя три полосы частот в реальном времени.

Схема ЦМУ на светодиодах и ATtiny13

Схема ЦМУ на ATtiny13, лентах и MOSFet

Собрана схема на макетной плате и опробована. Использовался выход MP3 плеера в качестве источника звука. МОП-транзисторы могут быть 50N06, IRFZ44 или IRF3205.

Тут использовался последовательный программатор для установки ПО на ATtiny13, через Ponyprog. Настройки фузов ATtiny13: FUSE_L = 0x6A FUSE_H = 0xFF F_CPU = 1200000.

Форум по обсуждению материала ЦВЕТОМУЗЫКА С RGB LED ЛЕНТАМИ И ATTINY

Тестирование, схема и разборка мини паяльной станции из Китая KSGER STM32 V3.1S OLED T12.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Приводится несколько рабочих схем электромагнитных Gauss Gun. Первая часть сборника.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Читайте также: