«Звездные врата»

Зеркало — предмет мистический: недаром с ним связано столько при­мет и поверий. Тем интереснее сделать на его основе что-то нестандартное, позволяющее заглянуть в своего рода рукотворное Зазеркалье. Давно извест­но, что два параллельно расположенных зеркала создают картинку, уходящую куда-то в бесконечность. А если одно из зеркал будет при этом полупрозрачное, то эту картинку можно будет наблюдать снаружи. Всё остальное зависит только от возможностей и фантазии автора.

Свои «Звёздные врата» я изготовил из корпуса дере­вянной ключницы. Обычное зеркало разместил на его зад­ней стенке, а в дверцу вставил прозрачное стекло, оклеенное изнутри плёнкой для тони­ровки автомобильных стёкол (рис. 1). Между ними, на внут­ренних стенках корпуса, раз­местил четыре разноцветные (красные, зелёные, жёлтые и синие) светодиодные ленты, рассчитанные на напряжение питания 12 В.

Рис. 1

Чтобы «оживить» устройст­во, решил заставить светодио­ды плавно изменять яркость свечения. Поскольку суммарный ток потребления при максимальной яркости мог достигать 4 А, пришлось разработать узел управления с приме­нением ШИ-регулировки. Однако эта затея явно не понравилась жителям «Зазеркалья», и дело как-то не пошло. Несколько микросхем на макете просто сгорели, ещё две оказались бракованны­ми. Да и этот узел управления получил­ся явно сложным, поэтому захотелось сделать что-то попроще и понадёжнее.

Решение пришло случайно. При но­минальном напряжении питания (12 В) яркость свечения светодиодов макси­мальна, и они «били» по глазам так, что захотелось ограничить яркость, пони­зив напряжение питания. Известно, что при плавном увеличении напряжения светодиоды загораются поочерёдно: сначала красные, потом жёлтые, затем зелёные и, наконец, синие. Поэтому для поочерёдного их включения доста­точно соединить все четыре ленты па­раллельно, а напряжение питания «заставить» плавно изменяться в опре­делённом интервале. Для моего уст­ройства оказалось, что обеспечивать максимальную яркость светодиодов ни к чему — вполне достаточно напряже­ния питания 8 В. При этом потребляемый лентами ток не превышает 0,4 А, что позволяет использовать 12-вольт­ный сетевой блок питания (адаптер) для гаджетов с выходным током до 1 А.

В итоге удалось обойтись вообще без микросхем (рис. 2)! Четыре ленты светодиодов, общее число которых в моём случае составило 4×45 = 180 шт., подключены к эмиттерному повторите­лю на транзисторах VT1, VT2 Период нарастания и снижения яркости задаёт RC-цепь R1C1. А исполнительным элементом, заставляющим конден­сатор то заряжаться, то разря­жаться, является электромагнит­ное реле К1, включённое парал­лельно светодиодным лентам. Использован тот факт, что любое электромагнитное реле имеет гистерезис: напряжение (ток) срабатывания, как правило, зна­чительно превышает напряжение (ток) отпускания. Конденсатор С2 сгла­живает пульсации питающего напря­жения.

Рис. 2

Устройство работает так. После по­дачи питающего напряжения через резистор R1 и нормально замкнутые контакты К 1.1 реле начинается зарядка конденсатора С1. напряжение на нём плавно увеличивается и транзисторы постепенно открываются. Когда напря­жение на эмиттере транзистора VT2 достигает около 8 В и все светодиоды уже светят, срабатывает реле, замыкая своими контактами верхний по схеме вывод резистора R1 на минусовую ли­нию питания. Конденсатор С1 начинает разряжаться, транзисторы медленно закрываются, а светодиоды плавно гас­нут. После того как они погасли, напряжения на обмотке реле К1 становится недостаточно для удержания якоря и его контакты возвращаются в исходное положение — цикл повторяется снова.

Применены импортные конденсато­ры, резистор — МЛТ, С2-23, диод — лю­бой малогабаритный импульсный или выпрямительный. К номиналам деталей устройство не критично, допуск на но­миналы может быть ±20 %. Транзистор КТ315Б можно заменить любым серии КТ315 или КТ3102, транзистор КТ819Б — транзистором серии КТ819 с любым буквенным индексом. Транзистор VT2 работает в линейном режиме, а потому заметно разогревается. Рассеиваемая им мощность невелика, поэтому можно обойтись без теплоотвода. Для повы­шения надёжности желательно применить транзистор VT2 в металли­ческом корпусе — КТ819АМ, КТ819БМ или аналогичный. Ре­ле — малогабаритное без марки­ровки от автомобильного проти­воугонного устройства, которое рассчитано на питающее напря­жение 12 В. Но срабатывало оно как раз при 8 В, а отпускало при­мерно при 4 В. Сопротивление его обмотки — 400 Ом, а потому дополнительная токовая нагруз­ка не превысила 20 мА. Посколь­ку ток, коммутируемый контакта­ми реле, не превышает 1 мА, можно применить любое малога­баритное реле с требуемым на­пряжением срабатывания. Конденсатор С2 из схемы можно исклю­чить, если пульсации питающего на­пряжения не превышают долей вольта.

Налаживание сводится к установке желаемой скорости увеличения и умень­шения яркости свечения светодиодов. Делают это подборкой конденсатор» С1. Кроме того, может потребоваться изме­нить порог срабатывания реле. Если, к примеру, оно срабатывает до момента, когда все светодиодные ленты стали светить, последовательно с его обмот­кой устанавливают один-два диода, по­вышая тем самым напряжение срабаты­вания.

Вопрос «Зачем эта штука нужна?» оставлю без ответа. Ночник, светиль­ник, прибор для релаксации, а для кого-то, возможно, и «Звёздные врата».

Автор: М. КОЛОДОЧКИН, г. Москва
Источник: журнал Радио №11, 2015