Гирлянда ek 04 параметры светодиодов. Ремонт новогодней китайской гирлянды собственными силами

Вот и Новый год скоро! На прилавках магазинов рядом с мандаринами, конфетами и шампанским появляются елочные игрушки: разноцветные шары, мишура, всевозможные флажки, бусы и, конечно же, электрические гирлянды.

Обычную гирлянду из разноцветных лампочек, пожалуй, и не купить. Зато различных мигалок, в основном китайского производства, просто не счесть. Микроскопические лампочки могут располагаться на куске картона или вплетаются в ковер из проводов, которым можно украсить сразу целое окно.

Елочные гирлянды тоже отличаются большим разнообразием, прежде всего внешним оформлением, дизайном. Стоимость подобных гирлянд невелика, как, собственно, и мощность лампочек.

Большинство гирлянд имеют маленькую пластмассовую коробочку с одной кнопкой, шнуром с сетевой вилкой и проводами, идущими на гирлянду разноцветных лампочек. Оформление гирлянды может быть самым разнообразным.

Самый простой, и дешевый вариант состоит из микроскопических лампочек, вставленных . На обратной стороне упаковочной коробки написана инструкция по замене лампочек и правила техники безопасности, хотя запасных лампочек не прилагается. Именно такие гирлянды продаются в сети магазинов «Все по 38», правда, в последнее время уже по сорок рублей.

Рисунок 1. Гирлянда за сорок рублей

Гирлянды другого фасона имеют на лампочках небольшие пластиковые плафончики, например, в виде прозрачных цветков с лепестками. Но коробочка с кнопкой остается той, же самой, хотя цена гирлянды доходит рублей до двухсот. Попробуем открыть коробочку, и посмотреть, что же там внутри.

Рисунок 2. Внешний вид контроллера гирлянды с тремя тиристорами

В нижней части рисунка показаны два провода, это как раз подключение устройства к сети. Здесь же находится кнопка, с помощью которой переключаются режимы работы. В верхней части можно увидеть три тиристора и провода, отходящие к гирляндам.

В середине платы находится , - такая черная капля, установленная на маленькой печатной плате. Плата имеет контактные площадки, с помощью которых контроллер впаивается в основную плату.

Сколько тиристоров на плате

К выходам микроконтроллера подключаются управляющие электроды тиристоров, которые включают гирлянды лампочек. Микроконтроллер имеет четыре выхода, но часто, вместо четырех тиристоров на плате установлено только три, а в некоторых случаях всего два.

Необходимый визуальный эффект достигается подключением гирлянд и расположением лампочек: в одной гирлянде запаяны лампочки двух, а то и трех цветов. Как раз такая плата и показана на рисунке 2.

Если посмотреть на эту плату со стороны печатного монтажа, то можно увидеть, что три тиристора запаяны, а под четвертый имеются отверстия с залуженными контактными площадками, как показано на рисунке 3. В некоторых случаях отверстия даже не просверлены, мол, кому заблагорассудится, просверлит сам.

Рисунок 3. Плата контроллера гирлянды. Свободное место для тиристора

Здесь следует заметить такую особенность: если выход контроллера никуда не подключен, это вовсе не означает, что он нерабочий. Программа во всех контроллерах прошита, видимо, одна и та же, все выходы контроллера задействованы.

В этом легко убедиться с помощью стрелочного тестера. Если померить постоянное напряжение на свободной ноге, то стрелка будет скакать, дергаться и отклоняться вместе с миганием других гирлянд. Достаточно просто запаять в плату недостающий тиристор, и, пожалуйста, получаем полноценную четырехканальную гирлянду.

Тиристор можно взять со старой неисправной платы (бывает, что в негодность приходит контроллер) или за сорок рублей купить дополнительную гирлянду и оттуда извлечь тиристор. Для хорошего дела расходы крайне незначительны!

Принципиальная схема гирлянды

По печатной плате несложно составить принципиальную схему. Существуют две разновидности схем, несколько отличающиеся друг от друга. Первый, наиболее совершенный вариант показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 1

Питание всей схемы осуществляется через VD1…VD4. Гирлянды питаются пульсирующим напряжением и включаются контроллером через тиристоры VS1…VS4. Резистор R1 и микроконтроллер DD1 образуют делитель напряжения, на выходе которого получается напряжение 12В.

Конденсатор C1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Через резистор R7 сетевое напряжение подается на вход контроллера 1 для синхронизации схемы с частотой сети 220В, что позволяет осуществлять фазовое управление тиристорами. Эта синхронизация позволяет осуществлять плавное зажигание и угасание гирлянд. Именно такие платы можно встретить в дорогих гирляндах.

