Восстанавливаем и улучшаем «Кремлёвскую звезду»: советское украшение на новогоднюю ёлку

«Благодаря» ковиду, я вступил во владение содержанием мастерской пожилого ремонтника, и если большая часть этого самого содержания была отправлена прямо в утиль (например, у дедушки была просто огромная коллекция из пустых пластиковых бутылок от газировки), то малая часть, приблизительно килограммов 200, оказалась весьма интересной – это и подборка номеров «Моделист-Конструктор» за 1961-1991 годы, много номеров журнала «Юный техник» и другие интересности. Среди них – несколько штук советских елочных гирлянд  разной степени испорченности и эта «Кремлёвская Звезда». В порыве ностальгий решил всё потихонечку восстановить, и начал именно с «звезды», о чём я вам расскажу далее. Детали применены простые, ничего специального не надо, так что любой человек, умеющий браться за паяльник с правильной стороны, сможет весь процесс «моддинга» повторить за один вечер.

«Звезда» (Производство ПО «Газотрон», Г. Ровно, УССР, Цена 3 Руб. 00.к) изначально была с браком – не горел один «луч», а два горели «вполнакала». Как выяснилось при визуальном осмотре, одна из ламп-индикаторов (а применён тут очень редкий и дорогой тип – ИН-3Б-1) имеет надлом, и весь газ давно улетучился. Точно такая лампа на ибее стоит 20 долларов штука, на месте достать не получилось, да и светились оставшиеся очень так себе, по этой причине, решил полностью поменять начинку, и в качестве источников света применить так называемые «филаментнтые» светодиодные сборки тёпло-белого цвета (Почему не красные? А просто эти были в наличии, а что-то заказывать элементарно не было времени) на 3 вольт.

Схемотехника модернизированной лампы очень простая. Она состоит из микроконтроллера PIC16F886, который управляет филаментыми сборками (по две последовательно в каждый луч звезды) через транзисторную матрицу ULN2003. Также в схеме применён готовый повышающий модуль на XL6009, так как 5 вольт + падение на ULN2003 не хватает для качественного «зажигания» двух последовательно включенных филаментов. Да и общую регулировку яркости хотелось получить – чтоб подстроить свечение «звезды» под остальную елочную иллюминацию при необходимости.

Весь процесс условно можно разделить на 4 этапа:

1. Изготовление вставки в звезду, для удержания филаментов.
2. Изготовление управляющего модуля.
3. Написание программного обеспечения для МК.
4. Восстановление и подготовка корпуса звезды, для установки новой начинки.

Процесс решил начать с изготовления вставки для установки филаментов – снял размеры, нарисовал в Кореле и вырезал на лазерном резаке. Первые тесты показали, что свет от одного луча звезды, «заливает» и остальные, в результате чего, даже один зажженый сегмент, подсвечивает всю звезду. Для предотвращения этого нежелательного эффекта, были изготовлены распорки из чёрного оргстекла, которые предотвращают проникновение света от одного филамента в другие лучи звезды. Именно по этой причине пришлось и отказаться от первоначальных идей – в каждом луче разместить по 5 обычных светодиодов, и зажигать их по отдельности, от центра к краям и обратно. В таком случае пришлось бы делать 25 распорок, а снимать геометрию с объекта такой сложной формы – не так уж и легко – нужный результат с распорками двух типов (для филаментов) получился только после 5 ой попытки, а в случае обычных светодиодов, пришлось бы делать как минимум 5 распорок.

(На фото вверху можно увидеть момент подбора расположения филаментов и первый вариант держателя)

Окончательный вариант вставки вырезан, распорки вклеены, филаменты зафиксированы (использовал для этих целей герметик Kafuter K-705.). Припаял гибкий силиконовый шлейф чёрного цвета на 6 проводников, и в принципе, эта часть готова.

Вторым этапом решил восстановить сам корпус звезды. Он был довольно сильно поцарапан, и отломана часть кончиков на всех лучах, кроме одного. Царапины особенно визуально не заметны, а вот отсутствующие кончики выглядели не очень эстетично, поэтому, было решено отсутствующие части нарастить, используя прозрачную эпоксидную смолу, с добавлением пигмента красно-рубинового цвета. Для наращивания, один из уцелевших лучей был промазан снаружи обычным белым силиконом, а когда он затвердел, получившийся «чулок» был осторожно снят, залит эпоксидкой, и насажен на звезду с отломанным кончиком. После засыхания эпоксидной смолы, «чулок» снимался, а то что получилось, приводилось в надлежащий вид при помощи наждачной бумаги и резака. Вернуть первозданный вид не получилось, да и это не планировалось – это же винтаж, царапины тут как года у коньяка, только в плюс.

Немножко пришлось «подлечить» и ножку-крепление. Видимо, от старости или внешних воздействий она треснула и звезду больше не держала. Так как ножка полиэтиленовая, то склеить её не вариант, только сваривать, а получится ли у меня ровная и красивая сварка – это большой вопрос. По этой причине, решил идти простым путём – взял прозрачную термоусадку под аккумулятор типоразмера 18650 и ей обжал треснувшую часть. Получилось вполне опрятно и крепко.

Вся управляющая электроника размещена в небольшой коробочке, и состоит из

• Микроконтроллера
• Транзисторной сборки
• Повышающего преобразователя напряжения
• Блока питания.

Весь монтаж сделан на монтажной плате – по причине простоты схемы не стал печатную плату делать отдельно. В качестве блока питания использовал копеечный китайский БП на 5В 0.5А.  Вся «дискотека» на максимальной яркости потребляет 0.15А, так что мощности хватило с избытком. Желающие повторить, могут использовать практически любую зарядку от телефона. В качестве корпуса использовал пластиковую коробочку подходящего размера.

Программное обеспечение для МК было написано частично на ассемблере (Microchip MPLAB) и частично на Pic Basic Pro (Microcode Studio). На ассемблере написана часть, генерирующая 8 битный ШИМ сигнал для всех 5 каналов, а на Бейсике – часть, которая меняет скважность каждого канала, для получения нужных эффектов. В реальности, ассемблерный код поддерживает до 8 независимых каналов, и 3 неиспользованных думал использовать для самой елочной гирлянды, но решил эту часть отложить на следующий новый год.

Всего в прошивке на данный момент реализовано 4 разных эффектов («написаны» в соавторстве с моей 8 летней дочкой). Ознакомится с ними конечно же лучше на видео, но приведу и текстовое описание – на всякий случай. Вне всякого сомнения, эффектов могло быть и больше, но всё делалось по быстрому. На следующий НГ, может что-то новое и добавлю.

1. «Заливка» — верхний сегмент мерцает на секунду и зажигается постоянно, потом мерцают и зажигаются постоянно два боковых, а потом – два нижних.
2. «Радар» — плавно зажигается нижний правый сегмент, потом плавно же гаснет, потом плавно зажигается и гаснет следующий сегмент по часовой стрелке, и так до конца, а с конца – обратно по часовой стрелке.
3. «Восход-Закат» — Сегменты плавно зажигаются справа-налево, и гаснут в обратном порядке.
4. «Разгорание» — все сегменты плавно разгораются и гаснут.

Каждый эффект повторяется по 3 раза и так по кругу.

. Для предотвращения мерцания в видео, пришлось выдержку в камере поставить в 1/25, из-за чего эффект «Заливка» выглядит более статичным, чем он есть на самом деле. Готовая прошивка доступна по адресу: https://gofile.io/d/UpGbfL

Всех с наступающим!