Светодиодная цветомузыка с полосовыми фильтрами

[Falconist]

58 минут назад, Sstvov сказал:

эмиттер VT1 подключить к эмиттеру VT4

Отсимулировал в Мультисиме 3 варианта и процитированный в том числе. Хреново получается. Даже хуже, чем в 2-транзисторном ГТ.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

На что ж, начнем, помолясь, помаленьку "рожать" схему. Начнем с конца, т.е., с ИТУН (Источника Тока, Управляемого Напряжением). Расчет собственно источника тока (неуправляемого!) неплохо описан здесь.

Все цифровые данные, используемые ниже при расчетах, прикидочные. Только для образца. Надеюсь, что Сенька всё отмакетирует и уточнит, что, куда и сколько. Поскольку светодиодные ленты отличаются значительным разнообразием, я базировался на цепочке 1-ваттных светодиодов с максимальным током 350 мА. Питание взял одно, +12 В, но для цепочки "голых" светодиодов можно взять два - одно для схемы (5...15 В) и второе - для самих светодиодов (сколько не жалко и сколько регулирующий транзистор выдержит). За основу взята однотранзисторная схема:

Принятые допущения:
Напряжение насыщения К-Э VT1 = 1 В (случай хреновенький, но при прикидке лучше взять "по худшему");
Коэффициент усиления VT1 = 50 (тоже маловато, но для отечественных транзисторов средней мощности вроде как норма);
Падение напряжения на Б-Э переходе VT1 = 0,6 В (хотя Мультисим при симуляции выдал аж 0,83 В) 
Максимальное напряжение входного сигнала = 8 В (взято по максимуму, с учетом падений напряжения на элементах ИТУН и предыдущих каскадов, показанных дальше).

Итак, при токе через светодиоды = 330 мА, на эмиттерном резисторе R2 номиналом 3,3 Ома упадет 1 В (Мультисим показал 1,12 В, т.к. эмиттерный ток равен сумме коллекторного и базового!). Прибавляем к этому 0,6 В падения на база-эмиттерном переходе и получаем, что на базе транзистора должно быть 1,6 В (Мультисим показал 1,94 В). Для такого коллекторного тока при Ку = 50 в базу должен втекать ток, превышающий 6,6 мА (по Мультисиму = 8 мА). Т.е., на резисторе R1 должно упасть 8 В - 0,6 В - 1 В = 6,4 В. По закону дедушки Ома его номинал при таком падении напряжения и при таком токе должен быть чуть меньше 1 кОм. Выбрано 910 Ом (по Мультисиму - 750 Ом). 

В базу транзистора VT1 поставлен также фильтрующий конденсатор С1, поскольку ток его заряда ограничивается резистором R1, а разряд происходит через транзистор VT1 (сколько пришло, столько же и ушло). 

Поскольку 7...8 мА тока управления всё-таки достаточно много, поставим драйверный каскад на транзисторе VT2 с ОК (эмиттерный повторитель):

Его входное сопротивление составляет около 50 кОм (параллельно R5 и произведение R1 на коэффициент усиления VT2, для современного маломощного транзистора в худшем случае порядка 100...120), чего более, чем достаточно, чтобы не подсаживать выходы фильтров. Начальный уровень приоткрывания VT2 устанавливается подстроечным резистором R4 (после настройки можно заменить на постояннный). Сигнал с выходов фильтров поступает на базу VT2 через детектор с удвоением напряжения на C2VD1VD2. Нужен ли дополнительный конденсатор С3 или нет - пусть определит Сенька. Возможно, что для НЧ канала будет и нужен.

По поводу самих фильтров и предусилителя пока ничего сказать не могу, буду думать дальше. Если так получится, что с выхода фильтров получить максимально 8 В не получится - надо будет просто пересчитать номинал резистора R1 в сторону его уменьшения под получившееся значение напряжения с выхода детектора.

Пока что это всё. Файл симуляции схемы в Мультисиме V.14 приаттачен. Прикидочные цифры отличаются от полученных в Мультисиме, но не драматически. Где-то что-то упустил, где-то что-то не так  допустил - не суть важно. Главное, что различия не критичны и в первом приближении приемлемы. Вопросы задавайте, только не ёрничая.

P.S. При более тщательной симуляции конденсатор С1 между базой VT1 и общей шиной оказался неэффективным, тогда как С3 - то, что доктор прописал.

 

Выходной каскад светомузыки.ms14

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Sstvov]

Нифига оно не сможет работать как задумано. Ну где взять переменку в 8 вольт если в питании всего 12? А еще на пассивных фильтрах ослабнет. Что бы оно как то могло несколько сотен миллиампер обеспечить нужно и R1, и R2 в ноль уменьшить.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

Я брал цифровые данные по худшему варианту. Спокойно будет работать и от 4...5 В при 12-вольтовом питании и от 6...8 В при 15-вольтовом. И ничего не надо уменьшать "в ноль". Особенно R2! Если Вы такое написали - значит, извините, но нифига в ИТУН не смыслите. Это не в обиду, а в констатацию факта и не более.

