Практически у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, возникало желание собрать цветомузыкальную приставку или бегущий огонь, чтобы разнообразить прослушивание музыки в вечернее время или в праздничные дни. В этой статье речь пойдет о простой цветомузыкальной приставке, собранной на светодиодах , которую под силу собрать даже начинающему радиолюбителю.

1. Принцип действия цветомузыкальных приставок.

Работа цветомузыкальных приставок (ЦМП , ЦМУ или СДУ ) основана на частотном разделении спектра звукового сигнала с последующей передачей его по отдельным каналам низких , средних и высоких частот, где каждый из каналов управляет своим источником света, яркость которого определяется колебаниями звукового сигнала. Конечным результатом работы приставки является получение цветовой гаммы, соответствующей воспроизводимому музыкальному произведению.

Для получения полной гаммы цветов и максимального количества цветовых оттенков в цветомузыкальных приставках используются, как минимум, три цвета:

Разделение частотного спектра звукового сигнала происходит с помощью LC- и RC-фильтров , где каждый фильтр настроен на свою сравнительно узкую полосу частот и пропускает через себя только колебания этого участка звукового диапазона:

1 . Фильтр низких частот (ФНЧ) пропускает колебания частотой до 300 Гц и цвет его источника света выбирают красным;
2 . Фильтр средних частот (ФСЧ) пропускает 250 – 2500 Гц и цвет его источника света выбирают зеленым или желтым;
3 . Фильтр высших частот (ФВЧ) пропускает от 2500 Гц и выше, и цвет его источника света выбирают синим.

Каких-либо принципиальных правил для выбора полосы пропускания или цвета свечения ламп не существует, поэтому каждый радиолюбитель может применять цвета исходя из особенностей своего восприятия цвета, а также по своему усмотрению изменять число каналов и ширину полосы частот.

2. Принципиальная схема цветомузыкальной приставки.

На рисунке ниже предоставлена схема простой четырехканальной цветомузыкальной приставки, собранной на светодиодах. Приставка состоит из усилителя входного сигнала, четырех каналов и блока питания, обеспечивающего питание приставки от сети переменного тока.

Сигнал звуковой частоты подается на контакты ПК , ЛК и Общий разъема Х1 , и через резисторы R1 и R2 попадает на переменный резистор R3 , являющийся регулятором уровня входного сигнала. От среднего вывода переменного резистора R3 звуковой сигнал через конденсатор С1 и резистор R4 поступает на вход предварительного усилителя, собранного на транзисторах VT1 и VT2 . Применение усилителя позволило использовать приставку практически с любым источником звукового сигнала.

С выхода усилителя звуковой сигнал подается на верхние выводы подстроечных резисторов R7 ,R10 , R14 , R18 , являющиеся нагрузкой усилителя и выполняющие функцию регулировки (подстройки) входного сигнала отдельно по каждому каналу, а также устанавливают нужную яркость светодиодов канала. От средних выводов подстроечных резисторов звуковой сигнал поступает на входы четырех каналов, каждый из которых работает в своей полосе звукового диапазона. Схематично все каналы выполнены одинаково и различаются лишь RC-фильтрами.

На канал высших R7 .
Полосовой фильтр канала образован конденсатором С2 и пропускает только спектр верхних частот звукового сигнала. Низкие и средние частоты через фильтр не проходят, так как сопротивление конденсатора для этих частот велико.

Проходя конденсатор, сигнал верхних частот детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT3 . Появляющееся на базе транзистора отрицательное напряжение открывает его, и группа синих светодиодов HL1 — HL6 , включенных в его коллекторную цепь, зажигаются. И чем больше амплитуда входного сигнала, тем сильнее открывается транзистор, тем ярче горят светодиоды. Для ограничения максимального тока через светодиоды последовательно с ними включены резисторы R8 и R9 . При отсутствии этих резисторов светодиоды могут выйти из строя.

На канал средних частот сигнал подается от среднего вывода резистора R10 .
Полосовой фильтр канала образован контуром С3R11С4 , который для низких и высших частот оказывает значительное сопротивление, поэтому на базу транзистора VT4 поступают лишь колебания средних частот. В коллекторную цепь транзистора включены светодиоды HL7 – HL12 зеленого цвета.

На канал низких частот сигнал подается со среднего вывода резистора R18 .
Фильтр канала образован контуром С6R19С7 , который ослабляет сигналы средних и высших частот и поэтому на базу транзистора VT6 поступают лишь колебания низких частот. Нагрузкой канала являются светодиоды HL19 – HL24 красного цвета.

Для разнообразия цветовой гаммы в цветомузыкальную приставку добавлен канал желтого цвета. Фильтр канала образован контуром R15C5 и работает в частотном диапазоне ближе к низким частотам. Входной сигнал на фильтр поступает с резистора R14 .

Питается цветомузыкальная приставка постоянным напряжением 9В . Блок питания приставки состоит из трансформатора Т1 , диодного моста, выполненного на диодах VD5 – VD8 , микросхемного стабилизатора напряжения DA1 типа КРЕН5, резистора R22 и двух оксидных конденсаторов С8 и С9 .

