Устройство, схема и ремонт контроллера для гирлянд своими руками

Украшение домов, магазинов, промышленных объектов сегодня популярно выполнять при помощи гирлянд. Этот элемент декора  давно известен на отечественном рынке, как неотъемлемый атрибут новогодних праздников. А с развитием технических средств новогодняя гирлянда стала доступной и для других сфер деятельности человека. Но в связи с низким качеством китайских гирлянд, заполонивших рынок, да и просто из  любопытства многие обыватели задаются вопросом, как сделать гирлянду из лампочек и светодиодов своими руками.

Содержание

Что нужно знать по поводу гирлянды?

Заводские модели представлены в широком ассортименте, но качество исполнения многих гирлянд оставляют желать лучшего. Изготавливая самостоятельно, вы можете выбрать  все комплектующие материалы, помимо этого сэкономить на изготовлении и расходах на доставку.

Перед изготовлением елочной гирлянды или другого светового декора необходимо определиться с такими параметрами:

• Тип лампочек – существуют светодиодные лампочки, накаливания, люминесцентные, галогенные.
• Способ подключения лампочек – посредством параллельного или последовательного соединения в цепи.
• Напряжение питания – в зависимости от типа осветительных приборов, для гирлянды может использоваться напряжение в 220В, 24В, 12В, 3В или другие номиналы.
• Способ токосъема – в зависимости от конструкции лампочки может производиться посредством цоколя, штекера, пайки или разъема.

В виду того, что все пункты определяют параметры работы готовой гирлянды, их нужно продумать еще на этапе приобретения или заготовки материалов. Разберем эти пункты более детально.

Тип лампочек

Лампочки накаливания – довольно распространенный тип для создания световых эффектов, но эта характеристика обуславливается относительной дешевизной и неприхотливостью. Лампочки накаливания обладают относительно низким соотношением производимого светового потока к потребляемой из сети мощности. Сама конструкция достаточно хрупкая и боится механического воздействия, из-за разгерметизации колбы лампочка сразу выходит со строя.

Светодиодные лампочки – такие световые элементы являются наиболее современными и все больше вытесняют с рынка все остальные виды оборудования. Такая популярность светодиодных ламп обуславливается их значительно большей надежностью и выгодой для гирлянды. Свечение светодиодов в лампочке выдает максимально выгодный световой поток по отношению к потребленной мощности в сравнении с другими типами ламп, но они ощутимо реагируют на параметры напряжения сети. Наряду с лампочками для светодиодных гирлянд применяются отдельно устанавливаемые светодиоды или ленты с уже набранными элементами.

Люминесцентные лампочки – куда более эффективны в части соотношения вырабатываемого светового потока и потребляемой мощности, они превосходят свечение ламп накаливания, но существенно уступают светодиодным. Но их работа обеспечивается парами ртути и других газов, которые при разгерметизации улетучиваются из колбы и могут нанести вред здоровью. Помимо этого такие лампочки требуют определенного времени на разогрев и дают сбой при низких температурах, поэтому для уличных гирлянд, работающих зимой, их не используют.

Галогенные лампочки – удобный маломощный вариант для изготовления гирлянд.   Но, обладают относительно низким соотношением свечения ламп к потребленной из сети мощности. Но, в отличии от всех вышеперечисленных лампочек, они бояться прикосновения руками, такую модель гирлянды можно брать только через специальную перчатку или нужно помещать в трубку.

Наиболее востребованными вариантами для гирлянды являются лампы накаливания и светодиодные лампочки. Параметры элемента выбираются в соответствии  со способом подключения.

Способ подключения

По способу подключения лампочек выделяют последовательное и параллельное подключение. Каждая из схем имеет свои особенности в электроснабжении, которые нужно учесть еще на этапе проектирования гирлянды.

Последовательное подключение лампочек в электрической гирлянде представляет собой такое соединение, в котором конец одного элемента подключается к началу следующего. При этом ток, протекающий через гирлянду, будет одинаковым для всех лампочек.

Пример схемы такой гирлянды приведен на рисунке ниже:

Здесь к гирлянде прикладывается напряжение сети,  но на каждой отдельной лампочке происходит падение напряжения, пропорциональное ее сопротивлению. Соответственно, необходимо рассчитывать величину напряжения на каждый элемент. В случае превышения величины прикладываемого напряжения больше номинального, в цепь  припаивают резистор. Если напряжение меньше номинального, через сеть будет протекать и меньший ток, в результате снизится  интенсивность свечения.

Параллельное соединение представляет собой подключение одноименных выводов светодиодов или лампочек в одну точку.

Посмотрите на рисунок 2, здесь приведен пример параллельной схемы включения. Особенностью такого варианта подключения является приложение  входного напряжения к каждому элементу, а вот ток, протекающий через лампочку, будет зависеть от ее сопротивления.

Для обеих схем подключения играет роль мощность источника питания. К примеру, гирлянда для новогодней елки,  питаемая от электрической сети,  ограничивается только номиналом автомата на вводе. А получающая электроснабжения от блока питания, будет ограничиваться его заводской мощностью.

