Это устройство предназначено для управления восемью гирляндами малой или средней мощности, составленных из некоторого количества низковольтных ламп, включенных последовательно. Такие гирлянды, обычно размещают на ветвях новогодней ёлки. Переключатель работает по жесткому алгоритму и периодически переключает такие эффекты — "бегущий огонь", "бегущая тень", "хаотически скачущий огонь", "хаотически скачущая тень".


Алгоритм работы таков: сначала четыре раза чередуются полные циклы "бегущий огонь" и "бегущая тень", затем, один цикл "хаотически скачущая тень" и один цикл "хаотически скачущий огонь", затем все повторяется снова, и далее по кругу. Такое чередование четырех эффектов делает работу светооформления ёлки не однообразным, и в тоже время не вызывает утомления, даже при продолжительной работе иллюминации.

Скорость работы автомата устанавливается вручную, при помощи переменного резистора. Принципиальная схема показана на рисунке 1. Схема построена на интегральных микросхемах серии К561. Основной элемент автомата мультиплексор на микросхеме D2 — К561КП2. Он имеет восемь каналов X, переключаемых на один Y, а управление производится подачей двоичного кода на входы "1,2,4", при этом включается тот канал, номер которого (от "О" до "7") соответствует поданному на эти входы двоичному коду.

Таким образом, если на эти входы подать код с выхода двоичного счетчика, то при работе этого счетчика, к выводу "Y" D2 будут поочередно подключаться выводы "Х1", "Х2", "Х3" ... "Х8", и снова "Х1" ... "Х8". К выводам Х1-Х8 подключены транзисторно-тиристорные ключи на VT1-VT8, VS1-VS8, которые включают соответствующую гирлянду (Н1-Н8) при подаче высокого уровня на базу соответствующего транзистора.

Таким образом, если на вход Y подать высокий логический уровень (через относительно низкоомный резистор R4), а на относительно высокоомные резисторы R5-R12, шунтирующие базовые цепи, подать логический нуль, то получается эффект бегущего огня, когда гирлянды Н1-Н8 будут поочередно зажигаться.

Чтобы получить эффект бегущей тени, нужно сделать все наоборот, нужно на вход Y D2 подать нуль (через R4), а на общую точку резисторов R5-R12 подать высокий логический уровень. Это приведет к тому, что гирлянды будут поочередно гаснуть, создавая таким образом эффект бегущей тени.

Управление мультиплексором производится при помощи мультивибратора на D3.1 и D3.2, вырабатывающего тактовые импульсы, и счетчика D1.1, на счетный вход которого эти импульсы поступают. При работе счетчика D1.1 от "000" до "0111" идет эффект "бегущая тень", затем от "1000" до "1111" работает эффект "бегущий огонь". Для переключения этих эффектов используется уровень, поступающий с вывода 6 (выход "8") счетчика, на прямую, через резистор R4? на вывод 3 D2 (вход Y), и через инвертор на точку соединения резисторов R5-R12.

Для того, чтобы получить эффекты "хаотически скачущий огонь" и "хаотически скачущая тень" при помощи элементов микросхемы D4 переключаются между собой точки подключения выводов 3 и 5 D1.1 к выводам 11 и 9 D2, и таким образом, упорядоченный двоичный код превращается в псевдохаотический.

В виду того, что коммутатор на микросхеме D4 инвертирует сигналы поступающие с выводов 3 и 5 D1.1, и таким образом двоичный код искажается, чтобы сохранить логическую последовательность работы автомата, выходы Х1-Х8 мультиплексора обозначены не соответственно типовой схеме включения микросхемы К561КП2, а с учетом компенсации искажения кода, введенного микросхемой D4.

В результате такой компенсации нет необходимости в установке дополнительной микросхемы с инверторами. Переключение в хаотический режим происходит тогда, когда счетчик D1.2 досчитает до четырех, то есть только после того как четыре раза менялись режимы "бегущий огонь" и "бегущая тень".

В этот момент на выходе "4" (вывод 13) D1.2 появляется единица, которая закрывает элементы D4.2 и D4.3 и инвертируясь инвертором D3.3, открывает элементы D4.1 и D4.4, что меняет прямой режим подачи двоичного кода на управляющие входы мультиплексора, на перекрестный, создающий эффект хаоса. Хотя, на самом деле ни какого хаоса или случайных включений гирлянд нет, просто меняется порядок переключения гирлянд (как будто их перепутали при подключении к разъемам автомата).

Низковольтная часть автомата питается напряжением 10 В от не стабилизированного источника на силовом маломощном трансформаторе Т1 и мостовом выпрямителе на диодах VD8-VD11. Питание гирлянд, в данном варианте автомата, осуществляется от простого однополупериодного выпрямителя на диоде VD7, который пропускает на гирлянды и тиристоры только положительные полуволны сетевого напряжения.

В результате, реальное переменное напряжение на гирляндах оказывается не 220 В, а 180 В, что несколько снижает яркость свечения ламп. Поэтому, если необходимо, можно, либо уменьшить количество последовательно включенных низковольтных ламп в гирляндах, примерно на 20%, или собрать для питания гирлянд мостовой выпрямитель на четырех диодах.

Все детали, кроме трансформатора, переменного резистора R2, тиристоров и диода VD7 смонтированы на одной печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Прорисовка платы выполнена автомобильной нитроэмалью при помощи остро заточенной спички, поэтому слишком густо дорожки расположить не удалось и значительная часть соединений выполнена при помощи монтажных проводов или непосредственно на выводах деталей (R5-R12).

В качестве трансформатора Т1 используется готовый силовой трансформатор от сетевого адаптера для 8-битной телеигровой приставки.

Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ312, КТ503. Диоды Д226 — любые выпрямительные, VD8-VD11 на любое напряжение, a VD7 на напряжение не менее 300В и ток не менее 0,3А. Тиристоры типа КУ202 или КУ201 на напряжение не ниже 300В (КУ202Л, КУ202К).

Гирлянды составлены из ламп 13,5В/0,12А, по 14 шт., включенных последовательно. Годятся другие ёлочные гирлянды на 220В, что продаются в магазинах игрушек.