Цветомузыка. Как спаять светомузыку в домашних условиях на одном транзисторе Цветомузыка на 1 транзисторе

В этой статье мы поговорим о цветомузыке. Наверное, у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, в своё время возникало желание собрать цветомузыку. Что это такое, думаю, известно всем - говоря проще, это создание визуальных эффектов, изменяющихся в такт музыке.

Та часть цветомузыки, которая излучает свет, может быть выполнена на мощных лампах, например в концертной установке, в случае если цветомузыка нужна для домашних дискотек, её можно сделать на обычных лампах накаливания 220 вольт, а если цветомузыка планируется, например, как моддинг компьютера, для повседневного использования, её можно выполнить на светодиодах.

В последнее время, с появлением в продаже светодиодных лент, находят все большее применение цветомузыкальные приставки с использованием таких led-лент. В любом случае, для сборки Цвето Музыкальных Установок (ЦМУ сокращенно) требуется источник сигнала, в роли его может выступать микрофон с собранными несколькими каскадами усилителя.

Также сигнал может браться с линейного выхода устройства, звуковой карты компьютера, с выхода mp3 плейера и т. д., в этом случае также потребуется усилитель, например два каскада на транзисторах, я для этой цели воспользовался транзисторами КТ3102. Схема предусилителя изображена на следующем рисунке:

Далее приведена схема одноканальной цветомузыки с фильтром, работающей совместно с предусилителем (выше). В этой схеме светодиод мигает под басы (низкие частоты). Для согласования уровня сигнала в схеме цветомузыки предусмотрен переменный резистор R6.

Существуют и более простые схемы цветомузыки, которые может собрать любой начинающий, на 1 транзисторе, к тому же не нуждающиеся в предусилителе, одна из таких схем изображена на картинке ниже:

Цветомузыка на транзисторе

Схема распайки выводов штекера Джек 3.5 приведена на следующем рисунке:

Если по каким-то причинам нет возможности собрать предварительный усилитель на транзисторах, можно заменить его трансформатором, включённым как повышающий. Такой трансформатор должен выдавать напряжения на обмотках 220/5 Вольт. Обмотка трансформатора с меньшим количеством витков подключается в источнике звука, например, магнитоле, параллельно динамику, усилитель при этом должен выдавать мощность как минимум 3-5 ватт. Обмотка с большим количеством витков подключается ко входу цветомузыки .

Разумеется, цветомузыка бывает не только одноканальной, она может быть 3, 5 и более многоканальной, когда каждый светодиод или лампа накаливания мигает при воспроизведении частот своего диапазона. При этом диапазон частот задается путем использования фильтров. В следующей схеме, трехканальной цветомузыки (которую сам недавно собирал) в качестве фильтров стоят конденсаторы:

Если мы захотели использовать в последней схеме не отдельные светодиоды, а светодиодную ленту, то в схеме следует убрать токоограничивающие резисторы R1, R2, R3. Если лента или светодиод используется RGB, то должна быть выполнена с общим анодом. Если планируется подключать светодиодные ленты большой длины, то для управления лентой следует применить мощные транзисторы, установленные на радиаторы.

Так как светодиодные ленты рассчитаны на питание 12 Вольт, соответственно и питание в схеме нам следует поднять до 12 Вольт, причем питание должно быть стабилизированным.

Тиристоры в цветомузыке

До сих пор в статье рассказывалось только про цветомузыкальные устройства на светодиодах. Если возникнет надобность собрать ЦМУ на лампах накаливания, тогда для управления яркостью ламп нужно будет применить тиристоры. Что такое вообще тиристор? Это трехэлектродный полупроводниковый прибор, который соответственно имеет Анод , Катод и Управляющий электрод .

КУ202 Тиристор

На рисунке выше изображен советский тиристор КУ202. Тиристоры, в случае, если планируется использовать с мощной нагрузкой, также необходимо крепить на теплоотвод (радиатор). Как мы видим на рисунке, тиристор имеет резьбу с гайкой и крепится аналогично мощным диодам. Современные импортные просто снабжены фланцем с отверстием.

Одна из подобных схем на тиристорах приведена выше. Это схема трехканальной цветомузыки с повышающим трансформатором на входе. В случае подбора аналогов тиристоров, следует смотреть на максимальное допустимое напряжение тиристоров, в нашем случае у КУ202Н - это 400 вольт.