Следует отметить, что при последовательном подключении ножек диодов или лампочек, перегорание одного из элементов приведет к выходу со строя всей гирлянды. А вот в параллельной схеме такая проблема отсутствует, если сгорит одна лампочка, остальные в гирлянде продолжат гореть.

Расчет электрической схемы

К примеру, вы используете для подключения пару пальчиковых батареек, которые выдают в электрическую цепь гирлянды 3 В. Для такого напряжения выгодно использовать параллельное соединение светодиодов. К примеру, будет устанавливаться модель потребляющая 0,02 А, при выдаваемом от источника токе в 1 А. Чтобы рассчитать максимально допустимое количество по нагрузке необходимо: 1/0.02 = 50 шт.

Исходя из этого, в гирлянду вы можете установить не более 50 светодиодов, если расстояние между ними сделать по 5 см, то общая длина составит: 50 * 5 = 250 см.

При необходимости сделать большую длину или установить большее количество лампочек, чтобы повысить мощность, необходимо использовать другой блок питания. Для последовательной электрической схемы расчет производится по тому же принципу, только по величине прикладываемого напряжения.

Идея N1. Простейшая гирлянда своими руками

Наиболее простым вариантом гирлянды является подсветка из светодиодных лент. Они подходят как в качестве новогодних украшений, так и для выделения контура витрины, элементов интерьера. Их преимущество заключается в гибкой конструкции, поэтому ничего паять вам уже не нужно, достаточно приклеить их к несущей поверхности или конструкции. Но перемещать ее, как классический вариант, не получится.

Самые простые модели на 220 В – для них нужно припаять электрическую вилку и установить в нужное место. Чаще всего их используют для наружной установки.

Для освещения елочных украшений внутри помещения используют светодиодные ленты на 12 В. Это более безопасные модели, но для их подключения обязательно используется блок питания.

Значительно сложнее изготовить гирлянду из RGB ленты, так как при ее подключении необходимо использовать большое количество механизмов.

Процесс будет включать в себя такие действия:

• Рассчитайте общую длину гирлянды, так как величина ленты не может превышать 5м. Все что выше 5м должно подключаться от отдельной системы питания.
• Установите блок питания – он необходим для понижения напряжения до 12В.
• Подключите к блоку питания контроллер для RGB ленты – это устройство позволит выбирать цвет свечения и режим работы.
• При длине более 5м установите усилитель на следующую ленту или подведите питание от другого комплекта блок питания / контроллер.
• Закрепите RGB ленту на поверхности и подключите к контроллеру.

Более детально с принципами подключения RGB ленты вы можете ознакомиться в соответствующей статье –  https://www.asutpp.ru/podklyuchenie-rgb-lenty.html

Идея N2. Мигающая гирлянда из светодиодной ленты

Прямое подключение белой светодиодной ленты является малоиспользуемым вариантом гирлянды, так как режим свечения здесь только один. Но с определенным дополнением ее можно существенно модернизировать, изменив режим с обычного свечения лампочки на мигающий. Для этого вам понадобится светодиодная лента,  RGB контроллер, пульт к контроллеру, блок питания.

• Светодиодную ленту разделите на три участка (они и будут перемигивать с различной последовательностью). Минимальным участком является расстояние между разметками для разреза. Отделение участков произведите по минусовой шине в специально отведенных местах, как показано на рисунке:
  

  

• ту же процедуру повторите с оставшимися двумя участками. В данном примере каждый участок включает в себя три светодиода. При вырезании контактной площадки важно нарушить электрическое соединение между ножками светодиодов.
  

• Возьмите четыре разноцветных провода, зачистьте концы и полудите их оловом.
  

• Нанесите олово на контакты ленты, как показано на рисунке.
  

• При помощи паяльника припаяйте к контактам ленты провода.
  

• Провода от контактных площадок и от края заведите за ленту, дополнительно их можно упорядочить скотчем или пластырем.
  

• Зачистите провода и подключите выводы ленты к RGB контроллеру при помощи клеммника.
  

Гирлянда готова, подключите ее к сети через блок питания и можете наслаждаться мигающими огнями. При помощи пульта контроллера вы можете осуществлять переключение гирлянды в разные режимы (мигание, поочередное перемигивание участков и другие варианты).

Идея N4. Гирлянда из светодиодов

Для этого вам понадобится паяльник, припой, канифоль, светодиоды, соединительные провода (подойдут даже тонкие сетевые провода), вилка или батарейка, блок питания, кнопка или переключатель. В данном примере рассмотрим изготовление гирлянды, работающей от батареек.

• К контактам в корпусе блока питания под батарейки припаяйте питающие провода.
• Припаяйте светодиоды к проводам, но обязательно учитывайте, что приложенное к одному светодиоду напряжение не должно превышать его номинального, поэтому при последовательном подключении диодов в цепь питания светодиода обязательно включается резистор.
  

