Главная > Сцепление > Радиолюбительские схемы цветомузыки. Цветомузыка на мощных светодиодах. По какому принципу работает цветомузыка

Радиолюбительские схемы цветомузыки. Цветомузыка на мощных светодиодах. По какому принципу работает цветомузыка

В этой теме попробую немного рассказать о таком перспективном и популярном осветительном или декоративном средстве как светодиодная лента. Какие бывают, как их подключить и использовать в домашних условиях, что называется "на коленке", без особых заморочек и специальных знаний. И, как я уже упоминал в других темах, - недорого. В данной теме я не собираюсь писать что-то вроде "купите устройство за 2,5 - 5 тыс. руб.". Обойдемся и дешевле. В данном тексте я буду касаться только лент, да и то не каждых, потому как со всеми возможными их видами и типами я дела не имел. В любом случае, в данном тексте если я чего-то не указал, это не значит что этого нет, это значит что оно мне не встречалось, или что более вероятно - не интересовало. Если же что-то указано неверно для каких-то случаев, то значит это верно в указанных рамках. Возможно в следующих постах внесу некоторые коррективы, или дополнения к уже сказанному.
Что называется светодиодными лентами?
Светодиодными лентами называются светотехнические изделия на гибкой подложке (гибкой плате). Представляющие из себя полосу (ленту) пластика, на котором размещены светодиоды (SMD, или как еще говорят чип-светодиоды, иногда - обычные светодиоды), гасящие резисторы, или иные схемы управления светодиодами. Обратная сторона ленты может иметь клеящий слой (скотч), для её наклеивания на какие-либо поверхности при монтаже. Продаются они намотанными на катушки. Максимальная длина ленты на катушке, используемая в бытовых целях чаще всего 5 метров. Могут продаваться нарезанными и меньшими кусками, например по метру, или любой длины кратно 5 см, в зависимости от решения продавца по этому вопросу.

Светодиодная лента, это своебразная заготовка, полуфабрикат, для создания осветительных приборов, или применяемый как средство для декоративного освещения, подсветки, и т.д. О применении светодиодных лент и линеек в быту, в дизайне интерьеров, фасадов, витрин, и т.д. можно найти много материала в интернете.
Светодиодные ленты вряд ли могут быть использованы в качестве "верхнего света", их основное назначение - подсветка и различные иллюминации. Для верхнего света лучше использовать люминесцентные лампы, или светодиодные лампы более высокой мощности.
Светодиодными линейками называется почти то же самое, только не на гибкой пластиковой, а на жесткой алюминиевой подложке, длиной как правило 20 - 50 см. Линейки так же подразделяются по мощности, количеству светодиодов, исполнению, и т.д.
По цвету свечения лент, их можно условно разделить на три группы:
- Монохромные, то есть вся лента одного цвета, например красные, синие, зеленые, желтые, холодные белые, теплые белые, и т.д.
- RGB цветные, они собраны на специальных трехцветных RGB светодиодах, и могут излучать различные цвета, в зависимости от интенсивности излучения каждого цвета. Например одновременное свечение синего и красного, при отключенном зеленом канале, даст цвет похожий на сиреневый или фиолетовый, а всех трех каналов с одинаковой интенсивностью, - белый. Но как показывают опыты, белый цвет всё равно не очень чистый, потому такие ленты применяются только для декоративных целей, а не для освещения.
- Многоцветные (разноцветные) ленты. Такие ленты имеют отдельные группы светодиодов разного цвета (в отличие от RGB), например 5 см красного, потом 5 см синего, и т.д. Хотя, очевидно для того что бы добавить путаницы их тоже часто называют RGB - лентами. Есть ленты с отдельно управляемыми группами светодиодов, есть такие в которых нет такой возможности.
Существуют и другие ленты, в которых имеются встроенные контроллеры различных световых эффектов, например бегущие огни, или более сложные, как работающие сами по себе, так и управляемые извне, но таких я касаться не буду.
Ленты так же различаются по размеру светодиодов, а значит потребляемой мощности, об этом я скажу ниже, их количеству, виду исполнения, - обычное или защищенное для наружных работ, по напряжению питания, направлению излучения - обычное или боковое, и еще по очень многим параметрам.
Маркировка светодиодных лент часто представляет из себя такую строку: 3528/60 IP67 холодный белый 4,8W 12VDC ELK
Это означает что лента состоит из светодиодов размером 3,5х2,8 мм, имеет 60 светодиодов на метр, полную защиту от пыли, частичную защиту от воды, цвет холодный белый, потребляет 4,8 ватта на метр, напряжение питания 12V, производитель - ELK.
5050/60 холодный белый 14,4W 12VDC GREEN - светодиоды 5,0х5,0 мм, 60 штук на метр. Питание 12V постоянного тока, мощность 14,4 ватта на метр. Цвет холодный белый, производитель - GREEN.
5050/60 IP68 холодный белый 15W 220V - светодиоды 5,0х5,0 мм, 60 штук на метр, полная защита от пыли, способна длительно работать под водой не глубже 1м, потребляет 15 ватт на метр, питается непосредственно от сети 220V.
Немного о цветовой температуре: Иногда в обозначении светодиодных изделий присутствует такой пункт, который может выглядеть как например 2300K, 6400K, и т.п. Это означает что цвет излучения этого изделия соответствует цвету излучения предмета нагретого до такой температуры в градусах Кельвина (0оК = -273,15оС). Значит чем число больше, тем цвет синее, а чем меньше, тем краснее, а между ними размещены все остальные цвета. Можно заметить что например дрова горят красно-оранжевым пламенем, металл можно раскалить сначала до красного, потом до желтого и белого цвета, а автогенная горелка горит голубым, как и электрические разряды. Как раз по этой причине. Иногда задают такой каверзный вопрос, - у какого объекта цветовая температура выше, - у неба или у Солнца? Правильный ответ, - выше температура у неба, так как оно голубое, а Солнце желтое.
Но что считается например теплым или холодным белым? Похоже цветовая температура тут совершенно не при чем. Тут вступают в силу не физические законы, а художественные представления. Теплым белым считается как раз более физически холодный цвет, то есть имеющий желтоватый оттенок. А холодным белым, - имеющий голубоватый оттенок. Очевидно из-за психофизического восприятия человека, которому желтый (Солнце) кажется более теплым чем голубой (лёд). Отсюда можно предположить, что теплый оттенок будет создавать уют, а холодный наоборот взбадривать, хотя совсем не обязательно. Как говорится, на вкус и цвет товарища нет. Я например во всех случаях предпочитаю холодный, просто потому как теплым уже миллионы лет освещаемся, пора попробовать что-то другое. Нейтральным белым, или дневным белым называются цвета где-то между теплым и холодным.
Какой цвет лучше, сказать невозможно. Какой цвет применять для освещения различных объектов необходимо решать индивидуально по месту, отдельно для каждого случая. Как мне представляется в спальне, или детской комнате лучше теплый, а в коридоре, в ванне, или на кухне, - холодный. Но не факт.
Расшифровка стандарта IPxx: Первая цифра (0-6) - защита от проникновения посторонних предметов, пыли, грязи. Вторая (0-8) - защита от воды. Чем цифра больше, тем защита выше. Ноль - отсутствие защиты. Отсюда видно что IP68, это максимальная защита от всех воздействий. Но применять такую ленту внутри жилого помещения нет особой нужды. Да она кстати и дороже лент с меньшей степенью защиты.
Питание светодиодных лент:
Сначала разберемся с терминами.
- Блок питания (далее по тексту - БП)- электрический преобразователь, формирующий напряжение питания светодиодной ленты, от какого-то другого источника питания, чаще всего сети 220V. БП могут быть самые разные по конструкции и варианту исполнения. Потому их нужно правильно выбирать для каждого случая использования.
- Трансформатор [для светодиодных лент] - так часто называют БП для светодиодных лент, которые хотя и содержат трансформатор, но фактически это не трансформаторы. Их ни в коем случае нельзя путать с т.н. "электронными трансформаторами" для галогеновых или иных низковольтных ламп накаливания, которые так же на 12 вольт, только выдают переменное импульсное напряжение. Такие "трансформаторы" применять для лент нельзя. При использовании такого устройства лента может выйти из строя, или будет работать нестабильно (мигать), и сильно сократится срок её службы. При том, некоторыми продавцами эти устройства считаются одним и тем же, и они могут быть размещены в одном месте рядом, что может внести путаницу. Нельзя так же использовать и обычные понижающие трансформаторы, не оснащенные выпрямителями. Лента хоть и будет светиться, но хватит её не надолго, так как светодиоды, хоть и являются диодами, но не предназначены для работы с переменным напряжением (могут пробиться обратным током).
- Драйвер - управляющее устройство для подключения светодиодов к источнику питания. По сути - стабилизатор или регулятор тока, которым питается светодиод, или группа светодиодов. В нашем случае специальные драйверы не требуются, так как их роль выполняют резисторы, размещенные непосредственно на ленте.
- Диммер - Регулятор яркости, светорегулятор. О диммерах, и о том как их можно недорого соорудить я расскажу ниже.
- Контроллер - Управляющее устройство для светодиодных лент. Может совмещать функции драйвера и диммера, и\или создавать различные световые или цветовые эффекты. Некоторые контроллеры оснащены пультами дистанционного управления.
- Мощность - электрическая мощность в ваттах, потребляемая лентой. Не имеет ничего общего с мощностью ламп накаливания, с которыми часто сравнивают светодиодные или люминесцентные светильники.
Встречаются светодиодные ленты имеющие разные напряжения питания, но мне не попадались никакие кроме лент с питанием 12V. Пожалуй такие ленты встречаются чаще всего. Именно о таких лентах и будет вестись речь ниже. Если у кого-либо имеются ленты на другие напряжения, то значит он по всему тексту должен заменить "12V", на напряжение своей ленты.
На источнике питания для лент, или в его документации должно быть четко прописано, что на выходе имеется постоянный ток (DC), обозначено напряжение (12V), указаны либо ток (в амперах), либо мощность (в ваттах), и на выводах, либо в документации обозначены плюс и минус. При подключении светодиодных лент следует обязательно соблюдать полярность включения.
БП для подачи напряжения на светодиодные ленты не обязательно должны быть какими-то специальными, можно применить любые доступные БП, как импульсные, так и трансформаторные, лишь бы обеспечивали положенное напряжение и ток. Выбор БП зависит от нагрузки, которую будет требовать используемая лента.
БП могут быть стабилизированными, и не стабилизированными. Что это значит? Это значит что стабилизированный БП удерживает заданное напряжение независимо от нагрузки, и от напряжения питания, в тех пределах на которые он рассчитан. Нестабилизированный, - без нагрузки имеет несколько завышенное напряжение, которое снижается при увеличении нагрузки. Кроме того выходное напряжение зависит от напряжения питания. Нестабилизированные БП обычно самые простые и дешевые, чаще всего содержат трансформатор с выпрямителем и конденсатором для сглаживания пульсаций напряжения. Как сделать простой трансформаторный БП может быть расскажу отдельно, в другой теме.
Рассмотрим конкретный пример выбора БП, - допустим нам нужно запитать 3 метра ленты на 12V, 8 Ватт на метр. Значит в сумме это будет 8х3 = 24 ватта. Значит нужно взять БП мощностью не менее 24 ватт.
Иногда на БП указывается не мощность в ваттах, а ток в амперах. Перевести амперы в ватты можно по формуле P=UI, то есть мощность P равна произведению напряжения U (в вольтах), и тока I (в амперах). Значит в нашем случае 24=12х?, отсюда видно что ток равен 2 А. Значит нам нужно найти БП любой подходящей нам конструкции, на 12V, с током не меньше 2 A. Но лучше с запасом по току (мощности), для надежности, например на 2,5, или 3 ампера. В общем желательно всегда выбирать БП на 20-40% мощнее чем требуется.
Далеко не все магазины указывают полное наименование светодиодных лент, например может не указываться мощность, или стандарт исполнения. В этом случае можно определить мощность на глазок по размеру светодиодов и их количеству. А если необходимы точные данные, то можно их получить замерив самостоятельно. Допустим есть один метр RGB ленты неизвестной мощности. Подключаем все её каналы (цвета) к мощному источнику питания, с использованием вольтметра и амперметра. Измерения дают напряжение 12,7 вольт, и ток 1,1 ампер. По формуле P=UI умножаем одно на другое. Получаем что-то около 14 ватт на метр. Но учитывая что у нас напряжение питания было несколько выше нормы, решаем что мощность всё же около 12 ватт. Для питания этого отрезка нужно выбрать БП на 12V, 12 Вт, (или на 1-1,5A).
Если мощность имеющегося БП больше чем требуется, то нет никаких проблем. Если не очень намного меньше, то можно попробовать помолясь подключить ленту на короткое время, и посмотреть что будет. При этом полезно подключить параллельно ленте вольтметр или мультиметр, что бы оценить работу БП. У БП имеющихся в продаже может быть разное качество. Некоторые не смогут развить и номинальную мощность, а некоторые сделаны с очень большим запасом надежности, и вытянут по крайней мере полуторную нагрузку. Или же они могут нормально работать при повышенной нагрузке, только напряжение на выходе уменьшится. В любом случае нельзя эксплуатировать БП при его сильном нагреве, появлении гудения или свиста, а так же неприятного запаха, и тем более дыма.
Работоспособность БП нельзя проверять "на искру", путем создания короткого замыкания. Это действие может мгновенно вывести его из строя, а ремонт обойдется дороже покупки нового. Особенно это касается недорогих импульсных БП, не имеющих защиты от короткого замыкания. При монтаже необходимо исключить вероятность самопроизвольного замыкания.
Питание ленты пониженным напряжением увеличивает срок её службы. Минимальное напряжение зажигания ленты - около 7,5 вольт.
Можно попробовать подать и немного повышенное напряжение, например до 14 вольт, особенно в тех случаях если лента работает время от времени, не очень долго. В этом случае обязательно проверить, нет ли опасного нагрева светодиодов и гасящих резисторов, и обеспечить естественное движение воздуха в месте установки, почаще убирать пыль. Срок службы при этом конечно сократится, ну да как я уже говорил в другой теме, - ничего страшного в том, если лента сможет проработать пять лет, вместо того что бы проработать десять, при том что будет выброшена через год. Не всегда что-то следует строить в расчете на внуков, особенно в наше время, когда постоянно появляется что-то новое, а устаревшее морально, выбрасывается в еще рабочем состоянии. Это же относится и к автомобилистам, украшающим свои автомобили лентами. Как известно в автомобиле напряжение хоть и считается 12 вольтовым, но на самом деле может достигать и 15-16 вольт. Сколько интересно протянет лента, установленная на автомобиле, для подсветки днища, в зимний период? И от чего она погибнет раньше, от перенапряжения, или механических повреждений.

Продолжение следует.

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
высокая скорость срабатывания;
низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт. Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке.
Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем.
Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке.
В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала.
Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке.
Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор C fc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл.lay, который можно скачать . Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей.
Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице. В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

Приведенные схемы принадлежат сайту cxem.net

Читайте так же

О цветомузыке как направлении технического творчества впервые заговорили более четверти века назад. Тогда и стали появляться описания разнообразных по сложности приставок к радиоустройствам (радиоприемникам, магнитофонам, электропроигрывателям), позволяющих получать на прозрачном экране цветные сполохи в такт с исполняемой мелодией. Причем высвечиваемая цветовая гамма была подчинена, как и в сегодняшних устройствах, музыкальному строю произведения: нижним частотам соответствовали красные тона на экране, средним - желтые или зеленые, высшим - голубые или синие.

На отдельных элементах «B», «C», «D» ОУ К1401УД2 выполнены фильтры разных частот: «высокой», «средней» и «низкой». Элемент «А» построен по схеме предварительного усилитель входящего сигнала. Трансформатора нужен для повышения сигнала и гальванической развязки аудио выхода и схемы цветомузыки.

Эта конструкция с оригинальными световыми эффектами достаточно проста и надежна. Основным элементом устройства является микроконтроллер PIC12F629. Управление изменение уровня яркости светодиодов радиолюбительской разработки происходит за счет широтной импульсной модуляции.

Схема цветомузыки своими руками с индикатором

Если встроить такую приставку в радиоприемник, то в такт с музыкой будет освещаться разноцветными огнями шкала настройки либо вспыхивать три цветовых сигнала на лицевой панели - приставка станет цветовым индикатором настройки.

Как и в подавляющем большинстве конструкций, схема цветомузыки своими руками, показанная на рисунке в верху статьи имеет частотное разделение сигналов звуковой частоты, воспроизводимых радиоприемником, по трем каналам. Первый канал схемы цветомузыки своими руками выделяет низшие частоты - им соответствует красный цвет свечения, второй канал - средние (желтый цвет), третий - высшие (зеленый цвет). Для этого в приставке использованы соответствующие фильтры. Так, в канале низших частот стоит фильтр R5C3, ослабляющий средние и высшие частоты. Прошедший через него сигнал низших частот детектируется диодом VD3. Появляющееся на базе транзистора VT3 отрицательное напряжение открывает этот транзистор, и светодиод HL3, включенный в его коллекторную цепь, зажигается. Чем больше амплитуда сигнала, тем сильнее открывается транзистор, тем ярче горит светодиод. Для ограничения максимального тока через светодиод последовательно с ним включен резистор R9. При отсутствии этого резистора светодиод может выйти из строя.

Входной сигнал на фильтр поступает с подстроечного резистора R3, который подключен к выводам динамической головки радиоприемника. Подстроечным резистором устанавливают нужную яркость светодиода при данной громкости звука.

В канале средних частот стоит фильтр R4C2, который для высших частот представляет значительно большее сопротивление, чем для средних. В коллекторную цепь транзистора VT2 включен светодиод HL2 желтого цвета свечения. Сигнал на фильтр поступает с движка подстроечного резистора R2.

Канал высших частот состоит из подстроечного резистора R1, фильтра C1R6, ослабляющего сигналы средних и низших частот, и транзистора VT1. Нагрузкой канала является светодиод HL1зеленого цвета свечения с последовательно включенным ограничительным резистором R7.

Питается схема цветомозыки своими руками от того же источника, что и приемник. Питание подается выключателем SA1. Учитывая, что во время свечения одновременно всех светодиодов потребляемый приставкой ток может достигать 50...60 мА, не следует включать приставку на продолжительное время при работе приемника от гальванических элементов или батарей.

Налаживают схему цветомузыки своими руками при средней громкости звука, во время исполнения музыкальных произведений. Движки под-строечных резисторов устанавливают в такое положение, чтобы в такт с музыкой каждый светодиод (или лампа накаливания) вспыхивал достаточно ярко, но ток через него не превышал допустимого (ток контролируют миллиамперметром, включенным последовательно со светодиодом). Если яркость свечения будет недостаточна даже при наибольшей громкости звука и верхнем по схеме положении движка подстроечного резистора, следует либо заменить транзистор другим, с большим коэффициентом передачи тока, либо подобрать резистор в цепи светодиода с меньшим сопротивлением.

Подобную приставку можно собрать и по несколько иному варианту, с переменным резистором, позволяющим устанавливать нужную яркость вспышек светодиодов (или ламп накаливания) в зависимости от громкости звука приемника.

Схема цветомузыки своими руками модернизированный вариант

Сигнал с динамической головки теперь поступает на повышающий трансформатор Т1, ко вторичной обмотке которого подключен переменный резистор R1. С движка резистора сигнал подается на три фильтра, а с них - на транзисторы, в коллекторных цепях которых установлены соответствующие (по цвету свечения) светодиоды с ограничительными резисторами.

Как и в предыдущем случае, вместо светодиодов можно установить лампы накаливания, но заменять транзисторы на этот раз не придется - используемые транзисторы допускают ток коллектора до 300 мА.

Трансформатор Т1 - выходной от любого малогабаритного транзисторного радиоприемника. Обмотка I - низкоомная (она рассчитана на подключение динамической головки), обмотка II - высокоомная (используются обе половины обмотки).

Налаживания приставка не требует. Но если яркость свечения светодиодов будет недостаточна даже при наибольшей громкости и максимальном напряжении, снимаемом с движка переменного резистора (когда движок находится в верхнем по схеме положении), следует уменьшить сопротивление ограничительных резисторов в коллекторной цепи транзисторов, либо заменить транзисторы другими, с большим коэффициентом передачи тока.

Предыдущие приставки можно считать своеобразными игрушками, позволяющими познакомиться с принципом работы цветомузыкального устройства. Предлагаемая же приставка - более серьезная конструкция, способная управлять разноцветным освещением небольшого экрана.

Сигнал на вход приставки (разъем XS1) по-прежнему поступает с выводов динамической головки усилителя звуковой частоты радиоприемника или другого радиоустройства (магнитофона или телевизора, электропроигрывателя или трансляционного трехпрограммного громкоговорителя). Переменным резистором R1 устанавливают общую яркость экрана, особенно по каналу высших частот, собранному на транзисторе VT1. Яркость же свечения ламп других каналов можно устанавливать «своими» переменными резисторами - R2 и R3.

Фильтры, выделяющие сигналы определенной частоты, выполнены, как и в предыдущих случаях, из цепочек резисторов и конденсаторов. Частота разделения и полоса пропускаемых частот того или иного фильтра зависит от номиналов этих деталей. Так, в канале высших частот на указанные параметры влияют номиналы конденсатора С1 и резистора R5, в канале средних частот - конденсаторов С2, С 4 и резистора R2, в канале нижних частот - конденсаторов СЗ, С5 и резистора R3.

Выделенные фильтрами сигналы поступают на усилители, собранные на мощных транзисторах (VT1 - VT3). В коллекторной цепи каждого транзистора стоит нагрузка из двух ламп накаливания, соединенных параллельно. Причем каждая пара ламп окрашена в определенный цвет: EL1 и EL2 - в голубой (можно синий), EL3 и EL4 - в зеленый, EL5 и EL6 - в красный.

Питается приставка от простейшего однополупериодного выпрямителя на диоде VD1. Выпрямленное напряжение сглаживается оксидным конденсатором С6 сравнительно большой емкости. Хотя пульсации выпрямленного напряжения остаются немалыми, особенно при максимальной яркости свечения ламп, они не сказываются на работе приставки.

В приставке могут быть использованы транзисторы серий П213 - П216 с возможно большим коэффициентом передачи тока. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 (подойдут и МЛТ-0,125), переменные - любого типа (например, СП-I, СПО), конденсаторы - К50-6. Вместо Д226Б можно использовать другой диод этой серии. Трансформатор питания - готовый или самодельный, мощностью не менее 10 Вт и с напряжением на обмотке II 6...7 В (например, обмотка накала ламп любого трансформатора питания сетевого лампового радиоприемника). Лампы накаливания - МН 6,3-0,28 или МН 6,3-0,3 (на напряжение 6,3 В и ток 0,28 и 0,3 А соответственно).

Часть указанных деталей смонтирована на плате, которую вместе с трансформатором питания укрепляют внутри корпуса. Переменные резисторы и выключатель питания крепят к лицевой стенке корпуса. Транзисторы прикрепите к плате держателями (они придаются к транзисторам - не забывайте об этом при приобретении транзисторов). Под шляпки транзисторов в плате можно вырезать отверстия, хотя делать это не обязательно.

Экран с лампами допустимо расположить на крышке корпуса. Конструкция экрана - произвольная. Главное, чтобы лампы были равномерно размещены по поверхности экрана (конечно, на некотором расстоянии от него), а сам экран хорошо поглощал свет.

В качестве экрана обычно используют пластину органического стекла с матовой поверхностью. Если такого стекла не окажется, подойдет обычное прозрачное органическое стекло, но одну из сторон пластины придется обработать мелкозернистой наждачной бумагой до получения матовой поверхности.

Чтобы добиться большей яркости освещения экрана, лампы должны быть расположены внутри небольшой шкатулки, а экран укреплен вместо лицевой стенки шкатулки. Кроме того, лампы желательно ввернуть в рефлекторы, вырезанные из жести от консервной банки. Возможен и такой вариант - все лампы ввинчивают в отверстия, просверленные в общей жестяной пластине, установленной на некотором расстоянии от экрана.

Если у вас окажется плафон настольной лампы, изготовленный из гранулированного органического стекла, смонтируйте детали приставки в нем, а лампы расположите на двух металлических дисках-держателях, закрепленных на вертикальной стойке на некотором расстоянии друг от друга. Лампы одного держателя должны быть обращены баллонами к лампам другого. Кроме того, на каждом держателе устанавливают по одной лампе каждого канала. При работающей приставке на таком экране будут появляться причудливые узоры, меняющие свои оттенки в такт с музыкой.

Перед налаживанием приставки соедините ее входной разъем с выводами динамической головки, например, магнитофона. Затем включите приставку и замерьте напряжение на выводах конденсатора С6 - оно должно быть не менее 7 В.

Следующий этап - подбор режима работы транзисторов. Дело в том, что чувствительность приставки невысокая, и для работы ее от сигнала, снимаемого с динамической головки, нужно установить оптимальное напряжение смещения на базе каждого транзистора. Оно должно быть таким, чтобы лампы были на грани зажигания, но нить их при отсутствии сигнала не светилась.

Начинают подбор режима с одного из каналов, скажем, высших частот, выполненного на транзисторе VT1. Вместо резистора R4 включают цепочку из последовательно соединенных переменного резистора сопротивлением 2,2 кОм и постоянного сопротивлением около 1 кОм. Перемещением движка переменного резистора добиваются начала свечения ламп ELI, EL2, а затем отводят движок немного в обратную сторону до прекращения свечения. Измеряют получившееся общее сопротивление цепочки и впаивают в приставку резистор R4 с таким сопротивлением (или возможно близким).

Если свечения ламп нет даже при выведенном сопротивлении переменного резистора (т. е. при включении между коллектором и базой резистора сопротивлением 1 кОм), следует заменить транзистор другим таким же, но с большим коэффициентом передачи тока. Аналогично подбирают режим работы остальных транзисторов.

Далее включают магнитофон и устанавливают номинальную громкость звучания и максимальный подъем высших частот. Перемещением движка переменного резистора R1 добиваются свечения ламп EL1 и EL2. Движки остальных резисторов должны находиться в нижнем по схеме положении. Если лампы не светятся, это указывает на недостаточную амплитуду входного сигнала. Можно рекомендовать следующее. Последовательно с динамической головкой включите добавочный переменный резистор сопротивлением 30...50 Ом, оставив входные гнезда приставки подключенными ко вторичной обмотке выходного трансформатора магнитофона. Уменьшая громкость звучания динамической головки добавочным резистором, одновременно увеличивайте усиление магнитофона до тех пор, пока не начнут вспыхивать в такт с музыкой лампы EL1 и EL2. После этого ручками переменных резисторов R2 и R3 установите нужное свечение соответственно зеленых и красных ламп.

Когда приставка включена, громкость звучания магнитофона подбирают добавочным резистором, при отключении приставки сопротивление этого резистора желательно вывести до нуля (иначе будет искажаться звук), а громкость, как и прежде, устанавливают регулятором магнитофона.

Многие из вас после изготовления простой цветомузыкальной приставки захотят сделать конструкцию, обладающую большей яркостью свечения ламп, достаточной для освещения экрана внушительных размеров. Задача выполнимая, если воспользоваться автомобильными лампами (на напряжение 12 В) мощностью 4...6 Вт. С такими лампами работает приставка, схема которой приведена на рисунке чуть ниже.

Входной сигнал, снимаемый с выводов динамической головки радиоустройства, поступает на согласующий трансформатор Т2, вторичная обмотка которого подключена через конденсатор С1 к регулятору чувствительности - переменному резистору R1. , Конденсатор С1 в данном случае ограничивает диапазон нижних; частот приставки, чтобы на нее не поступал, скажем, сигнал фона переменного тока (50 Гц).

С движка регулятора чувствительности сигнал поступает далее через конденсатор С2 на составной транзистор VT1VT2. С нагрузки этого транзистора (резистор R3) сигнал подается на три фильтра, «распределяющие» сигнал по каналам. Через конденсатор С4 проходят сигналы высших частот, через фильтр C5R6C6R7 - сигналы средних частот, через фильтр C7R9C8R10 - сигналы низших частот. На выходе каждого фильтра стоит переменный резистор, позволяющий устанавливать нужное усиление данного канала (R4 - по высшим частотам, R7 - по средним, R10 - по низшим). Затем следует двухкаскадный усилитель с мощным выходным транзистором, нагруженным на две последовательно соединенные лампы - они окрашены для каждого канала в свой цвет: EL1 и EL2 - в синий, EL3 и EL4 - в зеленый, EL5 и EL6 - в красный.

Кроме того, в приставке есть еще один канал, собранный на транзисторах VT6, VTIO и нагруженный на лампы EL7 и EL8. Это так называемый канал фона. Нужен он для того, чтобы при отсутствии сигнала звуковой частоты на входе приставки экран слегка подсвечивался нейтральным светом, в данном случае фиолетовым.

В канале фона ячейки фильтра нэт, но регулятор усиления есть - переменный резистор R12. Им устанавливают яркость освещения экрана. Через резистор R13 канал фона связан с выходным транзистором канала средних частот. Как правило, этот канал работает продолжительнее других. Во время работы канала транзистор VT8 открыт, и резистор R13 оказывается подключенным к общему проводу. Напряжения смещения на базе транзистора VT6 практически нет. Этот транзистор, а также VT10 закрыты, лампы EL7 и EL8 погашены.

Как только сигнал звуковой частоты на входе приставки уменьшается или пропадает совсем, транзистор VT8 закрывается, напряжение на его коллекторе возрастает, в результате чего появляется напряжение смещения на базе транзистора VT6. Транзисторы VT6 и VT10 открываются, и лампы EL7, EL8 зажигаются. Степень открывания транзисторов канала фона, а значит, яркость его ламп зависит от напряжения смещения на базе транзистора VT6. А его, в свою очередь, можно устанавливать переменным резистором R12.

Для питания приставки использован однополупериодный выпрямитель на диоде VD1. Поскольку пульсации выходного напряжения значительны, конденсатор фильтра СЗ взят сравнительно большой емкости.

Транзисторы VT1 - VT6 могут быть серий МП25, МП26 или другие, структуры p-n-р, рассчитанные на допустимое напряжение между коллектором и эмиттером не менее 30 В и обладающие возможно большим коэффициентом передачи тока (но не менее 30). С таким же коэффициентом передачи следует применить мощные транзисторы VT7 - VT10 - они могут быть серий П213 - П216. В качестве согласующего (Т2) подойдет выходной трансформатор от переносного транзисторного радиоприемника, например «Альпинист». Его первичная обмотка (высокоомная, с отводом от середины) используется в качестве обмотки II, а вторичная (низкоомная) - в качестве обмотки I. Подойдет и другой выходной трансформатор с коэффициентом передачи (коэффициентом трансформации) 1:7...1:10.

Трансформатор питания Т1 - готовый или самодельный, мощностью не менее 50 Вт и с напряжением на обмотке II 20...24 В при токе до 2 А. Нетрудно приспособить для приставки сетевой трансформатор от лампового радиоприемника. Его разбирают и удаляют все обмотки, кроме сетевой. Сматывая обмотку накала ламп (переменное напряжение на ней 6,3 В), считают число ее витков. Затем поверх сетевой обмотки наматывают проводом ПЭВ-1 1,2 обмотку II, которая должна содержать примерно вчетверо больше витков по сравнению с накальной.

При отсутствии конденсатора СЗ с указанными параметрами можно использовать конденсатор емкостью около 500 мкФ, но выпрямитель собрать по мостовой схеме (в этом случае понадобятся четыре диода).

Диод (или диоды) - любой другой, кроме указанного на схеме, рассчитанный на выпрямленный ток не менее 3 А.

Мощные транзисторы совсем не обязательно крепить к плате металлическими держателями, достаточно приклеить их шляпками к плате. Трансформатор питания, выпрямительный диод и сглаживающий конденсатор укрепляют либо на дне корпуса, либо на отдельной небольшой планке. Переменные резисторы и выключатель питания устанавливают на лицевой панели корпуса, а входной разъем и держатель предохранителя с предохранителем - на задней стенке.

Если лампы освещения предполагается разместить в отдельном корпусе, нужно подключать их к электронной части приставки с помощью разъема на пять контактов. Правда, приставка может выглядеть эффектно и в случае размещения ее элементов в общем корпусе. Тогда экран (например, из органического стекла с матированной поверхностью) устанавливают в вырезе на лицевой стенке корпуса, а за экраном внутри корпуса укрепляют указанные выше автомобильные лампы, баллоны которых заранее окрашивают в соответствующий цвет. За лампами желательно расположить рефлекторы из фольги или белой жести от консервной банки - тогда яркость возрастет.

Теперь о проверке и налаживании приставки. Начинать их следует с измерения выпрямленного напряжения на выводах конденсатора СЗ - оно должно быть около 26 В и падать незначительно при полной нагрузке, когда зажигаются все лампы (конечно, во время работы приставки).

Следующий этап - установка оптимального режима работы выходных трансформаторов, определяющих максимальную яркость свечения ламп. Начинают, скажем, с канала высших частот. Вывод базы транзистора VT7 отсоединяют от вывода эмиттера транзистора VT3 и соединяют его с минусовым проводом питания через цепочку из последовательно соединенных постоянного резистора сопротивлением 1 кОм и переменного сопротивлением 3,3 кОм. Подпаивают цепочку при выключенной приставке. Сначала движок переменного резистора устанавливают в положение, соответствующее максимальному сопротивлению, а затем плавно перемещают его, добиваясь нормального свечения ламп EL1 и EL2. При этом следят за температурой корпуса транзистора - он не должен перегреваться, иначе придется либо снизить яркость ламп, либо установить транзистор на небольшой радиатор - металлическую пластину толщиной 2...3 мм. Измерив получившееся в результате подбора общее сопротивление цепочки, впаивают в приставку резистор R5 с таким или возможно близким сопротивлением, а соединение базы транзистора VT7 с эмиттером VT3 восстанавливают. Возможно, что резистор R5 не придется менять - его сопротивление окажется близким к получившемуся сопротивлению цепочки.

Аналогично подбирают резисторы R8 и R11.

После этого проверяют работу канала фона. При перемещении движка резистора R12 вверх по схеме должны зажигаться лампы EL7 и EL8. Если они работают с недокалом или перекалом, придется подобрать резистор R13.

Далее на вход приставки подают сигнал звуковой частоты амплитудой примерно 300...500 мВ с динамической головки магнитофона, а движок переменного резистора R1 устанавливают в верхнее по схеме положение. Убеждаются в изменении яркости ламп EL3, EL4 и EL7, EL8. Причем при увеличении яркости первых вторые должны гаснуть, и наоборот.

Во время работы приставки переменными резисторами R4, R7, RIO, R12 регулируют яркость вспышек ламп соответствующей окраски, a R1 - общую яркость экрана.

Схема цветомузыки своими руками на тринисторах

Увеличение числа ламп накаливания или использование ламп повышенной мощности требует применения в выходных каскадах приставки транзисторов, рассчитанных на допустимую мощность в несколько десятков и даже сотен ватт. В широкую продажу подобные транзисторы не поступают, поэтому на помощь приходят тринисторы. В каждом канале достаточно использовать один тринистор - он обеспечит работу лампы (или ламп) накаливания мощностью от сотни до тысячи ватт! Маломощные нагрузки совершенно безопасны для тринистора, а для управления мощными его укрепляют на радиаторе, позволяющем отвести от корпуса тринистора излишнее тепло.

Схема одной из простых приставок на тринисторах приведена на рис. ПО. В ней сохранен принцип частотного разделения сигнала звуковой частоты, поступающего (например, с динамической головки звуковоспроизводящего устройства) на входной разъем XS1. С ним соединена первичная обмотка разделительного (и одновременно повышающего) трансформатора Т1.

Ко вторичной обмотке трансформатора подключены цепочки регуляторов усиления каналов, состоящие из последовательно соединенных переменных и постоянных резисторов. С движка переменного резистора сигнал поступает на свой фильтр. Так, к движку резистора R1 подключен фильтр нижних частот, состоящий из конденсатора С1 и катушки индуктивности L1. Он выделяет сигналы частотой ниже 150 Гц. С движком резистора R3 соединен полосовой фильтр L2C2C3, пропускающий сигналы частотой 100...3000 Гц. К движку резистора R5 подключен простейший фильтр верхних частот - конденсатор С4, пропускающий сигналы частотой свыше 2000 Гц.

На выходе каждого фильтра стоит согласующий трансформатор, вторичная (повышающая) обмотка которого подключена к управляющему электроду тринистора. Но подключена обмотка через диод, пропускающий ток только одной полярности. Это сделано для того, чтобы защитить управляющий электрод от обратного напряжения, которое выдерживает не всякий три-нистор.

Как только появляется сигнал, скажем, на выходе фильтра нижних частот, он повышается трансформатором Т2 и поступает на управляющий электрод тринистора VS1. Тринистор открывается, и зажигается лампа EL1 в его анодной цепи. При воспроизведении средних частот вспыхивает лампа EL2, а высших частот - лампа EL3.

Использование разделительных трансформаторов на входе и выходе фильтров надежно развязывает звуковоспроизводящее устройство от питающей сети. Тем не менее, при работе с этой приставкой нужно соблюдать меры предосторожности, особенно при налаживании.

Моточные детали (трансформаторы и катушки индуктивности - дроссели) могут быть как готовые, так и самодельные. Трансформатор Т1 - выходной трансформатор звуковой частоты с коэффициентом трансформации 1:5 - 1:7 от усилителя с выходной мощностью не менее 0,5 Вт. Самодельный трансформатор может быть выполнен на магнитопроводе сечением 3...4 см. Обмотка I содержит 60...80 витков провода ПЭВ-1 0,5...0,7, обмотка II - 300...400 витков такого же провода.

Трансформаторы Т2 - Т4 - согласующие или выходные от усилителей звуковой частоты, с коэффициентом трансформации примерно 1:10. При самостоятельном изготовлении для каждого трансформатора понадобится магнитопровод сечением 1...3 см 2 . Обмотку I выполняют проводом ПЭВ-1 0,3...0,5 (скажем, 100 витков), обмотку II - проводом ПЭВ-1 0,1...0,3 (900...1000 витков).

Катушки индуктивности (дроссели) LI, L2 также могут быть готовые, с указанной на схеме индуктивностью. Для этих целей подойдут, например, первичные или вторичные обмотки согласующих, выходных или сетевых трансформаторов. Конечно, подобрать нужную обмотку удастся только с помощью измерительного прибора. Но в принципе можно обойтись и без него, если устанавливать в устройство поочередно имеющиеся трансформаторы и проверять с помощью генератора звуковой частоты и вольтметра переменного тока амплитудно-частотную характеристику получившегося фильтра (сигнал с генератора подают на входной разъем, а вольтметр подключают к первичной или вторичной обмотке согласующего трансформатора).

Если есть трансформаторное железо, катушки можно изготовить самим. Для этого используют столько трансформаторных пластин, чтобы магнитопровод получился сечением 1...2 см 2 . На магнитопровод наматывают примерно 1200 витков провода ПЭВ-1 0,2...0,3 для получения индуктивности 0,6 Гн либо 900 витков такого же провода для индуктивности 0,4 Гн. Пластины обязательно собирают способом «встык», прокладывая между Ш-образными пластинами и перемычками полоску бумаги или картона толщиной 0,5 мм для получения магнитного зазора. Кстати, изменением этого зазора, т. е. изменением толщины прокладки, можно изменять индуктивность катушки в небольших пределах. Это свойство можно использовать при более точном подборе индуктивности катушек.

Переменные резисторы - любого типа, сопротивлением 100 - 470 Ом, постоянные - МЛТ-0,25 (их сопротивление должно быть примерно в 5 раз меньше переменных). Конденсаторы - МБМ или другие (СЗ и С4, например, можно составить из нескольких параллельно соединенных). Диоды - любые другие, кроме указанных на схеме, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 100 мА и обратное напряжение более 300 В. Тринисторы - КУ201К, КУ201Л, КУ202К - КУ202Н.

Детали приставки, кроме переменных резисторов, выключателя, предохранителя и разъемов, размещают на плате, размеры которой зависят от габаритов используемых трансформаторов и катушек индуктивности. Взаимное расположение деталей не влияет на работу приставки, поэтому монтаж можете разработать самостоятельно. Плату устанавливают внутри корпуса, на лицевой панели которого располагают переменные резисторы и выключатель питания, а на задней стенке - держатель предохранителя с предохранителем и разъемы.

В налаживании приставка не нуждается. Надежное включение тринисторов зависит от амплитуды входного сигнала и положения движков переменных резисторов - ими устанавливают яркость свечения ламп экрана. Кстати, лампы (или наборы параллельно либо последовательно соединенных ламп) в каждом канале должны быть мощностью до 100 Вт. Если понадобится подключать более мощные лампы, нужно укрепить каждый три-нистор на радиатор площадью поверхности не менее 100 см 2 . Учтите, что чем больше мощность нагрузки, тем с большей площадью поверхности должен быть радиатор.

Эту конструкцию можно считать более совершенной (но и более сложной) по сравнению с предыдущей. Потому что она содержит не три, а четыре цветовых канала и в каждом канале установлены мощные осветители. Кроме того, вместо пассивных фильтров используются активные, обладающие большей избирательностью и возможностью изменять полосу пропускания (а это нужно для более четкого разделения сигналов по частоте).

Подаваемый на разъем XS1 входной сигнал (как и в предыдущих случаях, его можно снимать с выводов динамической головки звуковоспроизводящего устройства) поступает на первичную обмотку согласующего (и одновременно разделительного) трансформатора Т1 через переменный резистор R1 - им регулируют чувствительность приставки. У трансформатора четыре вторичные обмотки, сигнал с каждой из которых поступает на свой канал. Конечно, заманчиво было бы обойтись одной обмоткой, как в предыдущей приставке, но при этом ухудшится развязка между каналами.

Схемы каналов идентичны, поэтому рассмотрим работу одного из них, скажем, нижних частот, выполненного на транзисторах VT1, VT2 и тринисторе VS1. На этот канал сигнал поступает с обмотки II трансформатора. Параллельно выводам обмотки включен подстроечный резистор R2, которым устанавливают усиление канала. Далее следует согласующий резистор R3 и активный фильтр нижних частот, выполненный на транзисторе VT1.

Нетрудно заметить, что каскад на этом транзисторе - обычный усилитель с положительной обратной связью, глубину которой можно подбирать подстроечным резистором R7. Движок резистора может быть установлен в такое положение, при котором каскад находится на грани возбуждения - в этом случае получится наименьшая полоса пропускания. Такое случается при верхнем по схеме положении движка. Если же движок перемещать вниз по схеме, полоса пропускания фильтра расширяется. Частота фильтра зависит от емкости конденсаторов СЗ - С5. В целом активный фильтр данного канала выделяет сигналы частотой от 100 до 500 Гц.

С выхода фильтра сигнал поступает через диод VD3 и резистор R8 на базу выходного транзистора VT2, в эмиттерную цепь которого включен управляющий электрод тринистора VS1. Тринистор открывается, и вспыхивает лампа (или группа ламп) EL1 красного цвета. Диод VD3 пропускает ток только в положительные полупериоды сигнала, предотвращая тем самым появление обратного напряжения на управляющем электроде тринистора. Резистор R8 ограничивает ток эмиттерного перехода транзистора, a R9 - ток через управляющий переход тринистора.

Второй канал, выполненный на транзисторах VT3, VT4 и тринисторе VS2, реагирует на сигналы в полосе частот 500... 1000 Гц и управляет лампой EL2 желтого цвета. Третий канал (на транзисторах VT5, VT6 и тринисторе VS3) обладает полосой пропускания 1000...3500 Гц и управляет лампой EL3 зеленого цвета. Последний, четвертый канал (на транзисторах VT7, VT8 и тринисторе VS4) пропускает сигналы частотой свыше 3500 Гц (до 20 000 Гц) и управляет лампой EL4 голубого (можно синего) цвета. Для получения указанных результатов в каждом канале применены конденсаторы разной (но для данного канала одинаковой) емкости.

Питаются транзисторные каскады постоянным напряжением, полученным из сетевого с помощью однополупериодного выпрямителя на диоде VD1 и параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне VD2 и балластном резисторе R34. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсаторами С1 и С2. Анодные цепи тринисторов питаются сетевым напряжением.

Транзисторы в этой приставке могут быть любые из серии КТ315 (кроме КТ315Е), но с возможно большим коэффициентом передачи тока. Тринисторы - такие же, что и в предыдущей конструкции. Диод VD1 - любой другой, рассчитанный на обратное напряжение не ниже 300 В и выпрямленный ток до 100 мА; VD3 - VD6 - любые из серии Д226.

Стабилитрон Д815Ж можно заменить последовательно соединенными двумя стабилитронами Д815Г (при этом несколько возрастет постоянное напряжение на выводах конденсатора С2) или тремя КС156А.

Оксидный конденсатор С1 - КЭ или другой, на номинальное напряжение не ниже 350 В; С2 - К50-6; остальные конденсаторы - БМТ, МБМ или аналогичные. Переменный резистор - СП-1, подстроечные - СПЗ-16, постоянный R34 - остеклованный ПЭВ-10 (мощностью 10 Вт), остальные резисторы - МЛТ-0.25.

Согласующий трансформатор выполнен на магнитопроводе Ш20Х20, но подойдет и другой, практически с любым сечением - важно, чтобы на нем разместились все обмотки. Обмотка I (ее наматывают первой) содержит 50 витков провода ПЭВ-1 0,25...0,4. Поверх нее прокладывают несколько слоев лакоткани или другой хорошей изоляции и наматывают остальные обмотки - по 2000 витков провода ПЭВ-1 0,08. Можно наматывать все вторичные обмотки одновременно - в четыре провода.

Все детали приставки, кроме переменного резистора, сетевого выключателя, предохранителя и разъемов, смонтированы на плате (рис. 112) из изоляционного материала. Конденсатор С1 (если он типа КЭ с гайкой) и тринисторы укрепляют в отверстиях в плате. Так же можно крепить и стабилитрон Д815Ж-

Для приставки можно изготовить небольшой корпус в виде шкатулки. Внутри укрепляют плату, на верхней крышке размещают разъемы XS2 - XS5(обыкновенные сетевые розетки), на передней стенке - переменный резистор и сетевой выключатель Q1, на задней - разъем XS1 (например, СГ-3) и держатель предохранителя с предохранителем.

Экран может быть любой конструкции, выносной либо совмещенный с корпусом-шкатулкой приставки. Не менее эффектно работает приставка... без экрана. В этом случае в выходные розетки включают осветители в виде фонарей с рефлекторами и с соответствующими светофильтрами. Фонарями могут быть, например, используемые в фотографии фонари красного света. Вместо красного стекла в каждый такой фонарь вставляют нужный светофильтр, заменяют сетевую лампу более мощной, а заднюю стенку фонаря оклеивают изнутри фольгой. Фонари укрепляют на общей подставке и направляют на потолок - он и будет служить экраном.

Поскольку детали приставки находятся под напряжением сети, нужно соблюдать осторожность при налаживании. Измерительные приборы подключайте к приставке заранее, до включения ее в сеть, а детали и проводники перепаивайте только при вынутой из сетевой розетки питающей вилке ХР1.

Сразу же после включения приставки нужно измерить напряжение на выводах конденсатора С2 или стабилитрона VD2 - оно должно быть около 18 В (это напряжение зависит от напряжения используемого стабилитрона). Если напряжение меньше, измерьте постоянное напряжение на конденсаторе С1 (около 300 В), а затем проверьте сопротивление резистора R34.

Затем подайте на вход приставки сигнал с генератора звуковой частоты амплитудой около 100 мВ, движки подстроечных резисторов установите примерно в среднее положение, а переменного - в крайнее верхнее. Установив на генераторе ЗЧ частоту около 300 Гц, плавно перемещайте движок переменного резистора в нижнее по схеме положение (уменьшайте его сопротивление). Если в каком-то из положений начнет светиться лампа EL1 (на время налаживания в розетку XS2, как и в другие розетки, можно включить настольную или другую лампу), нужно попытаться перестраивать частоту генератора в диапазоне 100...500 Гц и найти резонансную частоту фильтра нижних частот. При подходе к резонансной частоте яркость лампы будет возрастать, поэтому амплитуду сигнала на входе фильтра можно уменьшать переменным резистором R1.

Найдя резонансную частоту, нужно установить переменным резистором почти наибольшую яркость, т. е. такую, при которой лампа может светиться еще больше (если увеличить амплитуду входного сигнала), а затем наступит насыщение. Этот момент лучше всего определять по стрелке вольтметра переменного тока, подключенного параллельно лампе. Изменяя частоту генератора (при неизменной амплитуде его выходного сигнала) в обе стороны от резонансной, определяют моменты уменьшения яркости лампы (или напряжения контрольного вольтметра) примерно вдвое. Замечают получившиеся частоты и сравнивают их с вышеуказанными. Если они отличаются значительно, перемещают движок подстроечного резистора вверх или вниз по схеме. Когда разность частот (т. е. полосу пропускания) нужно увеличить, движок перемещают вниз по схеме, и наоборот.

Аналогично настраивают другие каналы, подавая на вход приставки сигналы соответствующих частот. После этого проверяют яркость свечения ламп (или напряжения на них) на резонансных частотах активных фильтров каналов и уравнивают их подстроенными резисторами R2, R10, R18, R26. Теперь приставка окажется настроенной, и движки подстроечных резисторов можно законтрить нитрокраской. Чувствительность приставки, а значит, яркость свечения ламп, в зависимости от амплитуды входного сигнала устанавливают во время работы переменным резистором.

Заканчивая рассказ о цветомузыкальных приставках, необходимо обратить внимание на то, что во всех случаях указывалось четкое соответствие цвета ламп частотам каналов: нижние частоты - красный, средние - желтый или зеленый, высшие - голубой или синий. Но на практике этого придерживаются не всегда. При воспроизведении одной мелодии «цветовая» картина на экране получается лучше при указанном соответствии, а при воспроизведении другой мелодии удается добиться большей выразительности с другим сочетанием цветов. Поэтому можете самостоятельно экспериментировать с приставками, подключая лампы к разным каналам. Для этой цели можете установить в приставку переключатель на соответствующее число положений.

ЛИТЕРАТУРА

Андрианов И. И. Приставки к радиоприемным устройствам

Борисов В., Партии А. Основы цифровой техники. -

Борисов В. Г. Юный радиолюбитель. - М.: Радио и связь, 1985.

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия - прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности - это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу - цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум - одного, а максимум - группы операторов-осветителей.

Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой - либо заданной программе, то цветомузыкальная установка считается - автоматической.
Именно такого рода "цветомузыки" обычно собирают своими руками начинающие конструкторы - радиолюбители, на протяжении 50-ти последних лет.

Самая простая (и популярная) схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н.

Это самая простая и пожалуй, самая популярная схема цветомузыкальной приставки, на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые увидел вблизи полноценную, работающую "светомузыку". Ее собрал мой однокласник, с помощью старшего брата. Это была именно эта схема. Несомненным ее достоинством является простота, при достаточно явном разделение режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно, красный канал низких частот устойчиво моргает в ритм с ударными, средний - зеленый откликается в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий реагирует на все остальное тонкое - звенящее и пищащее.

Недостаток один - необходим предварительный усилитель мощности на 1-2 ватта. Моему товарищу приходилось почти "на полную" врубать свою "Электронику" для того, что бы добиться достаточно устойчивой работы устройства. В качестве входного трансформатора был использован понижающий тр-р от радиоточки. Вместо него можно использовать любой малогабаритный понижающий сетевой транс. Например, с 220 до 12 вольт. Только подключать его нужно наоборот - низковольтной обмоткой на вход усилителя. Резисторы любые, мощностью от 0,5 ватт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.

Схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н, с активными частотными фильтрами и усилителем тока.

Схема предназначена для работы от линейного звукового выхода(яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как она работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку разделительного трансформатора. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры, через резисторы R1, R2, R3 регулирующие его уровень.
Раздельная регулировка необходима для настройки качественной работы устройства, путем выравнивания уровня яркости, каждого из трех каналов.

С помощью фильтров происходит разделение сигналов по частоте - на три канала. По первому каналу идет самая низкочастотная составляющая сигнала - фильтр обрезает все частоты выше 800 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 в схеме указаны - 1 мкФ, но как показала практика - их емкость следует увеличить, минимум, до 5 мкф.

Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту - примерно от 500, до 2000 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов С5 и С7 в схеме указаны - 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить, до 0,33 - 0,47 мкф.

По третьему, высокочастотному каналу проходит все что выше 1500(до 5000) гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R22. Номиналы конденсаторов С8 и С10 в схеме указаны - 1000пФ, но их емкость следует увеличить, до 0,01 мкФ.

Далее, сигналы каждого канала в отдельности детектируются(используются германиевые транзисторы серии д9), усиливаются и подаются на оконечный каскад.
Оконечный каскад выполняется на мощных транзисторах, либо на тиристорах. В данном случае, это тиристоры КУ202Н.

Далее, идет оптическое устройство, конструкция и внешний которого зависит от фантазии конструктора, а начинка(лампы, светодиоды) - от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае - это лампы накаливания 220в, 60вт(если установить тиристоры на радиаторы - до 10 шт на канал).

Порядок сборки схемы.

О деталях приставки.
Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные – СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков. При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая.

Диодный мост для питания тиристоров(220в) выбирают исходя из предпологаемой мощности нагрузки, минимум - 2А. Если количество ламп на каждый канал увеличить - соответственно возрастет потребляемый ток.
Для питания транзисторов(12в) можно использовать любой стабилизированный блок питания расчитанный на рабочий ток минимум - 250 мА(а лучше - больше).

Сначала, каждый канал цветомузыки собирается в отдельности на макетной плате.
Причем, сборку начинают с выходного каскада. Собрав выходной каскад проверяют его работоспособность, подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад отрабатывает нормально, - собирают активный фильтр. Далее - проверяют снова работоспособность того, что получилось.
В итоге, после испытания имеем - реально работающий канал.

Подобным образом необходимо собрать и отстроить все три канала. Подобное занудство гарантирует безусловную работоспособность устройства после "чистовой" сборки на монтажной плате, если работа проведена без ошибок и с применением "испытанных" деталей.