На рисунке приведена подобная схема цветомузыки приведенной выше, главное отличие в нижней схеме - отсутствует диодный мост. Также цветомузыку на светодиодах можно встроить в системный блок. Мной была собрана такая трехканальная цветомузыка с предусилителем в корпусе от сидирома. При этом сигнал брался со звуковой карты компьютера с помощью делителя сигнала, в выходы которого подключались активная акустика и цветомузыка. Предусмотрена регулировка уровня сигнала, как общего, так и отдельно по каналам. Запитывались предусилитель и цветомузыка от разъема Молекс 12 Вольт (желтый и черный провода). Схемы предусилителя и трехканальной цветомузыки по которым собирались приведены выше. Существуют и другие схемы цветомузыки на светодиодах, например эта, также трехканальная:

В этой схеме, в отличие от той, что собирал я, используется в канале средних частот индуктивность. Для тех, кто захочет сперва собрать что-нибудь попроще, привожу следующую схему на 2 канала:

Если собирать цветомузыку на лампах, то придется использовать использовать светофильтры, которые могут быть в свою очередь, как самодельными так и покупными. На рисунке ниже изображены светофильтры, которые есть в продаже:

Некоторые любители цветомузыкальных эффектов собирают устройства на основе микроконтроллеров. Ниже приведена схема четырехканальной цветомузыки на МК AVR tiny 15:

Микроконтроллер Тiny 15 в этой схеме можно заменить на tiny 13V, tiny 25V. И под конец обзора от себя хочу сказать, что цветомузыка на лампах проигрывает по зрелищности цветомузыке на LED, так как лампы более инерционные, чем светодиоды. А для самостоятельного повторения можно рекомендовать вот такую

Сложно найти такого человека, который не любил бы слушать музыку. Для удовлетворения данного желания приобретаются качественные музыкальные центры, колонки и иные устройства. Для получения еще большего удовольствия многие задумываются о создании специальных цветоэффектов, которые могут украсить любое звучание и создадут романтическую атмосферу на свидании или увеселительный настрой в процессе организации праздничной вечеринки. Цветомузыку также, как музыкальные центры, можно приобрести, а можно сделать и своими руками. Оптимальный вариант — сделать цветомузыку на светодиодах своими руками по одной из предложенных схем.

Преимущества светодиодной продукции

Современный рынок электроники представляет большое разнообразие светодиодных лент, которые обладают самыми разными цветовыми эффектами. С их помощью можно создать качественное точечное освещение, есть возможность сделать светомузыку с мигающими или размытыми эффектами.

В отличии от обычных лампочек, светодиоды характеризуются большим количеством положительных характеристик. Среди основных преимуществ светодиодных лент можно выделить:

• широкая и разнообразная цветовая гамма;
• передача насыщенных цветов;
• разные варианты исполнения – линейки, модули, дискретные элементы, RGB-ленты;
• высокая скорость срабатывания;
• минимальный объем потребляемой энергии.

Ленты можно использовать в домашних условиях, в клубах и в кафе, можно эффектно подсвечивать витрины. В данной статье более подробно будет описан вариант светодиодной цветомузыки для обычного домашнего применения.

Простая схема с одним светильником

Для начала стоит изучить простую схему цветомузыки. Это устройство, которое выполняется на одном светодиоде, транзисторе и резисторе. Питание на такую цветомузыку можно подавать от постоянного источника тока напряжением 6-12 вольт. Работает устройство по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Воздействие в виде меняющегося по частоте сигнала и амплитуды поступает на основную базу. Как только частота колебаний превышает определенное пороговое значение, открывается транзистор и светодиод сразу вспыхивает.

Данная схема простой цветомузыки на светодиодах имеет один недостаток — темп мигания светодиода зависит полностью от уровня производимого звукового сигнала. Говоря иными словами, световой эффект будет активироваться только на определенном уровне производимой музыкальным центром громкости. При снижении интенсивности звучания свечение будет постоянным с редкими подмигиваниями.

Схема с одноцветной лентой

Данная цветомузыка на транзисторе собирается с применением светодиодной ленты в нагрузке. Для организации такой цветомузыки потребуется увеличить питание до 12 В, найти и установить транзистор с максимальным током коллектора, который превышает ток нагрузки, также потребуется пересчитать общий номинал резистора. Подобная цветомузыка достаточно проста, выполнена на одной одноцветной светодиодной ленте и идеально подойдет для начинающих радиолюбителей. Собрать ее можно без особых проблем в домашних условиях.