Сопротивление резистора рассчитывается таким образом, чтобы свести падение напряжения на светодиоде к номинальному.

• Ту же процедуру повторите с остальными светодиодами.
• К блоку питания из батареек припаяйте переключатель.
  

• Подключите светодиоды к блоку питания и вставьте батарейки в блок. Если они не держаться, можно примотать батарейку скотчем или зафиксировать резинкой, гирлянда готова.

Идея N5. Ретро гирлянда

Ретро гирлянды популярны при оформлении фотозон, террас, беседок, витрин и других объектов. И вовсе не обязательно приобретать готовое изделие, так как собрать ее под силу каждому. Для этого вам понадобиться: соединительный провод (хорошо обзавестись проводами в тканевой изоляции), патроны (наиболее удобные модели с зажимами под провода), непосредственно сами лампочки накаливания (можно брать и светодиодные), вилка и переключатель. В данном примере рассмотрим последовательное соединение лампочек, некоторые патроны будем использовать со встроенным переключателем.

• Нарежьте провода на кусочки нужной длины – они будут определять расстояние между точками свечения.
  

• Зачистьте на концах изоляцию проводов, в этих местах они будут подключаться к патрону, поэтому длина жилы должна быть соответствующая.
  

• Если вы используете провод с тканевой изоляцией, то ее край необходимо фиксировать с помощью изоленты, чтобы ткань не растрепывалась дальше.
  

• Разберите сам патрон и проденьте провода в крышку патрона.
  

• Подключите концы проводов к контактам патрона
  

• Соберите корпус патрона, лишнюю длину проводов из-под крышки следует аккуратно вытянуть, не допуская излишних усилий, чтобы не ослабить контакт.
  

• Ту же процедуру повторите и с остальными патронами, После чего можете произвести фиксацию лампочек в них.
• Провод от последней лампочки разрежьте, вам понадобится из него одна жила, которую нужно подключить в разрыв переключателя.
  

• Края провода подключите к штепсельной вилке, для этого их необходимо завести в паз каждого контакта и зажать при помощи отвертки. Остальной провод упорядочьте, чтобы он не выпирал, корпус вилки должен нормально закрываться.
  

Ретро гирлянда готова к использованию – включите в розетку и наслаждайтесь. При желании вы можете дополнить антураж гирлянды потемневшим проводом или патроном – их можно окрасить в соответствующий цвет. Для большего лоска провода окрашивают золотистой или бронзовой краской.

Зимой отмечают один из самых значимых праздников в году – Новый год. Торжество растягивается на несколько дней, затрагивая рождественские каникулы. К этому времени каждый человек стремится украсить свою квартиру или частный дом, используя праздничную иллюминацию.

Совершенно необязательно покупать светильники в магазине: вы можете сделать светодиодную гирлянду самостоятельно, причем речь идет об автономных устройствах, которые питаются от батареек, либо о более требовательных промышленных, подключаемых к электрической сети переменного тока напряжением 220 В. Изделие, изготовленное собственными руками, будет казаться намного привлекательнее и ярче, поэтому станет главным новогодним украшением в доме.

Светодиодные гирлянды не стоят слишком дорого, но все-таки намного приятнее наслаждаться собственным творением. Вдобавок вы сможете создать источник света, в полной мере удовлетворяющий индивидуальным запросам. Наконец, себестоимость самоделки все равно будет в несколько раз меньше.

Особенности монтажа гирлянды своими руками

Для начала разберемся, как устроены гирлянды и в чем основные отличия. Главным принципиальным отличием является используемая схема, в зависимости от которой гирлянды делятся на несколько типов:

• классическая гирлянда-нить;
• сетка;
• занавес;
• сосулька;
• дюралайт (разновидность светодиодной ленты);
• киплайт;
• строб-лайт с неповторимым мерцанием.

Важно! Следует обращать внимание на мощность используемых led-диодов. Изделия, эксплуатируемые снаружи, имеют более высокий коэффициент полезного действия, поскольку практически всю энергию преобразуют в свечение, а не тепло, как это происходит с обычными гирляндами, и наиболее ярко заметно при использовании лампы накаливания.

Данные устройства защищены от различных негативных факторов, включая атмосферные осадки, экстремально низкие или высокие температуры, сильные порывы ветра, влагу.

Подбор необходимых материалов и элементной базы

Для самостоятельного изготовления светодиодной гирлянды вам понадобятся следующие инструменты, материалы и компоненты:

• паяльник с канифолью и припоем;
• изолента;
• термоусадочные кембрики, повышающие изоляционные свойства;
• светодиоды;
• резисторы.

Светодиоды можно получить, разобрав неработающие компьютерные аксессуары – клавиатуры и мыши. От качества выбранных комплектующих и соединений, надежности схемы эксплуатации зависит правильная функциональность самодельной гирлянды.

