---

Схемы, представленные ниже, предназначены для управления электрогирляндами обычно служащими украшением "домашних" елок, которые, как правило, составлены из миниатюрных лампочек на напряжение от 12 до 26V включенных последовательно.

В некоторых описываемых схемах на гирлянды подается пульсирующее напряжение 180V, полученное в результате выпрямления сетевого переменного напряжения ~220V однополупериодным выпрямителем, поэтому при использовании готовых гирлянд на 220V яркость их свечения будет несколько ниже, чем при непосредственном включении в электросеть. Для того чтобы увеличить яркость до нормы допустимо уменьшить число лампочек последовательно включенных в каждой гирлянде на 10-15%.

Внимание!
Детали конструкций находится под потенциалом сети, поэтому при их налаживании и эксплуатации следует соблюдать меры предосторожности. Кроме того ручки управления вынесенные на лицевую панель должны быть изолированы. 

---

АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ.
На рисунке рис.1 представлена не сложная для повторения схема автомата световых эффектов, позволяющая в автоматическом режиме получить самые разные световые эффекты включения гирлянд «бегущих огней».
Основу автомата составляет интегральная микросхема D5 К155ИР1 с помощью, которой реализуется схема кольцевого регистра сдвига, работающего в режиме записи параллельной информации с входов Dl — D4 и последующего сдвига ее по кольцу.

 
Рис. 1. Схема устройства

Принцип действия:
Импульсы с тактового генератора, выполненного на логических элементах D1.1, D1.3, D1.4 микросхемы К155ЛА3 после делителя образованного триггером D2 поступают на вход формирователя длительности режима D3 и тактовый вход регистра D5, с выходов которого сигналы подаются на транзисторные ключи VT1-VT4, которые управляют силовыми ключами на тиристорах VS1-VS4.
Управляющий код, поступающий на адресные входы D1 — D4 реверсивного четырехразрядного сдвигового регистра D5 (К155ИР1) и задающий разнообразные сочетания включения гирлянд, формируется на выходах счетчика D4 (К155ИЕ2). Этот код определяющийся состоянием счетчика D4 изменяется импульсами, поступающими на него со счетчика D3 (К155ИЕ8), частота следования, которых в свою очередь определяется положением резистора R2 «Скорость переключения» тактового генератора.
Через промежутки времени, равные 128 долям длительности тактовой частоты, импульс с выхода формирователя длительности режима (счетчика D3) прибавляет единицу в счетчик D4 и изменяет его состояние на выходах 1 — 8.
Запись информации в регистр D5 происходит по импульсу, поступающему на его входы 8 и 9 с тактового генератора, после чего в течение следующих 128 тактов он будет работать в режиме сдвига информации по кольцу. Направление сдвига регистра определяется сигналом на его входе Y2: при наличии логического «0» сдвиг будет происходить вправо, а при логической «1» — влево. Тем самым осуществляется изменение направления движения «бегущих огней». Управляет реверсом регистра сигнал, поступающий через элемент D1.2 с выхода 7 счетчика D3.

Для питания схемы управления использован стабилизатор на микросхеме КРЕН5А, также при желании можно использовать любой стабилизированный источник напряжением +5V и мощностью 5...10W при токе не менее 300мА.

 
Вешний вид и чертёж печатной платы в формате Sprint Layout - Lights.zip.

В устройстве можно использовать тиристоры КУ201К, КУ201Л (до 200 Вт) и КУ202М, КУ202Н (до 2 кВт).
В последнем случае диодный мост VD1 —  должен быть составлен из диодов типа Д232, Д246, КД206 или других, с рабочим напряжением не менее 400V при токе не менее 10А. Если мощность излучателей одного канала превышает 70 Вт, то каждый тиристор должен быть установлен на теплоотводящий радиатор.
При настройке и эксплуатации устройства нельзя забывать о том, что конструкция находится под потенциалом сети ~220V.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НА ДВЕ ГИРЛЯНДЫ.
Устройство (рисунок 4), подходит для маленькой настольной елки с парой гирлянд. В основе схемы лежит мультивибратор на микросхеме D1, вырабатывающий импульсы частоту которых при помощи переменного резистора R2 можно регулировать в пределах примерно 3...0,5 Гц.

 
Мультивибратор выполнен по типовой схеме на элементах D1.1 и D1.2, в котором имеется два выхода, соответственно импульсы можно снимать и с выхода D1.1 и с выхода D1.2, но они будут в противофазе, то есть, когда на одном выходе ноль, на другом будет единица, и наоборот. Вот именно эти сигналы и поступают на два инвертирующих усилителя мощности на элементах D1.3 и D1.4, а с них, противофазные сигналы поступают на управляющие электроды тиристоров VD1 и VD2, в анодных цепях которых включены гирлянды Н1 и Н2. В результате, эти гирлянды поочередно переключаются, а частота их переключений устанавливается переменным резистором R2.
Питаются гирлянды пульсирующим током от однополупериодного выпрямителя на VD5.
Микросхема питается от бестрансформаторного источника. Переменное напряжение от сети поступает через сопротивление, состоящее из реактивного сопротивления конденсатора СЗ и активного R5 на выпрямитель на стабилитроне VD3 и диоде VD4. Стабилитрон, совместно с СЗ и R5 образует параметрический стабилизатор, и на конденсаторе С4 выделяется постоянное напряжение, равное по величине напряжению стабилизации стабилитрона (12V)
При подборе деталей нужно учитывать, что конденсатор СЗ должен быть на напряжение не ниже 300V, а С4-не ниже 10V. Стабилитрон можно взять любой маломощный на 8-14V.
Собрать "мигалку" можно на печатной плате, схема в которой показана на рисунке (в формате Sprint Layout - image009.rar).

 
Налаживание заключается в подборе сопротивления R1, так чтобы скорость переключения гирлянд регулировалась в желаемых пределах.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ НА ЧЕТЫРЕ ГИРЛЯНДЫ.
Переключатель, на четыре гирлянды, можно собрать на микросхеме К176ИЕ12 (рисунок 6), которая помимо многих других узлов, содержит мультивибратор и счетчик-делитель на 256 с дешифратором на четыре выхода.
В типовой схеме при динамической индикации он должен переключать разряды цифрового табло с частотой 256 Гц. Но если мультивибратор перестроить на более низкую частоту, например на 300 Гц, то частота переключения выходов Т1-Т4 будет 1,2 Гц, и сигналы с них можно будет подавать на управляющие входы тиристоров.

 
Эффект — последовательное переключение четырех гирлянд по кругу, при соответствующем расположении гирлянд получается эффект «бегущего огня».
Частота мультивибратора задается RC-цепью, состоящей из суммарного сопротивления R1 + R2 и емкости С1. Изменять частоту, а значит и скорость переключения, можно переменным резистором R2. На выходах Т1, Т2, ТЗ и ТЗ микросхемы получаются сигналы, сдвинутые по фазе относительно друг друга на четверть периода, что и требуется для последовательного переключения четырех гирлянд. Сигналы с этих выходов поступают на управляющие электроды тиристоров VD1-VD4, в анодных цепях которых включены гирлянды Н1-Н4.
Гирлянды питаются однополупериодным напряжением, а напряжение питания микросхемы устанавливается стабилитроном VD5, который должен быть на 8-10V (Д814А, Д814Б, Д814Г).
Конденсатор СЗ должен быть на напряжение не ниже 300V, С2 — не ниже 10V. Собрать устройство можно навесным монтажом или на печатной плате, вариант которой показан на рисунке 7.