Простая трёхканальная схема

Чтобы получить цветомузыку, лишенную всех перечисленных выше недостатков, стоит использовать специальный трехканальный преобразователь звука. Питается такая схема из светодиодной ленты постоянным напряжением 9 В и в состоянии эффективно засветить по одному или два светодиода в каждом канале. Среди основных конструкционных элементов, которыми характеризуется такая цветомузыкальная схема, можно отметить:

• три независимых усилительных каскада, которые собираются на транзисторах категории КТ315 (КТ3102);
• в нагрузку транзисторов включены светодиоды разного цвета;
• для элемента предварительного усиления может быть использован сетевой небольшой трансформатор понижающего характера.

Входящий сигнал подается на вторичную обмотку трансформатора, который в свою очередь выполняет две основные функции – развязывает на гальваническом уровне два устройства, а также усиливает звук с основного линейного выхода. После этого сигнал поступает на три параллельно расположенные и включенные фильтры, собранные на базе RC-цепей. Они работают на индивидуальной частотной полосе, которая прямо зависит от номинала конденсатора и резистора.

Цветомузыка с RGB лентой

Данная схема приставки осуществляет работу от 12 вольт и идеально подходит для установки на авто. Такая цветомузыка оптимально совмещает в себе основные функции ранее рассмотренных схем и в состоянии работать, как в режиме светильника, так и цветомузыки. Второй режим достигается за счет особого бесконтактного управления RGB-лентой посредством микрофона. Что касается режима светильника, то он основан на одновременном запуске свечения зеленого, красного и синего светодиода на полную мощность. Выбор режима можно осуществлять посредством специального переключателя, который находится на специальной плате.

Чтобы понять, как осуществляет работу данная приставка, стоит изучить ее последовательность действий. Основным источником сигнала здесь является микрофон, преобразующий колебания звука, исходящей от фонограммы . Полученный сигнал незначителен, потому требует усиления. Добиться этого можно посредством применения транзистора или специального операционного усилителя. После этого запускается автоматический регулятор уровня АРУ. Он эффективно удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к последующей обработке. Встроенные фильтры разделяют сигнал на три части, каждая из которых работает в одном определенном частотном диапазоне. В завершении потребуется просто усилить предварительно подготовленный сигнал тока. Для этой цели используются специальные транзисторы, которые работают в ключевом режиме.

Приобретение готового ЦМУ

Если нет желания сделать цветомузыку для использования в домашних условиях, можно приобрести ЦМУ, то есть цветомузыкальную установку. Это готовое функциональное решение, в составе которого присутствует контроллер. Он будет обрабатывать звук, преобразуя его в светомузыкальное визуальное представление. В процессе воспроизведения света будет меняться его интенсивность и цветовое решение, создавая тем самым эффект самой настоящей дискотеки. Также в состав устройства ЦМУ входит панель со встроенными диодами.

В основе данных приспособлений может находиться спектральное разложение по частотам, где каждой из них будет соответствовать определенное цветовое решение или предварительно заданные регулировки с самыми разными эффектами и их чередованием. Осуществлять их настройку можно посредством входящего в комплект пульта дистанционного управления.

Важно! Современные ЦМУ очень просты в процессе инсталляции и настройки. Это идеальное решение для организации домашней вечеринки или дискотеки.

Заключение

Схем для самостоятельного выполнения установок цветомузыки существует достаточно много. Можно подобрать достаточно простой вариант, где просто будет меняться цвет RGB-ленты, до довольно сложных, которые в процессе работы будут создавать большое количество разнообразных эффектов, переливов и затуханий. В прямой зависимости от навыков можно выбрать и выполнить подходящий вариант. Достаточно немного потрудиться и создать что-то по-настоящему уникальное, это будет светооборудование, радующее переливами самых разных цветовых оттенков. Также не стоит забывать, что всегда есть возможность купить готовое решение цветомузыки и наполнить свой дом цветовыми оттенками и радостью.

Очень простая трехканальная RGB цветомузыка на светодиодах не содержит дефицитных или дорогих компонентов. Все элементы вполне можно найти у любого, даже у самого юного радиолюбителя.
Принцип работы цветомузыки – классический, ставший по истине самым популярным. Основывается он на разделении звукового диапазона на три участка: высокие частоты, средние частоты и низкие частоты. Так как цветомузыка трехканальная, то каждый канал отслеживает свою границу частот и как её уровень достигнет порогового значения – зажигает светодиод. В результате, при проигрывании музыкальных композиций, рождается красивый световой эффект, при мигании светодиодов различных цветов.