При последовательном подключении диодов они будут работать, но при этом существенно возрастет напряжение, что повысит количество выделяемого тепла, и в конечном счете приведет устройство к поломке. Это главная причина применения резисторов, снижающих напряжение и изменяющих прочие входные характеристики тока, за счет чего происходит смена цвета при свечении источников.

Выбор светодиодов

Главными элементами гирлянды являются светодиоды. Основными технико-эксплуатационными параметрами считаются рабочее напряжение и ток, протекающий в прямом направлении. Обе характеристики нужны будут для расчета электрической цепи и потребления электроэнергии.

В среднем, светодиод работает при силе тока 20 мА. Для уменьшения количества потребляемого электричества используются резисторы, причем значение сопротивления данного элемента зависит от параметров конкретного led-диода. В сети можно найти немало калькуляторов, позволяющих выполнить простой и быстрый расчет резистора под выбранный светодиод.

Напряжение питания элемента указывает на тот момент, когда на p-n переходе падает напряжение, что происходит за счет внутреннего сопротивления изделия. Другими словами, если речь идет об источнике питания 12 В и светодиодах на 3 В, то последовательно можно подключать не более четырех данных устройств, поскольку каждое из них снижает питающее напряжение (12 В) на величину собственного (3 В). Если добавить в схему пятый элемент, то он практически не будет светиться.

Напряжение зависит от конкретного производителя и цветов светодиода. К примеру, диоды с синими, белыми и зелеными кристаллами имеют рабочее напряжение 3 В, желтыми и красными – 1,5-2,5 В. Потребляемая мощность диодов рассчитывается по одному из законов Ома: P = U * I, где P – мощность, U и I – напряжение и сила тока соответственно.

Если рассматривать значения, приведенные выше, то при их подстановке в формулу мы получим следующее значение: 3 (В) * 0,02 (А) = 0,06 Вт. При последовательном включении 4 светодиодов, данная характеристика увеличится до 0,06 * 4 = 0,24 Вт. При последовательном подключении ограничивающего резистора напряжение возрастет еще на 0,06 Вт, поэтому суммарная потребляемая мощность составит 0,30 Вт. Если вы используете несколько групп по 3 светодиода, которые подключаются параллельно, то данная величина должна быть умножена на их число.

Важно! Это не основные характеристики светодиодов. Важно также учитывать световую отдачу, угол свечения и температуру цвета. Светоотдачу можно вычислить в зависимости от габаритов изделия: для элементов диаметром около 5 мм данная величина составляет 1-5 лм. Белые и синие кристаллы светят намного ярче цветных. Они даже бывают сверхяркими.

Сила света красного led-диода на 1,8 В составляет 0,2-2,0 кд, белого – 10-20 кд. Тем не менее, данные характеристики не вносят никаких корректировок в схему расчета и выбираются исключительно исходя из целей дальнейшей эксплуатации устройства.

Выбор резисторов

При выборе резисторов нужно ориентироваться на мощность и сопротивление. Второй параметр зависит от числа последовательно подключаемых к цепи светодиодов и их рабочего напряжения, мощность – от величины тока. Практически всегда будет достаточно использовать резистор мощностью 0,125 Вт.

При эксплуатации светодиодов напряжением 3 В принято использовать резисторы со следующим сопротивлением в зависимости от количества элементов:

• 1 светодиод – 470 Ом;
• 2 – 300 Ом;
• 3 – 150 Ом;
• 4 – 1 Ом.

Если же планируется эксплуатация диодов напряжением 2,1 В, то зависимость будет следующей:

• 1 светодиод – 510 Ом;
• 2 – 390 Ом;
• 3 – 300 Ом;
• 4 – 180 Ом;
• 5 – 75 Ом.

Выбор блока питания

В случае со светодиодной гирляндой должен использоваться блок питания на 12 или 24 В с запасом выходной мощности (приблизительно 25% сверху суммарной мощности потребляемой цепи). Выбор конкретного блока зависит от числа светодиодов – для схемы с 7 и более элементами желательно использовать изделие на 24 В.

Блок на 24 Вт позволяет осуществить коммутацию 11 последовательно соединенных диодов на 2,1 В или 6 на 3 Вт. Практически всегда будет достаточно воспользоваться небольшим блоком питания напряжением 24 В и силой тока 0,5 А с выходной мощностью 12 В.

Расчет схемы подключения

Даже последовательно соединяемые светодиоды должны содержать в схеме токоограничивающий резистор:

• красные элементы с падением напряжением 1,5-2 В – резистор сопротивлением 420 Ом;
• зеленые и синие на 3-3,2 В – 82 и 75 Ом соответственно.

Можно использовать стандартный контроллер 220 В для RGB-технологии с общим анодом: на все каналы подается «минус», а на общий кабель – «плюс».

При последовательно подключенных светодиодах можно создать мерцающую гирлянду. На ее создание уйдет минимум времени, а с задачей сможет справиться практически каждый человек с начальными знаниями электрики. Самое главное в данном случае: четко следовать инструкции.