Переменное напряжение, выпрямленное диодным мостом, сглаживается оксидным конденсатором С8 и поступает на стабилизатор напряжения КРЕН5. С вывода 3 микросхемы стабилизированное напряжение 9В подается в схему приставки.

Для получения выходного напряжения 9В между минусовой шиной блока питания и выводом 2 микросхемы включен резистор R22 . Изменением величины сопротивления этого резистора добиваются нужного выходного напряжения на выводе 3 микросхемы.

3. Детали.

В приставке могут быть использованы любые постоянные резисторы мощностью 0,25 – 0,125 Вт. На рисунке ниже показаны номиналы резисторов, у которых для обозначения величины сопротивления используют цветные полоски:

Переменный резистор R3 и подстроечные резисторы R7, R10, R14, R18 любого типа, лишь бы подходили под размер печатной платы. В авторском варианте конструкции использовался отечественный переменный резистор типа СП3-4ВМ, подстроечные резисторы импортного производства.

Постоянные конденсаторы могут быть любого типа, и рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 16 В. При возникновении трудности с приобретением конденсатора С7 емкостью 0,3 мкФ его можно составить из двух соединенных параллельно емкостью 0,22 мкФ и 0,1 мкФ.

Оксидные конденсаторы С1 и С6 должны иметь рабочее напряжение не ниже 10 В, конденсатор С9 не ниже 16 В, а конденсатор С8 не ниже 25 В.

Оксидные конденсаторы С1, С6, С8 и С9 имеют полярность , поэтому при монтаже на макетную или печатную плату это необходимо учитывать: у конденсаторов Советского производства на корпусе обозначают положительный вывод, у современных отечественных и импортных конденсаторов обозначают отрицательный вывод.

Диоды VD1 – VD4 любые из серии Д9. На корпусе диода со стороны анода наносится цветная полоска, определяющая букву диода.

В качестве выпрямителя, собранного на диодах VD5 – VD8, используется готовый миниатюрный диодный мост, рассчитанный на напряжение 50В и ток не менее 200 mA.

Если вместо готового моста использовать выпрямительные диоды, придется немного подкорректировать печатную плату, или диодный мост вообще вынести за пределы основной платы приставки и собрать на отдельной небольшой плате.

Для самостоятельной сборки моста диоды берутся с теми же параметрами, что и заводской мост. Также подойдут любые выпрямительные диоды из серии КД105, КД106, КД208, КД209, КД221, Д229, КД204, КД205, 1N4001 – 1N4007. Если использовать диоды из серии КД209 или 1N4001 – 1N4007, то мост можно собрать прямо со стороны печатного монтажа непосредственно на контактных площадках платы.

Светодиоды обычные с желтым, красным, синим и зеленым цветом свечения. В каждом канале используется по 6 штук:

Транзисторы VT1 и VT2 из серии КТ361 с любым буквенным индексом.

Транзисторы VT3, VT4, VT5, VT6 из серии КТ502 с любым буквенным индексом.

Стабилизатор напряжения типа КРЕН5А с любым буквенным индексом (импортный аналог 7805). Если использовать девятивольтовые КРЕН8А или КРЕН8Г (импортный аналог 7809), то резистор R22 не ставится. Вместо резистора на плате устанавливается перемычка, которая соединит средний вывод микросхемы с минусовой шиной, или при изготовлении платы этот резистор вообще не предусматривается.

Для соединения приставки с источником звукового сигнала применен разъем типа «джек» на три контакта. Кабель взят от компьютерной мыши.

Трансформатор питания – готовый или самодельный мощностью не менее 5 Вт с напряжением на вторичной обмотке 12 – 15 В при токе нагрузки 200 mA.

В дополнение к статье посмотрите первую часть видеоролика, где показывается начальный этап сборки цветомузыкальной приставки

На этом первая часть заканчивается.
Если Вы соблазнились сделать цветомузыку на светодиодах , тогда подбирайте детали и обязательно проверьте исправность диодов и транзисторов, например, . А во произведем окончательную сборку и настройку цветомузыкальной приставки.
Удачи!

Литература:
1. И. Андрианов «Приставки к радиоприемным устройствам».
2. Радио 1990 №8, Б. Сергеев «Простые цветомузыкальные приставки».
3. Руководство по эксплуатации радиоконструктора «Старт».

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы:

• широкая цветовая гамма и более насыщенный свет;
• различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки);
• высокая скорость срабатывания;
• низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт. Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке.
Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем.
Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке.
В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Цветомузыка с RGB светодиодной лентой

Следующая схема цветомузыкальной приставки работает от 12 вольт и может устанавливаться в автомобиле. Она совместила в себе основные функции ранее рассмотренных схемотехнических решений и способна работать в режиме цветомузыки и светильника.

Первый режим достигается за счёт бесконтактного управления RGB-лентой при помощи микрофона, а второй – за счёт одновременного свечения красного, зелёного и синего светодиодов на полную мощность. Выбор режима осуществляется при помощи переключателя, размещенного на плате. Теперь остановимся подробно на том, как сделать цветомузыку, которая отлично подойдет даже для установки в авто, и какие детали для этого потребуются.