Схема простой цветомузыки

Там же можно взять и все остальные компоненты схемы.

Сборка цветомузыки

А можно подключить RGB светодиодную ленту на вход?

Цветомузыка в работе

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия - прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности - это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу - цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум - одного, а максимум - группы операторов-осветителей.

Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой - либо заданной программе, то цветомузыкальная установка считается - автоматической.
Именно такого рода "цветомузыки" обычно собирают своими руками начинающие конструкторы - радиолюбители, на протяжении 50-ти последних лет.

Самая простая (и популярная) схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н.

Это самая простая и пожалуй, самая популярная схема цветомузыкальной приставки, на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые увидел вблизи полноценную, работающую "светомузыку". Ее собрал мой однокласник, с помощью старшего брата. Это была именно эта схема. Несомненным ее достоинством является простота, при достаточно явном разделение режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно, красный канал низких частот устойчиво моргает в ритм с ударными, средний - зеленый откликается в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий реагирует на все остальное тонкое - звенящее и пищащее.

Недостаток один - необходим предварительный усилитель мощности на 1-2 ватта. Моему товарищу приходилось почти "на полную" врубать свою "Электронику" для того, что бы добиться достаточно устойчивой работы устройства. В качестве входного трансформатора был использован понижающий тр-р от радиоточки. Вместо него можно использовать любой малогабаритный понижающий сетевой транс. Например, с 220 до 12 вольт. Только подключать его нужно наоборот - низковольтной обмоткой на вход усилителя. Резисторы любые, мощностью от 0,5 ватт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.

Схема "цветомузыки" на тиристорах КУ202Н, с активными частотными фильтрами и усилителем тока.

Схема предназначена для работы от линейного звукового выхода(яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как она работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку разделительного трансформатора. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры, через резисторы R1, R2, R3 регулирующие его уровень.
Раздельная регулировка необходима для настройки качественной работы устройства, путем выравнивания уровня яркости, каждого из трех каналов.

С помощью фильтров происходит разделение сигналов по частоте - на три канала. По первому каналу идет самая низкочастотная составляющая сигнала - фильтр обрезает все частоты выше 800 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 в схеме указаны - 1 мкФ, но как показала практика - их емкость следует увеличить, минимум, до 5 мкф.

Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту - примерно от 500, до 2000 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов С5 и С7 в схеме указаны - 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить, до 0,33 - 0,47 мкф.

По третьему, высокочастотному каналу проходит все что выше 1500(до 5000) гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R22. Номиналы конденсаторов С8 и С10 в схеме указаны - 1000пФ, но их емкость следует увеличить, до 0,01 мкФ.

Далее, сигналы каждого канала в отдельности детектируются(используются германиевые транзисторы серии д9), усиливаются и подаются на оконечный каскад.
Оконечный каскад выполняется на мощных транзисторах, либо на тиристорах. В данном случае, это тиристоры КУ202Н.

Далее, идет оптическое устройство, конструкция и внешний которого зависит от фантазии конструктора, а начинка(лампы, светодиоды) - от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае - это лампы накаливания 220в, 60вт(если установить тиристоры на радиаторы - до 10 шт на канал).

Порядок сборки схемы.

О деталях приставки.
Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные – СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков. При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая.

Диодный мост для питания тиристоров(220в) выбирают исходя из предпологаемой мощности нагрузки, минимум - 2А. Если количество ламп на каждый канал увеличить - соответственно возрастет потребляемый ток.
Для питания транзисторов(12в) можно использовать любой стабилизированный блок питания расчитанный на рабочий ток минимум - 250 мА(а лучше - больше).

Сначала, каждый канал цветомузыки собирается в отдельности на макетной плате.
Причем, сборку начинают с выходного каскада. Собрав выходной каскад проверяют его работоспособность, подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад отрабатывает нормально, - собирают активный фильтр. Далее - проверяют снова работоспособность того, что получилось.
В итоге, после испытания имеем - реально работающий канал.

Подобным образом необходимо собрать и отстроить все три канала. Подобное занудство гарантирует безусловную работоспособность устройства после "чистовой" сборки на монтажной плате, если работа проведена без ошибок и с применением "испытанных" деталей.

Возможный вариант печатного монтажа(для текстолита с односторонним фольгированием). Если использовать более габаритные конденсаторе в канале самых низких частот, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Применение текстолита с двухсторонним фольгированием может быть более технологичным вариантом - поможет избавиться от навесных проводов-перемычек.

Использование каких - либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт