Orgă de lumini

Au fost prezentate în repetate rânduri diverse scheme de orgă de lumini. Principiile care stau la baza realizării şi funcţionării lor sînt foarte variate. Cu timpul însă, s-a trecut de la folosirea filtrelor analogice la folosirea celor digitale, datorită parametrilor lor superiori: o separare perfectă a benzilor de frecvenţă, eliminarea atenuărilor la capetele benzii de frecvenţă corespunzătoare unui canal şi, nu în ultimul rând, simplitatea realizării şi punerii în funcţiune, în ciuda aparentei complexităţi a schemei.
Varianta pe care o propun are la bază utilizarea filtrelor digitale pentru separarea benzilor de frecvenţă şi are în compunere: formatorul TTL-T1, P1; oscilatorul pilot P3, P4; comutatorul de funcţii N1, O2, P5, P6, I1, I2; circuitele de întîrziere, trei exemplare realizate cu T2—T4, respectiv P7—P9 şi CBB1—CBB3; circuitul de ieşire P10, P11, P12 şi circuitele de comandă a tiristoarelor T5, T6, T7.
Pentru descrierea funcţionării considerăm toate circuitele iniţializate, adică ieşirile tuturor bistabililor sînt în 0 logic. Atunci vom avea a = 1, b = 1, d = 0, e= 1, f = 1, g= 1, h = .0.
în această stare, pe intrarea Ai a numărătorului N1 se vor aplica impulsurile provenite de la formatorul TTL (punctul a).
Semnalul audio, cules de pe borna de difuzor a staţiei (minimum 0,5 W), este aplicat potenţiometrului P1, necesar dozării nivelului de intrare. La nevoie (cînd puterea staţiei este mai mare de 15—20 W), se poate înseria cu acesta o rezistenţă de 1—10 kΩ. Mai departe, de pe cursorul acestuia, semnalul se aplică formatorului TTL. Prin utilizarea porţii P1 de tip trigger-Schmitt se obţin o sensibilitate ridicată şi o bună definire a nivelului logic de ieşire.
Semnalul AF complex este foarte complicat ca formă. Totuşi, în orice moment, una din frecvenţele componente este predominantă şi deci ea va determina perioada instantanee a acestui semnal. După cum se observă din figura 1, perioada instantanee a semnalului AF este cuprinsă între două tranziţii de acelaşi fel ale ieşirii triggerului. Această condiţie este realizată destul de precis dacă amplitudinea semnalului la intrarea triggerului este suficient de mare faţă de nivelul logic de basculare.
Numărătorul N1 este sensibil tocmai la tranziţiile 0—1 ale formatorului (avînd în vedere negarea introdusă de 01), la ieşirea A a sa regăsindu-se semnalul corespunzător perioadei instantanee a semnalului AF aplicat.
La prima tranziţie 0—1 a punctului a vom avea la ieşirile lui N1 secvenţa A = 1, B = O, C = O şi implicit e va trece din 1 în O logic, tranzistoarele T2, T3, T4 se vor bloca, permiţînd încărcarea condensatoarelor C3, C4, C5. încărcarea acestora se face cu constante de timp diferite, astfel încît C3 să se încarce mai repede decît C4, care la rîndul lui se încarcă mai repede decît C5. Să presupunem că în momentul celei de-a doua tranziţii 0—1 a punctului a s-au încărcat condensatoarele C3 şi C4. Prin încărcarea acestora se înţelege atingerea tensiunii de prag logic 1 la bornele lor. în urma încărcării acestora, porţile P7 şi P8 au făcut o tranziţie 1—0, fapt care a determinat bascularea CBB1 şi CBB2 şi trecerea ieşirilor lor în starea 1. A doua tranziţie 0—1 a punctului a găseşte bistabilele în stările: CBB1 = 1, CBB2 = 1, CBB3 = 0. Numărătorul N1 va prezenta la ieşire secvenţa A = 0, B = 1, C = 0. A = 0 provoacă e = 1, saturarea T2—T4 şi descărcarea condensatoarelor C3—C5. Deci se încheie operaţia de măsurare a perioadei semnalului. B = 1 provoacă b = O şi d = 1, deci mai departe comutatorul de funcţii va fi sincronizat pe impulsurile provenite de la oscilatorul pilot. Atîta vreme cit ieşirile B sau C au nivel logic 1, situaţia se menţine datorită operatorului O2; d = 1 provoacă deblocarea P9—P11 şi afişarea rezultatului măsurării, în cazul nostru, CBB3 = O provoacă f = 1 şi CBB2 = 1, g = 0. Aşadar, se val afişa conţinutul ultimului bistabil, în j ordinea CBB.1—CBB3.
în concluzie, în orice moment vom avea o singură ieşire activată. Dacă viteza de lucru se măreşte suficient de mult, se pot activa pe parcursul aceleiaşi semialternanţe a tensiunii de reţea mai multe ieşiri şi aprinderea simultană a mai multor becuri. Acest lucru se realizează prin alegerea unei frecvenţe suficient de mari a oscilatorului pilot, dar nu atît de mare încît să nu permită amorsarea tiristoarelor (t =0,002 ms). Practic, această frecventai va fi cuprinsă între 400 Hz şi 250 kHz.
în continuare, stările B = 1, C = 1 determină resetarea generală, prin P5, I1-şi revenirea schemei în starea iniţială. Sînt aşteptate, astfel, noi impulsuri de intrare.
Funcţionarea poate fi înţeleasă mai uşor din diagrama de mai jos:
N1
C B A
0 0 0
0 0 1 - măsurarea perioadei semnalului
0 1 0 ]
0 1 1 ]   -afişarea rezultatului
1 0 0 ]
1 0 1 ]
1 1 0 - reset
Dacă se montează piese verificate în prealabil şi se conectează conform schemei, aceasta va funcţiona de la prima încercare.
Pentru CBB1—CBB3 am folosit exemplare recuperate din capsula CDB490E, care au cîte o ieşire B, C sau D „prăjită". Amatorii care posedă bistabile „consacrate" CDB473, 474 sau altele le pot monta conectînd resetul acestora înainte de I1, avînd în vedere logica de resetare a acestora.
Prin mărirea numărului de celule tip T3, P6, CBB2, R6, C4 se poate obţine o extindere a numărului de canale. Bineînţeles, dacă există tiristoarele necesare.