Elektronika domowa
10/2000 39
obejmujący całe widmo sygnału. W profe-
sjonalnych urządzeniach można spotkać
Urządzenie iluminofoniczne
nawet dziesięć kanałów. Opisane dalej
Urządzenie iluminofoniczne przez starszych czytelników wychowanych urządzenie zostało zaprojektowane w taki
sposób, że składa się z niezależnych, iden-
na radzieckim miesięczniku Radio nazywane jest często  majakiem lub
tycznych bloków. Może więc zostać wyko-
 cwietomuzyką . Terminy te są zapewne obce większej częS
ci młodsze-
nane dla dowolnej liczby kanałów.
go pokolenia elektroników. Urządzenie iluminofoniczne to po prostu
W większoS
ci urządzeń iluminofonicz-
układ S
wietlny sterowany sygnałem akustycznym. Opisane w poniższym
nych do sterowania jasnoS
cią S
wiecenia
artykule urządzenie jest zaprojektowane odmiennie od większoS
ci tego
żarówek wykorzystuje się triaki. Rozwiąza-
typu urządzeń. Dzięki temu można je wykonać w kilku wersjach różnią-
nia te obarczone jest doS
ć dużym manka-
cych się liczba kanałów.
mentem. ZależnoS
ć jasnoS
ci S
wiecenia ża-
rówki od kąta przewodzenia triaka jest sil-
Zmysły ludzkie są nieodgadnione. miast tego zdobyły sobie trwałe miejsce
Już dosyć dawno zauważono, że dx
więki w dyskotekach i na wszelkiego rodzaju za- nie nieliniowa. Przy liniowej zamianie am-
plitudy sygnału na kąt włączania triaka
wywołują wrażliwoS
ć oka ludzkiego na bawach stanowiąc dodatkową atrakcję.
efektu S
wietlny jest  spłaszczony . Dodat-
barwy. GłoS
niejsza muzyka wyczula nasz Działanie urządzenia iluminofonicznego
zmysł wzroku na barwy zimne (zielone polega na modulowaniu jasnoS
ci S
wiece- kową wadą sterowania za poS
rednictwem
triaków jest mała płynnoS
ć zmian jasnoS
ci
i niebieskie), natomiast dyskretnie sączą- nia kolorowych reflektorów przy pomocy
S
wiecenia żarówek, szczególnie dla ma-
ca się melodia zwiększa czułoS
ć na kolory sygnału akustycznego  muzyki. Widmo
łych amplitud sygnału akustycznego.
ciepłe. Co ciekawe nie zaobserwowano sygnału akustycznego jest podzielone na
odwrotnego zachowania się zmysłów, kilka pasm, przy pomocy których stero- Wad tych pozbawione jest sterowa-
nie PWM, czyli za poS
rednictwem zmiany
czyli wyczulenia słuchu pod wpływem wane są żarówki. Czyli jest to coS
na
barwy. Na bazie tych obserwacji zaczęto kształt analizatora widma, w którym wy- wypełnienia przebiegu sterującego. Do
budować różne urządzenia w których S
wietlanie wysokoS
ci słupków jest zamie- tego celu doskonale nadają się tranzysto-
dx
więk był zamieniany na kolor. Duży nione na jasnoS
ć i kolor. Generalnie przy- ry MOSFET, które posiadają niewielką re-
wkład w rozwój tego rodzaju urządzeń jęła się zasada w której dolnym częstotli- zystancje włączenia.
wniosło w latach osiemdziesiątych ra- woS
ciom pasma akustycznego odpowia-
dzieckie pismo elektroniczne Radio. Do dają kolory ciepłe, a górnym częstotliwo-
Opis układu
całej tej kolorowo-dx
więkowej zabawy S
ciom kolory zimne. KolejnoS
ć kolorów
Sygnał wejS
ciowy doprowadzony zo-
budowano wszelakie bardziej lub mniej jest zgodna z tęczą.