Возможный вариант печатного монтажа(для текстолита с односторонним фольгированием). Если использовать более габаритные конденсаторе в канале самых низких частот, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Применение текстолита с двухсторонним фольгированием может быть более технологичным вариантом - поможет избавиться от навесных проводов-перемычек.

Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

1. Введение

Ю. Поздняков, Объёмная цветомузыкальная установка, «В помощь радиолюбителю», выпуск 67, 1979 г.

«Цветомузыкальные установки (ЦМУ) обеспечивают сопровождение музыкальных произведений световыми эффектами. Подобные устройства улучшают восприятие музыкальных произведений и значительно повышают степень их эмоционально-психологического воздействия на личность.
В развитии цветомузыки можно выделить два основных направления.
Первое предполагает отсутствие жёсткой связи между музыкальным произведением и его цветовым сопровождением. Необходимым звеном в процессе преобразования музыки в цветовой рисунок является «цветооператор» – человек с музыкальным образованием, исполняющий на ЦМУ партию света, руководствуясь либо замыслом композитора, либо чисто эмоциональными законами анализа музыкального произведения. При этом не исключается и автоматическое управление цветовым рисунком. Очевидно, что не смотря на высокую эстетическую насыщенность такой аудиовизуальной программы, существенным недостатком таких систем является их большая сложность и стоимость, а также необходимость высокой квалификации оператора.
Второе, гораздо более широко распространённое направление, представлено устройствами, автоматически анализирующими музыкальное произведение непосредственно в процессе его исполнения по заранее заданному алгоритму, меняющему соответствующим образом световой поток по яркостному и спектральному составу. Преимуществом ЦМУ такого типа является сравнительно простая конструкция и, как следствие, лёгкость её реализации м массового повторения. Однако, в таких установках исключается возможность полного соответствия характера цветового сопровождения стилю и содержанию музыкального произведения.
За последнее время по такому принципу созданы и успешно функционируют многие образцы ЦМУ – от мощных стационарных установок для обслуживания культурно-зрелищных мероприятий до небольших комнатных, рассчитанных на ограниченную аудиторию. В большинстве случаев оконечные устройства ЦМУ воспроизводят цветовой рисунок в плоскости. При использовании ламп накаливания практикуется их размещение в отдельных плафонах – по количеству цветов, воспроизводимых установкой. Такое решение не позволяет полностью использовать возможности ЦМУ и снижает эффективность её эмоционального воздействия на человека.
Чаще всего оконечное устройство ЦМУ представляет собой плоский экран, на который с помощью расположенных за ним электрических ламп с отражателями проецируется цветовой рисунок. В лучших случаях на экране можно наблюдать так называемый эффект смешения цветов, в результате которого создаётся иллюзия многоцветности при использовании излучателей всего трёх цветов – красного, зелёного и синего. При этом цветовой рисунок отличается несколько большим разнообразием и изменчивостью, в то время как при отсутствии названного эффекта у слушателя создаётся впечатление однообразия и повторяемости цветового рисунка. Следовательно, от размещения световых источников в пространстве и свойств самого экрана в большой степени зависит эффективность цветового сопровождения музыки».

Я специально привёл здесь эту обширную цитату из статьи, потому что более чем за 30 лет с момента публикации, в принципе, мало что изменилось. Основные усовершенствования коснулись, главным образом, технической стороны цветомузыки: аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, микропроцессорное управление , компьютерное управление с помощью специально разработанных программ, лазеры и светодиоды в качестве источников света. Мало кто может в настоящее время сказать, что он видел цветомузыкальное произведение, сопровождаемое «цветооператором». Абсолютное большинство ЦМУ – автоматические. Причём, многие люди вообще не понимают самой сути цветомузыки и считают мигание разноцветных (а то и вообще одноцветных!) лампочек более-менее в такт музыке именно цветомузыкой. Я хочу немного рассеять это заблуждение. Моя статья предназначена, прежде всего, для молодых людей, которые умеют читать и осмысливать прочитанное. А ещё лучше, если они хотят и пытаются кое-что делать своими руками.

2. «Увидеть» звук…

Когда-то, очень давно, во все дома была подведена радиотрансляционная сеть. К ней подключались так называемые абонентские громкоговорители, которые воспроизводили одну (позже – три) радиопрограмму, транслируемую по проводам. Плата за это была копеечная, поэтому такой громкоговоритель «бубнел» постоянно. Напряжение радиосети составляло в нашей местности ~36 В при очень незначительном токе. Я догадался подключить к радиотрансляционной линии лампочку от карманного фонарика и неожиданно обнаружил, что нить накала лампочки мерцает в такт звуку. Для меня это было открытием! Я впервые увидел, что звук можно преобразовать в свет. Яркость лампочки менялась в соответствии с громкостью звука. В дальнейшем, когда я стал увлекаться радиотехникой и почитывать всякие умные книги, я узнал ещё две вещи. Во-первых, звуковой диапазон состоит из колебаний низкой (НЧ), средней (СЧ) и высокой частоты (ВЧ). Этот никак не связывалось с цветомузыкой, а следовало из возможности регулировки тембра (НЧ и ВЧ) в усилителях радиоприёмников, электропроигрывателей и магнитофонов. Во-вторых, я узнал, что русский композитор Александр Скрябин ещё в начале ХХ века решил соединить музыку и свет и применял в записи некоторых своих произведений обозначения «цветовых» нот. Конечно, Скрябин и не помышлял о каком-то автоматическом световом сопровождении музыки. Он подразумевал, что только человек сможет полностью воплотить в реальность цветовую партитуру произведения . Я не видел «Прометей» в световом сопровождении, но такая возможность меня буквально поразила.
Сама идея цветового автоматического сопровождения музыки была уже реализована (к тому времени, когда я начал этим интересоваться), и схемы простых ЦМП также уже существовали.

Простейшая ЦМП работает следующим образом: электрический сигнал звуковой частоты поступает на разделительные фильтры --> каждый фильтр выделяет из звукового диапазона свою полосу частот: низкие, средние и высокие --> каждый сигнал поступает на свою лампочку, яркость которой меняется пропорционально уровню сигнала соответствующей частоты (рис. 1):

Деление на частотные поддиапазоны условно, например: НЧ – от 300 Гц и ниже, СЧ – от 300 до 2500 Гц, ВЧ – от 2500 Гц и выше. Частотные фильтры не дают резких границ диапазонов, потому что частично перекрываются (рис. 2), а именно это и позволяет получить из трёх основных цветов (красного, синего, зелёного) множество цветовых оттенков.

Соответствие частотных диапазонов красному, зелёному и синему цветам также условно. Но логика в этом есть: низким частотам звукового диапазона соответствуют низкие частоты светового спектра, средним – средние, высоким – высокие.

Рис. 3.

Количество фильтров ЦМП можно увеличить, разделив звуковой диапазон на бо льшее количество частотных каналов, или, например, поставить в соответствие каждой ноте определённый цвет солнечного спектра (рис. 3):
Однако я не буду рассматривать возможные перспективы расширения возможностей ЦМУ и аспекты их конструктивного усложнения.
Я расскажу и, по возможности, покажу несколько простых и не очень конструкций ЦМП.

Самая простая ЦМП (рис. 4) представляет собой 1:1 практическую реализацию структурной схемы,
показанной на рис. 1.

Звуковой сигнал с динамика радиоприёмника, проигрывателя, магнитофона поступает на полосовые фильтры. Резистор R1 служит для регулировки уровня сигнала. Фильтр ВЧ – конденсатор С1, фильтр СЧ – конденсатор С2 и катушка L1, фильтр НЧ – катушка L2. К выходу фильтров подключены лампочки на 2,5 В или 3,5 В, окрашенные в синий, зелёныё и красный цвета. Конденсаторы – любые постоянной ёмкости (кроме оксидных). Катушки наматываются на металлических шпульках от швейной машины. Шпульки имеют внутренний диаметр 6,5 мм, внешний диаметр – 21 мм, ширину – 8 мм. Катушка L1 наматывается на одной шпульке и содержит 400 витков ПЭЛ 0,23. Катушка L2 – на двух шпульках, скреплённых металлическим болтом, содержит 2х300 витков того же провода.
Это была первая моя ЦМП, которую я подключал к выходу усилителя 5У06 для школьного кинопроектора КПШ-4. Лампочки на 3,5 В были окрашены акварельными красками. Приставка работала, хорошо было заметно изменение яркости ламп в такт изменениям НЧ, СЧ и ВЧ звукового сигнала. Но по причине того, что примитивное окрашивание не давало эффекта смешивания цветов, я не стал оформлять эту ЦМП в виде отдельной конструкции.

3. ЦМП на транзисторах

3.1. Простая ЦМП на трёх транзисторах (рис. 5) из журнала «Юный техник», 1975 г, №11 содержит всего три мощных транзистора типа П213А (подойдут и другие, например П4, П214-217). Транзисторы включены в усилительные каскады по схеме с общим эмиттером, и каждый из них предназначен для усиления вполне определённой полосы частот. Так, каскад на транзисторе VT1 усиливает ВЧ, на транзисторе VT2 – СЧ, на транзисторе VT3 – НЧ. Разделение частот осуществляется простейшими фильтрами, составленными из RC-цепочек. Входной сигнал на фильтры подаётся с движка потенциометра R1, который в данном случае является общим для всех каскадов регулятором усиления. Кроме того, для подбора усиления каждого каскада в схеме имеются переменные резисторы R3, R5, R7. Смещение на базах транзисторов определяется значениями резисторов R2, R4, R6. Нагрузкой каждого каскада являются две параллельно включенные лампочки (6,3 В х 0,28 А). Питается схема от источника постоянного тока напряжением 8-9 В, которое подаётся с однополупериодного выпрямителя на диоде VD1. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Переменное напряжение 6,3 В снимается с «накальной» обмотки силового трансформатора того устройства, к которому подключается приставка.
Налаживание приставки сводится к подбору значений резисторов R2, R4, R6. В отсутствие входного сигнала их значения подбирают такими, чтобы нити накала ламп едва светились.
Эту ЦМП я сделал в виде отдельной конструкции в прямоугольном корпусе. Внутри располагалась плата со всеми деталями. Ламы (по 2 шт 6,3Вх0,28А на канал) были укреплены перед отражателем (кусок плотного картона, оклеенный фольгой). Экраном был плоский кусок рифлёного оргстекла. Лампочки я окрашивал пастой от шариковых ручек, растворённой в бесцветном нитролаке. В результате я получил многокрасочную цветовую картину, возникающую в результате смешивая цветов.
На древней фотографии (рис. 6) коробочка справа на столе – это и есть моя ЦМП на транзисторах.

3.2. ЦМП на четырёх транзисторах (РАДИО, 1990, №8)

Эта ЦМП отличается от предыдущей наличием предварительного усилителя и собственного блока питания (рис. 7), что позволяет изготовить её в виде отдельной автономной конструкции.

Полагаю, что схема специальных пояснений не требует. Надо отметить, что она кочует в Интернете из сайта в сайт, и нагрузкой выходных транзисторов ставят не только лампы, но и светодиоды, и электродвигатели для лазерной ЦМП.

3.3. ЦМП на 10 транзисторах с каналом фона (http://shemabook.ru/)

