То я виден, то невиден!

Автор: Macroman

Сейчас все помешаны на вентиляторах с подсветкой, и, как и все крутые моды, они довольно скоро станут рядовой составляющей быта моддеров. Как моддеры, мы все стремимся к уникальности. С этой мыслью я и предлагаю твоему вниманию эту не то, чтобы конкретную модификацию, а скорее идею, от которой можно отталкиваться в моддинговых экспериментах. Этот мод – ни что иное как оптический обман. Заинтригован? Тогда читай дальше...

В основе модификации лежит небольшая электрическая схема, задача которой сводится к включению и выключению светодиодов. Она представляет собой стробоскоп, в определенной степени аналогичный тому, что используется для создания эффекта остановки движения на дискотеках, в ночных клубах и т.д., но рассчитанный на светодиоды, а не на ксеноновые лампы высокой мощности. Всего лишь путем регулирования частоты включения светодиодов можно получить мириады световых эффектов. Подробнее мы поговорим об этой электрической схеме позже, а сейчас давай взглянем на некоторые из тех эффектов, которые она позволяет достичь. Для их демонстрации я подключу электрическую цепь стробоскопа к замечательному вентилятору с подсветкой «PCMods». Разумеется, можно использовать любой вентилятор со светодиодовой подсветкой. На первом фото вентилятор работает в своем обычном режиме, стробоцепь еще не присоединена.

Теперь цепь подключена к светодиодам вентилятора. На следующих нескольких фотографиях отображены всего четыре из почти бесчисленного разнообразия возможных эффектов. Снимок светящегося вентилятора, вращающегося со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту, никак не может передать, насколько впечатляют и поражают в действительности некоторые эффекты. Эти кадры взяты из видео, которое я снял своим цифровым фотоаппаратом в режиме "movie-mode", так что качество оставляет желать лучшего. В реальности светодиоды светят гораздо ярче, а здесь еще и изображение размыто (из-за маленькой выдержки). Само видео включено в статью и будет попозже.

Ну а вот и электрическая схема строба. Как ты заметил, это не просто обычная схема автоматического переключателя, основанная на таймере серии 555 (таймер Ne555 – соответствует отечественному варианту интегрального таймера КР1006ВИ1; имеется в продаже в России – прим. перев.). Для того чтобы стробоскоп мог создать эффект остановки движения или, в нашем случае, световой эффект, световые импульсы должны быть очень короткими. В обычном ксеноновом стробоскопе световые импульсы измеряются в миллисекундах, 1/1000 с или даже меньше! Если использовать такие схемы с таймером 555 для светодиодов, импульсы будут слишком длинными, а вместо впечатляющего светового эффекта получим эффект «размытого изображения».

К сожалению, при очень коротких импульсах мощность светодиодов уменьшается, и они дают недостаточно света для наших целей, поэтому нужно найти компромисс между продолжительностью импульса и достижением достаточной яркости светодиодов для создания желаемого эффекта. После продолжительных экспериментов было найдено подходящее сочетание достаточно короткой длительности импульса и достаточной мощности светодиода. Тогда и пришлось внести в схему дополнительные элементы...

Схема делится на 4 секции. Первая интегральная схема (IC1) – это осциллятор (генератор импульсов), основным компонентом которого является микросхема таймера серии 555. Его частота, как показывают измерения, варьируется в пределах от 1.4 кГц до 50кГц. Выходные зажимы таймера соединяются с блоком стократного уменьшения частоты (IC2 & IC3), который дает две выходных мощности с частотами, составляющими 1/10 и 1/100 частоты осциллятора. Они объединяются в интегральной схеме IC4, и в итоге мы получаем последовательность импульсов с частотой, равной 1/100-ой частоты осциллятора, и с отношением интервалов времени простоя и работы 99:1. Эти выходные характеристики подаются в интегральную схему питания светодиодов IC5, в результате чего последние загораются.