ЧЕТЫРЕ ГИРЛЯНДЫ, С ЭФФЕКТОМ НАКАТА ВОЛНЫ.
Это устройство более сложное, оно дает эффект последовательного зажигания всех четырех гирлянд, в одном направлении, а затем последовательное гашение в обратном направлении. Например, если расположить гирлянды последовательно в разных ярусах елки, то получится такой эффект: сначала зажигается нижняя гирлянда, и остается гореть, потом вторая снизу (теперь горят уже две), затем третья (горят три) и четвертая (горят четыре). Потом, сначала гаснет верхняя (четвертая), затем третья, затем вторая и, в конце концов, гаснет нижняя, получается как будто на елку, снизу вверх накатывается светящаяся волна, а затем она спадает вниз. После, цикл повторяется. Принципиальная схема показана на рисунке 8.

 
В её основе лежит микросхема D5, содержащая четыре RS-триггера, которая управляется при помощи двух счетчиков с десятичными выходами — D3 и D4.
Счетчики включены последовательно. Например, сначала работает D3, считая от нуля до пяти, затем досчитав до пяти, он устанавливается в нулевое положение и больше не считает. В это время начинает работу счетчик D4, он тоже считает от нуля до пяти, и устанавливается в нулевое положение. При этом он прекращает работу, но снова начинает работать D3. И так повторяется все время.
Выходы счетчиков подключены к входам триггеров таким образом, чтобы счетчик D3 устанавливал последовательно триггеры в единичное состояние, начиная с верхнего (по схеме), а счетчик D4 — в нулевое, начиная с нижнего (по схеме).
Импульсы, поступающие на входы счетчиков, вырабатывает мультивибратор на микросхеме D1. Их частоту, а значит и скорость "светящихся волн", можно устанавливать при помощи переменного резистора R1.
Включение и выключение счетчиков производится при помощи двух элементов D2.1 и D2.2. При этом при подаче логического нуля на вывод 1 D2.1 считает D3, а при подаче нуля на вывод 12 D2.2 считает D4. Управляет этими элементами RS-триггер на элементах D2.3 и D2.4. Происходит это следующим образом. Как только счетчик D3 досчитает до пяти, на его выводе 1 появляется единица. Она сначала поступает на вывод 5 D2.3 и переключает триггер на D2.3 и D2.4 в противоположное состояние. При этом нуль на выводе 4 D2.3 открывает элемент D2.2 и вступает в работу счетчик D4, в то же время, единица с вывода 10 D2.4 закрывает элемент D2.1 и выключает счетчик D3. Потом единица с вывода 1  D3
на вход "R" D3, и переводит счетчик в нулевое состояние. При этом на всех, задействованных в схеме, выходах D3 устанавливаются логические нули. Теперь считать будет D4, и как только он досчитает до пяти, единица с его вывода 1 поступит на триггер на D2.3 и D2.4, и переведет триггер в исходное состояние. D3 включится, а D4 выключится и установится в нулевое состояние. Затем процесс повторится.
На выходах триггеров D5 включены тиристоры, которые включают гирлянды. Система питания гирлянд и микросхем такая же, как и в двух предыдущих схемах.
Настройка заключается в установке пределов регулировки частоты переключения гирлянд, подбором номинала R2.

 
Устройство смонтировано на печатной плате, схема которой показана на рисунке 9. Вид со стороны паек выводов деталей. Печатные проводники расположены с обеих сторон платы, те, что со стороны деталей показаны прерывистой линией.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ТРЕХ ГИРЛЯНД.
Переключатель содержит минимум деталей (рис. 1) и практически не нуждается в налаживании. Скорость переключения гирлянд такова, что при соответствующем расположении ламп нетрудно добиться эффекта "бегущие огни". Поскольку гирлянды питаются однополупериодным напряжением, они могут быть рассчитаны на напряжение 160...180 В. Мощность же каждой гирлянды может достигать 20 Вт.


Основа переключателя генератор импульсов, собранный на логических элементах DD1.1, DD1.5 и DD1.6. Благодаря их последовательному соединению обеспечивается отрицательная обратная связь по постоянному току, а введение трех интегрирующих цепочек (R1C1, R2C2, R6C4) приводит к генерации прямоугольных импульсов с частотой следования около 1 Гц и скважностью 2 (меандр).
Особенность генератора еще и в том, что прямоугольные импульсы на выводах логических элементов сдвинуты относительно друг друга примерно на угол 120°. Эти импульсы поступают на буферные (иначе говоря, развязывающие) элементы DD1.2...DD1.4, а с их выходов через резисторы R3...R5 - на управляющие электроды тринисторов VS1...VS3. Тринисторы открываются последовательно друг за другом, а значит, так же последовательно зажигаются и гирлянды ламп, включаемые в разъемы XS1...XS3.
Для питания гирлянд применен однополупериодный выпрямитель на диоде VD3. Интегральная микросхема питается от стабилизированного выпрямителя, в котором использован стабилитрон VD2. Последовательно соединенные детали R7, С5 выполняют роль балластного резистора. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором СЗ.
Кроме указанной на схеме К561ЛН2 применимы, например, микросхемы К176ЛА7, К176ЛЕ5, К561ЛА7, К561ЛЕ5. Диод VD1 - любой выпрямительный, но рассчитанный на ток не менее 150 мА и обратное напряжение не ниже 300 В. Стабилитрон VD2 - Д814Б, Д814В, Д809, Д810. Тринисторы - КУ107А, КУ107Б и даже КУ101Е, если питающее напряжение будет снижено до 150 В. Конденсатор СЗ - К50-3, К50-6, К50-12; С5 - МБМ, БМ на номинальное напряжение не менее 300 В; остальные конденсаторы - КЛС, КМ, МБМ.
Большую часть деталей монтируют либо на макетной плате, либо на печатной из одностороннего фольгированного материала.
Как уже было сказано, переключатель не требует налаживания и начинает работать сразу. При необходимости частоту переключения гирлянд можно изменить подбором конденсаторов С1, С2 и С4. Для равномерного переключения их емкости должны быть одинаковые. Если же установить конденсаторы с разными емкостями, гирлянды начнут переключаться неравномерно, что позволит получить дополнительный световой эффект.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЧЕТЫРЕХ ГИРЛЯНД
Автомат, схема которого приведена на рисунке работает несколько необычно: сначала гирлянды поочередно зажигаются в одном направлении (от EL1 до EL4), а затем поочередно гаснут, но в обратном направлении (от EL4 до EL1), после чего направление поочередного зажигания и гашения меняется и т.д.