Структурная схема

Чтобы понять, как работает данная цветомузыкальная приставка, сначала рассмотрим её структурную схему. Она поможет проследить полный путь прохождения сигнала.
Источником электрического сигнала является микрофон, который преобразует звуковые колебания от фонограммы. Т.к. этот сигнал чрезмерно мал, его необходимо усилить при помощи транзистора или операционного усилителя. Далее следует автоматический регулятор уровня (АРУ), который удерживает колебания звука в разумных пределах и подготавливает его к дальнейшей обработке. Фильтры разделяют сигнал на три составляющие, каждая из которых работает только в одном частотном диапазоне. В конце остаётся только усилить подготовленный токовый сигнал, для чего используют транзисторы, работающие в ключевом режиме.

Принципиальная схема

На основании структурных блоков, можно перейти к рассмотрению принципиальной схемы. Её общий вид представлен на рисунке.
Для ограничения тока потребления и стабилизации питающего напряжения установлен резистор R12 и конденсатор С9. Для задания напряжения смещения микрофона установлены R1, R2, C1. Конденсатор C fc подбирается индивидуально к конкретной модели микрофона в процессе наладки. Он нужен для того, чтобы немного приглушить сигнал той частоты, которая превалирует в работе микрофона. Обычно снижают влияние высокочастотной составляющей.

Нестабильное напряжение автомобильной сети может оказывать влияние на работу цветомузыки. Поэтому наиболее правильно подключать самодельные электронные устройства через стабилизатор на 12В.

Звуковые колебания в микрофоне преобразуются в электрический сигнал и через С2 поступают на прямой вход операционного усилителя DA1.1. с его выхода сигнал следует на вход операционного усилителя DA1.2, снабженного цепью обратной связи. Сопротивления резисторов R5, R6 и R10, R11 задают коэффициент усиления DA1.1, DA1.2 равный 11. Элементы цепи ОС: VD1, VD2, C4, C5, R8, R9 и VT1 вместе с DA1.2 входят в состав АРУ. В момент возникновения на выходе DA1.2 сигнала слишком большой амплитуды транзистор VT1 открывается и через С4 замыкает входной сигнал на общий провод. Это приводит к мгновенному снижению напряжения на выходе.

Затем стабилизированный переменный ток звуковой частоты проходит через отсекающий конденсатор С8, после чего разделяется на три RC-фильтра: R13, C10 (НЧ), R14, C11, C12 (СЧ), R15, C13 (ВЧ). Чтобы цветомузыка на светодиодах светила достаточно ярко, нужно усилить выходной ток до соответствующего значения. Для ленты с потреблением до 0,5А на каждый канал подойдут транзисторы средней мощности типа КТ817 или импортный BD139 без монтажа на радиатор. Если собираемая светомузыка своими руками предполагает нагрузку около 1А, то транзисторам потребуется принудительное охлаждение.

В коллекторах каждого выходного транзистора (параллельно выходу) стоят диоды D6-D8, катоды которых объединены между собой и выведены на переключатель SA1 (White light). Второй контакт переключателя соединён с общим проводом (GND). Пока SA1 разомкнут, схема работает в режиме цветомузыки. При замыкании контактов переключателя все светодиоды в ленте зажигаются на полную яркость, образуя в сумме белый поток света.

Печатная плата и детали сборки

Для изготовления печатной платы понадобится односторонний текстолит размером 50 на 90 мм и готовый файл.lay, который можно скачать . Для наглядности плата показана со стороны радиоэлементов. Перед выводом на печать необходимо задать её зеркальное отображение. В слое М1 показаны 3 перемычки, размещаемые на стороне деталей.
Для сборки цветомузыки из светодиодной ленты своими руками понадобятся доступные и недорогие компоненты. Микрофон электретного типа, подойдет в защитном корпусе со старой аудио аппаратуры. Светомузыка собрана на микросхеме TL072 в DIP8 корпусе. Конденсаторы, независимо от типа, должны иметь запас по напряжению и быть рассчитаны на 16В или 25В. При необходимости конструкция платы позволяет установить выходные транзисторы на небольшие радиаторы. С краю запаивают клеммную колодку на 6 позиций для подачи питания, подключения RGB светодиодной ленты и переключателя. Полный перечень элементов приведен в таблице. В заключение хочется отметить, что количество выходных каналов в самодельной цветомузыкальной приставке можно увеличивать сколь угодно раз. Для этого нужно разбить весь частотный диапазон на большее количество секторов и пересчитать полосу пропускания каждого RC-фильтра. К выходам дополнительных усилителей подключить светодиоды промежуточных цветов: фиолетового, бирюзового, оранжевого. От такого усовершенствования цветомузыка своими руками станет только краше.

