У любого начинающего радиолюбителя присутствует желание поскорей собрать что-нибудь электронное и желательно, чтобы оно заработало сразу и без трудоёмкой настройки. Да и это понятно, так как даже маленький успех в начале пути даёт массу сил.
Как уже говорилось, первым делом лучше собрать блок питания . Ну а если он уже есть в мастерской, то можно собрать мигалку на светодиодах. Итак, пришло время «подымить» паяльником .
Вот принципиальная схема одной из простейших мигалок. Базовой основой данной схемы является симметричный мультивибратор . Мигалка собрана из доступных и недорогих деталей, многие из которых можно найти в старой радиоаппаратуре и использовать повторно. О параметрах радиодеталей будет сказано чуть позднее, а пока разберёмся с тем, как работает схема.
Суть работы схемы заключается в том, что транзисторы VT1 и VT2 поочерёдно открываются. В открытом состоянии переход Э-К у транзисторов пропускает ток. Так как в коллекторные цепи транзисторов включены светодиоды, то при прохождении через них тока они светятся.
Частота переключений транзисторов, а, следовательно, и светодиодов может быть приблизительно подсчитана с помощью формулы расчёта частоты симметричного мультивибратора.
Как видим из формулы, главными элементами с помощью которых можно менять частоту переключений светодиодов является резистор R2 (его номинал равен R3), а также электролитический конденсатор C1 (его ёмкость равна C2). Для подсчёта частоты переключений в формулу нужно подставить величину сопротивления R2 в килоомах (kΩ) и величину ёмкости конденсатора C1 в микрофарадах (μF). Частоту f получим в герцах (Гц или на зарубежный манер - Hz).
Данную схему желательно не только повторить, но и «поиграться» с ней. Можно, например, увеличить ёмкость конденсаторов C1, C2. При этом частота переключений светодиодов уменьшиться. Переключаться они будут более медленно. Также можно и уменьшить ёмкость конденсаторов. При этом светодиоды станут переключаться чаще.
При C1 = C2 = 47 мкф (47 μF), а R2 = R3 = 27 кОм (kΩ) частота составит около 0,5 Гц (Hz). Таким образом светодиоды будут переключаться 1 раз в течении 2 секунд. Уменьшив ёмкость C1, C2 до 10 мкф можно добиться более быстрого переключения - около 2,5 раз в секунду. А если установить конденсаторы C1 и C2 ёмкостью 1 мкф, то светодиоды будут переключаться с частотой около 26 Гц, что на глаз будет практически незаметно - оба светодиода будут просто светиться.
А если взять и поставить электролитические конденсаторы C1, C2 разной ёмкости, то мультивибратор из симметричного превратится в несимметричный. При этом один из светодиодов будет светить дольше, а другой короче.
Более плавно частоту миганий светодиодов можно менять и с помощью дополнительного переменного резистора PR1, который можно включить в схему вот так.
Тогда частоту переключений светодиодов можно плавно менять поворотом ручки переменного резистора. Переменный резистор можно взять с сопротивлением 10 - 47 кОм, а резисторы R2, R3 установить с сопротивлением 1 кОм. Номиналы остальных деталей оставить прежними (см. таблицу далее).
Вот так выглядит мигалка с плавной регулировкой частоты вспышек светодиодов на макетной плате.
Первоначально схему мигалки лучше собрать на беспаечной макетной плате и настроить работу схемы по своему желанию. Беспаечная макетная плата вообще очень удобна для проведения всяких экспериментов с электроникой.
Теперь поговорим о деталях, которые потребуются для сборки мигалки на светодиодах, схема которой приведена на первом рисунке. Перечень элементов, используемых в схеме, приведён в таблице.
Название |
Обозначение |
Номинал/Параметры |
Марка или тип элемента |
| Транзисторы | VT1, VT2 |
|
КТ315 с любым буквенным индексом |
| Электролитические конденсаторы | C1, C2 | 10...100 мкф (рабочее напряжение от 6,3 вольт и выше) | К50-35 или импортные аналоги |
| Резисторы | R1, R4 | 300 Ом (0,125 Вт) | МЛТ, МОН и аналогичные импортные |
| R2, R3 | 22...27 кОм (0,125 Вт) | ||
| Светодиоды | HL1, HL2 | индикаторный или яркий на 3 вольта |
Стоит отметить, что у транзисторов КТ315 есть комплементарный «близнец» - транзистор КТ361. Корпуса у них очень похожи и их легко перепутать. Было бы не очень страшно, но эти транзисторы имеют разную структуру: КТ315 – n-p-n , а КТ361 – p-n-p . Поэтому их и называют комплементарными. Если вместо транзистора КТ315 в схему установить КТ361, то она работать не будет.
