Urządzenie iluminofoniczne
Autor: Marek Walczak

Radioamator i Krótkofalowiec, Rok 23, Listopad 1973r., Nr 11

   Od dłuższego czasu obserwuje się duże zainteresowanie urządzeniami iluminofonicznymi wszelkiego typu. Wielu radioamatorów chciałoby dowiedzieć się czegoś więcej o tych urządzeniach jak również o możliwościach zbudowania ich we własnym zakresie. Ponieważ dotychczas brak było jakichkolwiek propozycji konstrukcyjnych, przeto postanowiłem podzielić się z Czytelnikami moim pomysłem urządzenia.

   Urządzenia iluminofoniczne współpracują z urządzeniami elektroakustycznymi. Działanie ich polega na wytwarzaniu efektów wzrokowych odpowiednio zsynchronizowanych z efektami słuchowymi. Urządzenia te "uplastyczniają" muzykę, czyniąc ją bardziej przyjemną w odbiorze. Istnieje wiele rozwiązań układowych z zastosowaniem lamp elektronowych bądź elementów półprzewodnikowych. Wybrałem typ lampowy ze względu na prostotę takiego rozwiązania. Układ oprócz prostoty cechuje przejrzystość, dzięki czemu może go wykonać średnio zaawansowany radioamator posiadający pewną praktykę w budowaniu urządzeń lampowych. Użyte elementy są powszechnie dostępne na rynku. Opisane tu urządzenie zasila trzy żarówki z barwnymi filtrami. Każda żarówka ma moc rzędu 15÷20W/220V.

ZASADA DZIAŁANIA

   Zasada działania urządzenia jest prosta, wyjaśnia ją schemat blokowy przedstawiony na rys. 1.


Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia iluminofonicznego


Rys. 2. Schemat ideowy urządzenia iluminofonicznego

   Sygnał sterujący zostaje wstępnie wzmocniony, następnie "rozdzielony" i skierowany do filtrów, po czym ponownie wzmocniony do wartości wystarczającej do zasilania żarówek. Filtry są tak dobrane, aby pasma częstotliwości przez nie przepuszczane nie zachodziły na siebie oraz pokrywały zakres częstotliwości akustycznych. Potencjometr P1 służy do ustawienia odpowiedniego poziomu sygnału sterującego. Potencjometry P2, P3 i P4 służą do ustawienia czułości poszczególnych kanałów. Potencjometrem P5 można regulować dynamikę działania urządzenia.

WZMACNIACZ WSTĘPNY

   Sygnał akustyczny pobrany z uzwojenia wtórnego transformatora głośnikowego doprowadzone jest poprzez transformator oddzielający Tr1, potencjometr P1, kondensator C2, opornik R2 do siatki lampy L1a. Po wstępnym wzmocnieniu sygnał zostaje skierowany do filtrów poprzez oporniki R5, R6, R7. Oporniki te zapobiegają wzajemnemu oddziaływaniu kanałów.

FILTRY

   Zadaniem filtrów jest rozdział sygnałów według częstotliwości. Wymagania techniczne stawiane filtrom nie są wysokie, możliwe jest więc zastosowanie rozwiązań najprostszych.

   Filtr 1 jest typowym filtrem LC dolnoprzepustowym. Zadaniem jego jest stłumienie sygnałów o częstotliwościach większych niż 250Hz. Dzięki niemu żarówka Ż1 zapala się tylko przy tonach niskich. Pasmo przepuszczania można zmieniać indukcyjnością dławika DŁ1 lub pojemnością C8Filtr 2 to prosty filtr pasmowy tłumiący sygnały o częstotliwościach poniżej 300Hz oraz powyżej 1500Hz. Żarówka Ż2 zapala się przy tonach średnich. Filtr 3 to pojemnościowy filtr górnoprzepustowy. Zadaniem jego jest stłumienie sygnałów o częstotliwościach mniejszych niż 2000Hz. Żarówka Ż3 zapala się przy tonach wysokich.

   Korekty wyżej podanych pasm przepustowych dokonujemy odpowiednio: dla filtru 2 kondensatorami C5 i C6, a dla filtru 3 - kondensatorem C7. Podany powyżej podział częstotliwości jest oczywiście jednym z możliwych do zastosowania; można go zmienić dobierając wartości elementów: Dł1, C8, C5, C6, C7.

WZMACNIACZE KOŃCOWE

   Odfiltrowane odpowiednio sygnały akustyczne trzeba wzmocnić na tyle, by móc nimi zasilać żarówki. Służą do tego wzmacniacze końcowe. Są to wzmacniacze dwustopniowe, w których stopień pierwszy z triodą ECC85 pracuje jako wzmacniacz napięciowy sterujący stopniem mocy z lampą typu EL84. Przez lampy L3, L4 i L5 przy braku sygnału sterującego przepływa prąd o bardzo małym natężeniu. Są one "zatkane". Wynika stąd konieczność zasilania siatek pentod mocy EL84 ujemnym napięciem z osobnego układu zasilającego.

ZASILACZ ORAZ PODZESPOŁY

   Do budowy zasilacza można użyć gotowego transformatora sieciowego od odbiornika radiowego typu "Stolica", "Aga" itp. Trzeba w nim tylko dokonać pewnej przeróbki. Zdejmujemy istniejące uzwojenie 6,3V i 4V, a na to miejsce nawijamy uzwojenie 6,3V, ale drutem DNE ∅1,2mm. Na pozostałe wolne miejsce nawijamy drutem DNE ∅0,2mm uzwojenie 30V. Liczbę zwojów na wolt ustalamy przy odwijaniu starego uzwojenia.


Rys. 3. Schemat ideowy zasilacza

   Transformator sieciowy można wykonać samodzielnie. Dysponując rdzeniem o przekroju środkowej kolumny około 16cm2, nawijamy następujące uzwojenia:

  • 1, 2 - 900 zwojów DNE ∅0,4mm
  • 3, 4, 5 - 2 x 1350 zwojów DNE ∅0,22mm
  • 6, 7 - 28 zwojów DNE ∅1,4mm
  • 8, 9 - 130 zwojów DNE ∅0,2mm.

   Prostownik napięcia anodowego pracuje w układzie konwencjonalnym pełnookresowym z filtrem wygładzającym R21 i C14 i diodami prostowniczymi typu DK62. Zasilacz ujemnego napięcia siatkowego lamp mocy pracuje w układzie prostownika jednookresowego z diodą typu DK60 lub DZG7. Opornik R22 włączony w szereg z diodą D3 ogranicza prąd przez nią płynący podczas ładowania kondensatora C15. Ujemne napięcie siatkowe można regulować wyprowadzonym na zewnątrz potencjometrem P5.

   Transformator Tr1 wykonujemy na rdzeniu o przekroju kolumny środkowej 1cm2, nawijając dwa uzwojenia po około 150 zwojów każde, drutem DNE ∅0,2mm. Można również użyć dowolnego gotowego transformatora o przekładni około 1:1.

   Dławik Dł1 wykonujemy nawijając na rdzeniu o przekroju około 0,5÷1cm2 - 1000 do 2000 zwojów przewodem DNE ∅0,1mm. Można wykorzystać gotowy dławik telefoniczny lub podobny korygując wartość kondensatora C8.

   Całe urządzenie można zmontować na prostokątnym chassis o wymiarach 130x130mm. Rozmieszczenie elementów urządzenia na chassis nie jest krytyczne. Na płycie czołowej znajdują się pokrętła potencjometrów P1, P2, P3, P4 i P5, wyłącznik sieciowy W oraz lampka kontrolna Ż4.

UWAGI KOŃCOWE

   Po podłączeniu wszystkich elementów urządzenia i włączeniu zasilania układ powinien zadziałać prawidłowo. W przypadku wzbudzania się układu zwiększamy wartość odpowiedniego opornika katodowego oraz dodajemy oporniki w obwodach siatkowych lamp. Układ można podłączyć bez transformatora Tr1, lecz wówczas na on tendencje do wzbudzania się zwłaszcza na wysokich częstotliwościach. Układ podłączamy do gniazd głośnika dodatkowego radioodbiornika, magnetofonu, gramofonu lub jakiegokolwiek wzmacniacza akustycznego.

   Żarówki Ż1, Ż2 i Ż3 są typowymi żarówkami tablicowymi na napięcie 220V o mocy 15÷20W. Żarówki wraz z kolorowymi filtrami, matówką oraz zwierciadłami od reflektora motoroweru "Komar" umieszczone są w osobnym drewnianym pudełku o wymiarach 480x160x150mm lub większym. Zwierciadła można kupić w sklepach "Motozbytu" w cenie 18zł za sztukę. Pudełko z urządzeniem łączymy czterożyłowym przewodem. W przypadku trudności z uzyskaniem odpowiednich filtrów barwnych można pomalować na odpowiednie kolory same żarówki, używając do tego specjalnych farb. Jeżeli żarówki rozbłyskują zbyt jasno lub zbyt słabo, wówczas zmieniamy odpowiednio wartość opornika R21 oraz regulujemy ujemne napięcie lamp potencjometrem P5. Całość urządzenia modelowego została zmontowana w dwóch skrzynkach od odbiorników radiofonicznych "Beata".


Rys. 4. Przykład rozwiązania konstrukcyjnego części optycznej

WYKAZ ELEMENTÓW

  • Oporniki
    • R1, R5, R6, R7 - 1MΩ/0,25W
    • R2 - 100Ω/0,25W
    • R3, R11, R12, R13 - 1,5kΩ/0,5W
    • R4, R8, R9, R10 - 150kΩ/1W
    • R14 - 10kΩ/1W
    • R15, R16, R17 - 820kΩ/0,25W
    • R18, R19, R20 - 400Ω/0,25W
    • R21 - 50Ω/0,5W
    • R22 - 5kΩ/0,25W
    • R23 - 30kΩ/1W
  • Potencjometry
    • P1 - 10kΩ/0,5W, liniowy
    • P2, P3, P4 - 500kΩ/0,5W, liniowe
    • P5 - 100kΩ/0,5W, liniowy
  • Kondensatory
    • C1 - 5nF/250V
    • C2, C4, C10, C11, C12 - 0,1μF/400V
    • C3 - 10μF/25V, elektrolityczny
    • C5 - 500pF/100V
    • C6 - 1500pF/100V
    • C7 - 300pF/100V
    • C8 - 3300pF/100V
    • C9, C14 - 50μF/400V, elektrolityczne
    • C13 - 50pF/250V
    • C15 - 50μF/50V, elektrolityczny
  • Inne
    • B1 - bezpiecznik topikowy 0,5A
    • B2 - bezpiecznik topikowy 0,3A
    • Ż1÷Ż3 - żarówki tablicowe 220V/15÷20W
    • Ż4 - żarówka miniaturowa 6,3V/0,2A.

OD REDAKCJI

   Końcowe stopnie wzmacniające urządzenia iluminofonicznego mogą być zasilane prądem przemiennym, co zmniejsza koszty budowy zasilacza. Bardziej doświadczeni Czytelnicy zdołają samodzielnie zaprojektować w razie potrzeby odpowiednie zmiany opisanego wyżej układu.

Udostępnił ku radości "lampomaniaków" i nie tylko Grzegorz 'gsmok' Makarewicz