poważne teorie. NajczęS
ciej spotykane układy urzą- staje do wtórnika emiterowego T1. Za-
DziS
urządzenia iluminofoniczne nie dzeń iluminofonicznych posiadają trzy ka- pewnia on odpowiednio małą impedan-
cję wyjS
ciową niezbędną do poprawnej
posiadają już magii minionych lat. Za- nały z wybranymi pasmami i jeden kanał
+12V
(+24V)
Ż
+15V
P1
R1
C3*
47k-A
100k
WE T1 Ż
C1 R6*
BC547B
Ż
T2
C2*
D
R4* R7 TL082
BUZ11
220n
2
D1
470W
R2 1 5
8
US1A R9
100k R3 3 7
R5* US1B
1N4148
4,7k C4 R8 6
G S
22W
4
1mF 33k
Ż
+15V
+15V
R10
+
R14 15k
C7
68k 8 4
10mF
R13 7
P2
4,7k
10k
R15 US2 3
C5 C6
1k 555 R11
T3
2,2mF 100p
6 5,1k
P
BC557B
R16 2 1 5
R12
C9
10k
C8
22k
47n
1n
Rys. 1 Schemat ideowy jednego kanału urządzenia iluminofonicznego
T
T
T
Urządzenie iluminofoniczne
40 10/2000
a opada bardzo szybko. Uzyskano to dzię-
ki doborowi wartoS
ci rezystorów R14
Napięcie
i R15. Elementy generatora umieszczono
na wejS
ciu
~50ms
   US1B
w ramce na jasnoniebieskim tle. Genera-
10,6V
tor montowany jest tylko w jednym kana-
le urządzenia iluminofonicznego.
Zasada działania przetwornika
5,6V
przedstawiona została na rysunku 2.
Napięcie
na wejS
ciu
W pierwszej fazie napięcie wyjS
ciowe
   US1B
z prostownika występujące na kondensa-
Napięcie
torze C4 jest wyższe od napięcia piły.
na żarówce
Efektem tego jest stan wysoki na wyjS
ciu
komparatora i włączenie tranzystora T3.
W chwili gdy napięcie piły przekroczy
Rys. 2 Zasada działania przetwornika PWM
wartoS
ć napięcia wejS
ciowego tranzystor
pracy filtru pasmowego. W skład filtru W skład przetwornika PWM wchodzi T3 zostanie zatkany. Im wyższe będzie na-
wchodzą Rezystory R4*, R5*, R6*, kon- komparator i generator napięcia piłok- pięcie wejS
ciowe tym póx
niej zostanie za-
densatory C2*, C3* i wzmacniacz opera- ształtnego. W generatorze zastosowano tkany tranzystor T3. Tak więc na wyjS
ciu
cyjny (US1A). Jest to tak zwany filtr kwa- tajmer 555 (US2). WyjS
cie tajmera (nóż- otrzymuje się modulację szerokoS
ci im-
dratowy z wielokrotną pętlą sprzężenia ka 3) nie jest wykorzystywane. Napięcie pulsu wyprostowanym sygnałem aku-
zwrotnego. Filtry tego typu idealnie nada- piły pobierane jest z kondensatora C8, stycznym. CzęstotliwoS
ć występujących
ją się do realizacji przy wykorzystaniu do którego podłączony jest wtórnik emi- na wyjS
ciu komparatora impulsów jest
wzmacniaczy operacyjnych. Za filtrem terowy T2. Na emiterze T2 otrzymuje się stała i zależy od częstotliwoS
ci pracy ge-
znajduje się prostownik półokresowy D1. napięcie piłokształtne o częstotliwoS
ci neratora napięcia piłokształtnego. W za-
Rezystor R7 ogranicza stałą czasową łado- ok. 20 kHz, które doprowadzane jest do leżnoS
ci od szerokoS
ci impulsu wyjS
ciowe-
wania kondensatora filtru C4. Natomiast drugiego wejS
cia komparatora. Wysoka go uzyskuje się różne jasnoS
ci S
wiecenia
czas rozładowywania C4 zależy od rezy- częstotliwoS
ć pracy generatora podykto- żarówki, przy czym zależnoS
ć ta jest pra-
stora R8. Jeżeli zmiany jasnoS
ci S
wiecenia wana była koniecznoS
cią przeniesienia wie liniowa. Brak idealnej liniowoS
ci spo-
żarówek będą zbyt wolne można rezystor potencjalnych zakłóceń powyżej pasma wodowany jest tym, że kondensator C8
R8 zmniejszyć. W dalszej kolejnoS
ci wy- akustycznego. ładowany jest przez rezystor a nie przez
prostowany sygnał akustyczny podawany Amplituda napięcia piłokształtnego x
ródło prądowe.