Как же определить who is who? (кто есть кто?).
На фото показаны транзистор КТ361 (слева) и КТ315 (справа). На корпусе транзистора обычно указывается только буквенный индекс. Поэтому отличить КТ315 от КТ361 по внешнему виду практически нереально. Чтобы достоверно удостовериться в том, что перед вами именно КТ315, а не КТ361 надёжнее всего будет проверить транзистор мультиметром.
Цоколёвка транзистора КТ315 показана на рисунке в таблице.
Перед тем, как впаивать в схему другие радиодетали их также стоит проверить. Особенно проверки требуют старые электролитические конденсаторы. У них одна беда – потеря ёмкости. Поэтому не лишним будет проверить конденсаторы .
Кстати, с помощью мигалки можно косвенно оценивать ёмкость конденсаторов. Если электролит «высох» и потерял часть ёмкости, то мультивибратор будет работать в несимметричном режиме – это сразу станет заметно чисто визуально. Это означает, что один из конденсаторов C1 или C2 имеет меньшую ёмкость («высох»), чем другой.
Для питания схемы потребуется блок питания с выходным напряжением 4,5 - 5 вольт. Также можно запитать мигалку и от 3 батареек типоразмера AA или AAA (1,5 В *3 = 4,5 В). О том, как правильно соединять батарейки читайте .
Электролитические конденсаторы (электролиты) подойдут любые с номинальной ёмкостью 10…100 мкф и рабочим напряжением от 6,3 вольт. Для надёжности лучше подобрать конденсаторы на более высокое рабочее напряжение - 10....16 вольт. Напомним, что рабочее напряжение электролитов должно быть чуть больше напряжения питания схемы.
Можно взять электролиты и с большей ёмкостью, но и габариты устройства заметно увеличатся. При подключении в схему конденсаторов соблюдайте полярность! Электролиты не любят переполюсовки.
Все схемы проверены и являются рабочими. Если что-то не заработало, то в первую очередь проверяем качество пайки или соединений (если собирали на макетке). Перед впаиванием деталей в схему их стоит проверить мультиметром , чтобы потом не удивляться: «А почему не работает?»
Светодиоды могут быть любые. Можно использовать как обычные индикаторные на 3 вольта, так и яркие. Яркие светодиоды имеют прозрачный корпус и обладают большей светоотдачей. Очень эффектно смотрятся, например, яркие светодиоды красного свечения диаметром 10 мм. В зависимости от желания можно применить и светодиоды других цветов излучения: синего, зелёного, жёлтого и др.
Должны быть установлены на расстоянии не менее 1200 мм. от центра лампы до земли.
Маячки/световые балки нужно устанавливать так, чтобы они были видны с любой стороны, на разумной дистанции.
Плоскость основания установленых маяков/автолюстр, должна быть параллелна земле. У спец. сигналов устанавливающихся на плоскую крышу, и имеющих поперечную ось симметрии, поперечная ось симметрии должна совпадать с продольной осью симметрии транспортного средства.
При монтаже маяков/световых балок на транспортное средство с установленым радио, расстояние от антены должно быть не меньше 500mm.
Кабель питания спец. сигнала должен быть проложен отдельно, вдалеке от чуствительных кабелей (радио, антена, антиблокировочная, тормозная система и т.п.). Если так сделать не возможно, допускается пересечение кабелей под прямым углом.
Внимание - соблюдайте режим энергопотребления. Верно выбирайте кабель и реле переключения.
До демонтажа, отсоедините устройство от источника питания.
В течении 5 минут после отключения ксенонового маяка или световой балки, остается опастность удара электрическим током, при касании к не изолированным элементам. Не трогайте лампочку и стеклянную трубку голыми пальцами. Не затягивайте винты крепления линзы.
Полная инструкция по монтажу прилагается.
Крепление. Источники питания. Свет
Крепления маяков может быть различным: кронштейн , магнит , болты (бывают крепления на одном болте, бывают на трех). У каждого типа крепления есть ряд особенностей. Установка на кронштейн весьма проста, но на автомобилях с высоким габаритом этот тип крепления использовать не рекомендуется). В этом случае рекомендуется использовать низкопрофильные проблесковые маяки. В случае, если проблесковый маяк используется время от времени, часто останавливают свой выбор на маяках с креплением на магните. Как правило эти маяки подключаются к бортовой системе автомобиля через прикуриватель. Минус данных маяков - ограничение по максимальной скорости движения (порядка 80 км/ч). Хотя если вспомнить то, где используются эти маяки, возможно это и не является минусом. Наконец, установить проблесковый маяк можно с помощью болтов (либо 3 болта под углом 120 градусов, либо 1 болт по центру). Для установки этих маяков необходимо делать отверстие в крыше автомобиля.
