Владимир Онищенко - Домашний электрик

Новогодняя елка немыслима без сверкающих елочных гирлянд. Для изготовления елочных гирлянд обычно используют небольшие лампочки накаливания на 2,5 В, 3,5 В и 6,3 В. Конструкции гирлянд могут быть самые разнообразные, в зависимости от того, будет ли свечение лампочек постоянным или будет подчиняться выбранному закону свечения.

Гирлянды с постоянным свечением лампочек самые простые по конструкции. Такие гирлянды составляются из большого числа последовательно включенных лампочек низкого напряжения, при этом должно выполняться условие, при котором сумма падений напряжений на каждой лампочке равна напряжению сети.

При этом предполагается, что лампочки гирлянды рассчитаны на одинаковую силу тока, но могут иметь различное рабочее напряжение при условии, что сумма отдельных напряжений равна напряжению цепи питания.

В новогоднюю ночь наиболее сказочными кажутся гирлянды, свечение которых подчинено определенным законам. Это могут быть мигающие огни, бегущие гирлянды, падающий снег и т. д. Для задания закона свечения ламп гирлянды могут быть использованы механические или электронные световые автоматы. В настоящее время наибольшее распространение получили электронные световые автоматы.

Самая простая переключающаяся елочная гирлянда может быть изготовлена на стартерах от ламп дневного света. Использование переключателя на стартерах удобно тем, что отпадает необходимость в реле. В схеме роль прерывателя играет стартер для зажигания ламп дневного света, который представляет собой стеклянный баллон с двумя электродами и наполненный инертным газом.

При подаче напряжения на стартер между его электродами происходит тлеющий разряд. Электроды нагреваются, биметаллический электрод изгибается и замыкает цепь, при этом лампы соответствующей гирлянды загораются. После остывания биметаллический электрод возвращается в исходное состояние, цепь размыкается, возникает тлеющий разряд и процесс повторяется. Для поочередного зажигания гирлянд параллельно контактам стартеров включены конденсаторы разной емкости. При этом лампы не гаснут совсем, изменяется только яркость свечения.

Елочку можно нарядить двумя гирляндами из миниатюрных ламп, которые будут периодически вспыхивать и гаснуть. Переключатель гирлянд представляет собой обычный симметричный мультивибратор на двух транзисторах, которые периодически открываются и закрываются. Если открыт транзистор VT1, то вспыхивает гирлянда из лампочек EL1—EL4.

После закрытия транзистора VT1 открывается транзистор VT2, и гирлянда EL1—EL4 гаснет. В этот момент вспыхивает гирлянда из лампочек EL5—EL8. Регулировкой переменных резисторов R1 и R2 устанавливают требуемую яркость свечения и частоту мерцания лампочек (см. рис. 4).

Рис. 4. Переключатель елочной гирлянды

В устройстве можно использовать любые маломощные транзисторы типа р-п-р. Конденсаторы С1 и С2 и переменные резисторы R1 и R2 любого типа, желательно малогабаритные. Все детали устройства монтируются на небольшой печатной плате, вырезанной из листа фольгированного текстолита толщиной 1–1,5 мм. Устройство особой наладки не требует и при подключении батарейки напряжением 9 В начинает сразу работать. Переключатель гирлянд можно питать также от отдельного блока питания, самодельного или промышленного типа.

Если предполагается украсить большую елку двумя гирляндами с большим числом лампочек, то следует вместо маломощных транзисторов включить более мощные транзисторы и питать такое устройство от блока питания, подключаемого к сети. Вместо указанных современных типов транзисторов можно использовать и транзисторы старых типов, например, П201 и им подобные.

На новогодней елке, кроме периодически вспыхивающих гирлянд, можно установить устройство «бегущие огни» (см. рис. 5). Оно представляет собой мультивибратор, состоящий из трех взаимосвязанных каскадов. Открывание транзисторов и зажигание включенных в их коллекторные цепи светодиодов происходит последовательно один за другим. Питается устройство от трех гальванических элементов напряжением по 1,5 В, которые включены последовательно.

Рис. 5. «Бегущие огни»

При изготовлении автоматического переключающего устройства необходимо подобрать транзисторы с возможно большим коэффициентом усиления по току, а конденсаторы – с минимальной утечкой. Вместо указанных типов транзисторов наиболее подходят транзисторы серий КТ3102 и КТ342.

Светодиоды могут быть любой марки. Детали устройства распаиваются на печатной плате, которую вместе с источником питания и выключателем помещают в пластмассовую коробку. Светодиоды располагают на елке, а к их выводам припаивают длинные тонкие медные провода в изоляции, которые присоединены к элементам схемы, распаянной на печатной плате.

Наиболее часто встречающаяся неисправность елочной гирлянды – перегорание одной или нескольких лампочек. Чтобы отремонтировать гирлянду, необходимо среди достаточно большого количества лампочек, ее составляющих, найти неисправную. Можно, конечно, проверить пробником каждую лампочку отдельно, но это долго и нерационально.

Быстро определить перегоревшую лампочку можно с помощью пробника по следующей известной методике. Допустим, гирлянда содержит 34 лампочки. Делим гирлянду на две части, берем в качестве пробника, например, омметр и производим «прозвонку» каждой части. Участок гирлянды, на котором прибор показывает обрыв, то есть отклонение стрелки прибора отсутствует, и содержит неисправную лампу.

После этого неработающий участок гирлянды делим на две половины и находим новый неработающий участок. Найдя неработающий участок, делим его пополам и опять находим новый неработающий участок, и так несколько раз до тех пор, пока в последнем неработающем участке не окажется неисправная лампа (см. рис. 6).

Рис. 6. Методика определения перегоревшей лампы в гирлянде

При организации правильного освещения главное – правильно выбрать направление падающего светового потока. Если объемный предмет равномерно осветить со всех сторон, он может визуально казаться плоским, так как при рассеянном освещении объемность теряется.