[avv_rem]

8 часов назад, Falconist сказал:

На что ж, начнем, помолясь, помаленьку "рожать" схему.

Хреновое начало. Вот в какую сторону нужно двигаться.
Схема сложнее, однако некритичная к параметрам транзисторов и температуре. Главное, установить одинаковые транзисторы VT1 и VT2 на одном небольшом радиаторе. VT1 ставится прямо на радиатор, а VT2 через изолирующую прокладку. Рассеиваемая на VT1 мощность не более 1,5Вт.

Изменено 24 января, 2018 пользователем avv_rem

[Sstvov]

1 час назад, Falconist сказал:

Если Вы такое написали - значит, извините, но нифига в ИТУН не смыслите.

Ага, не смыслю Зато симулятор смыслит, полюбуйтесь что получается на реальном музыкальном сигнале с использованием пассивного фильтра из этого сообщения http://forum.cxem.net/index.php?/topic/178313-светодиодная-цветомузыка-с-полосовыми-фильтрами/&do=findComment&comment=2931503Сини

Синим изображено напряжение на выходе операционника. Амплитуда до 5 вольт.

 

[Falconist]

@Sstvov , а какое отношение Сенькина схема имеет к моей??? И зачем Вы отслеживаете именно НАПРЯЖЕНИЕ на выходе ГТ, нагруженного на светодиоды? То, что зеленым треком.

@avv_rem , ничго личного, но Вы тоже недопоняли. Моя схема - не законченное изделие, а только выходной каскад. Ваш вариант тоже неплох, но, кроме того, что сложнее, приведенные ниже утверждения как-то не согласуются между собой:

1) "Схема... некритичная к параметрам транзисторов"
2) "установить одинаковые транзисторы" (т.е., их всё-таки надо подбирать по "одинаовости"?)

Напрямую будет управляться ИТУН или через токовое зеркало - сути это никак не меняет.

Термостабильность - фактор, конечно, существенный, но для светомигалки, во-первых, не такой уж и критичный, а во-вторых, разница в сопротивлениях эмиттерных резисторов на порядок порушит эту термостабильность нафиг . Проверено.

А вообще-то, я лично последовательный сторонник ШИМ-управления яркостью хоть ламп, хоть светодиодов, что дважды было реализовано в сценических осветителях (никак статью не закончу). Эта схема - так, мимоходом, гимнастика ума.

В конце концов, если сенька возьмется ее апробировать, пускай и даст свое заключение. А то мы тут теоретизируем, кто во что горазд, тогда, как "Критерий истины - практика".

[Sstvov]

21 минуту назад, Falconist сказал:

@Sstvov , а какое отношение Сенькина схема имеет к моей???

Дело не в Сенькиной схеме а в том что фильтры какие то в любом случае включать придётся, вот и взял фильтр который обсуждался недавно.

[avv_rem]

1 час назад, Falconist сказал:

А вообще-то, я лично последовательный сторонник ШИМ-управления яркостью хоть ламп, хоть светодиодов, что дважды было реализовано в сценических осветителях (никак статью не закончу).

А смысл в данном случае где?

У светодиодов очень низкое дифференциальное сопротивление. Поэтому, при отсутствии LC фильтра, почти никакого выигрыша в КПД не будет. А вот конструкция заметно усложнится.

Что же касается КПД светодиодной гирлянды, то он так и останется на уровне соотношения
КПД = (Uгирлянды/Uпитания)*100%
при любой скважности.

С лампами накаливания КПД приближается к 100% независимо от того, есть LC фильтр или нет. С ними, действительно, оправдано применение как ШИМ, так и тиристорных регуляторов.

P.S. Радиомикрофоны нормально работают? Сбоев нет?

Изменено 24 января, 2018 пользователем avv_rem

[Falconist]

@avv_rem , у нас получается разговор глухого с немым. При чем тут LC-фильтр? Я применял ШИМ-ируемый ИТ. И КПД для игрушки с сетевым питанием - дело даже не десятое, а сто двадцать пятое 

[сенька]

Доброго вечера, провёл я эксперемент над выходной схемой  @Falconist , управление нею взял из другой своей СДУ. Усилительный каскад на транзисторе VT1 работает как усилитель, и сразу как фильтр, всё зависит от номиналов  С2 и С4.  , Собственно в самой схеме @Falconist   почти ни чего не менял, не стал ставить конденсатор  с эмитера VT2 на минус,  от него толку ни какого, уменьшил номинал резистора R8 до 330 Ом, а то с номиналом в 910 Ом как в образце почти не было видно  нарастания и затухания, по крайней мере мне так понравилось больше. Конденсатор С5, больше чем 1мкф ставить не желательно, очень уж плавное нарастание и затухание получается, ну вот собственно и всё, небольшое видео работы НЧ канала прилагаю

SSA55574.AVI

[avv_rem]

Да и я о том же. Вот зачем такие навороты с ШИМ? Если и

26 минут назад, Falconist сказал:

КПД для игрушки с сетевым питанием - дело даже не десятое, а сто двадцать пятое 

Смысл от ШИМ где? Выгода какая?