Незадействованные входные зажимы интегральной схемы IC4 подсоединены к 12В, дабы в цепи не возникало помех. Я рекомендую использовать 10-ти, или лучше, 20-тиоборотный переменный резистор в качестве VR1, чтобы легче и точнее можно было устанавливать необходимое значение частоты вспышки светодиодов.

На выходе схемы мы получаем поток очень коротких всплесков импульса, которым обуславливается краткое яркое свечение светодиодов.

Стоит упомянуть об одном моменте, а именно, – о последовательном резисторе светодиода R5. Он имеет очень низкое значение сопротивления, оно гораздо меньше, чем принято обычно. В результате через светодиод проходит ток огромной пиковой величины, которая необходима, чтобы в течение краткого времени мигания светодиод достаточно ярко горел. Поскольку светодиод включается на такой краткий промежуток времени, средняя сила тока и средняя рассеиваемая мощность будут в пределах нормы, и со светодиодом ничего не случится. Но, разумеется, если использовать резистор с таким низким сопротивлением обычным образом, очень быстро получится жареный светодиод!

При первом испытании данной схемы я рекомендую подсоединить последовательно со светодиодом резистор с сопротивлением 150 Ом просто на всякий случай, если вдруг возникнет проблема в цепи и на него пойдет все напряжение. Без этого резистора светодиод мгновенно сгорит! Лучше себя обезопасить, чем потом сожалеть! Когда удостоверишься, что цепь работает нормально, резистор будет больше не нужен.

На чертеже схемы показан только один светодиод, но для большего эффекта в цепь можно включить несколько светодиодов, как это показано ниже. Или же можно заменить один единственный светодиод на пучок (или блок) светодиодов.

Вот один из возможных вариантов реализации схемы на плате-конструкторе. Если ты решишь скопировать его, будь внимателен с проводами и припаяй соединительные вставки и зазоры контакта в дорожках. Для подсоединения блока питания и светодиодов вентилятора я использовал стандартные коннекторы Molex с 4-мя контактами.

Для тех, у кого есть возможность воплотить это все на печатной плате, привожу вариант стробосхемы для односторонней платы.

Схема печатной платы

Схема обратной стороны печатной платы – представлена как вид сверху.

ЗАМЕЧАНИЕ: схема печатной платы увеличена в 4 раза и при распечатывании ее следует уменьшить на 25%. Тогда ты получишь четкое изображение, с которым можно будет дальше работать. Для изменения размера схемы воспользуйся Paint Shop Pro, Photoshop или другим любимым графическим редактором, т.к. это нужно сделать очень точно.

Схема электрической цепи для печатной платы была слегка изменена, чтобы легче было разместить на ней элементы, но с точки зрения электрических характеристик эта схема идентична рассмотренной выше. Сначала был сделан вариант для платы-конструктора, и я решил, что нет необходимости переделывать ее в соответствии с этой измененной схемой. Если ты предпочтешь вариант с печатной платой, то, опять же, неважно, какую использовать схему, в любой из них у каждого элемента свое место, и здесь не должно возникнуть никаких проблем.

Полагаю, тебе пригодится спецификация необходимых элементов с маркировкой магазина Maplin ...

Сопротивления:
R1 = 10K = 10,000 Ohm (M10K)
R2 = 4K7 = 4,700 Ohm (M4K7)
R5 = 4R7 = 4.7 Ohm (M4R7)

Переменный резистор
VR1 = 500K или 470K 20-тиоборотный (UH28F). У Maplin нет в наличии 470K многооборотного переменного резистора, поэтому я указал 1M 22-оборотный.

Конденсаторы:
C1 = 100uF 16V (VH13P)
C2 = 100nF (DT98G)
C3 = 1nF (DT92A)

Интегральные схемы:
IC1 = 555 timer (QH66W)
IC2, IC3 = 4017B (QX09K)
IC4 = 4011 (QX05F)
IC5 = ULN2803 (QY79L)

Светодиоды на свое усмотрение. Чем ярче, тем лучше.

Molex папа = (JW64U)
Molex мама = (JW65V)

Стоимость перечисленных элементов, за вычетом светодиодов, проводов, платы и т.д., составляет около Ј5 (фунтов стерлингов Великобритании).

