ライトハリネズミ。スキーム、説明

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軽いハリネズミ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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軽いハリネズミ今日では、明るさ、色、空間的位置を絶えず変化させる多数のビームで照明装置を使用せずにステージ、ダンス、コンサートホールを想像することは困難です。提案された記事では、このグループの最も単純な照明装置のXNUMXつについて説明します。数十の白または色のビームを作成し、マイクロコントローラーの制御下で、条件付き軸を中心に音楽のビートに合わせてビームを回転させます。

「ライトハリネズミ」は、220 V ネットワークから 100 W 強を消費し、重量は約 3 kg です。コンサートプログラム、ショー、ディスコの照明デザイン用に設計されています。デバイスの内部構造を図に示します。 1.

白熱ランプ５はパネル１０に設置され、ランプの直接光による部屋の照明を排除する不透明スクリーン６を備えている。リフレクター 5 は、ランプ 10 に面する内面に多数のミラーの破片が接着された球形の金属ベースで構成されています。個々の断片によって反射され、レンズ 6 によって集束された光線は、空間に一種の「ハリネズミ」を作成します。エンジン 4 は反射板 5 を回転させ、それとともにビームも回転します。ビームは煙の多い環境では特に印象的に見えます。列挙されたノードに加えて、制御ユニット１１のプリント回路基板、電源変圧器２およびファン１がハウジング１２の内部に設置される。ハウジング１２の内部のランプ５を冷却する空気が通過するための穴７は、閉塞されている。不透明なスクリーン8.

軽いハリネズミ

「ライトハリネズミ」のスキームを図に示します。 2. 変圧器 T1 (2、図 1 を参照) の全体電力は、ランプ EL1 (5、図 1 を参照) の電力より少なくとも 15 ... 20 W 大きくなければなりません。ランプが接続されている変圧器の 10,5 次 (II) 巻線の電圧は 11,5 ... 8 V である必要があります。ランプの消費電流は 2,5 A に達するため、断面積のあるワイヤで変圧器に接続する必要があります。少なくとも 2 mmXNUMX。

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リフレクターを回転させる M2 ステッピングモーターの制御ユニットの基礎は DD1 PIC12C508A-04 / P マイクロコントローラーであり、プログラマーを使用してテーブルのコードをプログラムメモリに書き込む必要があります。このマイクロコントローラーは一度プログラムできるため、この操作は非常に慎重に実行する必要があります。

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マイクロコントローラーによって生成された信号は、DD2 マイクロ回路のトランジスタスイッチを介して M2 ステッピングモーターの巻線に供給されます。各出力には保護ダイオードが装備されており、ダイオードの共通カソードは端子 9 に接続されています。したがって、モーター巻線はスイッチングサージを抑制するダイオードによって分路されます。

このプログラムは、リフレクターの 1 つの異なる速度と 4 つの回転方向を提供します。これらのパラメータをさまざまに組み合わせて、照明効果を作成します。スイッチ SA1 の接点が閉じると、プログラムに従って速度と方向の組み合わせが周期的に変化します。それ以外の場合 (スイッチが開いている場合)、変化は DDXNUMX チップのピン XNUMX で受信されるパルスによって同期されます。

音楽のリズムに合わせてビートを刻むパルスシェイパーがDA1 LM324チップ上に組み込まれています。オペアンプ DA1.1 のカスケードは、BM1 マイクで受信した伴奏の音声信号を増幅します。抵抗 R3 - ゲイン制御。次に、信号は R7C6R8C7 フィルターを介してオペアンプ DA1.2 のアンプ入力に入り、AGC (自動ゲイン制御) によってカバーされ、ボリュームに関係なく DA1.2 出力の信号振幅を一定に維持します。音楽の。 AGC 検出器は VD5 ダイオード上に組み立てられ、フィルタは R12C8、アクチュエータは VT1 トランジスタです。 R6R16C17 フィルターを備えた VD14 ダイオードの振幅検出器と DA1.3 リピーターが音楽信号のエンベロープを抽出します。再試行遅延ユニットを備えた DA1.4 オペアンプのしきい値デバイスは、エンベロープを DD3 マイクロコントローラーの GP1 入力に入力される方形パルスに変換します。

制御ノードのプリント基板を図に示します。 3. 固定 MLT 抵抗およびセラミックコンデンサ KM、K10-17、KD-2 の取り付け用に設計されています。酸化物コンデンサ - K50-35 または同様の輸入品。マイクロコントローラー PIC12C508A-04/P は、PIC12C509A-04/R マイク BM1 - HMO1001A に置き換えることができます。 CZN-15E など、現代の電話で使用されている他のエレクトレットも適しています。