Источник питания маяка - это, в основном, постоянный ток. Хотя почти закончены разработки маяков на батарейках.
В маяках может быть три источника света: галогенновая лампа , ксеноновая лампа и светодиодный модуль . Именно от источника света зависит цена маяка и срок его службы. Галогеновая лампа при работе выделяет много тепла, а в совокупности с высокой температурой окружающей среды это может существено сократить период работы маяка. Также потребляемая мощность такого маяка довольно высока по сравнению с другими типами источников. Еще один из минусов таких галогенового источника света заключается в том, что проблеск в маяке обеспечивается постоянным вращением "шторки" вогруг лампы. Дополнительные движущиеся части в маяке надежности ему не прибавят. Ксеноновая лампа лишена минусов предыдущего. Как правило это вообще импульсные маяки, режим которых напоминает режим работы стробоскопа.
Диапазон рабочего напряжения - от 10 до 50 вольт. В ксеноновых маяках часто вместо лампы установлен модуль с печатной платой, который по сути своей является одноразовым, что и является его минусом. Замыкает цепочку цен маяк со светодиодным модулем. Диоды работают очень долго и несмотря на разницу в цене в 2, иногда в 3 раза по сравнению с галогеновыми, прослужат они на порядок больше. Именно светодиодные источники света используются взрывозащищенных маячках.
Различный специальный автотранспорт оснащается проблесковыми маячками, которые обычно представляют собой лампу, вокруг которой при помощи электродвигателя вращается светоотражающее зеркало. В любительских условиях эффект вращения света в маячке можно получить другим способом, если в корпусе маячка расположить четыре лампы, каждая из которых имеет собственный неподвижный отражатель. Лампы расположить диаметрально противоположно в плоскости окружности основания маячка, так чтобы они были направлены в четыре разные стороны. А затем, при помощи электронного устройства переключать эти лампы по кругу.
Принципиальная схема такого устройства показана на рисунке. В маячке используются мощные автомобильные лампы на 40-60 ВТ каждая. Попытка переключать эти лампы при помощи транзисторных ключей на КТ829 положительных результатов не дала - транзисторы быстро выходили из строя Поэтому в качестве коммутационных элементов были использованы три автомобильных электромагнитных реле с переключающими контактами.
Реле включаются транзисторными ключами VT1-VT3, на которые поступают уровни с выхода двоичного счетчика D2 и дешифратора на элементах D1.3 и D1.4. На счетчик поступают импульсы от мультивибратора на D1.1 и D1.2.
Предположим, в исходном состоянии счетчик находится в нулевом положении. При этом на его выходах нули и все три реле обесточены. В этом случае напряжение 12В поступает через контакты К1 и К2 на лампу Н1. С поступлением первого импульса счетчик переходит в положение П и на его выводе 3 появляется единица. При этом срабатывает реле Р1 и напряжение 12В через К1 и К3 поступает на лампу Н2.
Затем на счетчик поступает второй импульс. Единица появляется на выводе 4, а на выводе 3 - ноль. Реле Р1 выключается, и срабатывает реле Р2. Напряжение через К1 и К2 поступает на лампу НЗ. С поступлением третьего импульса единицы устанавливаются на обеих выходах счетчика и оба реле срабатывают. При этом единицы поступают на оба входа элемента D1.3, и на выходе D1.4 появляется единица. Таким образом, срабатывают сразу все три реле. При этом напряжение через контакты К1 и КЗ поступает на лампу Н4.
Затем весь процесс повторяется. Установить скорость вращения света можно подбором номинала R1. Если вместо него поставить последовательно включенные постоянный резистор на 100-200 кОм и переменный на 500-1000 кОм можно будет регулировать скорость в процессе эксплуатации.
Электромагнитные реле типа 112.3747-10Е от автомобиля ВАЗ-2108 (они имеют пять контактов). Вместо счетчика К561ИЕ10 можно использовать любой двоичный счетчик КМОП, или собрать счетчик на триггерах микросхемы К561ТМ2.
Снова всем привет! В этой статье буду рассказывать начинающим радиолюбителям о том, как сделать простую мигалку всего на одном самом дешевом транзисторе. Конечно в продаже можно найти готовые , но они есть не во всех городах, частота их вспышек не регулируется, и напряжение питания довольно ограниченно. Часто бвает проще не ходить по магазинам и не ждать неделями заказа с интернета (когда надо иметь мигалку здесь и сейчас), а собрать за пару минут по простейшей схеме. Для изготовления конструкции нам понадобятся:1 . Транзистор типа КТ315 (Не важно, будет ли он буквы б,в,г, - пойдет любой).