Для самостоятельной сборки светодиодной гирлянды своими руками вам нужно выполнить действия в следующем порядке:

1. Определитесь с желаемым расстоянием между соседними источниками (диодами).
2. Раскрутив провод, маркером любого цвета нанесите соответствующие отметки на те места, где предположительно будут установлены светодиоды. В идеале расстояние между ними должно составлять 200-250 мм.
3. В тех точках, где были оставлены пометки, удалите с провода изоляцию, создав «голые островки» длиной по 20-30 мм. Действовать нужно аккуратно, чтобы не повредить сам кабель. Это упростит процесс будущего крепления диодов.
4. На такие участки нужно нанести канифоль с припоем.

1. К образовавшимся наплывам закрепите светодиоды, соединяя паяльником их ножки с проводом. Учтите, что данный вариант крепления будет менее надежным, поэтому придется воспользоваться усиливающими фиксаторами, которые также закроют оголенные части гирлянды.
2. Узкий скотч нарежьте на разные кусочки длиной 30-40 мм, затем примените в качестве изоляции для диодов. В результате этих действий каждый светодиод должен быть расположен в «кармашке», крепко удерживающем его на кабеле. Обмотать нужно все источники света на проводе.
3. Затем нужно обеспечить герметизацию верхней части «кармашка». Для этого сгодится силиконовый герметик, который не просто повышает прочность конструкции, но и совершенствует свечение.
4. Остается подключить к схеме резистор и блок питания, а затем протестировать работу самодельного оборудования.

Обратите внимание! Данная разновидность гирлянды не боится холода, поэтому может эксплуатироваться в системах наружной иллюминации. В таком случае рекомендуется применять блоки питания на 8-12 В. Чтобы проверить работоспособность изделия, вы можете применить аккумуляторную батарейку смартфона, блок питания от зарядки телефона.

Не менее красиво смотрится светодиодная гирлянда, подключаемая к батарейкам. Кроме того, такое изделие будет максимально безопасным для детей. Данная разновидность иллюминации используется в качестве наружного источника света. При перемещении в воздухе будет оставаться яркий разноцветный шлейф, который дизайнеры часто используют для создания в пространстве разнообразных узоров. Изделие должно быть защищено от ветра, осадков и низкой температуры.

Для производства гирлянды на батарейках вам будут нужны:

• светодиоды диаметром 10 мм разных цветов с рассеивающим эффектом;
• магниты диаметром 1,3 и толщиной не более 30 мм;
• изолента или узкий скотч;
• литиевая батарейка (например, CR2032 3V);
• эпоксидный клей.

Для создания яркой мерцающей гирлянды потребуется выполнить качественную пайку. Спешить в процессе выполнения работы не стоит. Запаситесь терпением, будьте аккуратны и внимательны, следуйте шагам:

1. Выполните тестирование светодиодов, чтобы увидеть уровень их свечения. По очереди подключите компоненты к литиевой батарейке (одну, более длинную ножку, соедините с «плюсом», другую короткую – с «минусом»).
2. Зафиксируйте положение диодов, затем каждый элемент вместе с батарейкой оберните скотчем или изолентой в 2 слоя.
3. С положительным контактом батарейки совместите магнит, зафиксировав его.
4. Каждая часть конструкции должна быть установлена на тонкий провод. Проверьте работоспособность изделия!

Использование резисторов парами

В данном случае вы сможете снизить себестоимость изделия, сделав его более экономичным, но помните: гораздо лучше с точки зрения электрической безопасности и долговечности оборудования соединять каждый светодиод с собственным резистором. К тому же, последние компоненты дешевые.

Как сделать гирлянду из лампочек с «бегущими огнями»

Для создания праздничной иллюминации с «бегущими огоньками» вам понадобится не менее 3 гирлянд, причем каждая из них должна состоять из нескольких групп параллельно подключенных «фонариков». Для воссоздания подобного светящегося эффекта понадобится трехфазный мультивибратор с транзисторами, которые обозначены VT1, TV2 и VT3. В плече второго транзистора устанавливается конденсатор емкостью 0,1 мкФ, который значительно упрощает запуск изделия.

Вам понадобится выпрямитель тока с двумя полупериодами, который обеспечит питание автомата. Речь идет о выпрямительных диодах VD1, VD2, VD3 и VD4. Не стоит путать их со светодиодами!

Такой вариант позволит создать самые разнообразные по форме варианты – начиная от круга, треугольника или квадрата и заканчивая сердцем и тематическими фигурками (снеговик, дед Мороз, Снегурочка, олени в упряжи).

Создание гирлянды из старой клавиатуры

Для ускоренного создания гирлянды можно воспользоваться одним из самых бюджетных вариантов, связанных с разборкой старых компьютерных устройств ввода – мыши и клавиатуры.

В процессе выполнения работы вам понадобятся:

• несколько старых клавиатур, которые могут быть даже нефункционирующими;
• паяльник;
• резисторы;
• изолента или скотч;
• термоусадочные кембрики;
• припой и канифоль.

Сначала удалите провода из клавиатуры и отсоедините USB-кабель. Для повышения шансов на выполнение качественной работы вам понадобятся около 5 устройств ввода: возможно, таковые имеются у ваших друзей, близких, поспрашивайте на городском форуме.

Каждая клавиатура оснащена 3-мя светодиодами, указывающими на работу 3 основных функций изделия на кнопках Num Lock, Caps Lock и Scroll Lock. Если же вам под руку попалась ненужная геймерская клавиатура, то все будет намного проще, ведь она зачастую включает огромное количество светодиодов.

Выполните разборку изделия и вытащите из него маленькую плату с контроллером. Она будет использоваться для соединения различных лампочек. Создайте изделие из 12 элементов, подключенных к резисторам по параллельной схеме. Превышать это значение не стоит, поскольку стандартный USB-кабель, от которого питается клавиатура, передает напряжение до 5 В при силе тока 500 мА.

Рабочее напряжение отдельных элементов не превышает 5 В. При прямом подключении без резистора будет происходить перегрев, который рано или поздно приведет к перегоранию компонентов. Именно поэтому напряжение понижается за счет дополнительного сопротивления или методом попарной спайки элементов. Во втором случае каждый отдельный компонент будет понижать напряжение «своего соседа». К сожалению, такой вариант считается менее оптимальным и эффективным: лучше всего следить за установленным лимитом вольтажа и не выходить за их пределы.

Далее следует взять простой кабель и на одной из его сторон удалить оплетку, а затем выполнить пайку. После создания изделия нужной длины и формы, остается заизолировать оголенные части.

Создать самодельную новогоднюю гирлянду из светодиодов проще простого: запаситесь необходимыми элементами и инструментами, выполните расчет (с этим могу помочь специалисты) или найдите в сети любую проверенную схему подключения. Затем следуйте нашим инструкциям, и в итоге получите функционирующее, качественное и безопасное изделие.

Контроллер электрической гирлянды – это электронное устройство, создающее статодинамические эффекты путем изменения величины и времени подачи питающего напряжения.

Гирлянда электрическая – это декоративное разноцветное световое декоративное украшение, представляющее собой последовательно соединенные светодиоды или лампочки накаливания с помощью электрических проводов.

Для успешного ремонта контроллера для гирлянд и дюралайта своими руками нужно знать его электрическую схему, принцип ее работы и устройство контроллера.

Обращаю ваше внимание, что в статье приведена инструкция ремонта контроллеров, с выходным напряжением 220 В, не предназначенного для подключения

R

G

B

светодиодных лент на напряжение 12 В или 24 В. Ремонту светодиодных лент посвящена статья «Ремонт контроллера светодиодной ленты».

Электрическая схема и принцип работы контроллера

Электрическая схема очень простая и в ней разберется даже человек, не имеющий специальных знаний. На чертеже показана схема светодинамической системы. Она состоит из двух частей – контроллера и гирлянд.

Питающее напряжение из сети переменного тока напряжением 220 В поступает через сетевую вилку на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов VD1-4. Сглаживающий конденсатор отсутствует, так как для работы тиристоров нужно изменяющееся напряжение.

Выпрямленное напряжение положительной полярности (+) с диодного моста поступает на общий провод гирлянды и через резистор R2 на 10 вывод микропроцессора DD1 типа Q803. Для сглаживания пульсаций после резистора установлен электролитический конденсатор С1.

К отрицательному выводу (–) диодного моста подключен конденсатор С1, вывод 2 микропроцессора и катоды тиристоров VS1-4.

Для формирования управляющего напряжения для подачи на управляющие электроды тиристоров на вывод 1 DD1 через резистор R1 подается напряжение непосредственно от одного из сетевых проводов.

Кнопка SA1 предназначена для выбора светодинамических режимов работы системы. При каждом кратком нажатии включается следующий световой эффект. В простых контроллерах обычно запрограммировано 8 вариантов свечения гирлянды.

Управляющие выводы тиристоров VS1-4 подключены к выходам микропроцессора 3-6. Когда уровень положительного напряжения на выходе микросхемы превысит 2 В относительно катода (k), тиристор открывается и на гирлянду подается питающее напряжение.

Устройство и конструкция контроллера

Простой китайский контроллер состоит из двух половинок корпуса, между которыми размещена печатная плата из фольгированного гетинакса.

Подводящие питающее напряжение провода и идущие на гирлянды соединены с печатной платой контроллера путем пайки непосредственно к контактным площадкам печатных проводников.

Кнопки для переключения режимов работы встречаются псевдосенсорные и механические. На фотографии слева – псевдосенсорная, на торце толкателя кнопки нанесен слой токопроводящей резины. При нажатии на кнопку токопроводящая резина замыкает не покрытые лаком расположенные рядом проводники печатной платы, и сигнал управления поступает на микропроцессор.