軽いハリネズミ

輸入一体型スタビライザーは国産のものと交換可能です：LM7805 - KR142EN5A、LM7809 - KR142EN8A。 ULN2004AN マイクロ回路の類似品は K1109KT23 です。 VT1 としては、任意の文字インデックスを持つ KT315 または KT3102 シリーズのトランジスタが適しています。ダイオード VD1 ～ VD4 - 少なくとも 1 A の電流用の整流器。任意の低電力シリコンダイオードが VD5 ～ VD8 として適しています。

リフレクターの直径 (4、図 1 を参照) - 100...150 mm。小さいエンジンでは十分な数のミラーの破片を配置することが難しく、特大の M2 エンジンは回転できません。古い劇場のスポットライトのアルミニウム製リフレクターは、リフレクターのベースのブランクとして機能します。極端な場合には、厚さ1,5 mm以下、寸法100x100 mm以上のアルミニウムシートからベースを自分で作ることができます。求められるのは変形しにくいジュラルミンではなく、柔らかいアルミです。

セメントモルタルを適切なサイズの木箱に注ぎ、直径20〜30 mmのゴムボールを深さ200〜250 mmまで押し込み、モルタルを硬化させます。ボールを外し、凹部にアルミ板を置き、半円形の木槌で叩いて球状に成形します。完璧に出来なくても怒らないでください。これにより、悪化しないだけでなく、照明効果も多様化します。完成したベースの中心に、モーターシャフトに嵌合するようにスリーブを固定します。不要な光の反射を避けるために、ミラーの破片を貼り付ける前に、ベースの内面をダークマットペイントでコーティングします。

ミラーの破片の準備とステッカーの作成に創造的に取り組む必要があります - 作成された効果の表現力はこれに依存します。飽和色の光線を取得するには、反射ダイクロイックフィルターがミラーとして使用されます。舞台装置を販売する店で見つかることもあります。適切なフィルターを購入できなかった場合は、単色の光線に限定し、「化粧品バッグ」または粉末パッケージからの厚さ1,5 ... 2 mmの通常のミラーを使用する必要があります。厚いものは機能しません - 反射板が重すぎることが判明します。ミラーは、一辺が 15 ～ 20 mm のほぼ正方形の破片に切断され、ベースの内面に接着されます。

原則として、1 ... 50 Wの電力を持つ照明ランプはEL100として適していますが、明るく鮮明な光線を得るには、その螺旋が平らで密でなければなりません（回転が互いに隣接している）。電力に加えて、ランプは色温度によって分類され、色温度が低いほど光は「赤く」なります。従来の白熱灯は色温度が比較的低いという特徴があるため、スペクトルの青色領域にある色の光線は暗く見えます。ハロゲンランプの場合、この数値は高くなりますが、寿命は短くなります。

KGM12-100-2 100W ハロゲンランプの使用を推奨します。公称電圧 12 V で 350 時間以上持続します。交換可能なランプは、General Electric の KGM 12-100 (耐用年数 85 時間)、KGM 12-50 (電力 50 W)、または FSR12-100 です。車のフォグランプも使用できます。

ランプおよび装置全体の耐久性は、ランプパネルの品質に大きく依存します。ソケットとの接触不良により、ランプのピン端子が焼損することがよくあります。輸入ハロゲンランプには適切なパネルが見つかります。これが不可能な場合は、ベースの平らな部分を XNUMX つのグラスファイバーストリップで挟んでランプを固定し、絶縁体を取り除いた単芯銅線をピン端子にしっかりと巻き付けます。作業用ランプの端子の温度ははんだの融点を超えるため、ここでははんだ付けは役に立ちません。適切なネジ端子も、例えば主電源分配ブロックから使用することができます。いずれの場合も、非耐熱性プラスチックで作られた部品はランプからかなりの距離を置いて取り外す必要があります。

ランプを取り付けるときは、図に示すように、その螺旋が最大面積の発光面を備えた反射鏡に面している必要があり、この面の中心がデバイスの光軸上にある必要があることに留意する必要があります。 1点鎖線。保護スクリーンの幅はランプの電球の直径より 5 mm 大きくなります。

EL1 ハロゲンランプのバルブの動作温度は 250 °C を超えるため、ハリネズミの密閉された内部空間を強制的に換気しないと、バルブが柔らかくなり変形するまでランプが過熱する可能性があります。高温の影響により、ランプパネルが破損したり、エンジンコントロールユニットの電子部品が故障したりすることがよくあります。コンピューターの電源からの EC8025M12 ファンは、デバイスの冷却に使用されます。