[Falconist]

Не, @avv_rem точно "писатель". ШИМ я применял в сложных и мощных сценических осветителях.

А для "игрушки", Вы считаете, Ваш усложненный вариант будет лучше?

Свою схему я выложил именно как для "игрушки", максимально ее упростив (мо мере своего разумения).

@сенька , резюме давайте! А то так нейтрально отписались, что не понятно - понравилось / не понравилось.

[akmor]

Может камера передает еще не совсем точно, но то, что я увидел на видео не впечатлило. А именно, наростание и затухание слишком медленое, лента даже не успевает полностью погаснуть. Как то вяло все, драйва нет. Сейчас включил сенькин вариант, который собирал намедни, сравнил. Сенькин пусть и не правильный зато живо и красиво. Сильно не пинать, сколько людей, столько и мнений. Это моё мнение.

[сенька]

В принципе ни каких сложностей при пайке  не возникло. По требованиям ЦМУ схема соответствует, то есть мигает не резко  как в СДУ ,а  как бы то разгорается то затухает, если сделать три канала то я думаю будет работать как и положено ЦМУ, переливами. 

[Falconist]

Любое мнение ценно, т.к. вынуждает двигаться по пути отладки до оптимального варианта.

"Заторможенность" вызвана избыточным номиналом конденсатора после детектора (С5 по схеме сеньки). Думаю, что можно уменьшить минимум на порядок (в 10 раз), а может и еще больше - будет намного динамичнее. Это кому как нравится. "Кому нравится поп, а кому - попадья" .

Когда-то в "Радио" была описана ЦМУ, в которой разгорающийся канал быстро гасил остальные. Т.е., получались именно переливы - один цвет "догонял" (или "прогонял"?) остальные. Вот так бы сделать - было бы действительно интересно. Я подумкаю.

@сенька , С4 уберите. Зачем он там???

[сенька]

4 минуты назад, akmor сказал:

Может камера передает еще не совсем точно, но то, что я увидел на видео не впечатлило. А именно, наростание и затухание слишком медленое, лента даже не успевает полностью погаснуть. Как то вяло все, драйва нет. 

Ну это принцип работы именно ЦМУ. Это действительно, кому как нравится, пусть выбирают,  просто если будет работать три канала, может это как то по другому будет смотреться

@Falconist С4 тот конденсатор входит в состав фильтра, без него тоже работает но реагирует на весь диапазон частот, а с ним больше на НЧ

[Falconist]

Ну да, фильтров же пока нет. 

Но его там быть всё равно не должно.

[akmor]

6 минут назад, сенька сказал:

Ну это принцип работы именно ЦМУ. Это действительно, кому как нравится, пусть выбирают,  просто если будет работать три канала, может это как то по другому будет смотреться

Ну может до выходных еще что то изменится в схеме а на выходных я соберу вариант который будет на тот момент и посмотрю лично а не запись с камеры и покручу и на зуб попробую. Единственное, по этой схеме у меня снова будет звук в колонках тритухать. А эмиттерный повторитель я разобрал.

[сенька]

@akmor в этой схеме звук не должен бы притухает усилитель на транзисторе Т1 имеет не плохое сопротивление. Я попробую поэксперементировать с конденсатором С5 может по активнее будет мигать

[Sstvov]

1 час назад, сенька сказал:

Конденсатор С5, больше чем 1мкф ставить не желательно, очень уж плавное нарастание и затухание получается,

От ёмкости С3 и сопротивления R7 тоже зависит. Скорость затухание точно зависит , на счет скорости нарастания не уверен.

Это происходит потому что входной сигнал детектируется диодом Д2 и заряжает конденсатор С3, а разрядится он может только через базу транзистора и R7, а там довольно большое сопротивление, потому медленно разряжается.

[Falconist]

Кстати, эффект от быстрого нарастания и медленного погасания - самый зрелищный в ЦМУ.

Цвета "гоняются друг за другом", "перетекают один в другой".

[Sstvov]

1 час назад, Falconist сказал:

Когда-то в "Радио" была описана ЦМУ, в которой разгорающийся канал быстро гасил остальные. Т.е., получались именно переливы - один цвет "догонял" (или "прогонял"?) остальные. Вот так бы сделать - было бы действительно интересно.

Если посадить эмиттеры выходных каскадов на 1 общий резистор, то по идее должен получится подобный эффект. Но надо конечно проверять.

[Falconist]

Вы все никак не успокоитесь превратить СТ в хрен знает что.

[Sstvov]

Стабилизатор тока не самоцель

А к стати, сопротивление лучше стабилизатором тока заменить, тогда точно разные каналы друг друга гасить будут, только настройка чувствительности по каналам может усложнится. А еще смещение на входах обеспечить такое что бы при отсутствии входного сигнала светодиоды немного светились.

Изменено 24 января, 2018 пользователем Sstvov