На трех элементах микросхемы DD1 собран генератор тактовых импульсов, частоту следования которых, а значит, частоту переключения гирлянд, можно изменять переменным резистором R1. С выхода генератора (вывод 3 микросхемы DD1) тактовые импульсы поступают на вход счетчика DD2 и на входы синхронизации сдвигового регистра DD3.
Предположим, что после включения автомата в сеть на выходах счетчика и регистра установились уровни логического 0. Тогда первые три тактовых импульса не изменят состояния сдвигового регистра. С приходом же четвертого импульса на выводе 8 счетчика появится уровень логической 1, который запишется в первый разряд регистра, а значит, такой уровень будет на выходе 13 регистра. Через резистор R4 он поступит на базу транзистора DA1.1 и откроет его. В цепи управляющего электрода тринистор VS1 потечет ток, о чем будет сигнализировать загоревшаяся лампа HL1. Тринистор откроется и подаст напряжение на гирлянду EL1, включенную в розетку Х1.
Далее с поступлением на синхронизирующие входы регистра очередных трех тактовых импульсов уровни логической 1 поочередно установятся на всех его выходах (выводы 12, 11, 10). Поочередно вспыхнут гирлянды EL2...EL4.
Следующий тактовый импульс установит счетчик DD2 в состояние "8" (на выводе 11 будет уровень логической 1, а на выводе 8 - логического 0). Регистр перейдет в режим записи параллельной информации. Поскольку на выводе 5 регистра окажется уровень логического 0, он запишется в четвертый разряд регистра. Гирлянда EL4 при этом погаснет. С приходом очередных тактовых импульсов уровень логического 0 запишется поочередно в третий, второй и первый разряды. Гирлянды EL3...EL1 будут поочередно гаснуть.
После двенадцатого тактового импульса счетчик DD2 установится в состояние "12", уровень логической 1 с его выхода 8 будет записан в четвертый разряд регистра, что приведет к зажиганию гирлянды EL4. С каждым последующим импульсом уровень логической 1 запишется в третий, второй, первый разряды регистра, а значит, поочередно зажгутся гирлянды EL3...EL1.
Шестнадцатый тактовый импульс установит счетчик в исходное состояние. Регистр будет переведен в режим сдвига уровнем логического 0 на входном выводе 6, а уровень логического 0 на входном выводе 1 запишется в первый разряд. Очередной тактовый импульс сдвинет уровень логического 0 во второй разряд и сохранит его в первом и т.д. В результате гирлянды EL1...EL4 будут поочередно гаснуть, после чего порядок их зажигания повторяется по вышеописанной программе.
Диоды VD2, VD3, конденсаторы С4, С5, стабилитрон VD1 и конденсаторы С1, С2 образуют сетевой блок питания, собранный по бестрансформаторной схеме. Конденсатор С1 должен быть установлен в непосредственной близости от выводов питания микросхемы DD3 - он служит для повышения помехоустойчивости устройства. Резистор R3 способствует разрядке конденсаторов С4, С5 после выключения автомата (когда вынимают вилку ХР1 из сетевой розетки). Резистор R4 уменьшает так называемый экстра-ток (начальный ток зарядки конденсаторов С4, С5) при включении переключателя в сеть.
При необходимости микросхему DA1 можно заменить четырьмя маломощными кремниевыми транзисторами структуры п-р-п. Вместо указанных на схеме тринисторов подойдут КУ201К, КУ202К...КУ202Н. Причем тринисторы серии КУ202 следует подобрать по току открывания в цепи управляющего электрода - он не должен превышать 25 мА. Сигнальные лампы HL1...HL4 - миниатюрные лампы накаливания СМН 6-20. При их отсутствии допустимо установить в коллекторные цепи транзисторов токоогра-ничивающие резисторы МЛТ-0,25 сопротивлением 200...150 Ом. Конденсаторы С4, С5 желательно применить бумажные, на номинальное напряжение 300 В.
Детали переключателя, за исключением тринисторов, сигнальных ламп и розеток, монтируются на печатной плате. Тринисторы размещаются внутри корпуса переключателя, а сигнальные лампы - на его стенках. Рядом с лампами может быть расположен и переменный резистор.
Правильно собранный автомат начинает работать без налаживания.

АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ НА ВОСЕМЬ КАНАЛОВ.
В автомате использован восьмиразрядный сдвиговый регистр К155ИР13, что позволяет получить устройство для управления восемью световыми излучателями (гирлянды, фонари), которые можно использовать при оформлении новогодних елок и т. д.

 
Рис. 1. Принципиальная схема автомата

Описываемый автомат позволяет задать любую комбинацию переключения (одна гирлянда, две вместе, две врозь, три вместе и т. д.), менять направление движения света, а также получить световой эффект, когда лампы поочередно зажигаются, а затем поочередно гаснут.

Устройство состоит из:
•    Генератора тактовой частоты — DD1.1, DD1.2,
•    Восьмиразрядного реверсивного сдвигового регистра — DD4,
•    Коммутатора — DD3.1, DD3.2,
•    Триггера для управления коммутатором — DD1.3, DD1.4,
•    Узла управления режимами работы регистра DD4 на микросхеме DD2,
•    Восьми выходных каскадов для управления на транзисторах VT2, VT9 и тиристорах VS1, VS8.

Регистр К155ИР13 имеет восемь входов Dl — D8 для записи параллельной информации и такое же число выходов 1 — 8, входы DR, DL для записи последовательной информации, управляющие входы SR, SL для выбора режима работы регистра, вход тактовых импульсов С и вход R установки триггеров в нулевое состояние. При подаче уровня логической «1» на оба управляющих входа SR и SL в регистр по первому тактовому импульсу по входу С записывается параллельная информация с входов Dl — D8. При уровне логической «1» на входе SR и уровне логического «0» на входе SL регистр переходит в режим «сдвиг вправо». Информация в регистре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться вправо от выхода «1» к выходу 8 с записью последовательной информации со входа DR. Если же на входе SR будет уровень логического «0», а на входе SL уровень логической «1», то регистр переходит в режим «сдвиг влево». Информация в регистре, по мере поступления тактовых импульсов по входу С, будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью последовательной информации со входа DL.

Как работает данное устройство. Если при указанных на схеме положениях переключателей SA1 — SA9 нажать кнопку SB1, то на вывод 2 DD2.1, вывод 12 DD2.3 и вывод 13 DD1.3 будет подан уровень логического «0». В результате этого с вывода 3 DD2.1 и вывода 11 DD2.3 на входы SR и SL регистра DD4 будет подан уровень логической «1», триггер на элементах DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логической «1», который, поступая на вывод 10 DD3.2 и вывод 5 DD3.1, разрешит прохождение информации на входы DL и DR, поступающей на вывод 9 DD3.2 и вывод 4 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4 через элементы DD2.4 и DD2.2 в инверсном виде, а на выводе 8 DD1.4 будет уровень логического 0, который поступает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, запрещая прохождение информации на входы DL и DR регистра, поступающей на вывод 1 DD3.2 и вывод 2 DD3.1 с выхода 8 и с выхода 1 регистра DD4. С приходом на вход С регистра DD4 первого тактового импульса в триггеры этого регистра по переднему фронту этого импульса с информационных входов Dl — D8 запишутся единицы, т. е. на выходах регистра 1 — 8 будут уровни логической «1». После отпускания кнопки SB1 на входе SR регистра будет уровень логического «0», а на входе SL останется уровень логической «1», так как на вывод 1 DD2.1 через переключатель SA1 подан уровень логического «0». В результате регистр перейдет в режим «сдвиг влево». По мере поступления тактовых импульсов информация в регистре будет сдвигаться влево от выхода 8 к выходу 1 с записью информации по входу DL, которая поступает уровнем логической «1» с выхода 1 регистра на вывод 5 DD2.2, инвертируется и уровнем логического «0» поступает на вывод 4 DD3.1, на выходе инвертируется и уровнем логической «1» поступает на вход последовательной записи DL, т. е. у нас получился кольцевой счетчик. Но так как в триггеры регистра записаны одни единицы, то и на входе DL будет постоянно уровень логической «1» и триггеры регистра будут оставаться в единичном состоянии. На выходах 1 — 8 регистра будут уровни логической «1», которые открывают транзисторы VT2 — VT9, тиристоры VS1 — VS8 будут закрыты, а лампы излучателей ELI — EL8 потушены. Аналогично, если мы переведем переключатели SA2 — SA9 в противоположное положение и нажмем кнопку SB1, то в триггеры регистра по первому тактовому импульсу запишутся нули, на выходах 1 — 8 регистра будут уровни логического 0, транзисторы VT2 — VT9 будут закрыты, тиристоры VS1 — VS8 открыты и лампы излучателей ELI — EL8 будут постоянно гореть.
Для получения эффекта бегущих огней переключателями SA2 — SA9 набирают нужное число одновременно горящих излучателей и нажимают кнопку SB1.
Например, когда переключатели SA2 — SA8 находятся в указанном на схеме положении, а переключатель SA9 — в противоположном, нажмем кнопку SB1, по первому тактовому импульсу по входу С в семь триггеров регистра запишутся единицы, а в восьмой триггер запишется нуль, т. е. на выходах регистра 1 — 7 будет уровень логической «1», а на выходе 8 — уровень логического «0». После отпускания кнопки SB1 регистр перейдет в режим «сдвиг влево» и по первому тактовому импульсу, произойдет сдвиг информации влево. Уровень логического «0» с выхода 8 регистра перейдет на выход 7, а на выходе 8 будет уровень логической 1, так как на вход DL с выхода 1 регистра поступает уровень логической «1». По седьмому тактовому импульсу уровень логического 0 будет на выходе 1, следовательно, на входе DL также будет уровень логического «0» и восьмой тактовый импульс перенесет это состояние на выход 8 и т. д. В результате лампы излучателей будут поочередно зажигаться от EL8 к EL1. Свет «побежит» влево.
Если теперь нажмем кнопку SB2, то на вывод 9 DD1.4 и на вывод 13 DD4 будет подан уровень логического «0». В результате триггер DD1.3, DD1.4 примет состояние, когда на выводе 11 DD1.3 будет уровень логического 0, а на выводе 8 DD1.4 — уровень логической «1». Уровень логической «1» с вывода 8 DD1.4 поступает на вывод 13 DD3.2 и вывод 3 DD3.1, разрешая прохождение информации, поступающей с выхода 8 и с выхода 1 регистра на входы DL и DR в инверсном виде. Одновременно с этим при поступлении уровня логического «0» на вход R регистра происходит сброс всех триггеров регистра в нуль.
После отпускания кнопки SB2 по первому тактовому импульсу произойдет сдвиг влево, так как регистр находится в режиме «сдвиг влево». Одновременно в последний триггер регистра будет записан уровень логической «1», так как уровень логического «0» с выхода 1 регистра инвертируется, проходя через DD3.1, и поступает на вход DL уровнем логической «1». По второму тактовому импульсу в седьмой триггер регистра перепишется уровень логической «1» с восьмого, а в восьмой вновь со входа DL будет записана единица. По восьмому тактовому импульсу все триггеры регистра примут единичное состояние. По следующим восьми тактовым импульсам в регистр будут записываться нули, так как уровень логической «1» с выхода 1 регистра, пройдя через DD1.3, инвертируется и поступит на вход DL нулем. В результате лампы излучателей ELI — EL8 будут поочередно гаснуть от EL8 к EL1, а затем поочередно загораться.
При переводе переключателя SA1 в противоположное положение автомат будет работать также, как  описано выше, только теперь регистр DD4 будет работать в режиме «сдвиг вправо» и направление зажигания ламп излучателей изменится на противоположное от EL1 к EL8. Детали устройства, кроме блока питания и тиристоров, смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 4.