В контроллере установлен бескорпусной микропроцессор, который распаян на отдельной печатной плате. Такие микросхемы в народе называют «клякса». Печатная плата с микропроцессором вставляется в прорезь печатной платы контроллера и удерживается за счет пайки печатных дорожек.

Светодиодные и с лампами накаливания гирлянды припаиваются непосредственно к плате контроллера. Для шнуров дюралайт, в связи с его конструктивными особенностями, конец кабеля снабжается круглым (для круглого) или плоским (для плоского) разъемом. Количество штырей зависит от количества в дюралайте цепочек светодиодов или лампочек.

Ремонт контроллера для гирлянд

Внимание, электрические схемы контроллеров гальванически связаны с фазой электрической сети и поэтому следует соблюдать предельную осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.

Прежде, чем ремонтировать контроллер нужно провести диагностику с целью определения в какой из частей системы находится неисправность – в контроллере или в гирлянде. Только после этого можно буде выбрать способ ремонта.

Инструкция по поиску неисправности в контроллере и гирлянде
Внешнее проявление	Неисправны	Способ устранения
Одноканальная или многоканальная гирлянда не светит	Нет напряжения в розетке, сетевой шнур, контроллер или гирлянды	Провести диагностику
В многоканальном дюралайте зажигается только часть каналов	Разъем дюралайт, контроллер или цепочка гирлянды	Проверить разъем, перепаять в контроллере местами провода исправной и неисправной цепочек. Если после перепайки цепочка засветилась, то неисправен контроллер. В противном случае перегорел один или несколько светодиодов
В многоканальной гирлянде зажигается только часть ниток	Контроллер или нитки гирлянды	Перепаять в контроллере местами провода исправной и неисправной нитки. Если после перепайки светодиоды засветилась, то неисправен контроллер. В противном случае перегорел один или несколько элементов в цепочке
В гирлянде постоянно светят один или несколько каналов	Контроллер	Пробой перехода анод-катод тиристора у постоянно светящегося канала, неисправен микропроцессор
При нажатии на кнопку не меняется светодинамический режим	Контроллер	На мгновение закоротить выводы или контактные площадки кнопки. Если режим изменился, значит заменить кнопку или промыть псевдосенсорные контакты на печатной плате. Если не помогло, заменить микропроцессор

Попал мне в ремонт сгоревший контроллер от плоского дюралайта в результате короткого замыкания из-за попадания воды в место соединения разъема и шнура.

Саморезы фиксатора от попадания воды заржавели и внутри него были следы копоти от короткого замыкания.

Разъем идущий от контроллера для подключения шнура дюралайт тоже был покрыт между штырями копотью. Поэтому перед началом ремонта контроллера, чтобы не повторилось короткое замыкание, она была удалена с помощью ветоши, смоченной в спирте. Копоть можно просто соскоблить ножом.

Для разборки корпуса контроллера нужно вставить лезвие ножа между половинок в местах выхода проводов и проворачивая его раздвинуть их. Обычно они разделяются без приложения больших усилий.

После разборки корпуса контроллера стало понятно почему он не работает. Одни из тиристоров из-за протекающего через него тока, превышающего допустимый, взорвался и даже покрылась копотью поверхность печатной платы.

Со стороны печатных проводников платы, две дорожки расплавились и перегорели. В контроллере не предусмотрено защиты, не установлен плавкий предохранитель, поэтому при котором замыкании выхода в качестве него послужили дорожки и тиристор.

Для управления подачей питающего напряжения на гирлянды в контроллере были применены тиристоры типа PCR606A, рассчитанные на рабочее напряжение до 600 В и ток коммутации до 600 мА. Прозвонка тиристоров мультиметром показала, что у всех переход анод-катод пробит. Пришлось их все заменить новыми, тиристорами с такими же параметрами типа MCR100-8. На замену подойдут также тиристоры PCR406, которые часто устанавливают в светодиодные и с лампочками накаливания контроллеры елочных гирлянд.

Данный контроллер служил для коммутации плоского трехканального дюралайта длиной 25 метров и ток потребления нитями превышал 0,6 А, поэтому в каждом канале контроллера было установлено по два тиристора включенных параллельно (одноименные выводы соединены между собой).

После замены тиристоров пришлось еще заменить два диода типа 1N5399 (1000 В, 1,5 А) выпрямительного моста, которые при прозвонки мультиметром оказались пробитыми. Диоды были взяты от неисправного блока питания компьютера, потому что широко применяемые 1N4007 рассчитаны на максимальный ток 1  А.

После замены тиристоров и диодов были удалены сгоревшие остатки дорожек и вместо них припаяны перемычки из фторопластового провода. Теперь можно на контроллер подавать питающее напряжение и проверять на работоспособность.

Но схема, не смотря на все исправные элементы, не заработала. Пришлось заменить и микропроцессор.

В наличии имелась неисправная елочная гирлянда, в контроллере которой стоял такой же процессор типа Q803. В этой гирлянде после работы под открытым небом вышло из строя много светодиодов и до ее ремонта руки не доходили.