jest na komparator US1B, z którego wyj- wynosi ok. 5 Vpp i zawiera się w przedzia- Układ filtru polaryzowany jest na-
S
cia sterowany jest tranzystor MOSFET. To le od 5,6 V do 10,6 V. Napięcie piłok- pięciem doprowadzanym z dzielnika
jest w zasadzie cały tor sygnałowy. ształtne narasta stosunkowo wolno, R10, P2, R11. Potencjometr P2 pozwala
na regulację poziomu składowej stałej
nałożonej na wyprostowany sygnał aku-
styczny przy której następuje wygaszanie
żarówki. Pozwala to uniezależnić się od
+15V
WE
+12V rozrzutu amplitudy generatora napięcia
Ż Ż
P
piłokształtnego.
Ż
Ż
Schemat z rysunku 1 odpowiada jed-
D1
nemu kanałowi urządzenia. Kanałów tych
TST
może być znacznie więcej. Generator na-
WŁ
1A
pięcia piłokształtnego montuje się tylko
10.000mF
+15V w jednym kanale. Pozostałe korzystają
WE
+12V ~220V
z tego samego napięcia. Zapewnia to syn-
Ż Ż
P
Ż
chronizację wszystkich układów, zmniej-
Ż
sza koszty i minimalizuje zakłócenia.
W Tabeli 1 przedstawiono wartoS
ci
D2
elementów filtrów dla kilku wersji urzą-
dzenia. Każda z wersji posiada jeden kanał
+15V +15V
sumy obejmujący całe pasmo. We wszyst-
WE
+12V
ZASILACZ
Ż Ż
kich wypadkach elementy kanału sumy są
P PŁYTKA
Ż
NR485
Ż takie same i podano je na końcu tabeli.
TS 4/57
Na schemacie z rysunku 1 umieszczono
filtr pasmowoprzepustowy. W każdej we-
WE
rsji oprócz filtru pasmowego występuje je-
~1V
den filtr dolnoprzepustowy, dla najniższej
częstotliwoS
ci i jeden filtr górnoprzepusto-
Rys. 3 Schemat połączeń pomiędzy kanałami urządzenia wraz z zasilaczem
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
Urządzenie iluminofoniczne
10/2000 41
wy dla częstotliwoS
ci najwyższej. W fil- Płytki drukowane poszczególnych ka-
Tabela 1  WartoS
ci elementów
dla różnej liczby kanałów trach tych zamienione są miejscami kon- nałów łączy się ze sobą przy pomocy od-
densatory i rezystory, choć układ elemen- cinków grubego drutu, tak aby utworzyły
fo R4 R5 R6 C2 C3
tów pozostaje taki sam. Jeżeli w kolumnie pakiet. Drut oprócz funkcji mechanicz-
Trzy kanały + suma
odpowiadającej rezystorowi występuje nych pełni także rolę połączeń elektrycz-
300 22 k 33 n 4,7 n 10 k 150 k
wartoS
ć pojemnoS
ci oznacza to, że w miej- nych. Przy pomocy drutu ze sobą łączy się
1 k 4,7 k 33 k 62 k 10 n 10 n
sce rezystora należy zamontować konden- następujące punkty: WE, masa, P, +15 V,
2 k 4,7 n 22 k 100 k 4,7 n 510 p
sator. Podobnie jeżeli w kolumnie odpo- +12 V, masa Ż, masa. Oddzielne są tylko
Pięć kanałów + suma
wiadającej kondensatorowi występuje wyprowadzenia poszczególnych żarówek
200 22 k 47 n 6,8 n 10 k 150 k
wartoS
ć rezystancji oznacza to, że w miej- oznaczone literą  Ż .
400 5,1 k 3,3 k 75 k 33 n 33 n
sce kondensatora montuje się rezystor. Do zasilania układów elektronicznych
800 5,6 k 3,6 k 82 k 15 n 15 n
W ten sposób na identycznej płytce dru- urządzenia można wykorzystać zasilacz
1,6 k 4,3 k 2,7 k 62 k 10 n 10 n
kowanej można zamontować różne filtry. zbudowany na płytce numer 485 PE
4 k 2,2 n 22 k 100 k 2,2 n 300 p
Urządzenie iluminofoniczne może 8/1999 z transformatorem TS 4/57.
