Гайд по контроллерам новогодних гирлянд


Автор материала: Dominique

В этом небольшом обзоре хотелось бы рассмотреть основные виды массово выпускаемых контроллеров для новогодних гирлянд, их особенности, плюсы и минусы. Сразу оговорюсь, что речь пойдёт о гирляндах сравнительно бюджетного сегмента, т.е. изделия по типу «Twinkly» с пиксельным управлением, с подключением к телефону/интернету/искусственному разуму мы рассматривать не будем. Также данный обзор пока не претендует на полноту охвата темы, и в дальнейшем будет дополняться.

Начать, наверно, следует с того, что вплоть до середины 1990-х годов (примечание*: здесь и далее все даты применительно к реалиям бывшего СССР) понятие «контроллер гирлянды» отсутствовало как класс. Практически все выпускавшиеся у нас и импортные гирлянды либо были рассчитаны на непрерывное горение, либо содержали примитивную «мигалку» в виде лампочки с биметаллическим контактом (по типу советской гирлянды «Спектр» с лампочкой ЕМ13,5-0,06). В качестве отдельных изделий выпускались специальные переключатели гирлянд, однако называть их контроллерами было бы слишком смело Grin .


1. «Стандартный контроллер» и его эволюция

Всё изменилось с появлением во второй половине 90-х годов многоламповых китайских гирлянд на микролампочках. Они содержали от 50 до 400 ламп, и конечно же было бы слишком скучно (да и энергозатратно) жечь их в непрерывном режиме. Да и вписать стандартный термоконтакт в габариты микролампы оказалось затруднительно. Видимо, именно эти обстоятельства (а также успехи электроники) послужили причиной появления у этих моделей такой новинки, как многоканальный контроллер. Который изначально выглядел вот так:

Очевидно, в оригинале разрабатывалось это всё некими западными умельцами, однако в широкие массы идея шагнула только усилиями китайской промышленности. Стандартный контроллер позволял управлять 4 раздельными группами лампочек по заранее заданным программам, выбор программы производился единственной кнопкой на корпусе. На оборотной стороне корпуса приводился список режимов (который, к слову, остался точно таким же и у всех современных моделей):

  1. COMBINATION – все программы по очереди (демо-режим, устанавливался по умолчанию)
  2. IN WAVES – «бегущая тень»
  3. SEQUENTIAL – поочерёдное включение пар цветов
  4. SLO GLO – плавное зажигание и затухание каждого цвета по очереди
  5. CHASING/FLASH – «бегущие огни»
  6. SLOWFADE – плавное зажигание и затухание всей гирлянды
  7. TWINKLE/FLASH – быстрое мелькание
  8. STEADY ON – непрерывное горение всей гирлянды


Несмотря на совсем небольшой выбор эффектов, их оказалось достаточно для подавляющего большинства пользователей. Благодаря этому данная идея начала активно воплощаться во всё более новых вариантах контроллеров. Самые первые светодиодные гирлянды, появившиеся в начале 2000-х годов, «по умолчанию» комплектовались аналогичным контроллером, который, однако, заметно подрос в размерах и впервые получил собственное обозначение – DI420G:

Вероятно, примерно в то же время появляется и упрощённая, двухканальная версия контроллера (программы при этом остались теми же, однако смысл в некоторых, например в «бегущих огнях», несколько потерялся). Она использовалась для наиболее дешёвых гирлянд (со схемой включения «красный + жёлтый»/«зелёный + синий»), а также для одноцветных моделей (хотя такие известны и с полноценными 4-канальными контроллерами).

В стремлении сделать новые светодиодные гирлянды по-настоящему новогодними и «воздушными» производители начинают применять в них провода и даже вилки в прозрачной изоляции. Контроллер из тёмной пластмассы в сочетании с ними выглядел бы как минимум странно, поэтому его также «оптимизируют» и пытаются делать из полупрозрачного пластика:

Одновременно происходит и существенная «оптимизация»: провода становятся заметно тоньше, а половинки корпуса вместо двух саморезов теперь скрепляются обычными защёлками Shok . Обозначение типа с задней стороны корпуса также исчезает, уступая место расплывчатой надписи «FLASHER CONTROL UNIT».

По-видимому, полупрозрачная пластмасса себя не оправдала, поэтому в дальнейшем производители заменили её на белую. В таком варианте эти контроллеры (под разными обозначениями) выпускаются до сих пор, они хорошо знакомы нам по современным гирляндам практически любых типов: «нитка», «занавес», «сетка» и др.:

При всей своей неприхотливости стандартный контроллер имеет и ряд недостатков, например отсутствие запоминания последнего режима перед выключением (хотя отдельные экземпляры совершенно необъяснимо иногда это делают) и необходимость каждый раз многократно нажимать на кнопку для настройки нужного эффекта (что особенно неудобно, если гирлянда висит, например, на оконном карнизе, и контроллер, естественно, находится наверху). Поэтому на его основе были разработаны модернизированные варианты, речь о которых пойдёт дальше.


2. Контроллер с дистанционным управлением

Довольно неожиданной, и в то же время весьма удачной идеей стало совмещение стандартного контроллера с инфракрасным приёмником дистанционного управления – вещь, совершенно немыслимая всего 10 годами ранее Shok . Корпус, соответственно, приобрёл дополнительный «глазок», через который виднеется фотоприёмник:

Управление новинкой производится с компактного «осветительного» пульта ДУ на 8...17 кнопок, по типу такого:

Подобные пульты работают в кодировке сигнала NEC, код системы 0/255. Любопытно, что разные изготовители комплектуют внешне аналогичные контроллеры совершенно разными пультами (вдобавок изначально предназначенными для других типов техники, например «умных лампочек»), не вполне совместимыми друг с другом. Часть же многообещающих на вид кнопок (например, «DIM+»/«DIM-») и вовсе остаются незадействованными.

Все виденные мной гирлянды с контроллерами такого типа были двухканальными, так что от изначально обещанных 8 режимов актуальной остаётся около половины. Из интересного – появляется возможность полного выключения (и обратного включения) гирлянды с пульта ДУ. С одной стороны, это очень удобная функция – чем лазить по вилкам и розеткам, можно просто перевести гирлянду в режим standby, как и любую другую технику. А с другой – контроллер при этом остаётся под полным напряжением сети, что при его зачастую весьма хлипком исполнении совсем не внушает оптимизма. Кроме этого, известны также случаи, когда «выключенные» с пульта гирлянды продолжали мерцать или вспыхивать из-за паразитных наводок. Короче говоря, решение на любителя.

Запоминание последнего режима работы у контроллеров такого типа предусмотрено только при отключении с пульта. После полного обесточивания всегда включается демо-режим.


3. Контроллер с памятью режима

Ещё одной очевидной доработкой исходного контроллера стала замена исходной кнопки на поворотный переключатель:

Изначально так не было сделано, видимо, по причине усложнения схемы подключения и удорожания конструкции (ясно, что механический переключатель сложнее и менее надёжен, чем обычная тактовая кнопка). Набор режимов остался всё тем же, схема подключения – двухканальная. Удобное решение для гирлянд, подвешиваемых в труднодоступных местах.


4. Блок питания постоянного тока

В отдельных, особо продвинутых моделях гирлянд вместо контроллера можно встретить специальный адаптер – блок питания, от которого запитываются светодиоды (аналогичные решения существовали также для гирлянд на микролампах):

За счёт использования низкого постоянного напряжения достигается целый ряд больших преимуществ:

  • гирлянда может работать длительное время без риска перегрузки и пробоя светодиодов;
  • гирлянда может безопасно работать во влажной среде, в том числе в уличных условиях;
  • полностью убираются пульсации светового потока (сильно утомляющие зрение в обычных светодиодных гирляндах).


Собственно сами светодиоды подключаются к блоку питания через уплотнённый разъём с обязательной защитой от неправильной полярности подключения:

Так как светодиоды в таких гирляндах включены параллельно (по одному или небольшими цепочками), организовать здесь стандартное многоканальное управление не представляется возможным. Поэтому модели, устроенные по такому типу, рассчитаны только на непрерывное горение. Они относятся к более высокой ценовой категории и встречались в продаже в таких магазинах, как IKEA, «Твой дом», Леруа Мерлен и др.


5. Блок питания, совмещённый с контроллером

Вплоть до последнего Нового года я был уверен, что всё мыслимое и немыслимое в области гирляндного контроллеростроения я уже видел, и удивить меня уже совершенно невозможно. Можно представить мои ощущения, когда я приобрёл на новогодней распродаже вот такую гирлянду, вроде бы самого обычного бюджетного типа:

На первый взгляд вроде бы совершенно обычная гирлянда, и даже обещание «9 программ» я воспринял с улыбкой (ясно же, что за девятую программу посчитан режим полного отключения Biggrin ). И действительно, гирлянда оказалась стандартная двухканальная, с обычным для такого случая набором эффектов. Несколько необычным показалось исполнение контроллера, встроенного в сетевую вилку (что, кстати, удобно), в остальном вроде бы всё штатно:

Однако при более детальном рассмотрении я обнаружил, что гирлянда вроде бы представляет собой обычную одноканальную «нитку», т.е. выполнена всего одной парой проводов! Shok . И вот тут мне стало по-настоящему интересно. В голове крутился единственный вопрос: «Но как? Как они это сделали?» Biggrin

Ларчик открывался просто: вместе с контроллером в вилке обнаружился также блок питания низким напряжением, а все светодиоды оказались соединены встречно-параллельно (через один) Facepalm :

За счёт этого разработчикам удалось совместить, казалось бы, несовместимое: питание гирлянды низким напряжением и при этом двухканальный принцип управления. При подаче в линию напряжения прямой полярности зажигается первый, а обратной – второй «каналы». При этом ещё и экономится фактически треть монтажного провода. Шикарно!

