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无线电电子与电气工程百科全书 Duralight 型灯线的两通道控制器。 无线电电子电气工程百科全书
抽象。 目前，在户外广告、建筑照明、桥梁照明设计、室内设计和灯光照明中，各种配置的“duralight”型灯线被广泛使用。 如果这样的灯线辅以简单的数字控制器，则可以获得一定的灯线切换光动态效果。 一般信息。 “Duralight”是一种由彩色光漫射塑料 (PVC) 制成的圆形（很少为矩形）截面的软线，用于填充微型灯泡或 LED 的花环。 该灯线具有高性能特点：防水、抗震（每100平方厘米可承受高达2,5公斤的重量）、灵活性（旋转角度高达60度）、低功耗、可在-30℃的温度范围内工作至 + 60 摄氏度； 发光资源为 25000（对于灯）到 100000（对于 LED 版本）小时。 根据发光的修饰，区分以下系列灯“duralight”： 1. 固定系列-以相同颜色灯泡连续发光的模式工作。 它不连接到控制器。 电线被涂成某种颜色，里面是普通的无色白炽灯泡。 该系列有两个版本：迷你型和常规 2 线 duralight。 颜色：蓝色、白色、黄色、橙色、红色、绿色。 2、追光系列——通过控制器连接时，工作在一种颜色的光动态模式。 当直接连接到网络时，它作为固定系列工作。 电线被涂成某种颜色，里面是普通的无色白炽灯泡。 该系列以 3 线 duralight 形式提供。 颜色：蓝色、白色、黄色、橙色、红色、绿色。 3.变色龙系列——通过控制器连接时，工作在双色光动态模式。 直接连接网络时，它同时工作在两种颜色的常亮模式下。 电线是透明的，里面有两种颜色的灯泡交替。 该系列以 3 线“duralight”形式提供。 颜色：红黄、黄绿、红绿、红蓝、绿黄。 4、多追光系列——通过控制器连接时，工作在红、绿、蓝、黄四种颜色光动态模式。 当连接到网络时，它直接以四种颜色的碎片（4个相同颜色的灯泡）同时发光的模式工作。 线是透明的，四种颜色的灯泡在里面交替（每种颜色四个灯泡）。 该系列以 5 线“duralight”形式提供。 根据所列出的系列，切割的次数和灯线的功耗会发生变化。 对于固定系列，切割比为 1 m，对于变色龙和追逐系列 - 2 m， 对于多追系列 - 4 m。 “duralight”的功耗从 16,38 W/m（固定、追逐、变色龙）到 21,6 W/m（多追逐）不等。 通常，“duralight”段的一端使用转接套与电源线连接，直接连接到 220 V 网络。另一端（自由端）放置一个塑料插头。 “duralight”的各个部分可以通过公对公连接器相互连接，并通过联轴器或特殊的热收缩薄膜紧固。 在作者的版本中，使用双通道控制器来控制12 m长的多追光型“duralight”灯线，红色和蓝色、以及绿色和黄色灯泡分别分组到两个通道中。 此时，最大功耗约为260W，即每个通道 130 W。 与互联网上可用的控制器设计不同，所提出的选项对操作时间的持续时间没有限制。 在这种情况下，操作过程中无需按任何按钮即可将控制器返回到原始状态。
的操作原理。 控制器的电路原理图如图所示。 1. 控制器包含： 两台主发电机，分别位于元件 DD1.1、DD1.2 和 DD2.1、DD2.2 上； RS-触发DD3.1、DD3.2增减亮度； 可逆计数器DD4形成亮度二进制码； 译码器DD5计数器状态DD4和LED指示线HL1-HL16； 反相元件DD1.3…DD1.6代码组合计数器DD4； 第一通道相位角反整形器DD6，以及用于控制开关元件(VT8.1、VS8.2)的RS触发DD3-DD1； 第二通道相位角反整形器DD7，以及用于控制开关元件(VT8.3、VS8.4)的RS触发DD2-DD2； 元件 VD3、VD4 ... VD7、R14、R15、C5 上的参数稳定器； 强力整流二极管桥VD8…VD11。