Для того чтобы использовать в данном проекте вентилятор PC mods fan, пришлось внести в него маленькую модификацию – закоротить резисторы светодиодов. У вентилятора 4 светодиода, и у каждого имеется свой последовательный резистор. ЗАПОМНИ: После этого мода даже НЕ пытайся эксплуатировать свои светодиоды обычным образом, подключив их к 12В блока питания. Сгорят! Модифицированные таким способом светодиоды можно применять только со стробосхемой.

Я тут собрал все 4 светодиода в кучу, они соединены параллельно, и у всех у них теперь один резистор сопротивлением 4,7 Ом, как показано на предыдущей схеме.

А решил я это реализовать самым простым способом – закоротил резисторы проводами. Ну и, конечно, привожу фотки «до» и «после»...

Чтобы показать стробосхему в действии, я включил в эту статью 2 видео. Я снял их своим цифровым фотоаппаратом, соответственно видео очень низкого качества, особенно второе, но они хотя бы дадут некоторое представление о том, как же это все выглядит в действительности.

Первое видео отражает работу стробосхемы, когда она присоединена к вентилятору со светодиодовой подсветкой. Во втором же видео наша схема используется как обычный строб (стробоскоп) с парой красных светодиодов для фронтального освещения вентилятора. В обоих видео я меняю частоту вспышек, стараясь продемонстрировать некоторые из возможных эффектов.

http://www.bit-tech.net/images/article/80/film2.avi.wmv
http://www.bit-tech.net/images/article/80/redfan.wmv

Мне все-таки удалось сделать несколько снимков, а это не так легко при относительно маленькой выдержке! Я привожу их в надежде, что это поможет тебе понять, на что же способна эта схема. Чтобы по достоинству оценить все эти эффекты, тебе непременно нужно увидеть, как это все выглядит в жизни!

Примечания:

Схема работает не зависимо от вентилятора и ее работа не синхронизируется с его скоростью (если бы мы попытались это сделать, наша схема вышла бы далеко за пределы простоты и дешевизны). Наличие осциллятора (генератора импульсов), в основе которого лежит простой таймер серии 555, подразумевает, что в результате колебаний температуры частота чуть-чуть будет сбиваться и, следовательно, будет меняться создаваемый световой эффект. Я решил оставить этот момент без изменений, т.к. решил, что это поможет получить больше интересных эффектов. Например, можно установить такую частоту, при которой работающий вентилятор будет казаться неподвижным, а по мере изменения температуры станет казаться, что он медленно вращается, сначала в одном направлении, потом в другом. Что, вообще, как-то странновато для вентилятора, вращающегося со скоростью более 3000 об/мин!

Я сказал, что это «идея для моддинговых экспериментов», имея в виду, что у нашей схемы множество применений, о многих из которых я, возможно, и сам еще не догадался. Вот некоторые из тех, что пришли мне в голову:

Используй для подсветки вентилятора несколько разноцветных светодиодов и подключи к каждому из них свою собственную стробосхему. В результате ты получишь несколько разноцветных световых мотивов, которые еще при этом будут вращаться в разных направлениях.

Размести около дюжины ультраярких светодиодов внутри корпуса компа, отрегулируй частоту и наблюдай, как все вентиляторы внутри кейса медленно вращаются в разных направлениях, смотри, не сойди с ума! Ты можешь установить такую частоту вспышек, которая будет достаточно высокой для того, чтобы они воспринимались человеческим глазом как постоянный свет, но при этом все элементы, находящиеся в движении, будут вести себя очень и очень странно и загадочно. Просто поэкспериментируй с частотами.

Для строба высокой интенсивности можно использовать целый блок из множества светодиодов, типа вот этого от Rapid Electronics. Code No. 56-2985 (резистор не нужен).

Кстати, блок светодиодов отлично работает с «Неонопульсатором»!

Экспериментируй и посмотри, что у тебя получится.

Перевод с сайта http://www.bit-tech.net/