Многие после изготовления простой цветомузыкальной приставки захотят сделать конструкцию, обладающую большей яркостью свечения ламп, достаточной для освещения экрана внушительных размеров. Задача выполнимая, если воспользоваться автомобильными лампами (на напряжение 12 В) мощностью 4...6 Вт. С такими лампами работает приставка, схема которой приведена на рис. 8.
Входной сигнал, снимаемый с выводов динамической головки радиоустройства, поступает на согласующий трансформатор Т2, вторичная обмотка которого подключена через конденсатор С1 к регулятору чувствительности - переменному резистору R1. Конденсатор С1 в данном случае ограничивает диапазон НЧ приставки, чтобы на нее не поступал, скажем, сигнал фона переменного тока (50 Гц).
С движка регулятора чувствительности сигнал поступает далее через конденсатор С2 на составной транзистор VT1VT2. С нагрузки этого транзистора (резистор R3) сигнал подается на три фильтра, «распределяющие» сигнал по каналам. Через конденсатор С4 проходят сигналы ВЧ, через фильтр C5R6C6R7 - сигналы СЧ, через фильтр C7R9C8R10 - сигналы НЧ. На выходе каждого фильтра стоит переменный резистор, позволяющий устанавливать нужное усиление данного канала (R4 - по ВЧ, R7 - по СЧ, R10 - по НЧ). Затем следует двухкаскадный усилитель с мощным выходным транзистором, нагруженным на две последовательно соединенные лампы - они окрашены для каждого канала в свой цвет: EL1 и EL2 - в синий, EL3 и EL4 - в зеленый, EL5 и EL6 - в красный.
Кроме того, в приставке есть еще один канал, собранный на транзисторах VT6, VTIO и нагруженный на лампы EL7 и EL8. Это так называемый канал фона. Нужен он для того, чтобы при отсутствии сигнала звуковой частоты на входе приставки экран слегка подсвечивался нейтральным светом, в данном случае фиолетовым.
В канале фона ячейки фильтра нет, но регулятор усиления есть - переменный резистор R12. Им устанавливают яркость освещения экрана. Через резистор R13 канал фона связан с выходным транзистором канала СЧ. Как правило, этот канал работает продолжительнее других. Во время работы канала транзистор VT8 открыт, и резистор R13 оказывается подключенным к общему проводу. Напряжения смещения на базе транзистора VT6 практически нет. Этот транзистор, а также VT10 закрыты, лампы EL7 и EL8 погашены.
Как только сигнал звуковой частоты на входе приставки уменьшается или пропадает совсем, транзистор VT8 закрывается, напряжение на его коллекторе возрастает, в результате чего появляется напряжение смещения на базе транзистора VT6. Транзисторы VT6 и VT10 открываются, и лампы EL7, EL8 зажигаются. Степень открывания транзисторов канала фона, а значит, яркость его ламп зависит от напряжения смещения на базе транзистора VT6. А его, в свою очередь, можно устанавливать переменным резистором R12.
Для питания приставки использован однополупериодный выпрямитель на диоде VD1. Поскольку пульсации выходного напряжения значительны, конденсатор фильтра СЗ взят сравнительно большой емкости.
Транзисторы VT1-VT6 могут быть серий МП25, МП26 или другие, структуры p-n-р, рассчитанные на допустимое напряжение между коллектором и эмиттером не менее 30 В и обладающие возможно большим коэффициентом передачи тока (но не менее 30). С таким же коэффициентом передачи следует применить мощные транзисторы VT7-VT10 - они могут быть серий П213-П216. В качестве согласующего (Т2) подойдет выходной трансформатор от переносного транзисторного радиоприемника, например «Альпинист». Его первичная обмотка (высокоомная, с отводом от середины) используется в качестве обмотки II, а вторичная (низкоомная) - в качестве обмотки I. Подойдет и другой выходной трансформатор с коэффициентом передачи (коэффициентом трансформации) 1:7...1:10.
Трансформатор питания Т1 - готовый или самодельный, мощностью не менее 50 Вт и с напряжением на обмотке II 20...24 В при токе до 2 А. Нетрудно приспособить для приставки сетевой трансформатор от лампового радиоприемника. Его разбирают и удаляют все обмотки, кроме сетевой. Сматывая обмотку накала ламп (переменное напряжение на ней 6,3 В), считают число ее витков. Затем поверх сетевой обмотки наматывают проводом ПЭВ-1 1,2 обмотку II, которая должна содержать примерно вчетверо больше витков по сравнению с накальной.
Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, переменные - СП-1 или аналогичные. Конденсаторы С1, С4-С6, С8 - МБМ или другие (С8 придется составить из двух-трех параллельно соединенных либо использовать конденсатор емкостью 0,25 мкФ). Конденсаторы С2 и С7 - К50-6, СЗ - К50-ЗБ или составленный из нескольких параллельно и последовательно соединенных конденсаторов меньшей емкости или на меньшее напряжение. К примеру, можно использовать два конденсатора емкостью по 4000 мкФ на напряжение 25 В (К50-6), соединив их последовательно. Или взять четыре конденсатора ЭГЦ емкостью по 2000 мкФ на напряжение 20 В и соединить их попарно параллельно, а пары включить последовательно. Такая цепочка будет рассчитана на напряжение 40 В, что вполне допустимо.
При отсутствии конденсатора СЗ с указанными параметрами можно использовать конденсатор емкостью около 500 мкФ, но выпрямитель собрать по мостовой схеме (в этом случае понадобятся четыре диода).
Диод (или диоды) - любой другой, кроме указанного на схеме, рассчитанный на выпрямленный ток не менее 3 А.
На рис. 9 приведен чертеж монтажной платы, на которой располагают большинство деталей приставки. Мощные транзисторы совсем не обязательно крепить к плате металлическими держателями, достаточно приклеить их шляпками к плате. Трансформатор питания, выпрямительный диод и сглаживающий конденсатор укрепляют либо на дне корпуса, либо на отдельной небольшой планке. Переменные резисторы и выключатель питания устанавливают на лицевой панели корпуса, а входной разъем и держатель предохранителя с предохранителем - на задней стенке.
Если лампы освещения предполагается разместить в отдельном корпусе, нужно подключать их к электронной части приставки с помощью разъема на пять контактов. Правда, приставка может выглядеть эффектно и в случае размещения ее элементов в общем корпусе. Тогда экран (например, из органического стекла с матированной поверхностью) устанавливают в вырезе на лицевой стенке корпуса, а за экраном внутри корпуса укрепляют указанные выше автомобильные лампы, баллоны которых заранее окрашивают в соответствующий цвет. За лампами желательно расположить рефлекторы из фольги или белой жести от консервной банки - тогда яркость возрастет.
Теперь о проверке и налаживании приставки. Начинать их следует с измерения выпрямленного напряжения на выводах конденсатора СЗ - оно должно быть около 26 В и падать незначительно при полной нагрузке, когда зажигаются все лампы (конечно, во время работы приставки).
Следующий этап - установка оптимального режима работы выходных транзисторов, определяющих максимальную яркость свечения ламп. Начинают, скажем, с канала ВЧ. Вывод базы транзистора VT7 отсоединяют от вывода эмиттера транзистора VT3 и соединяют его с минусовым проводом питания через цепочку из последовательно соединенных постоянного резистора сопротивлением 1 кОм и переменного сопротивлением 3,3 кОм. Подпаивают цепочку при выключенной приставке. Сначала движок переменного резистора устанавливают в положение, соответствующее максимальному сопротивлению, а затем плавно перемещают его, добиваясь нормального свечения ламп EL1 и EL2. При этом следят за температурой корпуса транзистора - он не должен перегреваться, иначе придется либо снизить яркость ламп, либо установить транзистор на небольшой радиатор - металлическую пластину толщиной 2...3 мм. Измерив получившееся в результате подбора общее сопротивление цепочки, впаивают в приставку резистор R5 с таким или возможно близким сопротивлением, а соединение базы транзистора VT7 с эмиттером VT3 восстанавливают. Возможно, что резистор R5 не придется менять - его сопротивление окажется близким к получившемуся сопротивлению цепочки.
Аналогично подбирают резисторы R8 и R11.
После этого проверяют работу канала фона. При перемещении движка резистора R12 вверх по схеме должны зажигаться лампы EL7 и EL8. Если они работают с недокалом или перекалом, придется подобрать резистор R13.
Далее на вход приставки подают сигнал звуковой частоты амплитудой примерно 300...500 мВ с динамической головки магнитофона, а движок переменного резистора R1 устанавливают в верхнее по схеме положение. Убеждаются в изменении яркости ламп EL3, EL4 и EL7, EL8. Причем при увеличении яркости первых вторые должны гаснуть, и наоборот.
Во время работы приставки переменными резисторами R4, R7, RIO, R12 регулируют яркость вспышек ламп соответствующей окраски, a R1 - общую яркость экрана.

3.4. ЦМП на светодиодах (http://radiozuk.ru/)
Описание убогое как по стилистике, так и по содержанию, поэтому приведу только основные моменты.

Переменным резистором регулируется уровень входного сигнала. Переключатель включает светодиоды без музыки (рис. 10).

Правильно собранная схема начинает работать сразу. Единственное, что потребуется сделать – это подобрать R*, если потребуется включить несколько светодиодов параллельно. Например, у автора для 4-х светодиодов R=820 Ом.

Схема всей приставки состоит из 3-х каналов (рис. 11), отличающихся номиналами деталей фильтров. Катушка L1 – головка воспроизведения от старого магнитофона.

3.5. Цветомузыка – что может быть проще? (http://cxem.net/sound/light/light23.php
вопрошает автор и приводит следующие аргументы -->

Вы начинающий радиолюбитель и вам нечем заняться? Хотите что-нибудь спаять, но не можете определиться с выбором? Делаем цветомузыку! Устроим дома дискотеку и будем зажигать, но сначала включим паяльник и немного попаяем. Не хотим дискотеку, просто поставим возле компьютера в уголок, пусть моргает под музыку.
Цветомузыкальная установка позволяет получать цветные вспышки в такт с исполняемой мелодией. Для начала возьмём транзистор, светодиод, резистор и источник питания 9В. Подключим источник звука и подадим напряжение – рис. 12.
И что мы видим? Светодиод мигает в ритм музыки. Но мигает надоедливо под уровень громкости. И тут встаёт вопрос разделения звуковой частоты. В этом нам помогут фильтры из конденсаторов и резисторов. Они пропускают только определённую частоту, и получается, что светодиод будет мигать только под определённые звуки.
На схеме (рис. 13) приведён пример простой цветомузыки. Но это только небольшая приставка, с незначительной яркостью. Она состоит из трёх каналов и предусилителя. Звук подаётся с линейного выхода или усилителя НЧ на трансформатор, который нужен для усиления звука и гальванической развязки. Подойдёт сетевой малогабаритный, на вторичную обмотку которого подаётся звуковой сигнал. Можно обойтись без него, если входного сигнала достаточно для вспыхивания светодиодов. Резисторами R4-R6 регулируется вспыхивание светодиодов. Далее идут фильтры, каждый из которых настроен на свою полосу пропускания частот. Низкочастотный - пропускает сигналы частотой до 300Гц (красный светодиод), среднечастотный - 300-6000Гц (синий), высокочастотный – от 6000Гц (зелёный). Транзисторы подойдут практически любые, структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока не менее 50, лучше, если больше, например те же КТ3102 или КТ315.
Вы собрали надёжное, прекрасно работающее цветомузыкальное устройство, но чего-то не хватает? Модернизируем его!

Начнём с самого главного. Увеличим яркость. Для этого будем использовать лампы накаливания на 12 вольт. В схему добавляем тиристоры (рис. 14) и питаем устройство от трансформатора. Тиристор – управляемый диод, позволяющий управлять мощной нагрузкой с помощью слабых сигналов. При прохождении через него постоянного тока он остаётся в открытом состоянии даже без управляющего сигнала, при переменном токе принцип работы похож на транзисторный. Имеет анод, катод – как у диода, и дополнительный управляющий электрод. Способен выдерживать приличную нагрузку, поэтому используется в схеме для управления лампами накаливания.
Звуковой сигнал подаётся от усилителя НЧ, мощностью 1-2 вата. Тиристоры практически любые, рассчитанные под ток ламп, лампы – автомобильные на 12 вольт. Трансформатор должен отдавать достаточный ток (1,5-5 ампер) в зависимости от ламп (рис. 15).
Если у вас есть опыт работы с сетевым напряжением, то лучшим вариантом будет использование осветительных ламп на 220 вольт. Сетевой трансформатор в таком случае не понадобится, а вот звуковой лучше оставить для защиты источника звука. При этом всё должно быть тщательно изолировано и размещено в надёжном корпусе.
Теперь делаем фоновую подсветку. Она будет работать обратно основным каналам: при отсутствии звука светодиод горит постоянно, подаётся звук – светодиод гаснет (рис. 16). Можно сделать один общий фоновый канал или несколько с отдельными звуковыми фильтрами и подключить по предыдущей схеме.

В схеме добавлен резистор (R2) для постоянного открытия транзистора. Поэтому ток через светодиод проходит свободно, но звуковой сигнал способен закрывать транзистор, светодиод гаснет.

Заменим трансформатор на транзисторный усилитель (рис. 17).
Избавляемся от звукового провода при помощи микрофона. Добавим его в предыдущую схему. Теперь цветомузыка будет реагировать на все окружающие звуки, в том числе и на разговор.

В схеме (рис. 18) приведён пример двухкаскадного микрофонного усилителя. Резистор R1 необходим для питания микрофона, R2 R6 устанавливают смещение, R4 – настройка чувствительности. Конденсаторы C1-C3 пропускают переменный звуковой сигнал и не дают пройти постоянному току. Микрофон – любой электретный. Если схему использовать просто как предусилитель, то R1 и микрофон убираются, звуковой сигнал подаётся на C1 и минус питания. Номиналы деталей не критичны, особая точность здесь не важна. Главное не делать ошибок и у вас всё получится.

Схема рис. 15 является как бы «переходной» от транзисторных ЦМП к тиристорным.
Тиристорные ЦМП позволяют использовать в качестве нагрузки лампы мощностью даже в киловатты!
Попутно замечу, что имеются схемы тиристорных ЦМП, где применяют люминесцентные и импульсные лампы, но я их приводить не буду.

4. Тиристорные ЦМП

4.1. Простейшие ЦМП на тиристорах c сайта (http://www.cxem.net)

На рис. 19 приведена схема самой примитивной цветомузыкальной установки на три канала. Данная ЦМУ включает простейшие пассивные фильтры на RC элементах, сигналы с выходов которых управляют тиристорными ключами. Излучатели питаются непосредственно N! от сети 220 В.
Верхним по схеме является фильтр НЧ, настраиваемый на частоту 100...200 Гц, ниже по схеме идет полосовой фильтр СЧ (200...6000 Гц), а внизу - фильтр ВЧ (6000...7000 Гц). Каналам НЧ, СЧ и ВЧ соответствуют лампы красного, зеленого и синего цветов. Поскольку данная схема не содержит предварительного усилителя, входной сигнал должен иметь амплитуду 0,8...2 В. Уровень сигнала регулируется с помощью резистора R1. Резисторы R2, R3. R4 предназначены для регулирования уровней сигнала по каждому каналу в отдельности.
Трансформатор ТР1 выполняется на сердечнике Ш16х24 из трансформаторной стали. Обмотка I содержит 60 витков провода ПЭЛ 0,51. обмотка II - 100 витков ПЭЛ 0,51. Может использоваться и любой другой малогабаритный трансформатор (например, от транзисторных приемников) с соотношением витков в обмотках близким к 1:2. Тиристоры необходимо установить на теплоотводящие радиаторы в том случае, если суммарная мощность ламп на один канал будет превышать 200 Вт.
Представленная 3-х канальная ЦМУ очень проста в изготовлении, однако обладает множеством недостатков. Это, во-первых, большой требуемый входной уровень сигнала, во-вторых, малое входное сопротивление, в-третьих, резкое мигание ламп, вызванное отсутствием компрессии и примитивизмом применяемых фильтров.

Рис. 20 – на этой древней фотографии представлена ЦМП (выделена цветом), которую я спаял по приведённой схеме примерно в 1981 г. Источник сигнала – магнитофон «Днепр-12Н», выходное оптическое устройство – квадратный экран, в котором в качестве светорассеивающих элементов использованы два взаимно перпендикулярных слоя тонких пустотелых стеклянных трубок.