Приведенные схемы принадлежат сайту cxem.net

Читайте так же

Всем нам время от времени хочется праздника. Иногда хочется погрустить или испытать другие эмоции. Самый простой и эффективный способ добиться желаемого результата – послушать музыку. Но одной лишь музыки часто бывает недостаточно – нужна визуализация звукового потока, спецэффекты. Иначе говоря – нужна цветомузыка (или светомузыка как её иногда называют). Но где же её взять, если подобная аппаратура в специализированных магазинах стоит недешево? Сделать своими руками, конечно же. Все, что для этого нужно, это наличие компьютера (или блока питания отдельно), нескольких метров светодиодной RGB ленты мощностью потребления в 12в, макетная плата USB (AVR-USB-MEGA16 – пожалуй, самый дешевый и простой вариант), а также схема того, что и куда подключать.

Немного о ленте

Прежде чем перейти к самим работам, необходимо определить, что же собой представляет эта светодиодная RGB лента мощностью именно 12в. А является она простым, но одновременно очень хитроумным изобретением.

Светодиоды известны уже не первое десятилетие, но благодаря инновационным разработкам стали действительно универсальным решением для множества проблем в сфере электроники. Они сейчас применяются повсеместно – как индикаторы в бытовой технике, самостоятельно в виде энергосберегающей лампы, в космической отрасли, а также в сфере спецэффектов. К последней можно отнести и цветомузыку. Когда светодиоды трех типов – красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) объединяются на одной ленте, то получается светодиодная RGB лента. В современных RGB диодах имеется миниатюрный контроллер. Это позволяет им испускать все три цвета.

Особенностью такой является ленты то, что все диоды сгруппированы и соединены в общую цепочку , управляемую общим контроллером (им может оказаться также и компьютер в случае подключения через USB, либо специальный блок питания с пультом управления для автономных модификаций). Все это позволяет создать практически бесконечную ленту с минимумом проводов. Её толщина может достигать буквально нескольких миллиметров (если не учитывать варианты с резиновой или силиконовой защитой от физических повреждений, влаги и температуры). До изобретения такого типа микроконтроллеров самая простая модель имела, по крайней мере, три провода. И чем выше была функциональность таких гирлянд – тем больше было проводов. В западной культуре фраза «распутать гирлянду» давно уже стало нарицательным для всех долгих, нудных и крайне запутанных дел. И вот сейчас это перестало быть проблемой (еще и потому, что светодиодную ленту предусмотрительно накручивают на специальный небольшой барабан).

Что нам нужно?

Цветомузыка своими руками из ленты GE60RGB2811C

В идеале, для организации цветомузыки своими руками нам подойдет уже готовая светодиодная лента с питанием от USB порта компьютера. Все, что нам надо – скачать необходимое приложение на для того же компьютера, настроить ассоциации файлов с нужным аудио-проигрывателем, и наслаждаться результатом. Но это если нам очень повезет, и если у нас есть деньги, чтобы все это приобрести. В ином случае все выглядит несколько сложнее.

В продаже магазинов электронных комплектующих есть различные по длине и мощности светодиодные ленты, но нам нужна только 12в. Она является наилучшим вариантом для подключения к компьютеру посредством USB. Так, например, можно найти модель GE60RGB2811C, которая представляет собой последовательно подключенных 300 RGB светодиодов. Один из плюсов любой такой ленты в том, что её можно нарезать как кому удобно – любой длины. Все что нужно после этого – соединить контакты, чтобы электрическая цепь не была разомкнутой, и схема была целостной (это надо сделать обязательно).

Схема настройки цветомузыки

Также нам может понадобиться макетная плата для подключения USB. Самым популярным, дешевым, но при этом функциональным вариантом для подключения является модель AVR-USB-MEGA16 под USB 1.1. Эта версия USB считается уже несколько устаревшей т.к. передает сигнал к светодиодам со скоростью 8 миллисекунд, что для современной техники слишком медленно, но, поскольку человеческий глаз и эту скорость воспринимает как «мгновение ока», то нам она вполне подойдет.

Если опустить большинство сложнейших технических тонкостей и нюансов, то все, что требует от нас схема такого подключения, это взять ленту нужной длины, высвободить и зачистить контакты на одной стороне, подключить и припаять их к выходу на макетной плате (на самой плате указаны символы, какой разъем и для чего нужен) и, собственно, всё. Для полной длины ленты в 12в может не хватить питания, поэтому можно их запитать от старого блока питания компьютера (это потребует параллельного подключения), или просто обрезать ленту. Звук при просто этом варианте будет идти из компьютерных динамиков. Для особо искушенных в электронике мастеров, можно порекомендовать присоединить микрофонный усилитель и маленький «динамик-пищалку» прямо к AVR-USB-MEGA16.

Схема крепления контактов ленты к USB шнуру от смартфона

Если эту плату раздобыть не удалось, то на самый крайний случай подключение можно сделать через светодиодную RGB ленту 12в к USB кабелю от смартфона или планшетного компьютера (схема по настройке цветомузыки своими руками это допускает). Важно только убедиться, что шнур даст необходимые 5 ватт мощности. В завершение всех этих манипуляций устанавливаем программу SLP (или прописываем все шаги в txt файле, если позволяют познания в программировании и понятна схема и алгоритм всех действий), выбираем нужный режим (по количеству диодов), и наслаждаемся работой, проделанной своими руками.

