«Генератор настроения» CC-607 с дистанционным управлением

Идея

Получение широкой гаммы цветов на основе смешения излучения нескольких, так называемых базовых, источников света известно достаточно давно. Ярким примером воплощения этой идеи служат всевозможные цветные видеоэкраны различного принципа действия. В последнее время появились и специальные светильники (в основном светодиодные), работающие на этом же принципе. Несколько лет назад перед очередными новогодними праздниками автор этой статьи решил воплотить идею освещения регулируемой яркости и цветности у себя дома. Как известно, яркость и оттенок света обладают психологическим действием на человека, влияя на его настроение и даже самочувствие. Получившаяся установка полностью подтвердила эту теорию, благодаря чему получила название «генератора настроения».

 

Источники света

В первую очередь для воплощения идеи «генератора» требовалось выбрать сравнительно мощные источники цветного света. Работая в области проектирования искусственного освещения, автор давно отказался от применения ламп накаливания в освещении собственного жилища, поэтому этот вариант сразу отпал. Нелишне также заметить, что сами по себе неэкономичные тепловые лампы становятся «расточительнее» еще в несколько раз после того, как их свет оказывается пропущен через цветные фильтры. Сказанное относится и к популярным сегодня галогенным лампам низкого напряжения, вдобавок их цветные модификации дают строго направленный свет, раздражающий глаза и не позволяющий добиться равномерного освещения.

Таким образом, в поле рассмотрения осталось только два вида источников света: светодиоды и люминесцентные лампы. К сожалению, на момент изготовления установки единичные светодиоды еще не позволяли получить заметное количество света, к тому же их свет был также значительно сконцентрирован в луче. Судя по некоторым данным, эта проблема далека от успешного решения и на сегодняшний день. Идея набрать источник света необходимого размера из множества сверхъярких светодиодов отпала сразу из-за явно астрономической цены получающейся конструкции.

В результате выбор был остановлен на люминесцентных лампах. Основная техническая проблема – плавное регулирование их яркости – на момент создания установки уже проблемой не являлась в силу разработки различными фирмами специальных регулируемых балластов с низковольтным управлением. Такие балласты и было решено применить в «генераторе».

Следующий по важности вопрос заключался в выборе конкретных моделей ламп для получения нужного эффекта. Вначале была сделана попытка решения задачи «в лоб», а именно подбора RGB-системы из ламп соответственно красного, зеленого и синего цвета мощностью по 36 Вт производства Philips. Эти лампы были закуплены, но тут автора ждал довольно неприятный сюрприз.

Дело в том, что для получения полноценной гаммы цветов, включающей оттенки белого, световые потоки всех трех ламп должны находиться в определенных пропорциях. Однако оказалось, что в отличие от синей и зеленой ламп, красная лампа вместо специального люминофора имеет красное покрытие колбы, в результате чего ее световой поток в несколько десятков раз (!) меньше двух других. На практике это означало, что красная составляющая оказалась вовсе незаметной в спектре «генератора». Такой поворот событий мог означать несостоятельность идеи в целом, но к счастью выход из ситуации был найден: красная лампа производства Philips была заменена на розовую производства Osram, параметры которой вполне соответствовали требованиям «генератора».

 

Внешний вид светильника СС1134 до переделкиКонструкция

Как уже стало ясно из описания выбранных источников света, реализация идеи «генератора» подразумевает использование минимум трех одноламповых люминесцентных светильников. Если принять во внимание тот факт, что в распоряжении автора оказались лишь двухламповые регулируемые балласты Philips, это означало сомнительное «украшение» стены жилой квартиры сразу двумя группами из трех реечных светильников с целой паутиной проводов между ними.

К сожалению, готовых трехламповых светильников ни в одном доступном каталоге не оказалось, что и породило идею самостоятельного переоборудования двухламповых. Как нельзя более хорошо для этой цели подошли два доставшихся автору в незапамятные времена светильника серии СС1134 московского завода «Сатурн» (рис. 1). Словно предвидя идею «генератора», конструкторы оставили достаточно большое расстояние между лампами, а точно по оси светильника сделали дополнительные крепления для ламповых патронов. Благодаря этой особенности получившаяся трехламповая модификация выглядит вполне по-заводскому.

Использование корпусов от СС1134 позволило решить проблему размеров установки и (частично) – внешнего вида. Эти светильники комплектуются призматическими рассеивателями, которые хотя и выглядят несколько официально, успешно скрывают все технические подробности от непосвященных глаз (рис. 2). Фактически, от первоначальных светильников пришлось оставить только корпуса и рассеиватели, так как ни имевшаяся в них схема соединений, ни установленные балласты не удовлетворяли требованиям «генератора». В двух рядом расположенных корпусах СС1134 было смонтировано три двухламповых балласта ETC236-R04 производства Philips, каждый из которых оказался подключен к одной лампе из каждого корпуса.

 

Внешний вид включенного «генератора»

Управление

Когда основные конструктивные проблемы были решены, основной задачей осталось создание удобного дистанционного управления. Подобное устройство должно выполнять следующие функции:

  • включать-выключать три независимых канала по командам с пульта;
  • выдавать три плавных напряжения от 0 до 10 В по командам с пульта;
  • по возможности, работать с одним из стандартных переносных пультов.

К сожалению, на момент создания установки автору была недоступна разработка решений на микроконтроллерах, поэтому в качестве блока управления было решено задействовать стандартный модуль синтезатора напряжений МСН-405 от телевизора «Горизонт», работающий в паре со стандартным переносным пультом от этого же телевизора. Не смотря на некоторую свою «угловатость», это решение оказалось весьма успешным, с учетом что для управления люминесцентными балластами так или иначе потребовалось бы изготовить именно синтезатор напряжений.

На следующем этапе разработки было необходимо «научить» телевизионный синтезатор «отличать» электронный балласт от телевизора, а также встроить туда три реле для включения/отключения каждого балласта.

Как известно, стандартным аналоговым низковольтным интерфейсом для систем светорегулирования является TVI (Ten Volts Interface), представляющий собой двухпроводную цепь с постоянным управляющим напряжением от 0 (минимум яркости) до 10 В (максимум яркости). Для получения этих напряжений были задействованы выходные сигналы МСН-405, предназначенные для плавного регулирования яркости, контрастности и уровня цвета, которые удалось напрямую соединить со входами балластов. Опорное напряжение для этих сигналов пришлось переключить с напряжения +31 В на +12 В, в результате чего диапазон выходных уровней в точности составил 0…+10 В.

Вторая, более сложная, задача заключалась в привязке срабатывания и отпускания трех реле к нажатиям цифровых кнопок на дистанционном пульте. С учетом того, что непосредственно считанный с пульта цифровой код в схеме МСН-405 не присутствует, потребовался обход этой особенности синтезатора. Для управления реле было решено задействовать сигналы признака настройки селекторов метровых (I, III) и дециметровых (U) волн, а также меняющиеся в зависимости от выбранного с пульта канала сигнал Uнастр. Эти сигналы подаются на входы несложной дополнительной схемы, собранной на нескольких цифровых микросхемах, на выходе которой формируются напряжения, управляющие ключами трех реле.

Передняя панель «генератора» с ИК-приёмником, органами управления и цифровым индикаторомУправление системой получилось действительно предельно простым. Каждый из каналов включается/выключается соответствующей кнопкой пульта (красный: [1]/[2], зеленый [3]/[4], синий [5]/[6]), а яркости регулируются удобно выведенными на пульт тремя настройками «яркость», «контрастность», «цветность». Прием нажатия кнопок подтверждается на светодиодном индикаторе МСН-405 (рис. 3). Два последовательных нажатия на кнопку [1] включают все лампы «генератора», а два последовательных нажатия на кнопку [2] – выключают их. Кнопка [>0<] пульта (сброс регулировок) восстанавливает яркость всех ламп на предварительно настроенный уровень (в авторской конструкции это максимальная яркость).

 

Настройка синтезатора

После сборки дополнительной схемы (рис. 3) необходимо подключить к плате синтезатора источник напряжением +31 В и, руководствуясь показаниями цифрового индикатора МСН-405, выполнить программирование ЭСППЗУ синтезатора при помощи команд с пульта дистанционного управления (согласно инструкции к ТВ «Горизонт»). В ходе программирования следует установить желаемые уровни яркости всех трех каналов «по умолчанию» и сохранить их (для последующего вызова кнопкой [>0<]), а также выполнить следующие настройки для каналов 1-6:

Канал Признак диапазона Значение Uнастр
1 I Umax (12 В)
2 I 0 В
3 III Umax (12 В)
4 III 0 В
5 U Umax (12 В)
6 U 0 В

Каналы 7-39 (55) можно не настраивать или настроить аналогичным образом (при этом при их выборе будут дублироваться каналы 1…6).

 

Детали

Синтезатор напряжений МСН-405 и пульт дистанционного управления RC-4 «Горизонт» – готовые, заводского производства. Микросхемы дополнительной платы серии КР1533, транзисторы КТ315, реле РЭС22 на напряжение 12 В (паспорт 0501, 0502). Электронные балласты типа Philips ETC236-R04 (можно также применить любые другие с интерфейсом TVI).

 

Режимы работы

В завершение перечислим полезные возможности «генератора», успешно использующиеся автором данного сайта и его домочадцами уже более трех лет. В режиме рабочего освещения (все цвета включены на 100%) «генератор» даёт яркий, пронзительный свет дневной цветности (цветовая температура примерно 5000 К). Это идеальная обстановка для сосредоточения над деловыми проблемами.

«Домашнее» освещение (включены зеленый и красный цвета) представляет собой теплый свет с Тцв = 2700-3000 К. Подходит для чтения, просмотра телевизора и психологического «утепления» дома в холодную погоду. Хорошо сочетается со светом галогенных ламп небольшой мощности.

«Праздничное» освещение для всевозможных вечеринок идеально создается отдельными цветами или их парами, включенными на полную мощность. Чтобы глаза не уставали от ярких и достаточно насыщенных цветов, излучение «генератора» в этом режиме обязательно «разбавляется» неярким белым светом других ламп.

Еще несколько режимов удалось получить только за счет плавного регулирования, например, бодрящий «летний» (зеленый цвет включен на полную мощность, а остальные – примерно на половину), когда свет выглядит словно прошедшим сквозь густую листву, усыпляющий «ночной» (синий цвет включен примерно на 10% мощности) и умиротворяющий «закатный» (розовый цвет включен на 100%, остальные на 10-20%).

 

Технические характеристики «генератора»:

  • максимальная общая мощность 216 Вт, максимальная мощность одного канала 72 Вт (без учета потерь в модуле управления)
  • мощность, потребляемая блоком управления, не более 3 Вт;
  • световой поток в режиме максимальной мощности 8800 лм;
  • ориентировочный диапазон цветовых температур 2700-6500 К;
  • обеспечиваются следующие основные цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и их оттенки;
  • переносной пульт размером 200х45х20 мм работает от двух батарей АА или одной 6LR61, ресурс одного комплекта батарей более 5 лет.

Статья о «генераторе настроения» опубликована в журнале «Радиолюбитель» (г. Минск) №4, 2006 г., с. 14.

Прикрепленные файлы: