Делаем саму крутую гирлянду в городе к Новому году

Гирлянда «Занавес» создаст праздничное настроение в любом месте. Яркие ниспадающие светящиеся нити могут украсить фасады и веранды на улице, окна, дверные проемы и стены внутри помещений, а также оригинально зонировать пространство.

Схема, устройство и принцип работы контроллера для гирлянд

Для успешного ремонта контроллера для гирлянд и дюралайта своими руками нужно знать его электрическую схему, принцип ее работы и устройство контроллера.

Обращаю ваше внимание, что в статье приведена инструкция ремонта контроллеров, с выходным напряжением 220 В, не предназначенного для подключения RGBсветодиодных лент на напряжение 12 В или 24 В. Ремонту светодиодных лент посвящена статья «Ремонт контроллера светодиодной ленты».

Электрическая схема и принцип работы контроллера

Электрическая схема очень простая и в ней разберется даже человек, не имеющий специальных знаний. На чертеже показана схема светодинамической системы. Она состоит из двух частей – контроллера и гирлянд.

Питающее напряжение из сети переменного тока напряжением 220 В поступает через сетевую вилку на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов VD1-4. Сглаживающий конденсатор отсутствует, так как для работы тиристоров нужно изменяющееся напряжение.

Выпрямленное напряжение положительной полярности (+) с диодного моста поступает на общий провод гирлянды и через резистор R2 на 10 вывод микропроцессора DD1 типа Q803. Для сглаживания пульсаций после резистора установлен электролитический конденсатор С1.

К отрицательному выводу (–) диодного моста подключен конденсатор С1, вывод 2 микропроцессора и катоды тиристоров VS1-4.

Для формирования управляющего напряжения для подачи на управляющие электроды тиристоров на вывод 1 DD1 через резистор R1 подается напряжение непосредственно от одного из сетевых проводов.

Кнопка SA1 предназначена для выбора светодинамических режимов работы системы. При каждом кратком нажатии включается следующий световой эффект. В простых контроллерах обычно запрограммировано 8 вариантов свечения гирлянды.

Управляющие выводы тиристоров VS1-4 подключены к выходам микропроцессора 3-6. Когда уровень положительного напряжения на выходе микросхемы превысит 2 В относительно катода (k), тиристор открывается и на гирлянду подается питающее напряжение.

Устройство и конструкция контроллера

Простой китайский контроллер состоит из двух половинок корпуса, между которыми размещена печатная плата из фольгированного гетинакса.

Подводящие питающее напряжение провода и идущие на гирлянды соединены с печатной платой контроллера путем пайки непосредственно к контактным площадкам печатных проводников.

Кнопки для переключения режимов работы встречаются псевдосенсорные и механические. На фотографии слева – псевдосенсорная, на торце толкателя кнопки нанесен слой токопроводящей резины. При нажатии на кнопку токопроводящая резина замыкает не покрытые лаком расположенные рядом проводники печатной платы, и сигнал управления поступает на микропроцессор.

Читайте также:  (+70 фото) План расстановки мебели в комнате

В контроллере установлен бескорпусной микропроцессор, который распаян на отдельной печатной плате. Такие микросхемы в народе называют «клякса». Печатная плата с микропроцессором вставляется в прорезь печатной платы контроллера и удерживается за счет пайки печатных дорожек.

Светодиодные и с лампами накаливания гирлянды припаиваются непосредственно к плате контроллера. Для шнуров дюралайт, в связи с его конструктивными особенностями, конец кабеля снабжается круглым (для круглого) или плоским (для плоского) разъемом. Количество штырей зависит от количества в дюралайте цепочек светодиодов или лампочек.

Основные причины неисправностей

Микросхема, являющаяся главным рабочим элементом, перегорает редко. К самым частым поломкам можно отнести:

  • Некачественный контакт на проводах.
  • Поломка одного из светодиодов.
  • Неполадки с конденсатором.
  • Перегорел резистор.
  • Проблемы с диодным мостом или тиристорами.

Схема китайской гирлянды на лампочках может использовать дешевые некачественные компоненты, которые придется заменять.

Некачественная пайка

При отсутствии работы секции светодиодов необходимо проверить контакты платы

Если перестала работать гирлянда, в первую очередь проверяется качество соединений питающих и отходящих проводов. При слабом контакте устройство не будет получать напряжение. Эта проблема распространена в дешевых китайских гирляндах. Они производятся с использованием тонких жил, которые легко ломаются в местах соединения.