花环亮度的增减率由可变电阻器R2设定，可变电阻器R1.1包含在矩形脉冲发生器DD1.2、DDXNUMX的时间设定电路中。 该装置采用所谓的相脉冲方法来控制开关晶闸管的开通时刻。 在电源电压的每个半周期开始时，晶闸管闭合。 与此同时，花环断电。 从此时开始，时间间隔开始倒计时，直至晶闸管开通。 该时间间隔越长，某个通道的亮度越低，反之，从市电电压过零到晶闸管开通的时间间隔越短，该通道的亮度越大。 这可以通过图 2 所示的时间图来解释。 2. 在每个半周期开始时，当电源电压过零时，形成门控脉冲（图 2b）。 花环的小亮度对应于晶闸管的较长的导通时间（t on）（图2c），反之亦然，高亮度对应于晶闸管的较小的导通时间（t on）（图XNUMXd）。 考虑控制器的操作，从电源电压过零的那一刻开始计数。 让我们假设在这个初始时刻，可逆计数器DD4以求和模式操作，即其输出 0…3 处的二进制代码正在增加。 当市电电压过零时，晶体管VT1截止，在DD2.3元件的输出端形成持续数十微秒的短负脉冲。 该脉冲影响输入预置“C”计数器 DD6 和 DD7，在计数器 D0 ... D3 的输入上以其自己的二进制数字生成二进制代码记录。 同时，RS触发器DD8.1-DD8.2和DD8.3-DD8.4被复位到初始零状态，这对应于两个通道中花环的关闭状态。 由于反相器 DD1.3 ... DD1.6，相互反相的二进制代码组合被加载到计数器 DD6 和 DD7 中。 这决定了两个通道在反相模式下的操作，即一个通道的亮度增加，而另一通道的亮度降低。 由于可逆计数器DD4以求和模式操作，如上所述，在网络电压转变到零的每个时刻，在计数器DD6的其自己的二进制数字中，加载连续递减的二进制组合。 因此，该通道中的亮度降低（花环 EL1），而第二通道（花环 EL2）中的亮度增加。 为了计算从电源电压过零时刻到其中一个晶闸管导通时刻的时间间隔，在元件DD2.1、DD2.2上使用主振荡器的矩形脉冲。 一旦二极管电桥VD8...VD11的输出处的电压稍微超过零，晶体管VT1就打开并将元件DD2.3切换到单一状态。 来自元件DD2.3的输出的高逻辑电平将打开元件DD2.4并允许脉冲传递到计数器DD6和DD7的求和输入。 如果将“最大”二进制组合“6”写入计数器 DD1111 的内部二进制位，则加法输入“+”（引脚 5）处的第一个负脉冲将导致传输输出处出现负脉冲“ +CR”（引脚 12）并将 RS 触发器 DD8.1-DD8.2 设置为单一状态。 该电平将导致晶体管 VT3 开启，随后晶闸管 VS1 开启，并点燃第一通道 (EL1) 中的花环。 因此，在RS触发DD8.1-DD8.2的输出处，将生成最大持续时间的矩形脉冲，对应于第一通道中的最大亮度。 第二通道 (EL2) 中花环的亮度将最小，因为“最小”二进制组合“7”被加载到计数器 DD0 的输入二进制数字（输入 D3 ... D0000）中，该数字对应于最大时间间隔，从市电电压过零到RS触发器DD8.3-DD8.4切换到单一状态的时刻。 因此，在RS触发器DD8.3-DD8.4的输出处，将生成最小持续时间的矩形脉冲，对应于第二通道中的最小亮度。 当计数器 DD4 达到最大状态（在输出处：“1111”）时，组合“6”将被发送到计数器 DD0000 的输入，这将对应于第一通道（EL1）中的最小亮度，并且，相应地，第二通道(EL2)中的最大亮度，因为计数器DD7的输入将接收代码组合“1111”。 计数器DD1111的输出代码组合“4”由DD5解码，其最高有效位“15”（引脚17）输出的低逻辑电平将RS触发器DD3.1-DD3.2切换到相反的零状态。 现在，来自元件 DD3.2 输出的逻辑单元电平将打开元件 DD3.4，并允许脉冲从主振荡器 DD1.1-DD1.2 传递到减法输入“-”（引脚 4）。可逆计数器DD4。 现在，操作模式被定义为第一通道（EL1）中的亮度增加和第二通道（EL2）中的亮度降低。 此外，工作循环完全重复。
结构和细节。 控制器组装在尺寸为 3x120 mm 的印刷电路板上（图 95），由 1,5 mm 厚的双面箔玻璃纤维制成。 该器件使用 MLT-0,125、MLT-2（R14、R15）类型的电阻器、K10-17 类型（C1、C2）的恒定电容器和 K50-35 类型（C3 ... C5）的电解电容器； 调谐电阻R4——SP3-38b型卧式设计，R2可任意小； KT1BM型三极管VT3…VT3102可用本系列任意一款，以及KT503系列等小功率npn结构； LED HL1…HL16 - 红色，直径 3 mm； 齐纳二极管 VD1 和 VD3 可以是稳定电压为 8 ... 12 V 的任何低功率二极管。 SCR 可以来自 KU201、KU202 系列，索引号为“K”、“L”、“M”、“N” ”。 功能强大的 FR307 二极管可与工作电压至少为 400 V 的类似二极管互换。KR1564 系列的所有 CMOS 微电路均可与 KR1554 系列的相应类似器件互换。 低功耗参数稳定器用于为整个控制器供电，KR142EN5A型集成稳定器用于为数字部分供电。 由于 KR1564 系列 CMOS 微电路的功耗非常低，因此可以使用参数稳定器代替降压变压器。 大部分功率由 LED（约 6 mA）和晶闸管在开关时消耗。 在作者的版本中，设计以小房子的形式组装而成，LED 位于微型窗户处。 因此，LED 灯的“连火”营造出房屋复兴的错觉。 （房子本身位于新年树下。）如果需要，LED 可以从设计中排除。 电路的功能不会恶化，但参量稳定器的负载会稍微减少。 设置控制器的步骤是设置主振荡器DD2.1、DD2.2的频率以及微调电阻R4并使用可变电阻R2选择所需的亮度增加率。 第一次开机前，将电阻R4的滑块置于中间位置，然后转动它，就可以完全覆盖改变花环亮度的范围。 当该电阻的阻值减小时，发生器的频率升高，因此计数器DD6和DD7会提前溢出，亮度也会提前降至零。 如果R4阻值过大，则计数器的溢出信号会被延迟，亮度范围不会完全重叠。 该装置的缺点可归因于亮度变化的离散性相对较大，灰度级(等级)的数量等于计数器DD6、DD7的转换因子。 随着亮度的长时间增加-减少，级别之间的过渡变得尤其明显。 为了使亮度溢出理想地平滑（以实现低离散性），需要再打开一个与DD6和DD7串联的相同计数器。 在这种情况下，可以实现等于256级的亮度变化的离散性。 当然，在这种情况下，需要提高组装在元件DD2.1、DD2.2上的主振荡器的频率。 由于灯线长度长达 12 m，因此无需在散热器上安装晶闸管和大功率二极管，因为每个通道的平均功率不超过 65 W。 灯线长度越长，开关功率就会增加。 因此，晶闸管必须安装在散热器上，二极管应使用在金属外壳中。 它们还需要安装在散热器上。 注意力！ 该设计与交流电源有直接电流连接！ 所有元件均由 220 V 供电。安装设备时，必须使用带有绝缘材料手柄的螺丝刀。 可变电阻器R2的手柄也必须由绝缘材料制成。 作者：Odinets A.L.
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