  
Рис. 4. Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout - Lights.rar

Блок питания автомата выполнен на микросхеме К142ЕН5В. Трансформатор Т1 мощностью 10W, обеспечивающий на обмотке II переменное напряжение 8... 10V при токе не менее 500 мА.
Постоянные резисторы МЛТ-0,125, переменный резистор R3 СПЗ-4, электролитические конденсаторы К50-6, переключатели МТ1 (SA1 — SA9), кнопки КМ1-1 (SB1, SB2). Вместо диодов Д246 (VD5 — VD8) подойдут диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 400V и выпрямленный ток, превышающий суммарный ток, потребляемый всеми лампами.

С указанными диодами и тиристорами максимальная мощность каждого из восьми каналов может достигать 500 Вт. Если требуется увеличить мощность, например, до 1 кВт на канал, то необходимо диоды VD5 — VD8 заменить на более мощные, например на ВЛ25. В зависимости от реальной мощности используемых ламп каждый тиристор следует установить на радиаторе с соответствующей площадью поверхности. Такими же радиаторами снабжают и диоды VD5 — VD8. При использовании в каждом канале ламп мощностью менее 500 Вт тиристоры в радиаторах не нуждаются.
Правильно смонтированный автомат налаживания не требует и начинает работать сразу.

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ГИРЛЯНД.
Переключатель четырех гирлянд, в котором варианты переключения гирлянд определяется положением переключателей SB1 и SA1.

 
Схема переключателя гирлянд:

Задающий генератор собран на элементах DD2.1 - DD2.3 микросхемы К155ЛА3, частоту которого и как следствие скорость с которой будут переключаться гирлянды можно регулировать при помощи резистора R2.
На элементах DD3.1 - DD4.2 микросхем К155ТМ2 выполнен регистр сдвига, на синхронизирующие входы которого поступают импульсы с вывода 8 микросхемы DD2 задающего генератора. На прямых и инверсных выходах триггеров логические сигналы (0 или 1) будут получаться в зависимости от положения переключателя SA1 «Программа».
Для запуска регистра сдвига и, как следствие коррекции установленной, переключателем SA1 программы используется кнопочный переключатель «Корректировка» - SB1. При одном и том же положении переключателя SA1, только в зависимости от продолжительности удержания кнопки SB1 в нажатом положении можно получить несколько разновидностей сочетаний переключения гирлянд, такие как бегущие огни, бегущая тень и т.п.
Как уже было сказано, варьируя продолжительностью нажатия кнопки SB1, можно «запрограммировать» самые разнообразные сочетания включения гирлянд.
Так в зависимости от положения переключателя SA1 удается получить такие сочетания:
В положении «1»: 1, 2, 3, 4; 1—2, 2—3, 3—4, 4—1; 1—2—3, 2—3—4, 3—4—1, 4—1 — 2; 1—3, 2—4.
В положении «2»: 1, 1—2, 1—2—3, 1 —2—3—4; 2—3—4. 3—4; 4; 2—3, 1—3—4, 2—4, 3, 1—4, 2, 1—3, 1—2—4;    
В положении «3»: 2—3, 1—3—4, 1—2—4; 1—4. 2, 3;
В положении «4»: 1, 1—2, 1—2—3, 2—3—4, 3—4, 4;
В положении «5»: 1—3, 2—4,
(Тире объединены одновременно горящие гирлянды» точками с запятой — варианты сочетаний).

В положении «6» вступает в работу узел выполняющий операцию «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», на элементах DD1.1—DD1.3, DD2.4 и гирлянды начинают включаться по изменяющейся очередности, создавая впечатление повторения разнообразия предыдущих программ. 

В положении «7» работа переключателя останавливается, и все гирлянды вспыхивают.

Для питания схемы переключателя гирлянд необходим стабилизированный блок питания с выходным напряжением +5V и током потребления около 200мА. Электропитание гирлянд осуществляется от сети ~220V через выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4, при указанных на схеме диодах и тиристорах, можно использовать гирлянды мощностью до 500W. Транзисторы серии КТ315 с любой буквой; тиристоры серии КУ201 или КУ202 с буквами от К до Н. Переключатель SA1 – галетного типа, имеющий не менее 7 положений, например 11П1Н (число положений этого переключателя ограничивается перестановкой фиксатора); кнопка SB1 типа MT1-1.

 
Чертёж печатной платы в формате Sprint Layout - blok_upravlenia.lay

Если в наличии не оказалось микросхемы К155ЛЕ1 то при небольшом изменении схемы, вместо неё можно использовать К155ЛА3.

 
Схема изменения.

Также вместо К155ЛЕ1 можно применить один элемент микросхемы К155ЛП5 в этом случае  3 вывод микросхемы подсоединяется к контакту «6» переключателя SA1, а выводы 1 и 2 подключаются к выводам 12 и 9 элемента DD3.1. 

Можно вообще отказаться от использования микросхемы К155ЛЕ1 и не устанавливать её, правда при этом программа №6 станет недоступна.

Переключатель, смонтированный без ошибок, не требует дополнительной наладки и начинает сразу работать сразу. Возможно, что для более четкого переключения гирлянд, понадобится снизить сопротивление резисторов R7 – R10 до 200 Ом. Для изменения частоты задающего генератора, от которой непосредственно зависит частота переключения гирлянд, можно подобрать другие номиналы конденсатора С1 и резисторов R1 и R2.