Плата, показанная на рисунке 3, собрана по несколько упрощенной схеме, которая показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Контроллер китайской гирлянды. Вариант 2

Сразу бросается в глаза, что тиристоров всего три штуки, а от выпрямительного моста остался всего один диод. Также исчезли резисторы из управляющих электродов тиристоров. Но, в целом, потребительские свойства остались теми же, что и в предыдущей схеме, несмотря на то, что лампочки зажигаются только тогда, когда на верхнем проводе схемы присутствует положительный полупериод сетевого напряжения. Без выпрямительного моста получается однополупериодное выпрямление.

Этот вариант схемотехнического решения присущ тем гирляндам, которые «все по сорок». Вот, собственно, и все, что можно сказать о схемотехнике китайских елочных гирлянд.

Как подключить мощные лампы

Мощность гирлянд невелика, лампочки просто микроскопические, кроме домашней елки вряд ли куда еще подойдут. Но иногда требуется подключить гирлянду с мощными лампами накаливания, например для декоративной подсветки фасадов зданий. Такая доработка уже была приведена в статье . Схема доработанной гирлянды показана на рисунке 8 в упомянутой статье.

Если не хочется переделывать плату

Гораздо проще обойтись без переделки платы контроллера. Все, что придется сделать, это изготовить четыре мощных выходных ключа с оптронными развязками и присоединить их вместо маломощных гирлянд. Схема силового ключа показана на рисунке 6.

Рисунок 6. Мощный силовой ключ с оптронной развязкой

Собственно, схема типовая, работает безотказно, никаких подводных камней в себе не содержит. Как только засвечивается светодиод оптрона MOC3021, открывается маломощный оптронный тиристор и через выводы 4, 6 и резистор R1 соединяются управляющий электрод и анод симистора BTA16-600. Симистор открывается и включает нагрузку, в данном случае гирлянду.

Оптрон следует применить без встроенной схемы CrossZero (детектор перехода сетевого напряжения через ноль), например, MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Если оптрон имеет узел CrossZero, то схема РАБОТАТЬ НЕ БУДЕТ! Об этом забывать не следует.

Симистор BTA16-600 обладает следующими параметрами: прямой ток 16А, обратное напряжение 600В. При токе 5А и напряжении 220В мощность нагрузки уже целый киловатт. Правда, потребуется установить симистор на радиатор.

Металлическая подложка изолирована от кристалла, о чем говорит буква А в маркировке симистора. Это дает возможность устанавливать симисторы на радиатор без слюдяных прокладок и изоляторов для винта. Кстати, именно эти симисторы стоят в регуляторах мощности бытовых пылесосов, при этом радиатор обдувается потоком воздуха на выходе пылесоса.

Если мощность нагрузки не более 400Вт, то можно обойтись и без радиатора. Цоколевка симистора показана на рисунке 7.

Рисунок 7. Цоколевка симистора BTA16-600

Этот рисунок будет совсем не лишним при сборке схемы силового ключа. Все четыре силовых ключа, лучше всего, собрать на общей печатной плате. Резистор R лучше собрать из двух резисторов мощностью по 2Вт, что позволит избежать их чрезмерного нагрева. Максимальный ток входного светодиода оптрона 50мА, поэтому ток в 20…30мА обеспечит его долговременную безотказную работу.

Рисунок 8. Подключение силовых ключей к плате контроллера

В целом все понятно и просто. От контроллера отпаиваются гирлянды, а вместо них запаиваются входные цепи силовых ключей. При этом не требуется никакого вмешательства в печатный монтаж контроллера. Исключение составляет только запаивание дополнительного тиристора, при условии, что его удастся найти. Также придется несколько умощнить сетевой шнур с вилкой, поскольку оригинальный имеет очень маленькое сечение.

При правильном монтаже и исправных деталях схема не нуждается в настройке. Конструкция устройства произвольная, лучше всего в металлическом корпусе, подходящих размеров, который будет выполнять роль радиатора для симисторов.

С целью обеспечения электробезопасности устройство следует включать через автоматический выключатель, или хотя бы плавкий предохранитель.

Приветствую всех. Сегодня предлагаю обзор новогодней гирлянды которую я не рекомендую к покупке . Эта гирлянда продается достаточно давно и обзоров про нее было достаточно. В том числе и очень хвалебных. Подробности ниже.
Гирлянда покупалась год назад, как вы догадались для использования на елке. У какого продавца уже не вспомню, но в шапке указал для ориентира. Уверенно отработала Новогодние праздники и была убрана на хранение в тумбочку. Сегодня я продолжая делать ремонт (наверное к НГ не успею =() натолкнулся на сию гирлянду и решил проверить ее работу перед будущими праздниками. Визуальный осмотр выявил нездоровые потемнения на изоляторах некоторых светодиодов. К тому же не работал один канал. Подумал - выкинуть... но сначала поглядеть что там такое. Нашел обрыв в гирлянде одного канала и восстановил. Как раз на этом дефектном участке и сделал серию снимков. Включил - все работает, но резисторы которые находятся в изоляторах светодиодов в большинстве своем почернели, где больше, а где меньше. В течении нескольких минут понаблюдал за гирляндой и пришел к выводу что наибольший нагрев резисторов происходит у красных светодиодов. У синих же напротив вполне теплые. Вспомнил что некоторые светодиоды потребляют разный ток, в зависимости от цвета свечения, а резисторы токоограничивающие установлены одинаковые. Так же отсутствует гальваническая развязка с сетью и предохранитель. Последнее в порядке вещей и встречается повсеместно.

Гирлянда как и все дешевые отправления была доставлена в пакете с пузырями воздуха. Внутри уже была гирлянда в родной упаковке. Некоторым приходит в картонной коробке, видимо мне досталась эконом версия. Фото к сожалению не сохранилось.

Длина гирлянды заявлена 10 метров, количество светодиодов 100 штук.
Причем из этих 10 метров 60 см отведено на шнур питания:


Использованы светодиоды четырёх цветов: красный, зелёный, жёлтый и синий. Причем зеленый и синий расположены на одной ветке. Гирлянда имеет 8 режимов работы. все режимы частично взаимозаменяемые: то мигают по очереди, то все сразу, то плавно разгораются и так же плавно тухнут. Самый плохой режим, когда все светодиоды горят непрерывно.

Контроллер:
Одна единственная кнопка - можно циклически переключать варианты работы, которые указаны на фронтальной поверхности:


EK-04 тип контроллера. Много красивых значков, которые кроме присутствия больше ничего не дают:


Входа выхода, слева два провода питание 220 В и 4 провода на каналы. Обнаружилось свободное место:


Вероятно должен быть еще один, четвертый канал, но сэкономили:


Так и есть, тиристоров всего три, но при желании можно допаять еще один:


Кстати тиристоры 400 Вольт и 0.5 Ампер.


Схема гирлянды с полноценными четырьмя каналами.
Обратите внимание, что регулировка яркости фазовая. Да и вообще сглаживающего конденсатора нет - пульсации 100% На елку долго и не посмотришь, хоть и яркость невелика:

Вилка обещает выдержать до 2.5 Ампера. В розетки со шторками лезет с трудом. Норовит согнуться.


Изоляция конечно получше чем у кроссировочного провода, 220 Вольт вроде бы держит, но сомнения не покидают:

Как выглядели светодиоды с изоляторами первоначально:


То же, но с резистором. Изолятор жесткий напоминает материал стержня шариковой ручки:


Обнаруженный дефект и устранение:
Обрыв. Пока в руках вертел и второй конец оборвался.


Сильный нагрев резистора, до обугливания покрытия. Жилы на проводах тонкие, нагрузку не держат, рвутся, окисляются.








Применение термоусадки, что под руку попалось. Белая выглядит лучше, а еще лучше конечно прозрачная. Но с ремонтом не поймешь что где =(


Так же доработал контроллер - установил предохранитель на 0.2 А.

В продаже встречаются варианты с разными вилками: EU и USA что наталкивает на мысль о разном питающем напряжении. Т.е. вам пришлют на ваш выбор, а вот какие будут стоять токоограничивающие резисторы - неизвестно. Может все одинаковое, только вилка меняется.

Небольшое видео с описанием недостатка гирлянды и демонстрация работы:

Выводы:

Короткий шнур питания.
Много красивых значков на корпусе, которые по сути обман потребителя.
В режиме постоянного горения происходит перегрев и порча части гирлянды.
Пайка выполнена с использованием либо активного флюса, либо кислоты.
Провода тонкие (жилы).
Пульсации светодиодов 100%
Количество на самом деле 100 штук и длина общая 10 метров. Но синие и зеленые светодиоды на одной ветке. Лучше бы 4й канал сделали.
Из плюсов для самоделкиных - можно умощнить выходы и сделать гораздо более мощную гирлянду.
Выводы сделаны основываясь исключительно во время пользования личной гирлянды.
Брать не рекомендую.

Всех с безопасным наступающим!