リフレクターは DShR-39 ステッピングモーターによって駆動されます。代替品となる可能性があるのは、コンピューター用の 200 インチフロッピーディスクドライブに使用されていた PBMG-90 です。巻線抵抗が 110 ～ XNUMX オームの他のステッピングモーターも適しています。

この装置の対物レンズは、焦点距離 192 mm の二重拡大鏡です。直径が少なくとも 100 mm、焦点距離が 150 ～ 300 mm の別のものも適しています。後者は、太陽円盤の像を不燃性の表面に焦点を合わせることでおおよそ決定できます。レンズから表面までの距離が焦点距離です。

「ライトハリネズミ」の本体は任意の板金で作られています。プラスチック、合板などの熱伝導率や耐熱性の低い素材は推奨しません。ケースの形状や寸法は特に重要ではありませんが、図に示されているすべてのケースに適合する必要があります。 1ノットと詳細。レンズの穴の直径はその直径より 5 ～ 10 mm 小さくなります。レンズは XNUMX つまたは XNUMX つのクランプで周囲に固定されます。

デバイスの予備組み立てはレンズなしで行われます。反射板から約 300 mm の距離に、白色 (たとえばボール紙) のスクリーンが設置されます。公称電圧の 1 ～ 20% の電圧が EL30 ランプに印加され、光軸に沿ってランプを移動させ、最小サイズの光点の最も密集したグループがランプ上に見える位置を見つけます。画面。ランプをこの位置に固定したら、距離 A を測定します (図 1 を参照)。

次に、レンズを取り付け、装置を壁に向けて 5 ～ 10 m の距離に置き、ランプとリフレクターの相対位置を変更せずに、ランプとリフレクターの間の距離を選択します。壁にはEL1ランプのフィラメントの鮮明な画像がたくさんあります。距離 B を測定します (図 1 を参照)。適切に調整すると、A と B の合計はレンズの焦点距離にほぼ等しくなります。最終的にデバイスを組み立てるときは、求められた距離を正確に観察する必要があります。

制御ユニットの確立は、内蔵スタビライザー DA2 (9 V) および DA3 (5 V) の出力の電圧をチェックすることから始まります。オシロスコープを使用して SA1 スイッチを閉じ、DD2 マイクロコントローラーのピン 3、5、6、1 に周波数が周期的に変化する方形パルスの存在を確認します。これらが存在しない場合は、マイクロコントローラーに欠陥があるか、正しくプログラムされていません。同様のパルスですが、振幅が約 12 V で、DD14,13 マイクロ回路のピン 11,10、2 に存在するはずです。いずれかにパルスがなく、電圧がゼロの場合は、モーター巻線 M2 の断線が原因である可能性があります。

さらに、BM1 マイクの出力間の定電圧が 1 ～ 3 V 以内であることを確認した後、顕著な低周波成分を含むリズミカルな音楽がオンになります。オペアンプ DD1.1 (ピン 8) の出力に接続されたオシロスコープの画面には、同調抵抗 R3 を使用して振幅が調整された音楽信号の波形が表示されます。 1.2 倍に変化すると、出力 DD14 (ピン 3) の信号の振幅はほぼ 1 V に等しくなるはずです。それ以外の場合は、トランジスタ VT12 および関連要素の実用性をチェックし、その値を選択する必要があります。抵抗RXNUMX。

音楽のサウンド中に DA2 の出力 (ピン 3) で 1.3 ... 1 V の一定レベルが発生すると、曲の強いビートのビートにバーストが伴う必要があります。 DA6 のピン 1.4 の電圧 (約 4 V) は、音楽の性質に応じてわずかに変化します。

出力 DA1.4 (ピン 7) に方形正パルスが存在するかどうかを確認する必要があります。持続時間は C16R23 回路のパラメータによって異なり、100 ミリ秒である必要があります。抵抗R19の値を選択することで、パルスの抜けやタイミングのずれをなくすことができます。

場合によっては、ファンによって生成されるノイズによって制御ノードがトリガーされることがあります。この場合、BM1マイクをファンから取り外すか、場合によっては装置の外に持ち出す必要があります。

「軽いハリネズミ」プログラムのソースコード.

文学

Dolgiy A. MK 上のデバイスの開発とデバッグ。 - ラジオ、2001 年、第 5-12 号。 2002年、第1位。
Andreev A. 光光学システムの設計。 - Pro、2000、No. 3 をインストールします。
イワノフ2001世、オブニンスクの光。 - IN / OUT、35、No. XNUMX。

著者: A. ボグダノフ、クラスノダール

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