Siedem kanałów + suma
współpracować z dwoma rodzajami ża-
Wykaz elementów
100 22 k 68 n 15 n 10 k 150 k
rówek na napięcie 12 V i 24 V. Można tu
200 5,6 k 0,91 k 75 k 100 n 100 n
zastosować żarówki samochodowe od Półprzewodniki
400 6,2 k 0,91 k 82 k 47 n 47 n
S
wiateł drogowych, klasyczne lub halo- US1  TL 082
800 6,2 k 1 k 91 k 22 n 22 n
genowe. Natomiast żarówki na napięcie US2  LM 555
1,6 k 7,5 k 1,1 k 100 k 10 n 10 n
24 V to żarówki bezpieczeństwa z gwin- T1  BC 547B
3,2 k 7,5 k 1,2 k 100 k 4,7 n 4,7 n
tem takim samym jak zwykłe żarówki na T2  BC 557B
6 k 1,5 n 22 k 100 k 1,5 n 220 p
220 V. Do zasilania żarówek stosuje się T3  BUZ11
Suma
transformator toroidalny typu TST obni- D1  1N4148
 10 k brak 68 k 1 m brak żający napięcie, prostownik pełnookreso- Rezystory
wy i kondensator filtrujący. Moc transfor- R9  22 W/0,125 W
Uwaga
matora zasilającego powinna być równa R7  470 W/0,125 W
Dla filtrów w których częstotliwoS
ć zaznaczono
gwiazdką w szereg z rezystorem R4 należy włą- sumie mocy wszystkich dołączanych do R15  1 kW/0,125 W
czyć kondensator 1 mF/50 V typu MKSE-20. urządzenia żarówek. Jako R3, R13  4,7 kW/0,125 W
diody można zastosować R11  5,1 kW/0,125 W
zwykłe diody prostownicze R12  10 kW/0,125 W
o odpowiednio dużym prą- R10  15 kW/0,125 W
dzie przewodzenia. Przy R16  22 kW/0,125 W
większych mocach konieczne R8  33 kW/0,125 W
jest zamontowanie diod na R14  68 kW/0,125 W
radiatorze. W celu zmniej- R1, R2  100 kW/0,125 W
szenia strat mocy, można też R4*�R6*  patrz opis w tekS
cie
R2 R1
zastosować diody Schott- P1  47 kW-A PR 185
ky ego, które wbrew po- P2  10 kW TVP 1232
R3 R4
wszechnemu mniemaniu nie Kondensatory
R5
są wcale takie drogie. Sche- C6  100 pF/50 V ceramiczny
mat połączeń zamieszczono C8  1 nF/50 V ceramiczny
na rysunku 3. C9  47 nF/50 V ceramiczny
Po zamontowaniu ele- C1  220 nF/50 V MKSE-20
mentów każdy z kanałów na- C4  1 mF/50 V
leży sprawdzić oddzielnie. C5  2,2 mF/50 V
Przy braku sygnału na wej- C7  10 mF/25 V
S
ciu urządzenia kręcąc poten- C2*, C3*  patrz opis w tekS
cie
cjometrem P2 doprowadza
Inne
się do zapalenia żarówki. Na- płytka drukowana numer 556
R13
stępnie należy powoli obra-
cając P2 doprowadzić do gra- Płytki drukowane wysyłane są za zalicze-
nicy kiedy żarówka zgaS
nie. niem pocztowym. Płytki można zama-
W trakcie sprawdzania kana- wiać w redakcji PE.
łów w których nie zamonto- Cena: płytka numer 556  3,25 zł
wano elementów generatora + koszty wysyłki.
napięcia piłokształtnego na-
pięcie to należy doprowadzić
do punktu  P z modułu wy-
posażonego w generator.
Rys. 4 Płytka drukowana i rozmieszczenie elementów ą Roman Nalazek
WE
C1
T1
C3
C2
US1
R6
C5
D1
C6
P1
R12
R7
R8
R10
R11
C4
R9
P
R16
T2
555
C8
R15
R14
US2
C9
556
C7
T3
15V
12V
+
+
Ż
Ż
Ż
T
T
T
082
TL