Вывод

Цветомузыка не является предметом первой необходимости, но зато делает нашу жизнь гораздо интереснее, и не только из-за того, что мы теперь можем смотреть на мигающие разноцветные огоньки, загорающимися и тухнущими в такт любимой мелодии. Нет, мы о другом. Сделав нечто подобное своими руками, а не купив в магазине, каждый почувствует прилив сил от удовлетворения, присущего каждому мастеру и творцу, и осознания, что он тоже чего-то стоит. А по сути вопроса – цветомузыка установлена, мигает и радует глаз с минимальными расходами и максимальным удовольствием – чего еще надо?..

Освещение на кухне малогабаритной квартиры
Подбираем светильники для зеркал, возможные варианты
Люстра для детской комнаты в виде самолетика

Неисчерпаемый потенциал светодиодов в очередной раз раскрылся в конструировании новых и модернизации уже имеющихся цветомузыкальных приставок. 30 лет назад пиком моды считалась цветомузыка, собранная из разноцветных лампочек на 220 вольт, подключенных к кассетному магнитофону. Сейчас ситуация изменилась и функцию магнитофона теперь выполняет любое мультимедийное устройство, а вместо ламп накаливания устанавливают сверхъяркие светодиоды или светодиодные ленты.

Преимущества светодиодов перед лампочками в цветомузыкальных приставках неоспоримы: широкая цветовая гамма и более насыщенный свет; различные варианты исполнения (дискретные элементы, модули, RGB-ленты, линейки); высокая скорость срабатывания; низкое энергопотребление.

Как сделать цветомузыку с помощью простой электронной схемы и заставить светодиоды мигать от источника звуковой частоты? Какие варианты преобразования звукового сигнала существуют? Эти и другие вопросы рассмотрим на конкретных примерах.

• Смотрите также, как сделать

Цветомузыка на транзисторах КТ805АМ (3-х канальная)

Первой представляем вашему вниманию цветомузыку на 12В с транзисторами КТ805АМ.

В данной цветомузыке используется минимум деталей: 6 сопротивлений номиналом 100 Ом, конденсаторы 5-ти номиналов, 3 транзистора КТ805АМ.

Также можно использовать другие транзисторы марки КТ, у нас - КТ829.

Данная цветомузыка для дома собиралась навесным монтажом, поскольку есть мало деталей, но ниже можно скачать печатную плату цветомузыки на 2 канала (стерео)

Необходимые радиодетали для сборки цветомузыки своими руками:

• 3 биполярных транзистора (VT1–VT3) - КТ805АМ (КТ829).
• Электролитические конденсаторы - C1 100 мкФ C2, C3 4.7 мкФ, C4 47 мкФ, C5 22 мкФ, C6 1 мкФ.
• 6 резисторов (R1–R6) - 100 Ом.
• Светодиод (LED1-LED3) - 12В.

Конденсаторы используем полярные (полярность соблюдать как на схеме) иначе работать не будет!

Вместо резисторов R4–R6 можно использовать переменные номиналом 10 кОм, вместо светодиодов - светодиодную ленту.

Схема цветомузыки для дома на транзисторах:

Вот фото платы:

Для работы данной цветомузыки потребуется предусилитель, в качестве него можно использовать усилитель Вега10у-120с, подключаем к выходам на колонки.

Скачать печатную плату цветомузыки (3 цвета, 2 канала) можно ниже:

Файлы для скачивания:

Как работает данная цветомузыка, собранная своими руками, смотрите ниже:

Цветомузыка на светодиодах своими руками

Эта светомузыкальная установка создаёт зрительный эффект на домашней ёлке или на дискотеке. С первыми аккордами музыки светодиодные гирлянды разгораются разноцветными переливами.

В основе работы схемы лежит принцип частотного разделения звукового сигнала в каналах, разным частотам соответствует свой цвет свечения светодиодов. Для устранения эффекта мерцания и снижения усталости глаз введён канал подсветки, отключение которого происходит при включении в работу канала синего цвета.

Схема устройства состоит из трёх светомузыкальных каналов: низкой - красный, средней - зелёный и высокой частоты - синий. Во входных цепях установлены регуляторы уровня сигнала, от режима установки которого зависит яркость гирлянд.

Уровень входного сигнала может варьироваться от 0,5 до 3 вольт. Дополнительно, для удобства, установлен регулятор уровня входного сигнала.

• Пошаговая инструкция по созданию самодельного

В принципиальную схему кроме трёх каналов с входными фильтрами входят: входной усилитель сигналов, канал подсветки и адаптер питания.

Схема светомузыкальной установки на светодиодах:

Ключевыми устройствами являются тиристоры. Внешний сигнал с разграничением по уровню подаётся на верхний или нижний вход (линия или радио). Сигнал через регулятор яркости R9 и конденсатор С3 поступает на вход усилителя на транзисторе VT1 обратной проводимости. В усилителе предусмотрено автоматическое ограничение сигнала диодом VD1. Превышение сигнала на базе транзистораVT1 приводит к открытию диода VD1 и шунтированию перехода база-эмиттер.

Снятый с коллектора транзистора VT1 сигнал поступает для распределения на входные регуляторы уровня каналов - резисторы R1. Далее сигнал поступает на фильтры каналов с частотным разделением 50–200 Гц, 250–1000 Гц, 1200–5000 Гц.