На рис. 21 приведена принципиальная схема простой цветомузыкальной приставки на тиристорах Д1-ДЗ. Она содержит три цветовых и один фоновый канал. Питание приставки осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью выпрямителя, смонтированного на диодах Д4-Д7 по мостовой схеме. Минусовый провод выпрямителя подключен к катодам всех тиристоров, а плюсовый - через лампы накаливания Л1, Л2, Л3 подключен к анодам тиристоров. Общая мощность ламп, включенных в каждый канал, не должна превышать 300 Вт. Лампа фоновой подсветки Л4 подключена параллельно тиристору Д2.
С выхода УНЧ приемного устройства (радиолы, электрофона) - звуковой катушки динамической головки - сигнал НЧ поступает на разъем Гн1 и переменный резистор R1. С движка этого резистора напряжение НЧ подается на обмотку I трансформатора Тр1. Вторичная обмотка II этого трансформатора присоединена ко входу фильтров всех трех каналов. Переменный резистор R1 служит для коррекции уровня сигнала на входе фильтров. Необходимость этого резистора вызвана тем, что при большом сигнале лампы Л1-Л3 включаются и выключаются одновременно, в такт с изменением громкости. При этом изменение тональности не влияет на работу ламп. Здесь сказывается несовершенство разделительных фильтров. Частично бороться с этим недостатком можно с помощью резистора R1, позволяющего обеспечить более четкое включение и выключение ламп отдельных каналов.
Повышающий трансформатор Тр1 обеспечивает надежность отпирания тиристоров Д1-Д3. Обычно для этого входное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, т. е. на входе фильтров, должно быть около 2-3 В. В то же время напряжение на звуковой катушке магнитофона (проигрывателя, приёмника) может быть ниже этого значения. Кроме того, трансформатор развязывает сеть переменного тока от магнитофона, с которым работает ЦМП, что необходимо для соблюдения техники безопасности.
Фильтр С1R3 пропускает высшие частоты, ослабляя низшие и средние. Лампа канала высших частот (Л1) окрашена в синий цвет. Фильтр R4С2С3 пропускает средние частоты, ослабляя низшие и высшие. И наконец, фильтр R4R6С4 пропускает нижние частоты, ослабляя верхние и средние. В каналах средних и нижних частот лампы Л2, Л3 окрашены в зеленый и красный цвета соответственно.
Работает приставка следующим образом. При отсутствии сигнала все тиристоры закрыты и осветительные лампы Л1, Л3 в каналах верхних и нижних частот не светятся. В канале средних частот лампы Л2, Л4 будут светиться в полнакала (все напряжение с выхода выпрямителя делится поровну между лампами зеленого и желтого цветов). Когда на выходе фильтра этого канала появится сигнал НЧ и его значение будет достаточно для открывания тиристора Д2, лампа фона Л4 погаснет (она окажется закороченной открытым тиристором), а лампа Л2 засветится с полным накалом. Соответственно лампы Л1 и Л3 будут светиться только тогда, когда напряжения на выходе фильтров каналов верхних и нижних частот станут достаточными для открывания тиристоров Д1 и Д3.
Следует напомнить, что тиристор открывается только положительной полуволной низкочастотного сигнала и закрывается каждый полупериод переменного напряжения сети.
При изготовлении приставки в ней можно использовать постоянные резисторы МЛТ-1 или МЛТ-0,5, переменный резистор R1-проволочный, любого типа; постоянные конденсаторы МБМ или другие на рабочее напряжение не ниже 400 В. Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике Ш 12Х12. Первичная обмотка I содержит 210 витков провода ПЭЛ-1 0,2, обмотка II-3200 витков ПЭЛ-1 0,09.
Тринистор КУ201К можно заменить на 2У201К, 2У201Л, КУ201Л, 2У201Ж и им подобные. В выпрямителе могут работать диоды (Д4- Д7) Д243А, Д245А, Д246А, которые без дополнительных теплоотводов способны обеспечить ток в нагрузке около 5 А.
Конструктивное оформление приставки может быть самым разнообразным. Однако общие требования сводятся к соблюдению техники безопасности, поскольку здесь также есть непосредственный контакт с сетью N! 220 В. Обязательно должна быть обеспечена надежная изоляция монтажной платы с диодами и тринисторами. Последние следует установить под гайку на дополнительный теплоотвод, в качестве которого можно использовать полоски латуни или дюралюминия толщиной 3-4 мм и размером 50 Х 150 мм. Монтаж теплоотводов с тиристорами и остальных деталей производится на плате из гетинакса или текстолита толщиной 3-4 мм. Если приставка собрана из заведомо проверенных и исправных деталей и выполнен правильно монтаж, она сразу начинает работать. Установив ручку переменного резистора R1 в крайнее нижнее по схеме положение, подключают сетевое напряжение 220 В и на вход приставки с выхода приемника, электрофона или магнитофона подают какую-либо музыкальную программу. Затем, постепенно увеличивая резистором R1 напряжение на входе низкочастотных фильтров, добиваются устойчивой работы приставки и наилучшего сочетания цветов на экране. Экраны могут быть любой конструкции. Некоторые радиолюбители оформляют экраны в виде декоративных настольных светильников или прожекторов, установленных в разных концах комнаты и свет от них направляют в середину потолка.

4.2. Цветомузыкальная приставка (РАДИО, 1972 г, №4)

По этой схеме я собрал первую свою ЦМП на тиристорах КУ201Л в 1979 году. Приставка работала на 12 В автомобильные лампочки. Не помню, по какой причине ей не был придан законченный вид.

4.3. ЦМП с тиристорами (РАДИО, 1990, №8)
Размеры экрана ЦМП и его яркость во многом определяются применяемыми лампами накаливания. А мощность ламп, в свою очередь, ограничена мощностью выходных каскадов усилителей. Получить сравнительно большую мощность усилителя на транзисторах довольно сложно. По этой причине на выходе усилительных каскадов ставят тиристоры – управляемые полупроводниковые вентили. Схема такой ЦМП представлена на рис. 23. В ней три канала цвета, каждый из которых выполнен на двух транзисторах. Первый канал выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Сигнал на вход канала поступает с движка переменного резистора R1, включенного во вторичную обмотку развязывающего трансформатора Т1. Поскольку этот канал должен выделять НЧ, на его входе стоит фильтр R5C1, ослабляющий СЧ и ВЧ. За этим фильтром следует так называемый активный фильтр, собранный на транзисторе VT1. Он настроен на пропускание полосы частот примерно от 100 до 800 Гц. Это зависит от ёмкости конденсаторов С3 и С4 в цепи обратной связи между коллекторной и базовой цепями. Уровень обратной связи, а значит и степень выделения заданных частот можно подстроечным резистором R9.
С выхода фильтра сигнал подаётся через диод VD1 и резистор R10 на базу транзистора VT2. Транзистор открывается и в цепи эмиттера начинает протекать ток. В результате открывается и тиристор VS1, в анодную цепь которого включена лампа накаливания EL1, окрашенная в красный цвет. Лампа зажигается и освещает экран.
Два других канала работают совершенно аналогично. Разница в том, что настроены они: второй – на полосу частот от 500 до 2000 Гц (СЧ), третий – от 1500 до 5000 Гц (ВЧ).
Для питания транзисторных каскадов приставки применён двухполупериодный выпрямитель на диодах VD4-VD7. выпрямленное напряжение фильтруется цепью С12С11R26 и стабилизируется двумя последовательно соединёнными стабилитронами VD2, VD3. Переменное напряжение на выпрямитель снимается со вторичной обмотки трансформатора питания Т2.
Осветительные лампы и тиристоры подключены к другому двухполупериодному выпрямителю на диодах VD10-VD13. Но здесь фильтрующие элементы отсутствуют, что необходимо для нормальной работы тиристоров – они ведь включаются при определённом напряжении между управляющим электродом и катодом, а выключаются только при падении напряжения между управляющим электродом и анодом до нуля.
О деталях приставки. Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные – СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа, оксидные – на напряжение не ниже указанного на схеме.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков. При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая. Между обмотками обязательно проложить несколько слоёв трансформаторной бумаги или изоленты. Сопротивление между обмотками должно быть не менее 1 Мом.
Трансформатором питания может быть любой мощностью не менее 10 Вт и напряжением на вторичной обмотке 15-18 В при токе нагрузки до 0,1 А. Например, подойдёт унифицированный выходной трансформатор кадровой развёртки телевизоров ТВК-110ЛМ. Диоды VD4-VD7 могут быть любыми из серий Д226, Д7; VD10-VD13 – другие, более мощные, на ток до 2А и обратное напряжение не ниже 400 В. Лампы накаливания – на мощность не более 150 Вт.
Конструктивно приставка выполнена в виде двух блоков – электронного и оптического.
Налаживание приставки начинают с проверки напряжения на стабилитронах и выпрямленного (на конденсаторе С12). В первом случае оно должно быть 14-17В, во втором – на 3-4 В больше. Если разница превышает указанную, значит через стабилитроны протекает ток, превышающий предельно допустимый. Это может быть из-за повышенного выпрямленного напряжения. В этом случае наиболее рациональный путь – увеличить сопротивление резистора R26.
Затем настраивают фильтры каналов цвета, подав на вход сигнал с генератора звуковой частоты. Начинают с канала НЧ. Для этого движок резистора R1 устанавливают в верхнее по схеме положение, а движки R2 и R3 – в нижнее. Движок подстроечного резистора R9 устанавливают в нижнее по схеме положение, когда полоса пропускания канала наиболее широкая. Плавно изменяя частоту генератора от 50 до 1000 Гц и увеличивая при этом выходной сигнал, находят резонансную частоту фильтра по максимуму свечения лампы EL1. Чтобы не было ограничения сигнала, при подходе к резонансной частоте выходной сигнал уменьшают. По изменению яркости лампы или напряжения на ней определяют полосу пропускания канала, а затем перемещением движка резистора R9 вверх по схеме добиваются того, чтобы лампа зажигалась в указанной полосе частот (100…800 Гц), причём яркость её свечения на краях полосы должна быть намного меньше, чем, примерно, в середине.
Фильтры остальных каналов настраивают аналогичным образом.
Подав на вход приставки сигнал с источника музыкальной программы, проверяют работу всех каналов. Максимальную яркость вспышек ламп устанавливают переменными резисторами.
Если возникнет желание увеличить мощность ламп (>150 Вт на канал), тиристоры необходимо установить на радиаторы.

4.4. Блочная ЦМП на тиристорах

Блочную ЦМП (рис. 24) я нашёл в одной из своих архивных тетрадей, куда зарисовывал схемы из разных журналов. К сожалению, источник не указан. Скорее всего, это «Моделист-конструктор».
Блочный принцип в конструировании ЦМП применялся довольно широко.

Особенность ЦМП в том, что все блоки абсолютно одинаковые.
Излучатели питаются непосредственно от сети 220 В.

4.4. Т-мост в усилителе для цветомузыки (РАДИО, 1972, №3)
Материал из моего личного БУМАЖНОГО архива (сканировано 17.01.2013)

Включение активных фильтров с двойными Т-мостами для разделения звуковых частот показано на рис. 25. Через согласующий трансформатор Тр1 напряжение звуковой частоты подают на резистор R1, регулирующий общий уровень напряжения для всех световых каналов. С движка переменного резистора R1 напряжение поступает на вход одного из трёх каскадов с двойным Т-мостом в цепях обратных связей. Резонансные частоты каналов: 100 Гц – красный цвет, 1000 Гц – зелёный, 5000 Гц – жёлтый. Настройку на резонансную частоту ведут переменным резистором R8. Напряжение с коллектора транзистора Т1 поступает на управляющий электрод тиристора Д1, который включен последовательно с лампами накаливания соответствующего цвета. В каскаде с Т-мостом могут возникнуть автоколебания на частотах, близких к резонансной. Для их устранения мост шунтируется резистором R4.

Элементы моста выбирают, исходя из следующего соотношения: , где f – резонансная частота в Гц, R – сопротивление резистора R5 (R6) кОм, С – ёмкость конденсатора С2 (С3) тыс. пФ. Ёмкость конденсатора С1 берётся вдвое больше ёмкости С2 (С3).
Вместо транзисторов 156NU70 можно применить МП38А. Трансформатор Тр1 с соотношением числа витков 1:10.

4.5. Цветомузыкальный набор-конструктор «Прометей»
В «РАДИО», 1977, №4 появилось сообщение о том, что отечественная промышленность выпустила электронный набор-конструктор «Прометей-1» (рис. 26), в котором имеется всё для изготовления простой ЦМП – от деталей корпуса до печатных плат частотных фильтров. Забегая вперёд, скажу, что я купил такой набор лишь в конце 80-х и, действительно, там оказалось всё, включая корпус экрана, стеклянные стержни для рассеивания света, окрашенные лампочки на 6,3 В и т.д. Правда, для меня так и осталось секретом, почему этот набор назвали «конструктор»? Набор-конструктор подразумевает возможность сборки хотя бы нескольких стандартных конструкций из предлагаемого набора деталей. А ежели человек обладает зачатками творческого мышления, то он может сконструировать и что-то своё. Я в детстве имел дело с конструкторами разной степени сложности, из которых можно было собирать различные механические устройства, движущиеся и статичные. Из набора «Прометей» можно было собрать только ОДНУ конструкцию.

Я не мог ждать, когда набор появится в продаже и в начале 80-х по описанию в «РАДИО», 1979, №3-4 сам собрал ЦМП по схеме «Прометея-1» на германиевых транзисторах p-n-p типа МП42А-Б, добавив туда канал фона. Блок-схема ЦМП – на рис. 27, схемы модулей – на рис. 28.

На старой фотографии (рис. 29) показана моя версия «Прометея-1».

На старой фотографии рис. 31 показан внешний вид моей версии ЦМП.

5. Ещё несколько ЦМП (для общего развития)

Материал из моего личного БУМАЖНОГО архива (сканировано 18.01.2013)

5.1. «ОГОНЁК» - цветомузыкальный конструктор (из приложения «ЮТ для умелых рук»).

5.2. «В помощь радиолюбителю», вып. 67, Ю. Поздняков, Объёмная цветомузыкальная установка.

5.3. «В помощь радиолюбителю», вып. 70, В. Синицын, Цветомузыкальная установка.
Схема приведена ниже:

5.4. «В помощь радиолюбителю», вып. 75, С. Сорокин, ВОУ ЦМУ.
Схема и конструкция ВОУ приведены ниже:

5.5. «В помощь радиолюбителю», вып. 77, И. Виноградов, Автоматическое цветомузыкальное устройство.
Внешний вид, конструкция ВОУ и схема приведены ниже. Подразумевалось использование устройства для дискотек.

5.6. «В помощь радиолюбителю», вып. 87, С. Сорокин, Объёмная ЦМУ «Гармония»
Конструкция ВОУ и схемы приведены ниже.

В данной конструкции сделана попытка придать световой картине объёмность и динамику без использования механических узлов и трафаретов. Поэтому использованы две схемы: бегущие огни на трёхфазном мультивибраторе и простейшая ЦМП.

5.7. «В помощь радиолюбителю», вып. 91, Э. Литке, Цветомузыкальный переключатель гирлянд.
Устройство реализует эффект «бегущие огни», но частота мультивибратора зависит от величины звукового сигнала, подаваемого на вход устройства. Конечно, слово «цветомузыкальный» в названии статьи использовано не к месту. Тем не менее, устройство позволяет реализовать интересный эффект, когда меняется не только скорость «бегущих огней», но и направление «бега» в зависимости от громкости звукового сигнала.
По моему мнению, именно это устройство надо бы использовать в предыдущей конструкции.

Моя версия этой приставки показана на рис. 32:

6. ЛАМПОВЫЕ ЦМП

6.1. РАДИО, 1965, №10

ЦМП на лампах позволяет получить хорошие частотные характеристики фильтра, т.к. схема предусматривает согласование источника и нагрузки с фильтром. В данном случае фильтр, выполненный на RC-элементах, более прост в изготовлении и регулировке. Оконечные каскады в каждом канале собраны по схеме с общим анодом.
Режим работы каскада выбран таким, чтобы при отсутствии сигнала на управляющей сетке лампы анодный ток очень мал и не накаливает гирляндные лампы. Регулировка анодного тока производится переменными сопротивлениями R17, R18, R19.
Управляются оконечные каскады выпрямленным напряжением после усиления сигнала вторыми каскадами.
Сигнал выпрямляется вторыми триодами ламп Л2, Л3, Л4 в диодном включении. На управляющие сетки ламп оконечного каскада попадает только положительное напряжение, которое и отпирает лампы.
Потенциометры R4, R9, R14 на входе вторых каскадов усилителей регулируют усиление каждого канала. С помощью потенциометра R1 устанавливается общая яркость свечения всех гирлянд. Габариты устройства 180х150х260 мм.
Радиолампы следует заменить отечественными: 12АХ7 – 6Н2П, 6CL6 – 6П9, 6П18П, 5Y3 – 5Ц3С.

6.2. Цветомузыкальная установка, А. Аристов, г. Первоуральск («ЮТ для умелых рук», 1981, №4)
Материал из моего личного БУМАЖНОГО архива (сканировано 18.01.2013)

Простую, но хорошую цветомузыкальную установку (ЦМУ) мы предлагаем сделать на тиратронах.
Тиратрон имеет высокое (десятки мегаом) сопротивление входной цепи и высокую чувствительность к входным сигналам. Поэтому входной сигнал подаётся без предварительного усиления. Трансформатор Тр1 повышает входное напряжение в 5-8 раз и полностью изолирует вход установки от питающей сети. Далее через регулятор чувствительности R9 сигнал подаётся на простые RC-фильтры: ВЧ – С1R1R2, СЧ – С2С3R5R6, НЧ – R10С4 и, как обычно, разделяется ими на три канала. После фильтров управляющие сигналы поступают на управляющие сетки (ножка 1) тиратронов. На эти же ножки через резисторы R3, R7, R11 поступает отрицательное напряжение смещения, регулируемое переменными резисторами R4, R8, R12. RC-фильтр, нагруженный на высокое сопротивление тиратрона, работает более эффективно, стабильно и не требует настройки. Именно поэтому предлагаемая установка создаёт на экране красивую картину, что привлекает радиолюбителей. В Первоуральске её сделали боле сотни человек.
В анодных цепях тиратронов включены обычные осветительные лампы на 220 В. Мощность нечётных ламп (Н1, Н3, Н5) примерно в 2,5 раза больше мощности чётных ламп. Поэтому, когда в канал не подаётся сигнал и тиратрон закрыт, чётная и нечётная лампы включены последовательно, чётная лампа светится полным накалом, а нечётная – еле заметно. При появлении входного сигнала тиратрон открывается и замыкает накоротко чётную лампу. Она гаснет, а нечётная лампа светится полным накалом. Такая схема позволяет не вводить специальный канал фоновой подсветки, а также в несколько раз увеличить срок службы тиратрона. Последнее объясняется тем, что в нашей схеме лампы постоянно нагреты. Если дать охладиться им до комнатной температуры, то их сопротивление уменьшилось бы в несколько раз, во столько же раз увеличился бы разрушительный бросок тока в момент включения тиратрона.
Анодные цепи тиратронов питаются через выпрямитель на диодах V6-V9. цепи накала питаются от вторичной обмотки накального трансформатора Т2. От этой же обмотки через выпрямитель с удвоением напряжения на диодах V4, V5 питаются цепи смещения тиратронов
Собрать ЦМУ лучше всего на текстолитовой панели толщиной 2-4 мм. Конструкция и размеры зависят от имеющихся деталей, и поэтому их описания мы не даём. Переменные резисторы могут иметь сопротивление 15-68 кОм. Диоды Д9Ж можно заменить любыми маломощными, рассчитанными на напряжение не менее 20 В, диоды КД209А – КД209 или КД105 с любым буквенным индексом, Д226, Д7Ж. Осветительные лампы должны иметь мощность 40 и 15 Вт. Увеличивать мощность ламп не рекомендуется. Лампу Н1 можно покрасить красной нитрокраской, Н3- жёлтой, Н5 – зелёной, остальные – синей или фиолетовой. Трансформаторы можно взять от радиолы «Рекорд-311» (выходной и силовой). Выходной трансформатор Т1 (железо Ш16х18) переделан. Одна его обмотка (II) сохранена (2800 витков провода ПЭЛ-0,12), вместо другой (I) намотано 400 витков провода ПЭЛ-0,33. Между обмотками надо проложить несколько слоёв лакоткани. Эта изоляция обеспечивает безопасность. Силовой трансформатор использован без переделки. Он намотан на магнитопроводе Ш21х26. Обмотка I содержит 1250 витков провода ПЭЛ-0,29, обмотка II – 40 витков ПЭЛ-0,9. Можно использовать и другие трансформаторы с близкими параметрами.
Налаживать безошибочно сделанную установку не потребуется. Если регулятор смещения установить в правое по схеме положение, сняв тем самым напряжение смещения, то тиратрон откроется и включит осветительную лампу даже при отсутствии сигнала. Это позволяет проверить работоспособность канала. Регуляторы смещения являются и регуляторами чувствительности канала. Но надо помнить, что чрезмерное увеличение чувствительности отрицательно скажется на её стабильности.

7. Выходные оптические устройства ЦМП.
Как показывает практика, хорошего эффекта восприятия цветового сопровождения музыки можно добиться не столько усложнением схемы приставки, сколько продуманной, оригинальной конструкцией ВОУ.
В литературе неоднократно затрагивался этот вопрос (см. п.п. 5.2, 5.4, 5.6).

7.1. Разумеется, самым простым вариантом является использования в качестве экрана потолка или стен, куда направляют световой поток мощных излучателей тиристорных ЦМП.

7.2. Второй вариант более трудоёмок, но более разнообразен, а, следовательно, более эффектен. Это изготовление ВОУ в виде коробки, передней стенкой которой является экран, выполненный из какого-либо прозрачного материала. Главное внимание в данном случае уделяется светорассеивающему материалу и расположению ламп позади экрана. Используется как для транзисторных, так и для тиристорных ЦМП.

7.3. Наиболее интересными являются ВОУ оригинальных конструкций, в которых реализуется принцип «объёмности» цветовой картины.
Здесь можно выделить группу ВОУ, в которых «объёмность» реализуется за счёт оригинальности конструкции (не плоской) рассеивателя и особого расположения излучающих ламп. Но такие ВОУ статичны.
К другой группе я бы отнёс ВОУ, в которых реализуется не только «объёмность», но и псевдодинамика цветовой картины. Это достигается эффектом «бегущих огней», используемых совместно с «классической» ЦМП.
Третью группу составляют ВОУ, в которых «объёмность» совмещается с реальной динамикой. В таких ВОУ могут двигаться трафареты, линзы или другие прозрачные рассеивающие объекты, либо непрозрачные, но способные рассеивать свет и менять свою форму в процессе движения.

ПРИМЕРЫ
1. РАДИО, 1971, №2 – вместо ламп на выходе ЦМП установлены электромагниты, которые управляют светофильтрами, перекрывающими постоянный световой поток.

2. РАДИО, 1975, №8 – подборка материалов

3. РАДИО, 1976, №4 – цветомузыкальный светильник

4. РАДИО, 1978, №5 – подборка материалов

В авторских конструкциях есть интересные разнообразные идеи создания ВОУ для ЦМП: от вращающего кубического трафарета внутри кубического экрана (рис. внизу слева, Б.Галеев, Р.Галявин, ЦМУ «Ялкын») до использования увлажнителя воздуха (рис. внизу справа). Я попытался поискать в Интернете конструкции оригинальных ВОУ, но был сильно разочарован: никакого разнообразия, никаких новаторских идей, никакой фантазии.
Нет даже практической реализации того, что было давно придумано.
«Грустно, девушки…», как говорил великий комбинатор.

Chromola

ВОУ – выходное оптическое устройство.

Статьи по теме:

Десять самых экономичных гибридных и электрических автомобилей Некоторые факты из истории гибридов

Слово гибрид давно известно людям. Оно означает - смешивание несовместимого. Есть гибридные растения, животные и многие другие организмы и вещи на планете. В последнее время этот термин начали использовать при производстве автомобилей с необычным устройст

Рейтинг самых экономичных гибридных автомобилей

В последние годы люди стали всерьез задумываться об экологии на планете. И автопроизводители охотно поддерживают данную тенденцию, создавая автомобили, работающие на экологически чистом топливе. Что касается электромобилей, все-таки, серьезно их пока что

Сабвуфер своими руками: от начального уровня к высокому классу

Впервые пассивный излучатель был описан Гарри Олсоном (Harry Olson ) в патенте 1935 года «Громкоговоритель и способ передачи звука». На рынке домашней аудиоаппаратуры акустические системы с пассивным излучателем получили сравнительно умеренное распростран

Тест влагозащищённого корпусного сабвуфера с пассивным излучателем Kicker CWTB10

2024-04-25 16:05:39	Можно ли обмануть алкотестер и как это сделать Как пройти трубку чтобы не показало алкоголь
2024-04-24 15:37:02	Детское автокресло peg-perego viaggio Основные характеристики автокресла Peg-Perego Primo Viaggio SL
2024-04-23 15:41:03	Андрей Зубец - цикл статей, панорамная фотография, qtvr самодельная панорамная головка, первый вариант
2024-04-23 15:41:03	Стандарты осей втулок велосипеда Из чего состоит велопедаль
2024-04-23 15:41:03	Контроллер больших температур на термопаре K-типа Практическая схема термометра с термопарой
2024-04-22 16:16:05	Выкуп машин у страховых компаний
2024-04-21 16:11:02	Бесплатная поездка от убер
2024-04-21 16:11:02	Пул номеров страны не активен – Qiwi – что это значит
2024-04-20 16:35:50	Датчик холла ваз 2109 карбюратор причины неисправности
2024-04-20 16:35:50	Свечи: резьба в масле Масло на резьбе свечи зажигания причина ваз

2024-04-20 16:35:50	Как полностью и частично поменять замок зажигания Daewoo Nexia и Matiz (личинку, контактную группу)?
2024-04-19 16:26:30	Технические параметры масла ATF WS
2024-04-19 16:26:30	Какие тормозные диски лучше
2024-04-19 16:26:30	Какое масло заливать в двигатель лада гранта
2024-04-18 16:39:44	Технические характеристики Hyundai Santa Fe
2024-04-18 16:39:44	Mitsubishi Lancer Evolution, обзор всех поколений
2024-04-27 15:53:03	Десять самых экономичных гибридных и электрических автомобилей Некоторые факты из истории гибридов
2024-04-27 15:53:03	Рейтинг самых экономичных гибридных автомобилей
2024-04-26 16:13:02	Сабвуфер своими руками: от начального уровня к высокому классу
2024-04-26 16:13:02	Тест влагозащищённого корпусного сабвуфера с пассивным излучателем Kicker CWTB10
2024-04-25 16:05:39	Можно ли обмануть алкотестер и как это сделать Как пройти трубку чтобы не показало алкоголь
2024-04-24 15:37:02	Детское автокресло peg-perego viaggio Основные характеристики автокресла Peg-Perego Primo Viaggio SL