Как работает цветомузыка на светодиодах. Какие компоненты нужны для сборки ЦМУ. Какие существуют схемы цветомузыки на светодиодах. Как собрать простую цветомузыку своими руками. На что обратить внимание при сборке ЦМУ.
Принцип работы цветомузыки на светодиодах
Цветомузыкальная установка (ЦМУ) на светодиодах представляет собой устройство, которое преобразует звуковой сигнал в световые эффекты. Основными компонентами такой системы являются:
- Микрофон или линейный вход для получения звукового сигнала
- Предусилитель для усиления слабого сигнала
- Фильтры для разделения сигнала на частотные полосы
- Схема управления яркостью светодиодов
- Светодиоды или светодиодные ленты
Как работает цветомузыка на светодиодах? Звуковой сигнал поступает на вход предусилителя, затем разделяется на частотные полосы с помощью фильтров. Каждая полоса соответствует определенному цвету светодиодов. Чем выше амплитуда сигнала в данной полосе, тем ярче горят соответствующие светодиоды.

Основные компоненты для сборки цветомузыки
Для сборки простой цветомузыки на светодиодах потребуются следующие компоненты:
- Микрофон или разъем для подключения источника звука
- Операционные усилители (например, LM358)
- Резисторы и конденсаторы для фильтров
- Транзисторы для управления светодиодами (например, BC547)
- Светодиоды или светодиодные ленты
- Макетная плата и провода для монтажа
- Источник питания 5-12В
Выбор конкретных компонентов зависит от сложности схемы и желаемых характеристик цветомузыки. Для начинающих радиолюбителей рекомендуется начать с простых схем на 3-4 канала.
Популярные схемы цветомузыки на светодиодах
Существует множество схем цветомузыки различной сложности. Рассмотрим несколько популярных вариантов:
Простая трехканальная цветомузыка
Это базовая схема, которая разделяет звуковой сигнал на 3 полосы — низкие, средние и высокие частоты. Каждой полосе соответствует свой цвет светодиодов. Схема содержит предусилитель на операционном усилителе, три активных фильтра и транзисторные ключи для управления светодиодами.

Цветомузыка на микроконтроллере
Более продвинутый вариант с использованием микроконтроллера (например, Arduino). Микроконтроллер оцифровывает звуковой сигнал, выполняет его анализ и управляет яркостью светодиодов. Такая схема позволяет реализовать сложные световые эффекты и режимы работы.
ЦМУ с ШИМ-управлением
В этой схеме для управления яркостью светодиодов используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Это позволяет более плавно регулировать яркость и снизить энергопотребление. ШИМ-управление может быть реализовано как на дискретных компонентах, так и с помощью микроконтроллера.
Пошаговая инструкция по сборке простой цветомузыки
Рассмотрим процесс сборки простой трехканальной цветомузыки на светодиодах:
- Подготовьте все необходимые компоненты и инструменты
- Соберите схему предусилителя на операционном усилителе
- Соберите три активных фильтра для разделения частот
- Подключите транзисторные ключи для управления светодиодами
- Подключите светодиоды или светодиодные ленты к выходам транзисторов
- Подключите источник питания
- Проверьте правильность монтажа и отсутствие коротких замыканий
- Включите устройство и проверьте его работу
При сборке важно соблюдать полярность компонентов и правильно рассчитать номиналы резисторов для ограничения тока светодиодов.

Настройка и оптимизация работы цветомузыки
После сборки цветомузыки может потребоваться ее настройка для оптимальной работы:
- Отрегулируйте чувствительность входного каскада
- Настройте частоты срабатывания фильтров
- Подберите оптимальную яркость свечения светодиодов
- Проверьте работу устройства с разными источниками звука
Для точной настройки может потребоваться осциллограф. Если его нет, настройку можно выполнить на слух, добиваясь наиболее эффектного свечения светодиодов в такт музыке.
Возможные проблемы и их решение
При сборке и настройке цветомузыки могут возникнуть некоторые проблемы:
- Светодиоды не реагируют на звук — проверьте правильность подключения и исправность компонентов
- Слабая чувствительность — увеличьте коэффициент усиления входного каскада
- Светодиоды мерцают — проверьте качество пайки и надежность соединений
- Перегрев транзисторов — установите радиаторы или замените на более мощные транзисторы
Большинство проблем решается проверкой монтажа и подбором оптимальных номиналов компонентов.

Улучшение и модернизация цветомузыки
После освоения базовой схемы цветомузыку можно улучшить и расширить ее возможности:
- Увеличьте количество каналов для более точного разделения частот
- Добавьте регуляторы чувствительности и яркости
- Реализуйте дополнительные световые эффекты
- Используйте микроконтроллер для более гибкого управления
- Добавьте беспроводное управление через Bluetooth или Wi-Fi
Модернизация позволит создать уникальное устройство с широкими возможностями для световых шоу.
