Современная электроника №6/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 22 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 6 / 2025 В статье рассмотрен вариант контроллера, реализующий плавное противофазное управление яркостью двух гирлянд методом широтно- импульсной модуляции. В то время, когда яркость ламп в одном канале плавно убывает, в другом она возрастает. Александр Одинец Общие сведения В настоящее время для эстетиче- ского светового оформления вит- рин магазинов, баров, дискотек, наружной рекламы и архитектур- ного освещения широко использу- ются световые шнуры типа «дюра- лайт» («Duralight») и «флексилайт» («Flexilight») в различных конфигу- рациях. «Дюралайт» представляет собой гибкий шнур круглого (реже прямоугольного) сечения из окра- шенного светорассеивающего пла- стика (ПВХ), которым залита гир- лянда из миниатюрных лампочек или светодиодов. Количество гир- лянд может варьироваться от одной до четырёх. Существуют различ- ные конфигурации «дюралайта»: «фиксинг», «хамелеон», «чейзинг» и «мультичейзинг». Соответственно перечисленным сериям меняется кратность резки и потребляемая мощность световых шнуров: ● для серии «фиксинг» кратность рез- ки – 1 м; ● для серии «хамелеон» и «чейзинг» – 2 м; ● для серии «мультичейзинг» – 4 м. Потребляемая мощность «дюралай- та» изменяется от 16,38 Вт/м («фик- синг», «чейзинг», «хамелеон») до 21,6 Вт/м («мультичейзинг»). Обычно один конец отрезка «дюра- лайта» с помощью переходной муф- ты соединяется с сетевым шнуром, который подключается непосред- ственно в сеть 220 В. На другой (сво- бодный) конец надевается пластико- вая заглушка. Отрезки «дюралайта» могут соединяться друг с другом разъ- ёмом типа «папа-папа» и скрепляются соединительной муфтой или специ- альной термоусаживающей плёнкой. В отличие от базовой версии, реа- лизующей фазоимпульсный метод управления, в улучшенной версии контроллера использован широтно- импульсный метод (ШИМ) управ- ления гирляндами, что позволило увеличить дискретность уровней яркости с 16 до 256 и реализовать идеально плавное управление ярко- стью гирлянд при меньших аппарат- ных затратах. В отличие от конструкций контрол- леров, доступных в Интернете, пред- лагаемый вариант не имеет ограниче- ния по продолжительности времени работы. При этом нет необходимости в ходе работы нажимать какие-либо кнопки, чтобы вернуть контроллер в исходное состояние. Принцип работы Схема электрическая принципи- альная контроллера (рис. 1) содер- жит: два генератора прямоугольных импульсов; ВЧ-генератор, собран- ный на элементах DD1.1 и DD1.2, стробирующий ШИМ-модулятор, НЧ-генератор на элементах DD1.3 и DD1.4, управляющий формирова- телем кодовых комбинаций нарас- тания/убывания яркости; счётчи- ки DD2.1, DD2.2 – делители частоты на 256; одновибратор на элементах DD3.1, DD3.2; RS-триггер на элементах DD3.3, DD3.4; счётчик с переменным коэффициентом деления DD4, DD5, собственно формирователь кодо- вых комбинаций нарастания/убы- вания яркости DD6, DD7, DD8 и схе- му индикации DD9, HL1…HL16. Для управления мощными ключевыми MOSFET-транзисторами используют- ся буферные формирователи на тран- зисторах VT2, VT3 и VT6, VT7, сигнал на которые с выходов RS-триггера подаётся через схемы сдвига уров- ня на транзисторах VT1 и VT5. Питание буферных формировате- лей осуществляется от параметри- ческого стабилизатора на элементах R8, R9, VD1, а цифровой части схемы – от маломощного интегрального ста- билизатора DA1. Скорость нарастания/убывания яркости гирлянд задаётся перемен- ным резистором R3, входящим во времязадающую цепь генератора прямоугольных импульсов DD1.3, DD1.4. В устройстве используется так называемый широтно-импульсный метод (ШИМ) управления ключевы- ми MOSFET-транзисторами. При этом яркость свечения зависит от време- ни нахождения транзистора в откры- том состоянии, т.е. от скважности импульсов. Напомним, что скважно- стью называется отношение периода следования импульсов к их длитель- ности. Следовательно, чем больше скважность, тем больше соотноше- ние период/длительность импуль- са, тем меньше яркость, и наоборот, чем меньше скважность, тем боль- ше яркость в данном канале. Рассмотрим работу контроллера с момента подачи питания, считая, что при этом счётчик DD6 установил- ся в нулевое состояние. При этом на выходе всех элементов «ИСКЛЮЧАЮ- ЩЕЕ ИЛИ» также присутствуют уров- ни лог. 0, поскольку на объединённые управляющие входы этих элементов (выводы 2, 5, 13, 9) также приходит уровень лог. 0. Первым же отрицательным пере- падом с выхода старшего разряда счётчика DD2.2 запускается однови- братор на элементах DD3.1, DD3.2. На его выходе формируется корот- кий отрицательный импульс дли- тельностью несколько десятков наносекунд, который устанавлива- ет RS-триггер в исходное единичное состояние (на выходе DD3.3 – уро- вень лог. 1), и происходит одновре- менная запись текущей двоичной комбинации «00000000» с выходов элементов DD7.1…DD7.4 и DD8.1… DD8.4 в собственные двоичные раз- ряды счётчиков DD4 и DD5. Этот дво- ичный код определяет коэффици- ент пересчёта данных счётчиков, а значит, и временно́й интервал с момента установки RS-триггера в единичное состояние до момента