В качестве также неожиданного, но очень приятного бонуса выяснилось, что этот тип контроллера прекрасно запоминает свой режим работы, даже после полного отключения из розетки. Насколько долго сохраняется этот эффект – я не проверял, но на несколько дней его точно хватает (а в условиях новогодних праздников больше, наверно, и не нужно). Однако у данного варианта есть и неизбежные недостатки:

  • вернулись пульсации, в том числе в режиме непрерывного горения (так как оно обеспечивается быстрой попеременной сменой полярности в линии);
  • появился визуально ощутимый спад яркости светодиодов вдоль длины линии.


Итоги

В завершение нашего импровизированного экскурса посмотрим сводную таблицу с характеристиками контроллеров разного типа. Надеюсь, благодаря ей, выбор того или иного типа контроллера для разных применений станет чуть проще.

Тип контроллера1 (стандартный)2 (с ДУ)3 (с переключателем)4 (блок питания)5 (блок питания с контроллером)
Число каналов2/42212
Число эффектов4/8444
Память эффектанеттолько ДУдада
Пульсации светадададанетда
Применение в удалённых местахнетдададада
Применение во влажных местахнетнетнетдада

Благодарю за внимание, при поступлении новой информации буду дополнять обзор.

Загружено: 03.03.24
(3)

Комментарии

Устройство бы их рассмотреть. Когда чинил гирлянду на микролампах с контроллером первого типа, к сожалению, не сохранил фото. А оно довольно забавное. Два раза задавался вопросом: "А что, так можно да...?"
Количество деталей сведено к минимуму. Питание микроконтроллера - от резистивного делителя, половина которого находится в самой микросборке. Всё оптимизировано на миллионные тиражи.
Ни предохранителей, ни защит. Ничего.

По идее, всё так и есть. Одна "капля" МК и 4 ключа, плюс ещё от силы пара деталей (резюк и кондёр). В качестве предохранителя используется дорожка на плате)

Разве что варианты с БП посерьёзнее устроены, ну не хуже фирменных зарядников точно. Где-то в закромах есть даже БП на электромагнитном трансформаторе.

(1)

Что там за МК, тоже любопытно. Но, судя по "ступенчатости" регулирования мощности, счётчики в нём 1-байтовые. Зато жрёт явно немного. Attiny или atmega на 8МГц - 7мА. Тут уже резистивным делителем не выкрутишься. И в моём варианте, который ремонтировал, диодный мост был представлен четырьмя отдельными выводными 1N4007, хотя, одной деталью, наверно, было бы технологичнее. Как сейчас повсеместно ставят в свтодиодные лампочки. Однако, в середине 2000-ных, к которым относится та гирлянда, видимо, считали иначе.

Да, у "Тающих сосулек" уличного исполнения БП с таймером на 8ч. Т.е. Включается на 8ч., затем 16ч. "спит" и т.д. Для "наружных" решений - удобно.

O18t писал(а):

Что там за МК, тоже любопытно. Но, судя по "ступенчатости" регулирования мощности, счётчики в нём 1-байтовые. Зато жрёт явно немного. Attiny или atmega на 8МГц - 7мА.

Думаю, что-то ещё попроще, заказной чип по типу советской 145 серии. Полноценный МК там и ни к чему, как бы.

Dominique писал(а):

По-видимому, полупрозрачная пластмасса себя не оправдала, поэтому в дальнейшем производители заменили её на белую.


Скорее всего от производителя зависит, недавно видел свежие гирлянды с прозрачным контроллером. Цвет пластмассы обычно подобран под цвет провода и вилки, но не всегда. Форма же коробочки и маркировка на ней везде разная, хотя сам контроллер всегда стандартный на 8 режимов. Что у гирлянд за 48 рублей, что у гирлянд за 1500 рублей. Сделано явно на одинаковой микросхеме.

Некоторые диодные гирлянды у меня режим запоминают и стартуют с него, даже если несколько часов были обесточены. Мне это наоборот не понравилось, так как я привык по древним контроллерам, что режим всегда сбрасывается на первый при отключении. Скорее всего там просто есть конденсатор, который подпитывает саму микросхему какое то время. Не думаю, что там память какая то реализована, все гирлянды у меня супербюджетного "одноразового" ценового сегмента.

(1)

Памяти конечно нет, а вот с конденсатором интересно. Внешний в стандартной схеме есть только один, и он довольно мелкий (что-то типа 1мкФ или около того). При этом из одновременно купленных однотипных гирлянд с одинаковыми контроллерами – некоторые запоминают последний режим, а некоторые нет.

В контроллере 1го типа конденсатор "внешний" стоял только один и это был сглаживающий, электролит на питание микросборки. ЕМНИП, 10мкФ 16В. Так что, если и реализовано "запоминание" режима, то как-то иначе.

Ну это наверно примерно как в микросхемах СОЗУ КР537РУ10 – некоторые сохраняли своё содержимое без питания вплоть до нескольких месяцев, а некоторые сразу и безоговорочно очищались) Мистика))

(1)

Промерил тут ради любопытства контактным яркомером (Lupin который) спад яркости в гирлянде на 180 диодов с параллельным подключением, длина 11,5м Facepalm

Оказалось, ровно в 10 раз Shok Shok . Что и неудивительно, раз оно заметно даже чисто визуально. И пульсация аккурат 180%, как и полагается при однополупериодном включении...