Схемы цму на светодиодах – Telegraph
Схемы цму на светодиодахСкачать файл — Схемы цму на светодиодах
Главная Добавить сайт в закладки Зарубежные журналы Circuit Cellar CQ Amateur Radio Electronics For You Elektronika dla Wszystkich Elektor Electronics Elektor Magazine Elektronika Praktyczna Elettronica In ELV Journal Everyday Practical Electronics Funkamateur Nuts and Volts Servo Magazine Silicon Chip Swiat Radio Prakticka Elektronika A Radio QST Выпрямление ссылок Скажи рекламе-НЕТ! Цветомузыка на RGB-светодиодной ленте Автор: Boss от , Цветомузыка на RGB-светодиодах Пик популярности цветомузыкальных установок приходится на е годы прошлого века. Сейчас о них как-то почти позабыли. Вот, например, трехцветные светодиодные RGB-ленты или гирлянды, они могут быть значительной длины и работать даже как осветительный прибор. Только, управляются они обычно по программе, как ёлочные гирлянды или реклама, ну или можно менять с их помощью цвет освещения в помещении. А если все это будет завязано на музыку? Представьте, экран ЦМУ размером с потолок! Но для этого нужно соответствующее устройство управления. Схема цветомузыки на RGB-светодиодной ленте. Вернуться 4 0. Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем. Информация Посетители, находящиеся в группе Гости , не могут оставлять комментарии к данной публикации. Архив новостей В виде календаря В виде списка. Многоканальная ЦМУ Простейшие цветомузыкальные установки ЦМУ содержат обычно канала разделения частот, условно подразделяемые на низкочастотный, среднечастотные и высокочастотный. Каждому из каналов соответствует один из основных цветов спектра: Фотореле на микросхеме КЛЕ5 КЛА7 Фотореле предназначено для включения освещения с наступлением темноты и его выключения на рассвете. Там предлагалось в качестве охранной GSM-сигнализации использовать обычный недорогой сотовый телефон. Таймер для вентиляции в туалетной комнате Для ускорения удаления запахов обычно используют электровентиляторы, устанавливаемые в вентиляционный канал.
Чаще всего схема простая, и состоит из вентилятора и механического выключателя питания. Чтобы проветрить помещение нужно вентилятор включить, а. Reparando TV Plasma y LCD.
Простые схемы цветомузыки на светодиодах и светодиодных лентах для сборки своими руками
Тесто на кефире для треугольников рецепт
Образец заполнение учет нематериальных активов
СХЕМА ЦВЕТОМУЗЫКИ НА СВЕТОДИОДАХ
Автобус таганрог торез расписание
Где находится топливный фильтрна ларгусе фото
Расписание трамвая 7 в ангарске
Тупые законы мира
Как сделать цветомузыку на светодиодах
Смайл сити томск каталог
Проект сельский клуб
Игра руки вверх на андроид на русском
Самодельная цветомузыкальная (ЦМУ) приставка на светодиодах
Расписание самара рождествено 2017
Словарь сочетаемости английский
Ученики младших классов пишут диктанты изложения
Посоветуйте эл. схему ЦМУ — Умелые руки
kiwi_ballзнакомое лицо17. 02.13 11:40
17.02.13 11:40
Добрый день! Перевернул весь интернет в поисках 12V цветомузыкальной установки на светодиода. Рассмотрел пару подходящих схем, но думаю, существуют схемы последних лет разработок, на микросхемах. В каждой есть свои недостатки. Хотелось бы увидеть в действии работу ЦМУ.
Спасибо
#1
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 20:27
NEW 23.02.13 20:27
в ответ kiwi_ball 17.02.13 11:40
вот по этой ссылке посмотри…что то близкое к тому что ты хочеш сваять ..мне и схема и то что так подробно все описано понравилось .
«цветомузыка» эт фактически спектроанализатор звукового диапазона с визуализацией на светодиодах(в твоем случае)
.
видимо надо полосовые фильтры пересчитать чтоб уменьшить количество каналов . ..если это надо (допустим четыре только оставить
..64 Гц …250 Гц ..1кГц …4кГц ) или делать как в исходнике 10 каналов ..будет более детальная визуализация спектра..
главное основу сделай ..сами фильтры и выход на один светодиод на канал …а мощные ключи потом посоедениш ..
вот ссылка ..
http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=742
#2
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:01
NEW 23.02.13 21:01
в ответ kiwi_ball 17.02.13 11:40
и вот тут тоже неплохо описано .
вместо светодиодов включи мощные ключи ..чтоб увеличить допустимую нагрузку
http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=1050
#3
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:21
NEW 23.02.13 21:21
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:01
а на выход вот отсюда можно идеи взять .http://cxem.net/pitanie/5-231.php
#4
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:32
NEW 23.02.13 21:32
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:21
http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=124982
Многорежимный диммер LM3409
National Semiconductor выпускает уникальный многорежимный драйвер светодиодов LM3409, предназначенный как для аналогового, так и ШИМ регулирования яркости. Диммирование может осуществляться одним из четырех способов:

Аналоговое регулирование с помощью потенциометра, подключенного между выводом IADJ и «землей».
ШИМ регулирование с помощью вывода EN.
ШИМ регулирование с помощью шунтирующего MOSFET транзистора.
На Рисунке 5 показана схема включения LM3409 для управления яркостью с помощью потенциометра. Внутренний источник тока 5 мкА создает падение напряжения на сопротивлении RADJ, которое, в свою очередь, влияет на внутренний порог схемы измерения тока светодиода. С точно таким же эффектом можно управлять микросхемой, непосредственно подавая постоянное напряжение на вывод IADJ.
Прикреплённые файлы
#5
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:32NEW 23.02.13 21:32
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:32
#6
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:33
NEW 23. 02.13 21:33
в ответ kiwi_ball 17.02.13 11:40
.
Прикреплённые файлы
#7
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:33
NEW 23.02.13 21:33
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:33
#8
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:47
NEW 23.02.13 21:47
в ответ kiwi_ball 17.02.13 11:40
пробуй..
и вот тут почитай ..http://ntkexpert.at.ua/forum/9-15-1
#9
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 21:57
NEW 23.02.13 21:57
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:47
Последовательное подключение светодиодов
http://www.s-led.ru/posled_podkl_svetodiodov. html
#10
valera_hamburgкоренной житель23.02.13 22:11
NEW 23.02.13 22:11
в ответ valera_hamburg 23.02.13 21:57
http://www.radiodetali.com/prioritet/drivers.htm
СВЕТОДИОДНЫЕ ДРАЙВЕРЫ MACROBLOCK
#11
kiwi_ballзнакомое лицо24.02.13 11:18
NEW 24.02.13 11:18
в ответ valera_hamburg 23.02.13 22:11
Я благодарю тебя за помощь. У меня было две схемы и мне нужно было выбрать одну. По обеим схемам было мало инфо, но мне удалось связаться с разработчиком одной из схем и выяснить ее плюсы и минусы и что очень важно, увидеть ее в действии. Я займусь ее монтажом в ближайшее время.
#12
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:14
NEW 24. 02.13 12:14
в ответ kiwi_ball 24.02.13 11:18
компрессор динамического диапазона звука надо тоже …
размах уровня сигнала для свосприятия на слух и для визуального отображения в цветомузыке нужен разный ..
для цветомузыки надо меньше размах ..нужно сжимать динамику.
————————-
Ликбез по компрессии
Думаю, не будет преувеличением сказать, что компрессор – это классика обработки звука. Компрессоры самых различных моделей используются в таких сферах, как звукозапись и концертное звукоусиление. Итак, разберемся с понятиями.
Компрессор относится к динамическим процессорам. Эти процессоры предназначены для изменения динамического диапазона сигнала. Динамическим диапазоном называется разница в децибелах между самым тихим и самым громким звуком, воспроизводимым системой. Чем шире динамический диапазон, тем больше разница между тихими и громкими звуками.
Задача компрессора состоит в сужении динамического диапазона обрабатываемого им звукового сигнала. Компрессор делает более тихими громкие ноты и повышает громкость тихих нот, тем
самым уменьшая разницу между их уровнями.
Перед компрессорами стоят следующие задачи:
устранение всплесков громкости, которые могут внести существенные искажения в цифровой звук;
исправление ошибок певца (перепадов громкости пения), которые возникают из-за неумения некоторых певцов держать микрофон все время на одном расстоянии ото рта;
повышение общего уровня записи при сведении;
Рассмотрим регулируемые параметры компрессоров
Порог (Threshold). Определяет уровень, при достижении которого компрессор начнет обрабатывать сигнал. Этот параметр задается в децибелах ниже пикового значения. То есть значение порога -4 дБ обозначает, что компрессор будет обрабатывать сигнал, если уровень этого сигнала на 4 дБ меньше откалиброванного значения, составляющего 0 дБ. В цифровых системах 0 дБ – это самый высокий уровень сигнала.
Отношение (Ratio). Этот параметр определяет, как компрессор воздействует на сигнал. Например, отношение 2:1
означает, что если сигнал превысит порог, то уровень этого сигнала должен быть уменьшен вдвое. Если уровень сигнала превосходит заданный на 1 дБ, то после компрессии, он будет превышать порог только на 0,5 дБ.
Атака (Attack). Значение этого параметра определяет, как быстро компрессор начнет обрабатывать сигнал. Значение задается в миллисекундах, и чем резче атака инструмента, тем оно должно быть меньше.
Затухание (Release). Этот параметр задает длительность обработки сигнала после его начала. Как и атака, затухание задается в миллисекундах. При борьбе с всплесками обычно устанавливается малое значение, так как всплески происходят преимущественно в начале ноты.
Усиление (Gain). При помощи этого параметра задают уровень сигнала на выходе компрессора. Значение задается в децибелах. Так как компрессор, как правило, уменьшает общий уровень сигнала, то с помощью этого
параметра можно восстановить его до прежнего.
Жесткая или мягкая компрессия (Hard knee, soft knee). Большинство компрессоров позволяет выбирать режим обработки нот, превышающих установленный уровень порога. При жестком режиме превышающая уровень нота сжимается в постоянном отношении, которое задано соответствующим параметром (Ratio). Например, если для параметра Ratio установлено значение 4:1, то интенсивность любой ноты, превысившей порог, будет уменьшена в 4 раза. Жесткий режим применяется при записи таких инструментов, как барабан, когда нужно немедленно обработать любой всплеск. Напротив, мягкий режим подразумевает сжатие с переменным коэффициентом, значение которого зависит от того, насколько нота превысила установленный порог. Компрессор постепенно увеличивает значение коэффициента сжатия по мере того, как громкость ноты возрастает. Такой режим используется при записи инструментов с медленной атакой, особенно при записи вокала.
У некоторых двухканальных
компрессоров есть функция Link, которая позволяет «связать» два разных канала и обрабатывать их с одним набором параметров. Это гарантирует то, что если на вход компрессора подавать два сигнала с одинаковыми характеристиками, то и на выходе получатся два идентичных сигнала. Почти всегда при обработке стереосигнала приходится пользоваться этой функцией.
Теперь немного о многополосных компрессорах
В этих компрессорах можно задавать полосу частот, в которой нужно выполнить компрессию. Большинство многополосных компрессоров имеет 3 или 4 такие полосы. В некоторых компрессорах можно задавать значение этих частотных полос. Как правило, многополосные компрессоры применяются на этапе сведения, но иногда ими удобно пользоваться и при работе с отдельными дорожками. Главное преимущество таких компрессоров состоит в том, что с их помощью можно выполнять выборочную компрессию, то есть сжимать динамический
диапазон на определенной частоте, не меняя при этом остальную запись. Это оказывается особенно полезным, если какой-то инструмент выпадает из общего уровня и портит общую запись. Например, если бас-гитара создает искажения или играет слишком громко, можно отрегулировать ее уровень, не влияя при этом на инструменты высокого диапазона.
Вот, пожалуй, и все. Надеюсь, данный материал принёс вам пользу. Одно лишь замечание: помните, хорошая компрессия – это умеренная компрессия…..
http://cjcity.ru/news/content/likbez_po_kompressii.php
#13
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:16
NEW 24.02.13 12:16
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:14
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ КОМПРЕССОРА
Вторым прибором по важности после эквалайзера является компрессор. Ни одна студия звукозаписи не обходится без него. Почти все записанные инструменты, при сведении, подвергаются обработке компрессором.
Что же это за прибор? Для чего он служит?
Компрессор предназначен для сжатия динамического диапазона звукового сигнала. Чтобы было понятно я приведу пример. Вы наверное помните, как на концертах звучат певцы? Вокалист может петь тихо, почти шепотом, но мы не напрягаемся, чтобы расслышать. Мы слышим не только все слова вокалиста, но и дыхание. Потом он начинает петь громче, а потом вообще переходит на крик, но громкость остается прежней. Т. е. Нашим ушам не больно от его крика и в колонках нет перегруза. Уровень звукового сигнала всегда примерно одинаков, он как раз такой, чтобы слушателю было
комфортно. Каким образом это достигается? Именно такие задачи решает замечательный прибор — компрессор.
Теперь о том, как практически применять компрессор.
У каждого компрессора есть основные регулируемые параметры.
1.Threshold,
2.Ratio,
3.Attack,
4.Release
Threshold. С помощью этого параметра мы выставляем уровень сигнала, при котором компрессор начинает работать. Практически это делается так. Помните того певца, который сначала поет тихо, а потом громко? Так вот, настраиваем компрессор (а точнее параметр Threshold) на самый тихий сигнал. Теперь когда певец поет шепотом компрессор бездействует и ждет. Но как только сигнал начинает превышать выставленный нами уровень компрессор включается в работу. Он начинает ослаблять уровень сигнала, т. е делает звук тише.
Итак компрессор делает звук тише, но надо понимать, что тише становится только та часть звука, которая вышла за пределы порога, который мы сами назначили с
помощью параметра Threshold.
Причем звук стал не просто тише, а тише тоже на определенную величину. За то, насколько ослаблять звук отвечает следующий параметр.
Ratio. Данный параметр очень важен. Благодаря ему мы можем настроить работу компрессора так, чтобы звук не был искажен после обработки, но звучал максимально естественно. Уровень звука, превысивший наш порог может быть ослаблен в два раза, тогда значение параметра Ratio нужно поставить 2:1. Если выставить значение 4:1, то сигнал превысивший порог будет ослаблен в 4 раза. Т.е при значении Ratio 2:1 когда звук превысит порог на 4 децибелла, сработает компрессор и ослабит звук до 2х децибелл. Если же мы настроили Ratio на 4:1, то компрессор ослабит сигнал и за порог выйдет 1 децибелл. Существуют приборы с очень большим Ratio,
например 12:1 или даже бесконечность:1. Такие приборы называются лимитеры. Они практически срезают ту часть сигнала, которая выходит за порог. Лимитеры применяются на стадии мастеринга, когда нельзя допустить превышение сигнала во избежание перегрузок.
Attack. Этот параметр управляет временем включения прибора. Т.е компрессор включается не сразу после того, как сигнал првысит порог, а по прошествии определенного промежутка времени. Это время атаки и его мы определяем с помощью параметра Attack.
Получается, что сигнал превысил уровень, а компрессор начал его давить с опозданием. В результате часть сигнала была пропущена. С помощью этого параметра можно усилить «щелчек» бас-барабана. Нужно настроить так, чтобы «щелчек», который вначале, прошел без компрессии, потом включился компрессор и подавил основной звук.
Release — восстановление. Звук уже стал ниже порога, но компрессор не выключится
резко. Он будет держать позиции ровно столько, сколько мы ему скажем с помощью параметра Release.
Варьируя этими параметрами можно сделать, чтобы звук электрогитары тянулся, чтобы звук баса стал более плотным и читаемым и т. д..
http://recordmaster.info/content/view/130/64/
#14
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:18
NEW 24.02.13 12:18
в ответ kiwi_ball 17.02.13 11:40
самому делать компрессор наверное сложно будет ..проще взять где нить в салоне старой апаратуры какой нить ..
Прикреплённые файлы
#15
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:18
NEW 24.02.13 12:18
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:18
#16
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:29
NEW 24.02.13 12:29
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:18
в цветомузыке надо обединять левый и правый канал в один..делать моно . .я разницы на глаз не заметил когда делал ..
и тогда если взять два стереокомпрессора ..то можно через них пустить все четыре канала независимо ..64 гц ..250 гц ..1кГц …4кГц..
чтоб в каждом канале независимо компрессировало ..так лучше ..
и надо еще один канал подсветки …чтоб общую освещеность примерно одного уровня поддерживать ..то есть если все каналы тухнут—пятый канал ярче горит .
этот канал лучше не от сигнала запитать …а от фотодиода общей освещености в помещении ..ну и есно с регулятором и чувствительности ..и яркости .
#17
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 12:44
NEW 24.02.13 12:44
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:29
давно давно делал цветомузыку ..еще в 80х годах ..
много схем перепробовал ..
самое больше мне понравилось на лампах дневного света ..40 ватт ..длиные ..1.2 метра ..
они и ярко горят . .и не греются ..и красить из проще ..цвет хороший ..
но самое главное
У НИХ НЕТ ИНЕРЦИИ !! там же не нить накаливания ..которая медлено остывает и нагревается..а плпзма ..
визуально видно даже такие нюансы звука ..которые на слух и незаметны сразу ..
после них другие системы «тупыми» кажутся
а регулировал их симисторами через оптроны (помехи очень сильные между каналами )
симисторы включал вместо СТАРТЕРОВ ..то есть ШУНТИРОВАЛ лампы ..ну и есно надо сигнал в противофазе(инвертировать ..)
а вообще цветомузыка ет как бы два разных устройства …отдельно обработка сигнала и разделение каналов …и отдельно система отображения
и управления лампами ..
постепено такие «навороты» наделаеш ! главное сразу модулями делать ..тогда потом легко что то менять и улучшать ..
и кстати говоря надо обязательно чтоб был вход от микрофона обязательно ….тогда даже проще ..не надо ни к чему подключать ..
очень удобно .
#18
valera_hamburgкоренной житель24. 02.13 12:51
NEW 24.02.13 12:51
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:44
В ответ на:
и кстати говоря надо обязательно чтоб был вход от микрофона обязательно ….тогда даже проще ..не надо ни к чему подключать ..
очень удобно .
так смешно сейчас как вспомню
лето ..жара ..окна открыты ..ночь !
ну и пассия ОХ АХ ОХ АХ ..на весь дом ..
а цветомузыка от микрофона блимает всеми цветами
потом закурил … выглядываю в окно ..
а там толпа народа ..в тапочках ..в халатах ..
И ТИШИНА !!!
концерт смотрели со цветомузыкой ..
#19
valera_hamburgкоренной житель24.02.13 13:05
NEW 24.02.13 13:05
в ответ valera_hamburg 24.02.13 12:51
только что подумал что-не только же я один такой умный наверное
посмотрел в поисковике » цветомузыка на лампах дневного света»
море информации!!!
вот например . .не только «теплый ЛАМПОВЫЙ ЗВУК»
но и «теплый ламповый свет» ..
Цветомузыкальное устройство на лампах дневного света
В литературе было опубликовано несколько описаний различных приставок к усилителям низкой частоты, позволяющих сопровождать речь и музыку цветовыми эффектами. Но все эти конструкции обладают рядом недостатков.
Один из них заключается в том, что лампы накаливания, которые используются на выходе цветомузыкальных установок, имеют неравномерный спектр светового излучения, поэтому даже при полном накале спектр лампы в области синего света значительно слабее, чем красного. С изменением накала меняется не только интенсивность излучения, но и его спектральный состав. Чтобы получить
одинаковую яркость различных цветов, необходимо применять лампы разной мощности. К тому же лампы накаливания имеют сильную нелинейность зависимости между излучаемой световой мощностью и потребляемой электрической.
Второй недостаток устройств подобного типа — малая выходная мощность. Действительно, чтобы зажечь три лампы по 100 вт, требуется очень мощный усилитель и соответствующий источник питания. Причем, в случае использования усилителя переменного тока возникает необходимость применения трех мощных выходных трансформаторов.
И, наконец, третий недостаток — эффект мигания. Он заключается в том, что интенсивность излучения каждого канала, а значит и суммарная интенсивность пропорциональны громкости звука. Это приводит к очень резким колебаниям силы света, неблагоприятно действующим на зрителей.
Предлагаемая конструкция приставки для цветомузыки позволяет если не полностью устранить, то в значительной мере уменьшить указанные недостатки. Схема установки здесь
Первая проблема решается
путем замены ламп накаливания лампами дневного света, спектральный состав светового излучения которых практически не зависит от интенсивности. Метод управления лампой дневного света при помощи электромагнитного поля высокой частоты (порядка 20 Мгц) неприменим из-за создаваемых радиопомех, магнитные же усилители пока мало применяются радиолюбителями. Поэтому был выбран метод управления интенсивностью свечения с помощью усилителя постоянного тока.
Выходная лампа усилителя должна иметь анодный ток порядка 0,24 — 0,3 А. Этому требованию удовлетворяет лампа ГУ-50 или две соединенные параллельно лампы 6П3С.
Проблема постоянной суммарной интенсивности света может быть решена несколькими методами:
вводится белый фоновый свет, яркость которого падает при увеличении яркости цветных источников;
в качестве фона используется один из основных цветов, например, зеленый, которому придается доминирующее значение; в режиме молчания его интенсивность максимальна. Когда
возрастает интенсивность других цветов, фоновый цвет слабеет;
все три основных цвета (красный, зеленый, синий) в режиме молчания имеют половину максимальной интенсивности. Повышение напряжения в каком-либо участке спектра приводит к увеличению яркости соответствующего цвета и одновременному уменьшению яркости двух других, так, чтобы суммарная интенсивность света оставалась постоянной. При создании описываемой системы был выбран последний метод.
Предварительный усилитель низкой частоты и фильтры звуковых частот выполнены по обычным схемам, поэтому описания их и принципиальные схемы в данной статье не приводятся.
Выходная часть, схема которой приведена на рисунке, состоит из трех одинаковых каналов, в каждый из которых входит диодный детектор (Д103), дифференциальный усилитель (6Н1П), оконечный усилитель (ГУ-50) и люминесцентная лампа типа ЛДЦ-30, окрашенная в один из цветов. Выпрямители общие для всех трех каналов.
Напряжение звуковой
частоты с выхода фильтра подается на соответствующий детектор. Постоянная составляющая напряжения на выходе детектора, примерно равная амплитуде входного напряжения, усиливается дифференциальным усилителем (Л4, Л5 или Л6). С выходов каждого усилителя снимаются два напряжения, одно из которых увеличивается, другое уменьшается пропорционально входному напряжению, подаваемому на детектор. Эти напряжения и компенсирующее напряжение —180 в поступают на составленные из резисторов сумматоры, выходы которых присоединены к управляющим сеткам оконечных ламп ГУ-50. На каждый сумматор подаются увеличивающееся напряжение своего канала и уменьшающиеся напряжения двух других каналов. В итоге для интенсивности свечения люминесцентной лампы каждого канала можно получить выражение:
Ia = K (2a — b — c) + Io
Ib = K (-a -+2b — c) + Io
Ic = K (-a — b + 2c) + Io
где
К — общий коэффициент усиления; Io — интенсивность свечения люминесцентной лампы при отсутствии сигнала.
Из полученных выражений видно, что суммарная интенсивность свечения всех трех ламп Ia + Ib + Ic = 3 Io постоянна и не зависит от входных напряжений a, b и с.
Сопротивления резисторов каждого сумматора выбираются так, чтобы рабочая точка Iо при отсутствии сигнала соответствовала середине линейного участка характеристики, выражающей зависимость яркости свечения люминесцентной лампы от потребляемой мощности, что соответствует току через лампу, равному 150 мА для ламп типа ЛДЦ-30. Напряжение смещения на управляющих сетках ГУ-50 должно быть при этом равно —30 в.