СВЕТОМУЗЫКАЛЬНЫЕ «БЕГУЩИЕ ОГНИ»
Вариант несложного переключателя гирлянд можно построить с использованием микросхемы К176ИЕ12, которая разработана для использования в электронных часах содержит генератор и два делителя частоты. Первый делитель частоты работает непосредственно от генератора, имеет коэффициент деления, равный 256, и четыре раздельных выхода импульсы на которых сдвинуты один относительно другого на время, равное их длительности, и скважность равную 4.
В схемах электронных часов эти импульсы используются для коммутации разрядов при динамической индикации. Особенность использования микросхемы К176ИЕ12 в рассматриваемом устройстве состоит в том, что генераторная часть микросхемы выполняет функции усилителя звуковой частоты, а делитель частоты с коэффициентом деления 60 не используется. Последовательность импульсов с четырех выходов первого делителя поступает для управления тиристорами, которыми поочередно включают источники света.
Таким образом, скорость «бегущего огня» определяется частотным составом звукового сигнала.
 

Рис. 1. Принципиальная схема.

Напряжение звуковой частоты с линейного выхода источника сигнала поступает на регулятор уровня R1, который позволяет скомпенсировать различия в уровнях сигнала от разных источников. Затем через разделительный трансформатор Т1 сигнал подводится к выводам 12 и 13 микросхемы, которые в электронных часах обычно используются для подключения кварцевого резонатора. Фильтр нижних частот R2, C2 предназначен для подавления высших гармонических составляющих сигнала и подчеркивания основной мелодии. В микросхеме усиленный сигнал поступает на делитель частоты, который через каждые 256 импульсов переключает уровень логической «1» с одного из выходов на другой в последовательности 3 — 1 — 15 — 2 и т. д.
Положительные импульсы с указанных выходов через резисторы R7 — R10 подаются на управляющие электроды тиристоров, отпирая их и обеспечивая поочередное зажигание источников света HL1 — HL4.
Таким образом, реализуется эффект «бегущего огня».
Питание микросхемы осуществляется без сетевого трансформатора, что значительно снижает габариты устройства и упрощает конструкцию. Однако такой способ питания приводит к необходимости использования входного разделительного трансформатора Т1, который обеспечивает гальваническую развязку между источником сигнала и питающей сетью. В противном случае прикосновение к шасси, осям органов управления, которые соединены с общим проводом, источника сигнала (магнитофона, проигрывателя и др.) оказалось бы опасным.
В налаживании устройство не нуждается. Необходимо лишь помнить о том, что общий провод, и все элементы устройства связаны с сетью переменного тока.
При использовании тиристоров КУ202Л (КУ202Н) с установкой их на печатной плате без дополнительных радиаторов суммарная мощность ламп в каждом из каналов не должна превышать 400W.
При использовании тиристоров КУ201Л без теплоотвода суммарная мощность ламп каждого канала не должна превышать 100W.
Могут быть использованы и тиристоры других типов, рассчитанные на коммутацию напряжения не менее 300V, например симметричные тиристоры  КУ208Г.
В случае если питание на схему подавать не непосредственно от сети, а через понижающий трансформатор, который одновременно будет выполнять и функции развязки источника сигнала от сети то отпадет необходимость в применении входного трансформатора.
Входной трансформатор Т1 можно использовать любой выходной или согласующий от транзисторного приемника с коэффициентом трансформации 1:1 при количестве витков каждой обмотки в пределах от 500 до 1500 диаметр провода не имеет значения. Основное требование к входному трансформатору состоит в надежной изоляции вторичной обмотки от первичной и первичной обмотки от магнитопровода.
Диод КД105 может быть использован с любым буквенным индексом или заменен на Д226 либо Д7Е или Д7Ж. Вместо стабилитрона Д814Г можно использовать Д814Д, Д811, Д813 или КС212Ж.
Если питание ламп будет производиться пониженным напряжением с использованием понижающего трансформатора, целесообразно также пониженным напряжением питать выпрямитель микросхемы с заменой резисторов R4 — R6. Так, при использовании напряжения питания 24V вместо трех резисторов достаточно установить один сопротивлением 1кОм и мощностью 0,5 Вт.

 
Рис. 2. Печатная плата

Рисунок проводников печатной платы и расположение элементов схемы в формате Sprint Layout - 176ie12.rar.
При сборке устройства необходимо обратить особое внимание на условия обращения с микросхемами, собранными на КМОП транзисторах.

АВТОМАТ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДНЫХ ГИРЛЯНД.
Для светового оформления новогодней елки обычно используют гирлянды из ламп накаливания или светодиодов, которые управляются автоматом, включающим гирлянды в определенной последовательности. Собрать такой переключатель можно на одной микросхемой К176ИЕ12, по приведенной схеме.



Как уже говорилось, указанная микросхема предназначена для использования в электронных часах и в ее состав входит генератор, предназначенный для управления разрядами цифрового индикатора, на выводах которого появляются импульсы, сдвинутые по фазе между собой на четверть периода. К этим выходам (Т1 —Т4) через резисторы R3—R6 подключены транзисторные ключи VT1 —VT4, каждый из которых управляет гирляндой из пяти последовательно соединенных светодиодов. При работе устройства зажигается та гирлянда, управляющий транзистор которой открыт высоким уровнем на соответствующем выходе микросхемы DD1. А поскольку сигналы высокого уровня будут появляться на указанных выходах микросхемы последовательно, то также последовательно будут зажигаться гирлянды, создавая при соответствующем взаимном расположении эффект «бегущие огни». Поскольку в любой момент времени светится только одна гирлянда, установлен лишь один ограничительный резистор — R7.
Используя эту микросхему в таком же включении, но установив транзисторы структуры p-n-p (рис. 4), можно получить эффект «бегущая тень». Теперь транзисторы будут открываться, а значит, включаться соответствующие гирлянды, сигналами низкого уровня на указанных выше четырех выходах микросхемы. Поэтому гирлянды будут поочередно гаснуть, создавая эффект «бегущая тень». В этом варианте токоограничивающие резисторы (R7—R10) нужно поставить в цепь каждой гирлянды.



Дополнив исходную конструкцию еще одной микросхемой, можно получить несколько вариантов переключения гирлянд. Микросхема DD1 включена так же, как и в предыдущих конструкциях. Но теперь сигналы с ее выходов Т1 —Т4 поступают на одни из входов элементов «исключающее или» микросхемы DD2 которая теперь управляет режимами работы автомата. Вторые входы элементов соединены вместе и подключены к подвижному контакту переключателя SA1 «Режим». К выходам элементов микросхемы подключены через ограничительные резисторы транзисторные ключи, управляющие включением светодиодных гирлянд.



Режим работы автомата изменяют переключателем SA1:
•    Положение «1» на соединенные вместе входные выводы элементов микросхемы DD2 подается напряжение +12V, логические элементы работают инверторами, автомат находится в режиме «бегущая тень».
•    Положение «2» переключателя входы логических элементов соединяются с общим проводом, элементы работают повторителями, в результате чего реализуется режим «бегущие огни».
•    Положение «3» вторые входы элементов микросхемы DD2 подключаются к выходу S2 (вывод 6) микросхемы DD1. Форма импульсов на этом выходе — «меандр», частота следования равна f r/16384, поэтому каждому такому импульсу будут соответствовать 64 импульса на любом из выходов Т1 —Т4. Половину периода импульса на выходе S2, когда на нем присутствует высокий уровень, автомат работает в режиме «бегущая тень», а вторую половину, когда на выходе S2 низкий уровень, — в режиме «бегущие огни».
•    Положение «4» соединенные вместе входы элементов микросхемы DD2 оказываются подключенными к выходу F микросхемы DD1. Частота импульсов на этом выходе в 8 раз выше, чем на выходах Т1— Т4. В таком режиме элементы микросхемы DD2 будут изменять свои функции в 8 раз чаще, чем происходит переключение гирлянд, поэтому создастся эффект хаотического включения светодиодов.
Кроме микросхемы К561ЛП2, подойдет КР1561ЛП2, транзисторы — любые из серий КТ315, КТ3102, светодиоды — любые отечественные или импортные разных цветов свечения, переключатель — любого типа на указанное число положений и одно направление.