Из контроллера елочной гирлянды микропроцессор был выпаян и установлен в ремонтируемый контроллер дюралайта. Осталось только проверить работу контроллера.

Если исправная гирлянда есть под рукой, то нужно подключить ее к контроллеру и работоспособность его будет очевидна. Но в моем случаю шнур дюралайт висел на фасаде здания и снять его была сложная задача. Поэтому пришлось проверять контроллер в лабораторных условиях.

Самый простой способ с помощью мультиметра. Для этого нужно установить переключатель мультиметра в режим измерения постоянного напряжения величиной не менее 300 В. Далее одним щупом прикоснуться к общему, положительному проводу контроллера, а вторым к выходу любого из каналов. Если величина напряжения будет изменяться от нуля до напряжения сети, то с большой долей вероятности контроллер исправен.

Если нагрузить каналы резистором величиной 10-20 кОм, то проверка будет более достоверной. Вместо резистора можно подключить лампочку накаливания 220 В мощностью 15-50 Вт. Тогда без приборов сразу будет видно по свечению ее нити накала как работает контроллер.

Так как у меня на рабочем столе стоит двух канальных осциллограф, то я люблю попроверять все с помощью него. Осциллограммы показывают поведение тока и величину напряжения.

На верхней осциллограмме показана форма напряжения на катоде тиристора, то есть сразу после диодного моста. На нижней – на аноде, сигнал, который поступает на гирлянду. Как видно, синусоида на половину обрезана, значит яркость свечения диодов или лампочек нитки гирлянды будет на половину меньше, чем максимальная.

После окончания ремонта контроллер был подсоединен к шнуру дюралайт и подтвердил свою работоспособность.

Мне «повезло», в ремонт попал контроллер, в котором уцелели только два диода, два резистора и электролитический конденсатор. Но обычно выходят из строя только тиристоры или диоды выпрямительного моста.

На ремонт своими руками ушло около двух часов. При такой сложной поломке, когда 80% деталей перегорело, целесообразнее не возиться, а купить новый. Но не всегда можно подобрать подходящий, да и времени на покупку, на считая лишних финансовых затрат, уйдет не меньше. Поэтому ремонт контроллера для дюралайт и елочных гирлянд, даже самый сложный, экономически целесообразен.

Если нет технической возможности или времени заниматься ремонтом контроллера, а гирлянды исправны, то можно включить их напрямую, минуя схему управления контроллера. В таком случае дюралайт или елочная гирлянда будет светиться постоянно, без светодинамических эффектов.

Если лампочки накаливания собраны последовательно и рассчитаны на напряжение питания 220 В, то провода, идущие на гирлянды можно припаять непосредственно к проводам, идущим от сетевого шнура. Полярность подключения роли не играет. Можно даже вовсе удалить контроллер и спаять между собой попарно провода гирлянды и сетевого шнура.

Если посмотреть на фотографию, приведенную ниже, то желтый провод нужно припаять к синему или коричневому, идущему от сетевого шнура, а оба коричневые вместе к оставшемуся свободному проводу сетевого шнура.

Так как для работы светодиодных гирлянд и дюралайт требуется напряжение постоянного тока, то их непосредственно к сети подключать нельзя, а только после выпрямительного моста.

На фотографии изображена печатная плата двух канального контроллера шнура дюралайт. Хотя контроллер был исправен, но для подсветки даты наступающего года руководство сочло, чтобы гирлянда светилась постоянной.

Два правых провода, коричневого и зеленого цветов приходят от шнура с сетевой вилкой. Левый провод желтого цвета, является общим для гирлянд и подключен к положительному выводу диодного моста. Правее желтого, два синих провода идут от гирлянд на аноды тиристоров. Цвета проводов в контроллерах разных производителей могут быть другими.

Мне пришлось включать напрямую два дюралайта, во втором контроллере цвета проводов гирлянд были другие. Сначала нужно отпаять от контроллера провода, как показано на фотографии.

Далее свить их вместе и припаять к отрезку дополнительного провода, и пока пайка горячая, надеть на нее изолирующую трубку.

Осталось только припаять залуженный конец дополнительного провода к отрицательному выводу диодного моста.

После сборки контроллеров они были размещены в герметичный бокс, в котором подключены к двойной розетке. Проверка показала, что подсветка работает постоянно.

Конструкция изделия имела длину пять метров и представляла собой прибитые на двух деревянных брусках цифр тоже из дерева. С лицевой стороны цифры были покрыты белым пластиком. На фасаде здания наступающий Новый год смотрелся хорошо.

Используемые источники:

• https://www.asutpp.ru/kak-sdelat-girlyandu-iz-lampochek-i-svetodiodov.html
• https://220.guru/osveshhenie/svetilniki/kak-sdelat-svetodiodnuyu-girlyandu.html
• https://ydoma.info/ehlektrotekhnika/lampy-svetilniki-remont/lampy-svetodiodnye-lenty-dyuralajt-kontroller-remont.html