Лампы ГУ-50 включены триодами с целью уменьшения их внутреннего сопротивления и предотвращения перегрева экранных сеток ламп в случае, если лампа ЛДЦ-30 по какой-либо причине не зажжется. Для надежного зажигания ламп ЛДЦ-30 кроме постоянного напряжения +300 В на них дополнительно подается пульсирующее напряжение с амплитудой —360 в. Напряжение накала на отрицательный электрод каждой люминесцентной лампы подается от отдельной накальной обмотки. Постоянное напряжение 300 в для питания всей установки подается от бестрансформаторного выпрямителя, выполненного на мощных диодах Д302, включенных по мостовой схеме. Нити накала всех усилительных ламп соединены последовательно и питаются от сети через конденсатор емкостью 10 мкф.
Силовой трансформатор используется только для получения напряжения накала люминесцентных ламп и отрицательных напряжений —180 в и —360 в. Такая схема питания позволяет применить силовой трансформатор мощностью порядка 40 вт. Ввиду использования бестрансформаторного выпрямителя подключение цветомузыкальной приставки к радиоприемнику или магнитофону должно производиться через трансформатор низкой частоты. При напряжении сети 127
В применяются люминесцентные лампы, рассчитанные на 127 в.
В статье не указывается, какие выбираются цвета и каким частотам звукового диапазона они соответствуют, так как понятие низких, средних и высоких частот существенно зависит от звуковой программы. Большинство зрителей высказывается за общепринятое соответствие: низкие частоты — красный цвет, средние — зеленый или желтый, а высокие — синий.
Р. ТЕРЕНТЬЕВ, В. ПСУРЦЕВ
Радио 9/1966
#20
Руководство по проектированию светодиодных схем и основам работы со светодиодами
Скачать PDF
Abstract
В течение многих лет светодиоды (LED) были популярным выбором для использования в индикаторах состояния и матричных панелях. Теперь вы можете выбирать между недавно разработанными синими и белыми типами (широко используемыми в портативных устройствах), а также вездесущими зелеными, красными и желтыми типами. Например, белые светодиоды считаются идеальным фоновым освещением для цветных дисплеев. Но следует учитывать присущие этим новым светодиодным устройствам особенности при проектировании блоков питания для них. В этой статье описываются свойства старых и новых светодиодов, а также производительность, необходимая для источников питания, которые их активируют.
Стандартные красный, зеленый и желтый светодиоды
Самый простой способ управлять светодиодом — подать на него источник напряжения с последовательным резистором. Светодиод излучает свет постоянной интенсивности, пока рабочее напряжение (V B ) остается постоянным (хотя интенсивность уменьшается с повышением температуры окружающей среды). Вы можете изменить интенсивность света по мере необходимости, изменяя номинал резистора.
Для стандартного светодиода диаметром 5 мм на рисунке 1 показано прямое напряжение (В F ) по сравнению с прямым током (I F ). Обратите внимание, что падение напряжения на светодиоде увеличивается с увеличением прямого тока. Предполагая, что один зеленый светодиод с прямым током 10 мА должен иметь постоянное рабочее напряжение 5 В, последовательный резистор R V равен (5 В — В F, 10 мА )/10 мА = 300 Ом. Прямое напряжение составляет 2 В, как показано на графике типичных рабочих условий, приведенном в техническом паспорте (рис. 2).
Рис. 1. Стандартные красные, зеленые и желтые светодиоды имеют прямое напряжение в диапазоне от 1,4 В до 2,6 В, в зависимости от желаемой яркости и выбора прямого тока. Для прямых токов ниже 10 мА прямое напряжение изменяется всего на несколько сотен милливольт
Рис. 2. Последовательный резистор и источник постоянного напряжения обеспечивают простой способ управления светодиодом.
Товарные диоды, подобные этому, производятся с комбинацией арсенида галлия и фосфида. Простые в обращении и известные большинству инженеров-конструкторов, они обладают рядом преимуществ:
- Излучаемый цвет (длина излучаемой волны) остается относительно постоянным при изменении прямого тока, рабочего напряжения и температуры окружающей среды.
Стандартные зеленые светодиоды излучают длину волны около 565 нм с небольшим допуском всего 25 нм. Параллельная работа нескольких таких светодиодов не представляет проблемы (рис. 3), поскольку цветовая разница очень мала. Нормальное изменение прямого напряжения вызывает небольшие различия в интенсивности света, но они также незначительны. Обычно вы можете пренебречь любыми различиями между светодиодами одного производителя и одной партии.
- Прямое напряжение мало изменяется при прямом токе примерно до 10 мА. Разница составляет около 200 мВ для красных светодиодов и около 400 мВ для других цветов (рис. 1).
- Для прямых токов ниже 10 мА прямое напряжение намного меньше, чем для синих или белых светодиодов, что позволяет недорого работать непосредственно от элемента Li+ или тройного элемента NiMH.
Рисунок 3. Показанная конфигурация использует несколько красных, желтых или зеленых светодиодов параллельно, с очень небольшой разницей в цвете или яркости.
Таким образом, стоимость электроэнергии для эксплуатации стандартных светодиодов достаточно низкая. Повышающие преобразователи или сложные и дорогие источники тока не нужны, если рабочее напряжение светодиода выше, чем его максимальное прямое напряжение.
Эти светодиоды могут даже работать непосредственно с литий-ионными или тройными никель-металлгидридными элементами, если приложение допускает снижение интенсивности света по мере разряда элементов батареи.
Синие светодиоды
Светодиоды, излучающие синий свет, долгое время были недоступны. Инженеры-конструкторы смогли прибегнуть только к существующим цветам: красному, зеленому и желтому. Ранние «синие» устройства на самом деле были не синими светодиодами, а небольшими лампочками накаливания, окруженными диффузором синего цвета.
Первые «истинно синие» светодиоды были разработаны несколько лет назад с использованием чистого кремний-углеродного материала (SiC), но их светоотдача была низкой. Устройства следующего поколения имели базовый материал из нитрида галлия, который достиг светоотдачи в несколько раз по сравнению с первыми версиями. Сегодняшний эпитаксиальный материал для синих светодиодов называется нитридом индия-галлия (InGaN). Излучая с длиной волны в диапазоне от 450 до 470 нм, светодиоды InGaN производят в пять раз больше света, чем светодиоды из нитрида галлия.
Белые светодиоды
Настоящие светодиоды, излучающие белый свет, недоступны. Такое устройство сложно построить, потому что светодиоды обычно излучают одну длину волны. Белый не появляется в спектре цветов; вместо этого для восприятия белого цвета требуется смесь длин волн.
Хитрость используется для изготовления белых светодиодов. Основной материал InGaN, излучающий синий цвет, покрыт материалом преобразователя, который излучает желтый свет при стимуляции синим светом. В результате получается смесь синего и желтого света, воспринимаемая глазом как белая (рис. 4).
Рис. 4. Длина волны излучения белого светодиода (сплошная кривая) включает пики в синей и желтой областях, но человеческий глаз интерпретирует их как белый свет. Для сравнения показана относительная светочувствительность человеческого глаза (пунктирная кривая).
Цвет белого светодиода определяется цветовыми координатами. Значения этих координат X и Y рассчитываются в соответствии с инструкциями, приведенными в публикации 15.2 Международной комиссии по освещению (CIE). В технических описаниях белых светодиодов часто указывается изменение этих цветовых координат при увеличении прямого тока (рис. 5).
Рис. 5. Изменение прямого тока изменяет координаты цветности белого светодиода (LE Q983 от OSRAM Opto Semiconductors) и, следовательно, качество его белого света.
К сожалению, со светодиодами на основе технологии InGaN не так просто обращаться, как со стандартными зелеными, красными и желтыми светодиодами. Преобладающая длина волны (цвет) светодиода InGaN изменяется в зависимости от прямого тока (рис. 6). Белые светодиоды, например, демонстрируют сдвиг цвета из-за различных концентраций материала преобразователя, в дополнение к изменению длины волны с прямым напряжением для материала InGaN, излучающего синий свет. Это изменение цвета можно увидеть на рисунке 5, где смещение координат X и Y означает изменение цвета. (Как упоминалось ранее, белые светодиоды не имеют определенной длины волны.)
Рис. 6. Увеличение прямого тока изменяет оттенок синего светодиода за счет изменения длины волны его излучения.
Прямое напряжение сильно изменяется при прямом токе до 10 мА. Диапазон изменения составляет около 800 мВ (некоторые типы диодов изменяются еще больше). Таким образом, изменение рабочего напряжения, вызванное разрядкой батареи, меняет цвет, поскольку изменение рабочего напряжения изменяет прямой ток. При прямом токе 10 мА прямое напряжение составляет около 3,4 В (эта величина варьируется в зависимости от производителя и колеблется от 3,1 В до 4,0 В). Вольт-амперная характеристика также сильно различается от светодиода к светодиоду (см. ниже). Работа светодиода напрямую от батареи затруднена, потому что состояние разрядки большинства батарей ниже минимально необходимого прямого напряжения светодиода.
Белые светодиоды работают параллельно
Многие портативные устройства и устройства с батарейным питанием используют белые светодиоды для фоновой подсветки. В частности, цветные дисплеи КПК нуждаются в белой подсветке для получения цветопередачи, близкой к оригиналу. Будущие мобильные телефоны 3G будут поддерживать изображения и видеоданные, для которых требуется белая подсветка. Цифровые фотокамеры, MP3-плееры и другое видео- и аудиооборудование также включают в себя дисплеи, для которых требуется белая подсветка.
В большинстве случаев одного белого светодиода недостаточно, поэтому необходимо использовать несколько светодиодов вместе. Необходимо предпринять специальные шаги, чтобы убедиться, что их интенсивность и цвет совпадают, даже если заряд батареи и другие условия различаются.
На рис. 7 показаны кривые вольтамперной характеристики для группы случайно выбранных белых светодиодов. Подача напряжения 3,3 В на эти светодиоды (верхняя пунктирная линия) создает прямые токи в диапазоне от 2 мА до 5 мА, что, в свою очередь, дает различные оттенки белого цвета. Координата Y, в частности, сильно изменяется в этой области (рис. 5), что приводит к неверному воспроизведению цвета на освещенном дисплее. Светодиоды также имеют разную силу света, что создает неоднородное освещение. Еще одна проблема – требуемое минимальное напряжение питания. Для работы светодиодов необходимо напряжение значительно выше 3 В. Ниже этого уровня несколько светодиодов могут оставаться полностью темными.
Рис. 7. Эти кривые иллюстрируют значительные различия в вольт-амперных характеристиках белых светодиодов, даже случайно выбранных из одной производственной партии. Параллельная работа нескольких таких светодиодов при постоянном напряжении 3,3 В (верхняя пунктирная линия) дает разные оттенки белого и разную яркость.
Литий-ионный аккумулятор при полной зарядке обеспечивает выходное напряжение 4,2 В, которое после короткого периода работы падает до номинального значения 3,5 В. Это напряжение снижается до 3,0 В по мере разрядки аккумулятора. Если белые светодиоды работают напрямую от батареи, как показано на рис. 3, возникают следующие проблемы:
Сначала, когда батарея полностью заряжена, горят все диоды, но с разными оттенками интенсивности и цвета. Когда напряжение батареи падает до номинального уровня, интенсивность света уменьшается, а различия в белом цвете становятся сильнее. Поэтому разработчик должен учитывать значение напряжения батареи и прямого напряжения диода, для которых рассчитывается последовательный резистор. (При полностью разряженной батарее некоторые светодиоды будут полностью темными.)
Зарядный насос с регулятором тока
Целью источника питания светодиодов является обеспечение достаточно высокого выходного напряжения и обеспечение одинакового тока через все параллельно подключенные светодиоды. Обратите внимание (рис. 5), что если все белые светодиоды параллельной конфигурации имеют одинаковые токи, все они будут иметь одинаковые координаты цветности. Для этой цели Maxim предлагает зарядовый насос с контролем тока (MAX1912).
В параллельной конфигурации трех светодиодов, показанной на рис. 8, зарядовая подкачка представляет собой крупномасштабный тип, который увеличивает входное напряжение в 1,5 раза. Раньше зарядовые насосы просто удваивали входное напряжение, но этот новый метод обеспечивает более высокую эффективность. Входное напряжение повышается до уровня, который позволяет работать только светодиодам. Сети резисторов, подключенные к SET (вывод 10), обеспечивают одинаковые токи во всех светодиодах. Внутренняя схема поддерживает напряжение SET на уровне 200 мВ, поэтому ток через любой светодиод можно рассчитать как I Светодиод = 200 мВ/10 Ом = 20 мА. Если для некоторых диодов требуется меньший ток, вы можете подключить более трех диодов параллельно, поскольку MAX1912 выдает до 60 мА. См. техническое описание MAX1912 для дальнейших применений и схем.
Рис. 8. Эта ИС сочетает в себе насос заряда с управлением током. Насос заряда обеспечивает достаточное рабочее напряжение для белых светодиодов, а управление током обеспечивает однородный белый свет, пропуская одинаковые токи через каждый светодиод.
Простое управление током
Белые светодиодымогут легко работать, если система обеспечивает напряжение выше, чем прямое напряжение диодов. Цифровые фотокамеры, например, обычно имеют питание +5 В. В этом случае вам не нужна функция форсирования, потому что напряжение питания имеет достаточный запас для питания светодиодов. Для схемы, показанной на рис. 8, следует выбрать согласованный источник тока. Например, MAX1916 может параллельно управлять тремя светодиодами (рис. 9).
Рисунок 9. Один внешний резистор (R SET ) программирует значение одинаковых токов, подаваемых на каждый светодиод. Подача сигнала с широтно-импульсной модуляцией на контакт включения (EN) этой ИС обеспечивает простое управление яркостью (функция затемнения).
Операция проста: Резистор R SET программирует ток, который форсируется через подключенные светодиоды. Этот подход занимает очень мало места на доске. Помимо микросхемы (небольшой корпус SOT23 с 6 выводами) и нескольких обходных конденсаторов, требуется только один внешний резистор. ИС обеспечивает превосходное согласование токов между светодиодами на уровне 0,3%. Эта конфигурация обеспечивает идентичные местоположения цветности и, следовательно, идентичные типы белого света от каждого светодиода.
Диммирование Меняется интенсивность света
Некоторые портативные устройства контролируют интенсивность своего светового потока в зависимости от условий окружающего освещения, а другие снижают интенсивность света с помощью программного обеспечения после короткого периода ожидания. Обе эти операции требуют затемнения светодиодов, и такая функция затемнения должна одинаково влиять на каждый прямой ток, чтобы избежать возможных сдвигов в координации цветности. Эта однородность может быть достигнута с помощью небольшого цифро-аналогового преобразователя, который регулирует ток через резистор R 9.0012 КОМПЛЕКТ резистор.
Преобразователь с 6-битным разрешением, такой как MAX5362 с интерфейсом, совместимым с I 2 C*, или MAX5365 с интерфейсом, совместимым с SPI™, делает возможной функцию диммирования с 32 ступенями интенсивности света (рис. 10). Тип белого света светодиодов меняется с изменением яркости, потому что прямой ток влияет на координаты цветности. Это не должно быть проблемой, потому что одинаковые прямые токи заставляют каждый диод в группе излучать одинаковый свет.
Рис. 10. Этот цифро-аналоговый преобразователь управляет затемнением светодиодов путем одновременного изменения их прямых токов.
Функция затемнения, при которой координаты цветности не перемещаются, называется широтно-импульсной модуляцией. Это может быть реализовано с большинством источников питания, которые обеспечивают функцию включения или выключения. MAX1916, например, ограничивает ток утечки через светодиоды всего до 1 мкА, как только часть отключается путем понижения EN. Результат — нулевое излучение света. Подтягивание EN к высокому уровню направляет запрограммированный прямой ток через светодиоды. Если вы подаете сигнал с широтно-импульсной модуляцией на EN, яркость будет пропорциональна коэффициенту заполнения этого сигнала.
Координаты цветности не меняются, потому что каждый светодиод продолжает видеть один и тот же прямой ток. Однако человеческий глаз воспринимает изменение рабочего цикла как изменение яркости. Частоты выше 25 Гц не воспринимаются человеческим глазом, поэтому частота переключения 200-300 Гц является хорошим выбором для ШИМ-диммирования. Более высокие частоты могут вызвать проблемы, поскольку координаты цветности могут смещаться в течение короткого интервала времени, необходимого для включения и выключения светодиодов. ШИМ-сигнал может подаваться с вывода ввода-вывода микропроцессора или с одного из его периферийных устройств. Количество доступных шагов яркости зависит от ширины регистра счетчика, используемого для этой цели.
Импульсный повышающий преобразователь с контролем тока
Помимо упомянутого выше зарядового насоса (MAX1912), вы также можете реализовать повышающий преобразователь с управлением по току. Импульсный преобразователь напряжения MAX1848, например, генерирует выходное напряжение до 13 В, чего достаточно для последовательного включения трех светодиодов (рис. 11). Этот подход, вероятно, самый чистый, потому что все светодиоды, соединенные последовательно, имеют одинаковый ток. Ток светодиода определяется R SENSE и напряжением, подаваемым на вход CTRL.
Рис. 11. Тот же прямой ток, который управляется через вход CTRL (например) цифро-аналоговым преобразователем.
MAX1848 может реализовать функцию диммирования в соответствии с любым из методов, описанных выше. Прямой ток через светодиоды пропорционален напряжению на выводе CTRL.