 
Большинство деталей этой конструкции смонтировано на печатной плате (рисунок печатной платы  в формате Sprint Layout - 176ie12.rar). 

Переменный резистор и переключатель можно смонтировать на передней панели корпуса, в котором будут расположены плата и источник питания — любой маломощный блок с выходным стабилизированным напряжением 12V и током нагрузки до 100 мА.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЧЕТЫРЕХ ГИРЛЯНД.
Автомат управляет четырьмя гирляндами. Сначала он их последовательно зажигает, затем, после того, как будут гореть все четыре, он их последовательно гасит и так повторяется по кругу. Частоту переключения световых эффектов можно регулировать переменным резистором.

 
Основа автомата регистра сдвига D2 в момент включения питания зарядный ток конденсатора С3 устанавливает регистр в исходное нулевое состояние и на всех его выходах устанавливаются нули, тиристоры VS1-VS4 закрыты соответственно гирлянды Г1-Г4 не светятся.
Поскольку, на всех выходах регистра D2 установлены нули, то нуль есть и на его старшем входе «4» (вывод 10). Этот уровень инвертируется элементом D1.3 и на вход данных «D» регистра подается логическая единица. Этот уровень и будет записываться в регистр по каждому импульсу, поступающему на вход «С» от мультивибратора на D1.1 и D1.2.
В результате, сначала откроется тиристор VS1 и включится гирлянда Г1, затем тиристор VS2 и гирлянда Г2, далее VS3 и Г4, VS4 и Г4. По завершению четвертого импульса, выработанного мультивибратором, будут включены все четыре гирлянды. На всех выхода регистра будут единицы, значит, и на выводе 10.
Единица с вывода 10 D2 инвертируется элементом D1.3 и на входе данных «6» регистра теперь ноль. В течение следующих четырех импульсов мультивибратора в регистр будут записываться нули. Это значит, что сначала выключится Г1, затем Г2, далее Г3 и, наконец, погаснет гирлянда Г4. Затем все повторится.
Ключи, управляющие лампами, состоят из тиристоров и высоковольтных транзисторов КТ940А. Применение высоковольтных транзисторов позволяет для включения тиристоров использовать их анодное напряжение. Это позволяет включать тиристоры, не нагружая источник питания логической схемы. Пока тиристор закрыт на его аноде есть пульсирующее сетевое напряжение.
При открывании транзистора напряжение на УЭ тиристора возрастает, и тиристор открывается, напряжение его аноде падает. Поэтому, транзисторы работают, фактически, в импульсном режиме. Гирлянды, при мощности не более 40W каждой, могут питаться от выпрямителя на диодах VD2-VD5, при большей мощности потребуются более мощные диоды. Логическая часть питается от параметрического стабилизатора VD1, R4, C1. Напряжение литания 10V равно напряжению стабилизации стабилитрона VD1.

 
Рисунок проводников печатной платы в формате Sprint Layout - 176ir2.rar.

Тиристоры КУ201Л можно заменить на КУ201 или КУ202 с буквенными индексами Ж, И, К, Л, М или Н.
Если управлять маломощными гирляндами (мощностью менее 10W) тиристоры могут не открываться в этом случае, можно отказаться от тиристоров и включать гирлянды одними только транзисторами КТ940А.

АВТОМАТ СВЕТОВЫХ ЭФФЕКТОВ
В этой конструкции используются две интегральные микросхемы (рис. 1) позволяющие управлять четырьмя гирляндами ламп и получать разнообразные световые эффекты.

 
На элементах D1.1 — D1.3 собран генератор прямоугольных импульсов. Частоту его можно изменять переменным резистором R2. включенным в частотозадающую цепь. Импульсы с генератора через инвертор на элементе D1.4 и дифференцирующие цепочки C2R4 и C3R5 поступают на входы синхронизации микросхемы D2, из D-триггсров которой составлен своеобразный регистр сдвига. Триггеры реагируют только на положительные синхроимпульсы. Причем на входы элементов D2.1, D2.3 и D2.3. D2.4 импульсы синхронизации поступают поочередно благодаря включению инвертора на элементе D1.4.
При показанных на схеме положениях кнопок S1, S3 и переключателя S2 в момент включения устройства в сеть все триггеры устанавливаются в состояние «1» при котором на их прямых выходах (выводы 16. 10. 15, 9) будет логическая «1» а на инверсных (выводы 1, 11, 14, 8)— логический «0». Транзисторы V11—V14 окажутся закрытыми, а тиристоры V15—V18 — открытыми. Все гирлянды ламп будут гореть.
Погасить лампы можно, нажав кнопку S1 и подав тем самым на вход триггера D2.1 логический 0. При этом на инверсном выходе триггера появляется логическая «1» транзистор V11 открывается, а тиристор V15 закрывается и гирлянда H1 гаснет. При последующих импульсах синхронизации логический «0» устанавливается на всех входах и прямых выходах триггеров и лампы гирлянд гаснут.
Чтобы запустить автомат, достаточно нажать кнопку S3 и подать на D-вход триггера D2.1 логическую «1» с инверсного выхода триггера D2.4. Теперь поступивший на триггер D2.1 импульс синхронизации переведет его в состояние 1. т. е. на прямом выходе будет логическая 1, а на инверсном — логический 0. Транзистор V11 закроется, а тиристор V15 откроется. Гирлянда H1 вспыхнет, если продолжать держать кнопку S3 нажатой, поступивший на триггер D2.2   (вывод 4)   импульс  синхронизации  изменит  состояние  и   этого триггера на противоположное. Загорится гирлянда Н2. Затем последовательно вспыхнут гирлянды Н3 и Н4.
Для получения эффекта «бегущие огни> достаточно держать кнопку до тех пор, пока не загорятся, например, две первые гирлянды (H1 и Н2), а затем отпустить ее. Сразу же на вход триггера D2.1 через контакты кнопки SI и переключатель S2 поступит логический «0» с прямого выхода триггера D2.4 и по приходу синхронизирующего импульса на вывод 13 изменится состояние триггеров D2.1 и D2.3. Гирлянда H1 погаснет, но зажжется Н3. Затем последовательно будут изменяться состояния триггеров D2.2 и D2.4, D2.3 и D2.1, D2.4 и D2.2 и так далее. Создастся впечатление перемещения света ламп двух соседних гирлянд. Можно, конечно, подобным образом заставить перемешаться («бежать») свет только одной гирлянды
Установив переключатель S2 в нижнее по схеме положение, получите другой световой эффект — гирлянды будут поочередно зажигаться, а затем поочередно гаснуть.
Питается автомат от блока, состоящего из трансформатора Т1, выпрямителя на диодах V5—V8 и стабилизатора напряжения на стабилитроне V10 и транзисторе V9. Для питания тиристоров и гирлянд использован выпрямитель на диодах V1 — V4.
Трансформатор T1 может быть мощностью 3...5W с напряжением на обмотке 9... 10V. Вместо диодов V5—V8 подойдут Д226 с любым буквенным индексом, вместо КД203А — другие диоды, рассчитанные на обратное напряжение не ниже 300V и выпрямленный ток, превышающий суммарный ток, потребляемый всеми гирляндами.
С указанными диодами и тиристорами максимальная мощность гирлянд может быть 2 кВт. В зависимости от реальной мощности используемых гирлянд каждый тиристор следует установить на радиаторе с соответствующей площадью поверхности. Такими же радиаторами снабжают и диоды V1 — V4.
Правильно собранный автомат, как правило, не требует налаживания и начинает работать сразу. Если все же какая-либо из гирлянд не будет зажигаться, нужно уменьшить сопротивление резистора (но не более чем вдвое) в цепи управляющего электрода соответствующего тиристора. Границы изменения частоты переключения гирлянд устанавливают подбором номиналов деталей C1, R2.R3.