После частотного разделения сигналы поступают на вход предварительных усилителей на тиристорах VS1. Резисторы R3 позволяют подогнать чувствительность входных тиристоров в связи с разбросом характеристик.

Усиленный сигнал с нагрузки R5 катода VS1 поступает на управляющий электрод усилителя мощности на тиристорах VS2. Светодиодные гирлянды HL1–HL21 включены попарно в анодную цепь выходного тиристора по десять штук в две параллельные линии. В светодиодные линии также установлены ограничительные резисторы R6, R7 (R17, R18 в подсветке).

Канал подсветки составлен на одном тиристоре VS3 и управляется с анода выходного тиристора синего канала.

Питание предварительного усилителя и выходных каналов раздельное - предварительный усилитель питается от двухполупериодного выпрямителя на диодном мосте VD3 и далее через резистор R16 и диод VD2 в обратном включении.

Диод VD2 предотвращает шунтирование тиристоров каналов постоянным напряжением, сглаженным конденсатором С4. Каналы светомузыкальной установки питаются импульсным напряжением с выпрямителя VD3.

Силовой трансформатор Т1 установлен небольшой мощности (не более 20 ватт) от китайского адаптера. Конечно при возможной замене светодиодной гирлянды на лампочки, мощность трансформатора придётся увеличить раз в пять.

Наладка данной цветомузыки для дома заключается в подборе начальных уровней сигнала на каждом канале. Желательно подать сигнал с генератора, а затем подбором конденсаторов С1, С2 добиться соответствия полосы пропускания каналов.

• Смотрите также, как сделать своими руками

Канал подсветки подстраивается резистором R14.

Список радиоэлементов для 1 канала (красного):

• 21 красный светодиод (HL1–HL21).
• 2 пленочных или керамических конденсатора - С1 0.1 мкФ и С2 0.05 мкФ.
• Резисторы - R2 1 кОм; R4 8.2 кОм; R5 1 кОм; R6, R7 57 Ом.

Список радиоэлементов для 2 канала (зеленого):

• Тиристоры и симисторы (TS1, TS2) - КУ102Б (КУ101Б) и КУ102Г (КУ101Г).
• 21 зеленый светодиод (HL1–HL21).
• Переменный резистор (R1) - 10 кОм.
• Подстроечный резистор (R3) - 100 кОм.

Список радиоэлементов для 3 канала (синего):

• Тиристоры и симисторы (TS1, TS2) - КУ102Б (КУ101Б) и КУ102Г (КУ101Г).
• 21 синий светодиод (HL1–HL21).
• 2 пленочных конденсатора - С1 0.1 мкФ и С2 0.05 мкФ.
• Переменный резистор (R1) - 10 кОм.
• Подстроечный резистор (R3) - 100 кОм.
• Резисторы - R2 1 кОм; R4 8.2 кОм; R5 1 кОм; R6, R7 56 Ом.
• 21 оранжевый светодиод (HL1–HL21).

Список радиоэлементов для БП и входов «линия», «радио»:

• Тиристор и симистор (TS3) - КУ102Г (КУ101Г).
• Биполярный транзистор (VT1) - КТ312Б или КТ315.
• 2 диода (VD1, VD2) - КД512А (КД106, КД512Б или другой маломощный).
• Диодный мост (VD3) - КЦ407А.
• Трансформатор (T1) - 12В 1А (можно на 2А и выше).
• Пленочный конденсатор (С3) - 1 мкФ.
• 2 электролитических конденсатора (С4, С5) - 10 мкФ х 16В.
• Переменный резистор (R9) - 10 кОм.
• Подстроечный резистор (R14) - 10 кОм.
• Резисторы - R8 100 кОм; R10 180 кОм; R11 10 кОм; R6, R12 1 кОм; R13 100 Ом; R15 1 кОм; R16 560 Ом; R17, R18 56 Ом.

Таблица замен:

Наименование	Тип	Замена	Примечание
Транзистор VT1	КТ312Б	КТ315	NPN
Резисторы R1–R18	МЛТ 0,125	С2-29	-
Тиристоры VS1–VS3	КУ101Б	КУ101Г	1 Ампер
Резистор R3	CПО	-	-
Диод VD1, VD2	КД 512Б	КД 106	-
Трансформатор T1	ТПП	ТН	12В 1 Ампер
Резистор R1, R9	СПО	СП-3	-

Следует заметить, что в схеме все три канала имеют одинаковые наименования деталей, так как идентичны, кроме входных фильтров. Количество каналов можно увеличить, выполнив две платы, что даст возможность дополнить цвета.

Схема собрана на печатной плате и установлена с трансформатором в пластмассовом блоке БП-1. Гирлянды располагаются по личному усмотрению, подключаются к схеме устройства тонким многожильным проводом в изоляции диаметром 0.24 мм.

Схема цветомузыки для дома - цветомузыкальное малогабаритное устройство

Описываемая конструкция цветомузыкального устройства предназначена для использования совместно с переносным радиоприемником ВЭФ-201 (или аналогичным). Благодаря расположению экрана на передней стенке рядом с громкоговорителем выполняется основной принцип цветомузыки: цвет органически связан со звуком и отображает его. Применение специальной системы рассеивания дало возможность расположить лампы накаливания почти непосредственно перед экраном. Кроме того, система излучатели - экран представляет собой разъемную конструкцию, что значительно упростило всю установку.

В основу действия данного цветомузыкального устройства положено разделение звукового диапазона на три частотных поддиапазона: низших, средних и высоких частот. Возможна также разбивка и на 4 поддиапазона, но в этом случае следует несколько изменить схему и печатную плату, а также расположение ламп перед экраном.

Цветомузыкальное устройство состоит из 3-х основных блоков:

• предварительного усилителя на транзисторах Т1 и Т2, необходимого для усиления звуковой частоты, снимаемой с НЧ детектора;
• трех фильтров на транзисторе ТЗ;
• трех усилителей мощности, собранных по аналогичным составным схемам (на рис. 1 - на транзисторах Т4 и Т5).

Нагрузками усилителей служат микролампы.

В зависимости от пропускаемых частот (выбранного числа каналов) в фильтре каждого канала емкости конденсаторов C3–С5 имеют номиналы, которые указаны в таблице ниже:

Цвет	1- С, мкФ	2 - С, мкФ
Красный	0.1	0.1
Зеленый	0.03	0.047
Синий	0.01	0.01
Зеленый	-	0.022

Диод Д1 необходим для выделения на входе усилителя мощности отрицательной составляющей с тем, чтобы транзистор Т4 был всегда открыт. На вход подается сигнал непосредственно с НЧ детектора приемника.

Принципиальная схема цветомузыки для монтажа своими руками:

1. Для отключения питания устройства служит клавишный выключатель В1, расположенный сверху приемника.
2. Резисторы, используемые в конструкции (УЛМ или МЛТ) - 0,125.
3. Электролитические конденсаторы - типа К50-6.
4. Транзисторы и диоды, за исключением транзистора Т5, могут быть использованы любые низкочастотные.
5. Лампы Л1 - на 2,5 В, 75 мА. Возможно использование микроламп на напряжение 9 В, но в этом случае потребляемая мощность увеличится в 1,5 раза, а чувствительность уменьшится в 1,3 раза.

Монтаж выполнен на плате предварительных усилителей и фильтров (печатным способом) и на плате усилителей мощности (навесным монтажом).

Необходимые радиоэлементы:

• 5 биполярных транзисторов - 1 Т1 МП40 и 4 Т2–Т5 МП16.
• Диод (Д1) - Д220.
• Резисторы - R1 620 кОм, R2, R5 10 кОм, R3 7.5 кОм, R4 470 кОм, R6 5.1 кОм, R7 4.7 кОм, R8 220 кОм, R9 3.3 кОм, R10 2 кОм, R11 2.2 кОм, R12 62 кОм.
• 2 электролитических конденсатора (C1, C2) - 5 мкФ 10В и 10 мкФ 10В (К50-6).
• 4 конденсатора C3–C5 - 0.1 мкФ для фильтра красного цвета, 0.03 мкФ для фильтра зелёного цвета, 0.01 мкФ для фильтра синего цвета, 0.047 мкФ для фильтра жёлтого цвета.
• Лампа накаливания (Л1) - 2.5В 75мА.

Экран, на котором происходит смешение цветов, представляет собой важнейший элемент всей конструкции. Он состоит из трех слоев.

Благодаря двум слоям трубок диаметром 1–1,5 мм, расположенным перпендикулярно друг другу, рассеяние цветов происходит практически по всей площади экрана. Необходимо также отметить, что свет попадает только на экран и не виден на шкале радиоприемника, вследствие чего конструкция системы излучатель–экран значительно упрощается.

• Возможно, вас также заинтересует

Последовательность процесса изготовления экрана такова:

1. Из корпуса приемника вынимаем хромированные планки и декоративную сетку.
2. С левого конца планки укорачиваем на 10 см, а сетку - на 9,5 см, после чего 0,5 см сетки выгибаем под прямым углом наружу (этот конец будет составлять один из краев обрамления экрана).
3. Всю лишнюю пластмассу на площади 10х10 см выбираем жалом паяльника, края подравниваем, после чего укороченные сетку и планку вставляем на прежние места.
4. В образовавшийся квадрат вклеиваем пластинку размером 10х10 см из органического стекла толщиной 3 мм.
5. Далее рассеивающие слои заполняем стеклянными трубками или палочками диаметром 1–1,5 мм.
6. Первый слой (вертикальный) не приклеиваем к корпусу, а трубки с заметным усилием вставляем вплотную к пластине из органического стекла.
7. Второй слой (горизонтальный) накладываем на первый и приклеиваем его к корпусу.
8. Лампы укрепляем в уже имеющихся круглых отверстиях с обратной стороны отсека питания радиоприемника. Это отражено на рисунке 3.
9. Предварительно под них подкладываем тонкую фольгу, а после установки ламп эти отверстия заклеиваем светофильтрами.
10. Выводы ламп соединяем с платой усилителей мощности проводом ПЭЛ 0,2.

Печатную плату с деталями после настройки устанавливаем следующим образом:

Из тонкого листового дюралюминия вырезаем 2 пластинки размером 5х15 мм, в которых сверлим по два отверстия диаметром 3 мм. Это отражено на рисунке 4.

После пластинки сгибаем под прямым углом. Этими уголками печатную плату крепим к двум винтам, прикрепляющим громкоговоритель. Плата таким образом будет находиться на дне радиоприемника, деталями внутрь шасси.

Усилители мощности собирают на отдельной плате размером 60х25х2 мм. Эту плату приклеивают к печатной плате радиоприемника и к шасси, как показано на рисунке 5. На этом же рисунке показано расположение печатной платы на шасси радиоприемника.

Внешний вид устройства

Кнопочный выключатель питания сделан из выключателя от настольной лампы. Он крепится к блоку КПЕ. Его расположение относительно элементов радиоприемника показано на рисунке 6.

Настройка цветомузыкального устройства сводится к подбору оптимальных режимов всех каскадов и полос пропускания трех фильтров.

1. Резистором R1 устанавливаем коллекторный ток транзистора Т1, равный 0,3 мА.
2. Резистором R4 подбираем коллекторный ток транзистора Т2, равный 0,5–0,8 мА.
3. Устанавливаем коэффициент усиления фильтров одинаковым для всех 3-х каналов.
4. Полосу пропускания фильтров подбираем при помощи резисторов R10 и R11, вместо которых на время настройки ставим потенциометр.
5. Наконец в режиме молчания приемника подбираем резистор R12 таким образом, чтобы лампа Л1 была на пороге загорания.

В заключение хочется отметить сравнительно небольшой потребляемый ток (50–60 мА при напряжении 9 В), который позволяет успешно использовать описанное устройство в переносных приемниках, имеющих источники питания большой емкости.

Видео о создании цветомузыки для дома своими руками:

Дополнительно

• В: Купил ленту, на ней контакты G, R, B, 12. Как подключить?
  О: Это не та лента, можешь выкинуть

  В: Прошивка загружается, но выползает рыжими буквами ошибка “Pragma message….”
  О: Это не ошибка, а информация о версии библиотеки

  В: Что делать, чтобы подключить ленту своей длины?
  О: Посчитать количество светодиодов, перед загрузкой прошивки изменить самую первую в скетче настройку NUM_LEDS (по умолчанию стоит 120, заменить на своё). Да, просто заменить и всё!!!

  В: Сколько светодиодов поддерживает система?
  О: Версия 1.1: максимум 450 штук, версия 2.0: 350 штук

  В: Как увеличить это количество?
  О: Варианта два: оптимизировать код, взять другую библиотеку для ленты (но придётся переписать часть). Либо взять Arduino MEGA, у неё больше памяти.

  В: Какой конденсатор ставить на питание ленты?
  О: Электролитический. Напряжение 6.3 Вольт минимум (можно больше, но сам кондер будет крупнее). Ёмкость – минимум 1000 мкФ, а так чем больше тем лучше.

  В: Как проверить ленту без Arduino? Горит ли лента без Arduino?
  О: Адресная лента управляется по спец протоколу и работает ТОЛЬКО при подключении к драйверу (микроконтроллеру)

• МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

• Версию 2.0 и выше можно использовать БЕЗ ИК ПУЛЬТА, режимы переключаются кнопкой, всё остальное настраивается вручную перед загрузкой прошивки.

• Как настроить другой пульт?
  У других пультов кнопки имеют другой код, для определения кода кнопок используйте скетч IR_test (версии 2.0-2.4) или IRtest_2.0 (для версий 2.5+), есть в архиве проекта. Скетч шлёт в монитор порта коды нажатых кнопок. Далее в основном скетче в секции для разработчиков есть блок дефайнов для кнопок пульта, просто измените коды на свои. Можно сделать калибровку пульта, но честно уже совсем лень.

• Как сделать два столбика громкости по каналам?
  Для этого вовсе необязательно переписывать прошивку, достаточно разрезать длинный кусок ленты на два коротких и восстановить нарушенные электрические связи тремя проводами (GND, 5V, DO-DI). Лента продолжит работать, как одно целое, но теперь у вас есть два куска. Само собой, аудио-штекер должен быть подключен тремя проводами, а в настройках отключен моно режим (MONO 0), а количество светодиодов должно быть равно суммарному количеству на двух отрезках.
  P.S. Посмотри первую схему в схемах!

• Как сбросить настройки, которые хранятся в памяти?
  Если вы доигрались с настройками и что то пошло не так, можно сбросить настройки на “заводские”. Начиная с версии 2.4 есть настройка RESET_SETTINGS , ставите её 1, прошиваетесь, ставите 0 и снова прошиваетесь. В память будут записаны настройки из скетча. Если вы на 2.3, то смело обновляйте до 2.4, версии отличаются только новой настройкой, которая никак не повлияет на работу системы. В версии 2.9 появилась настройка SETTINGS_LOG , которая выводит в порт значения хранящихся в памяти настроек. Так, для отладки и понимания.