Для обеспечения надежного соединения места контакта нужно залить толстым слоем термоклея.

Перегорел светодиод

Прозвон проводов гирлянды мультиметром

В гирлянде светодиоды подключены последовательно. Если перегорел один элемент, работать перестанет вся цепочка. Ремонтировать схему нужно путем замены неработающего компонента. Для определения сломавшейся лампочки потребуется мультиметр. К концам щупов нужно ниткой примотать тонкие иголки для проверки диодов. Острие должно выступить на 5-8 мм. Сверху все нужно замотать плотным слоем изоленты.

В первую очередь гирлянду нужно отключить от электрической сети. Проверка начинается с последнего диода, так как именно к нему напрямую проводится провод питания с блока управления.

Светодиоды припаяны, поэтому просто их вытащить, как обычную лампочку, не получится. Для проверки придется прокалывать изоляцию до появления медных жил. Мультиметр должен быть переведен в режим прозвонки. После нужно последовательно прокалывать питающие проводки рядом с каждым подозрительным светодиодом по всей длине цепи.

Если используется гирлянда на 12 или 24 В, от прикосновений щупами диод должен загореться. При питании 220 В нужно проверять показания, полученные мультиметром. Они будут практически одинаковы у рабочих элементов, на неисправном диоде будет зафиксирован обрыв. При таком методе нарушается целостность изоляции. Если проверялась уличная гирлянда, использовать ее можно будет только в помещении.

Хаотические мигания лампочек

При хаотичном моргании проблема заключается в электролитическом конденсаторе

При включении гирлянды может наблюдаться ситуация, когда диоды хаотично загораются с разной яркостью. Такое мерцание не связано с режимами работы и заводским эффектом, а вызвано именно проблемами в самой гирлянде.

Вероятная причина такого эффекта – пробой электролитического конденсатора. Он может вздуться, и это будет хорошо заметно невооруженным глазом. Сломанный компонент нужно заменить на аналогичный по номиналу. Значение емкости указано на корпусе элемента.

Читайте также:  20 архитектурных стилей частных домов + фото

Если замена конденсатора не помогла, мог перегореть резистор. Для его проверки потребуется тестер. По маркировке нужно узнать номинальное сопротивление, а затем сверять с измеренным значением. При несоответствии параметров резистор нужно заменять на новый. После замены лампочки должны перестать мигать.

Не горит часть гирлянды

Проверка платы переподключением проводов

Отсутствие работоспособности одного из каналов может быть вызвано двумя причинами. Эти неполадки связаны с компонентами схемы – пробой тиристора или диода. Для проверки нужно отделить один проводок с нерабочего канала и подключить на соседний, заведомо исправный. Если он также не работает, неисправность связана с тиристором или диодом. Их нужно проверить мультиметром и заменить на новые.

Основные причины неисправностей

Тусклый свет

Светодиоды на отдельном канале могут тускло гореть по сравнению с остальными. Это не связано с работой схемы контроллера, прозвонка компонентов также не даст результатов. Наиболее вероятная причина – провода. Их нужно осмотреть на наличие обрывов и перегибов. После нахождения проблемного участка нужно взять паяльник, разобрать провода и установить новые отрезки. Место контакта нужно надежно заизолировать с помощью термоусадочной трубки.

Гирлянды со светодиодами

Все показанные выше схемы были построены с использованием миниатюрных лампочек накаливания низкого напряжения (3-24В). Они в полной мере подходят для ретро-гирлянд, выпущенных вплоть до 90-х годов прошлого века. Однако на сегодняшний день основная масса электрогирлянд строится на основе светодиодов. Действительно, светодиоды потребляют меньшую мощность, и при этом дают больше света и обеспечивают более яркие и чистые цвета. Что при этом меняется в схемах?

На самом деле, ничего существенного. Кроме одного нюанса: так как в отличие от лампы накаливания светодиод должен запитываться не стабильным напряжением, а стабильным током, любые цепи со светодиодами должны иметь стабилизатор тока или токоограничивающий элемент (в простейшем случае – резистор).

4.1. Гирлянды с последовательным включением светодиодов

Когда несколько светодиодов подключены последовательно к источнику постоянного напряжения, должно выполняться два главных условия:

N × ULED < Uc и I = Uс / [N × (ULED/ILED) + R) < ILED,

где N – количество светодиодов в цепочке, ULED – номинальное падение напряжения на светодиоде, Uc – напряжение сети (230В), ILED – номинальный ток одного светодиода, I – общий ток в цепи гирлянды, R – сопротивление балластного резистора. Схема в этом случае будет выглядеть, как показано на рис. 16:

Мощность резистора должна быть подобрана таким образом, чтобы при работе гирлянды он не перегревался. Неправильный подбор резистора (что, к сожалению, иногда встречается у гирлянд китайского кустарного производства) может привести даже к воспламенению гирлянды!

4.2. Гирлянды с параллельным включением светодиодов

Параллельное включение светодиодов встречается, в основном, в гирляндах с питанием от батареек и от розеточных адаптеров постоянного тока. Схема включения в этом случае полностью аналогична параллельному включению обычных ламп, однако каждый диод должен содержать индивидуальный балластный резистор (рис. 17):

Читайте также:  Как выбрать палатку для похода и семейного отдыха: советы новичкам

По схеме можно видеть, что чем больше будет разница между напряжением батареи и рабочим напряжением светодиодов, тем больше будут суммарные потери на балластных резисторах. По этой причине производители гирлянд стараются сделать напряжение батареи максимально близким к номинальному напряжению используемых светодиодов (обычно 3–3,6В). Иногда в гирляндах с батарейным питанием пренебрегают установкой резисторов, в этом случае ограничение тока обеспечивается внутренним сопротивлением батареи, чего делать не следует. Это приводит к повышенной скорости расхода заряда батареи, а также к перегрузке и выходу из строя отдельных светодиодов.

Итак, мы рассмотрели основные схемы, по которым строятся новогодние гирлянды, а также основные конфигурации («нитка», «кольцо», «многоканальная нитка», «сетка», «занавес», «сосульки»), соответствующие этим схемам. Понимание принципа, по которому построена та или иная гирлянда, существенно облегчает её ремонт. Впрочем, ремонту у нас посвящены специальные статьи прошлых лет:

Советы по восстановлению работоспособности новогодних гирлянд

Ремонтируем светодиодную гирлянду

Приглашаем ознакомиться!

Как прошить модуль управления

1. Если вы первый раз прошиваете подобные платы, потребуется скачать и установить приложение Arduino IDE на Mac или Windows.

Кроме этого могут потребоваться библиотеки Java Runtime Environment и драйвера для плат.

Как прошить модуль управления

2. Подключаем прошиваемую плату к компьютеру и запускаем Arduino IDE.

3. В меню Инструменты – Плата выбираем тип используемой платы.

4. В меню Инструменты – Процессор выбираем тип процессора на плате. Проверяется методом перебора.

5. В меню Инструменты – Порт выбираем USB порт с подключенной платой.

Как прошить модуль управления

6. Скачиваем архив проекта с GitHub (кнопка Clone – Download ZIP) и распаковываем его на компьютере.

7. В папке firmware находим последнюю версию прошивки GyverPanelWiFi и открываем в приложении Arduino IDE.

8. Из папки libraries с проектом импортируем все необходимые библиотеки через меню Скетч – Подключить библиотеку – Добавить .ZIP Библиотеку….

9. На вкладке a_def_hard.h настраиваем основные параметры подключаемой ленты (матрицы). Ее размер, способ подключения и угол подачи логического сигнала.

Как прошить модуль управления

При желании можно пробежаться по другим вкладкам проекта и настроить эффекты под себя.

10. Загружаем проект на подключенную плату и устанавливаем ее в готовую сборку.

Получаем красивейшую гирлянду с большим набором настраиваемых эффектов. Доработанная прошивка включает в себя около 40 анимаций, включая часы с отсчетом даты до наступления Нового года, погодный информер и возможность выводить бегущую строку с любы текстом.

Синхронизация времени и получение прогноза погоды будет возможно при использовании убавляющий платы с Wi-Fi.

Как прошить модуль управления

При использовании модуля с подключаемой картой памяти получится конвертировать и выводить на нашу матрицу GIF-ки и даже видео в соответствующем разрешении.

В результате соберете нечто подобное:

Останется лишь закрепить самоделку на окно и радовать всех проходящих соседей.