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ГИРЛЯНД С ПЛАВНЫМ ИЗМЕНЕНИЕМ ЯРКОСТИ
Данный переключатель отличается от устройств, описанных в журнале «Радио» 1980 №11, и «В помощь радиолюбителю» выпуск 65 наличием всего двух интегральных микросхем, позволивших уменьшить габариты устройства и повысить надежность его работы.

 
На микросхеме D1 собран симметричный мультивибратор, частоту колебаний которого можно изменять переменным резистором R2. Через инверторы D1.3 и D1.4 прямоугольные импульсы мультивибратора поступают на триггеры D2.1 и D2.2 выполняющие роль делителей частоты. Выходные сигналы триггеров поступают на усилители тока (транзисторы V1 — V4) и далее через конденсаторы С3—С6 на управляющие электроды тиристоров V9 — V12 в анодных цепях которых включены гирлянды ламп H1—Н4. Диоды V5 — V8 защищают управляющие электроды от обратного напряжения.
В зависимости от соотношения частей мультивибратора и сети гирлянды или плавно зажигаются и резко гаснут или резко зажигаются и плавно гаснут. Желаемую скорость переключения гирлянд, устанавливают резистором R2
Мультивибратор и усилители тока питаются напряжением 5V, которое можно подать от любого стабилизированного выпрямителя, рассчитанного на ток нагрузки до 100 мА.  Для питания тиристоров и гирлянд использован выпрямитель на диодах VI3—VI6.
В схеме можно применять:
Тиристоры КУ201К, КУ201Л, КУ202К—КУ202Н.
Выпрямительные диоды V13—V16 КД202Н, КД202Р, КД202С, Д247, Д248.
Защитные  диоды V5—V8 Д220, Д223, КД503; Транзисторы - KT3I5 с любым буквенным  индексом
Конденсаторы  С1, С2 МБМ,  С3 — С6 любого  типа емкостью 0.047.0.2 мкФ.

Часть деталей автомата смонтирована на плате (рисунок платы в формате Sprint Layout - 155tm7.rar).
 
Безошибочно смонтированное устройство начинает работать сразу. Если потребуется, пределы изменения частоты мультивибратора можно подобрать резистором R1.

АВТОМАТ «РАСТУЩАЯ ЛИНИЯ»
В отличие от привычных «бегущих огней» следующий автомат световых эффектов работает по другому алгоритму. Индикаторная (световая) панель состоит из восьми светодиодов, расположенных в линию. После включения питания, сначала загораются два светодиода посредине панели, образуя короткую линию затем, по мере работы автомата, эта линия удлиняется в обе стороны и в середине цикла достигает полной длины в восемь светодиодов. Затем, два средних светодиода гаснут, и линия как бы разрывается на две линии, которые постепенно уменьшаются до двух точек, расположенных на краях световой (индикаторной) панели. Затем весь процесс повторяется снова и снова.

 
В основе автомата регистра сдвига D2, на начальном этапе, после включения питания, цепь C2-R2 устанавливает регистр в нулевое положение. На всех его выходах ноль, и на выходе инвертора D1.4 - единица. По фронту каждого из импульсов, поступающих на вход С он записывает и сдвигает данные, поданные на его вход D, то есть, сейчас - единицу. Так, в течение первых четырех тактов происходит последовательное заполнение выходов регистра единицами. Как только в последний выход 4 будет записана единица, уровень на выходе D1.4 меняется и теперь, в течение последующих четырех тактов в регистр записываются нули. Соответствующее расположение светодиодов дает выше описанный световой эффект.
Если светодиоды расположить иначе, тоже в линию, но в порядке номеров, согласно схеме, то получится эффект «бегущая линия», будет создаваться впечатление, что по панели пробегает линия длиной в восемь светодиодов.
Сначала с одного  края появляется её начальная черточка, затем, линия перемещается дальше, и в середине цикла видна уже вся (все восемь светодиодов), далее, линия, как бы перемещаясь, постепенно уходит из поля зрения.

 
На рисунке приводится рисунок платы для создания эффекта «растущей линии», для эффекта «бегущей линии» нужно изменить дорожки под светодиоды. Стабилитрон - любой на 6-9V. Транзисторы КТ315 можно заменить любыми, выдерживающими ток коллектора до 0,1А. Диод КД209 -любой выпрямительный.
Скорость воспроизведения эффекта зависит от параметров цепи R1-C1.

ЁЛКА - ХАМЕЛЕОН
Если немного изменить предыдущую схему, а гирлянды составить из включенных последовательно двунаправленных двухцветных светодиодов, то цвет свечения такой гирлянды будет зависеть от направления тока через неё. На рисунке показана схема, рассчитанная на работу с четырьмя такими гирляндами. В исходном состоянии все гирлянды одного цвета, например, красного (зависит от того, как они подключены), затем гирлянды последовательно меняют цвет на зеленый. После того как все четыре становятся зелеными, начинается такое же последовательное изменение цвета на красный. И так повторяется периодически.

 
Гирлянды питаются от источника переменного тока. Включается каждая гирлянда при помощи ключевой схемы на двух диодах и двух транзисторах разной структуры. Когда на выходе регистра логическая единица открывается транзистор структуры n-p-n и на гирлянду поступает пульсирующий ток положительной полуволны. Гирлянда светится одним цветом. При логическом нуле на выходе регистра открывается транзистор p-n-p и через гирлянду протекает пульсирующий ток отрицательной полуволны. Гирлянда светится другим цветом.
Для того чтобы такая схема работала нужно чтобы логический ноль был по отношению к эмиттерам ключевых транзисторов отрицательным напряжением, а логическая единица - положительным. Чтобы этого достигнуть микросхемы питаются двуполярным напряжением относительно общего провода, который привязан к эмиттерам ключевых транзисторов и источнику переменного напряжения.
Быстрота воспроизведения светового эффекта зависит от частоты мультивибратора D1.1-D1.2, которую можно регулировать переменным резистором R2.
Трансформатор питания Т1 - готовый, типа ALG на ток 800mA, со вторичной обмоткой 12-0-12V. Обмотка на 24V с отводом от середины, - отвод не используется. Напряжение 24V снимается с крайних концов этой вторичной обмотки. Двухцветные светодиоды можно использовать и другие, но важно, чтобы суммарное напряжение падения каждой гирлянды не превышало 22V (например, на каждом светодиоде КИПД41А падает по 2V, то есть на десяти 2x10=20V).
Вместо регистра К176ИР2 можно использовать К561ИР2.

---

МАЛОГАБАРИТНЫЕ СЕТЕВЫЕ АВТОМАТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГИРЛЯНДАМИ НА НОВОГОДНИХ ЕЛКАХ.

Основу автомата управления гирляндами составляет небольшая плата с 10 выводами.



Микроконтроллер серии QD0056C имеет четыре выхода, которые через ограничительные резисторы управляют тиристорами.
Тиристоры MCR 100-6 рассчитаны на работу при напряжении до 400V и токе 0,6-0,8А, в некоторых приборах управляющие электроды тиристоров подключены к выходам микроконтроллера напрямую без резисторов.
 
Контакты:
1    ZC    Вход AC50/60HZ    
2    VSS    Общий (минус питания)   
3    L1    Выход LED1    
4    L2    Выход LED2    
5    L3    Выход LED3   
6    L4    Выход LED4
7    OSC1    Нет выходного сигнала
8    OSC2    Нет выходного сигнала
9    KEY    Выбор шаблона функции
10    VDD    Напряжение питания

Электрические параметры
Рабочее напряжение    2.5  - 4.5 V
Рабочий ток        0,1  -  0,3  мА

Внешний вид "начинки" одного из таких автоматов показан на рис. 1, а схема — на рис, 2.

  
Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1— VD4 и через токоограничивающий резистор R1 поступает на плюсовую линию питания микросхемы DD1, конденсатор С1 — сглаживающий. Импульсы переменного напряжения через резистор R2 поступают на вход тактовых импульсов микросхемы DD1. Нажатием на кнопку SB1 производят выбор программы переключения гирлянд. Управляющие сигналы с выходов микросхемы поступают на базы транзисторов VT1—VT4, в коллекторные цепи которых включены гирлянды из ламп накаливания.
Нумерация выводов микросхемы дана условно со стороны установки на плате, считая слева направо (см. рис. 1).


На рис. 3 показана схема, приспособленная под батарейное питание, для чего в ней введен генератор импульсов собранный на таймере DA1. 

При сетевым питании (см. рис. 2) импульсы на вход С микросхемы DD1 поступали через резистор R2 от сети. В данном случае управляющие импульсы формирует вновь введенный генератор. Напряжение питания гирлянд из светодиодов HL1—HL32 составляет 18V, резисторы R5—R8 — токоограничивающие. Напряжение питания генератора снижено до 15V за счет падения напряжения на стабилитроне VD2. Питающее напряжение микросхемы (DD1) автомата составляет 4...5V, поскольку поступает на нее через стабилитрон VD2.
Резистивная цепь R3,R4 обеспечивает согласование выходного генератора с тактовым входом микросхемы DD1.
Все дополнительные детали монтируют на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 4.

 
С платы автомата (см. рис. 1) удаляют лишние элементы. Межплатные соединения проводят с помощью проволочных перемычек (рис. 6) и проверяют работоспособность устройства.
Только после этого платы и батареи питания размещают внутри пластмассового корпуса подходящего размера. На его верхней панели делают отверстия для соединительных проводов, кнопки и выключателя. Затем пропускают провода внутрь, приклеивают к корпусу и производят окончательный монтаж конструкции.


В конструкции можно применить резисторы — ВС, С2-23, МЛТ, конденсаторы — К10-7, К10-17.

Устройство питают от двух последовательно соединенных батарей типов 6F22 "Крона" или "Корунд".

"НОВОГОДНЯЯ ЁЛКА"
В статье из "Радио" 2009 № 11 с. 45—47, рассказано о том, как использовать плату от переключателя ёлочной гирлянды, в данной статье предложены некоторые другие варианты подобных устройств.

 
На рис. 1 показана схема первого варианта такого электронного блока, в котором использована плата с бескорпусной микросхемой с обозначением SY38 от авторучки. На этой плате, кроме микросхемы, размещены три светодиода различного цвета свечения, кнопка выбора режимов работы и пружинный контакт, которые следует с платы удалить. Светодиоды выпаивают аккуратно, чтобы не перегреть микросхему и не оторвать печатные проводники. Кнопку аккуратно выкусывают тонкими кусачками, так как её выводы загнуты и без перегрева платы выпаять её затруднительно. Аналогично удаляют и пружинный контакт.  К освободившимся контактным площадкам — их нумерация показана на рис. 2 — припаивают тонкие гибкие провода, которыми соединяют бескорпусную микросхему платы SY38 с основной платой. Места пайки и печатные проводники желательно покрыть лаком.

 
Микросхема DD1 питается от стабилизированного источника напряжением 9V, а микросхема DD2 — от параметрического стабилизатора напряжения R4VD4. Диод VD3 защищает вход микросхемы DD2 от напряжения высокого логического уровня с выхода элемента
 
В память этой микросхемы заложены девять световых эффектов в различных комбинациях, среди которых плавное поочередное зажигание и погасание светодиодов, плавное поочерёдное зажигание и одновременное их погасание, а также зажигание светодиодов. Световые эффекты включаются, выключаются и сменяются при кратковременном соединении вывода 1 платы с минусом питания. Для автоматического управления сменой световых эффектов на микросхеме DD1 (см. рис. 1) собран электронный переключатель, который имитирует работу кнопки. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов с длительностью около 0,5 с и периодом следования 1 мин. Этот период соответствует продолжительности одного светового эффекта. При этом длительность импульса определяется номиналами элементов R2, С1, а период — R1, С1. На элементе DD1.3 собран формирователь пары коротких (примерно 0,1 с) запускающих импульсов, которые вырабатываются как по фронту, так и по спаду импульса с выхода генератора, а на элементе DD1.4 — инвертор.
Микросхема DD1 питается от стабилизированного источника напряжением 9V, а микросхема DD2 — от параметрического стабилизатора напряжения R4VD4. Диод VD3 защищает вход микросхемы DD2 от напряжения высокого логического уровня с выхода элемента DD1.4 (9V).
Микросхема DD2 управляет транзисторами VT1—VT3, в эмиттерные цепи которых включены гирлянды из светодиодов HL1— HL14, HL15— HL28 и HL29—HL42 соответственно. Чтобы обеспечить нормальную работу светодиодов, гирлянды питаются напряжением 30V (нестабилизированный источник питания). Резисторы R8— R10 — токоограничивающие.
Работает устройство следующим образом. После подачи питающего напряжения включается первый световой эффект, при этом на выходе элементе DD1.4 в течение минуты присутствует высокий уровень и поэтому световой эффект не переключается. Затем на этом выходе появляется пара запускающих импульсов низкого уровня, первый из которых выключает первый световой эффект, а второй через долю секунды включает второй. Через минуту второй эффект будет выключен и включён третий и т. д.

 
Большинство элементов, кроме светодиодов и резисторов R8—R10, монтируют на основной печатной плате, чертёж которой показан на рис. 3. Плату с микросхемой DD2 приклеивают к основной (печатными проводниками вверх) автомобильным герметиком.
В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23, конденсатор С1 —оксидный импортный, обязательно неполярный, конденсатор С2 — К10-17. Микросхему К561ЛП2 можно заменить на CD4030A, диоды КД522Б — на любые из серий КД102. КД103, КД510, КД521 или КД522А, транзисторы КТ361Д — на транзисторы серии КТ361 с индексами В, Г, Е или серии КТ3107 с индексами Г, ГМ, Е, ЕМ, Ж, ЖМ, И, ИМ, К, КМ. Все светодиоды — зелёного цвета свечения — АЛ307ВМ, АЛ307ГМ или аналогичные импортные. Выключатель питания — любой малогабаритный сдвоенный.

 
На рис. 5 показана схема ещё одного варианта электронного блока новогодней ёлочки. В ней применён формирователь световых эффектов от детской игрушки, который представляет собой плату (маркировка ЕР-02) с бескорпусной микросхемой, тремя бескорпусными светодиодами, залитыми прозрачным компаундом, и кнопкой. К сожалению, программа у микросхемы только одна — "бегущие огни", а подачей низкого уровня на вход 1 (условная нумерация выводов этой платы показана на рис. 6) можно только включать и выключать устройство.

 
Чтобы как-то разнообразить световой эффект, на таймере DA1 собран генератор импульсов с периодом следования около 30с. Поэтому устройство в течение 30с работает, а затем на 30с выключается и процесс повторяется, в остальном оно работает аналогично первому варианту, Все элементы, кроме светодиодов и резисторов R7—R9, монтируют на основной печатной плате, чертёж которой показан на рис. 7.
Плату с бескорпусной микросхемой приклеивают, но предварительно удаляют кнопку, а надфилем — компаунд в местах установки светодиодов (которые удаляют) и контактных площадок микросхемы. Эти площадки зачищают и припаивают к ним тонкие гибкие провода, которыми соединяют микросхему DD1 с остальными элементами.
Таймер NE555 заменим на LM555, КР1006ВИ1, С1 — оксидный полярный импортный, желательно с малым током утечки. Остальные элементы и варианты их замены такие же, как в первом устройстве.

---

Использованы источники:

•    «Юный техник» - "Для умелых рук" №12 1990г.
•    «В помощь радиолюбителю» Выпуск №102, №104
•    «Радио Конструктор» №11 2001г., №11 2005г., №11 2008г.
•    «Радиолюбитель» №11 2002г.
•    «Радио» №11, 1982г., №11, 1986г., №11, 2003г., №11, 2009г., №10, 2011г.