2 . Электролитический конденсатор напряжением не менее 16вольт, и емкостью от 1000 мкф - 3000 мкф (Чем меньше емкость, тем быстрее мигание светодиода).
3 . Резистор 1 кОм, мощность ствите как вам по душе.
4 . Светодиод (Любой цвет, кроме белого).
5
. Два провода
(Желательно многожильные).
Для начала сама схема LED мигалки. Теперь приступим к её изготовлению. Можно сделать как вариант на печатной плате, а можно и навесным монтажом, выглядит оно примерно так:
Паяем транзистор, затем электролитический конденсатор, в моем случае это 2200 микрофарад. Не забываем, что у электролитов есть полярность.
Проблесковые маячки применяются в электронных охранных комплексах и на автотранспорте как устройства индикации, сигнализации и предупреждения. Причем их внешний вид и «начинка» часто совсем не отличаются от проблесковых маячков аварийных и оперативных служб (спецсигналов) – см. рис. 3.9.
Внутренняя «начинка» классических мачков поражает своим анахронизмом: то здесь, то там в продаже регулярно появляются маяки на основе мощных ламп с вращающимся патроном (классика жанра) или ламп типа ИФК-120, ИФКМ-120 со стробоскопическим устройством, обеспечивающим вспышки через равные промежутки времени (импульсные маячки). А между тем на дворе XXI век, в котором продолжается триумфальное шествие суперярких (и мощных по световому потоку) светодиодов.
Одним из основополагающих моментов в пользу замены ламп накаливания и галогенных ламп светодиодами, в частности в проблесковых маячках, являются ресурс и стоимость светодиода.
Под ресурсом, как правило, понимают срок безотказной службы.
Ресурс светодиода определяют две составляющие: ресурс самого кристалла и ресурс оптической системы. Подавляющее большинство производителей светодиодов применяют для оптической системы различные комбинации эпоксидных смол, разумеется, с различной степенью очистки. В частности, из-за этого светодиоды имеют ограниченный ресурс в этой части параметров, после истечения которого они «мутнеют».
Разные компании-производители (не будем их бесплатно рекламировать) заявляют ресурс своей продукции в части светодиодов от 20 до 100 тыс. (!) часов. С последней цифрой я категорически не согласен, поскольку мне слабо верится, что отдельно выбранный светодиод будет работать непрерывно 12 лет. За это время пожелтеет даже бумага, на которой отпечатана моя книга.
Однако совершенно очевидно, что залогом большого ресурса является обеспечение тепловых режимов и условий питания светодиодов.
В любом случае, по сравнению с ресурсом традиционных ламп накаливания (менее 1000 час.) и газоразрядных ламп (до 5000 час.), светодиоды на несколько порядков долговечнее.
Преобладание светодиодов с мощным световым потоком 20-100 лм (люменов) в новейших электронных устройствах промышленного изготовления, где ими заменяют даже лампы накаливания, дает повод и радиолюбителям применять такие светодиоды в своих конструкциях.
Рис 3.9. Внешний вид проблесковых маячков
Таким образом, я веду речь о замене в аварийных и специальных маячках ламп различного назначения мощными светодиодами. Причем при такой замене основной ток потребления от источника питания уменьшится и будет зависеть в основном от тока потребления примененного светодиода. Для применения совместно с автомобилем (в качестве спецсигнала, аварийного светового указателя и даже «знака аварийной остановки» на дорогах) ток потребления не принципиален, поскольку АКБ автомобиля имеет достаточно большую энергоемкость (55 А/ч и более). Если же маячок питается от иного источника питания (автономного или стационарного), то зависимость тока потребления от установленного внутри оборудования – прямая. Кстати, и АКБ автомобиля может разрядиться при длительной работе маячка без подзарядки аккумулятора.
Так, например, «классический» маячок оперативных и аварийных служб (синий, красный, оранжевый – соответственно) при питании 12 В потребляет ток более 2,2 А. Этот ток складывается из учета потребления электродвигателя вращающегося патрона и тока потребления самой лампы. При работе проблескового импульсного маячка ток потребления снижается до 0,9 А. Если же вместо импульсной схемы собрать светодиодную (об этом ниже), ток потребления сократится до 300 мА (зависит от примененных мощных светодиодов). Экономия в деталях очевидна.
Приведенные выше данные установлены практическими экспериментами, проведенными автором в мае 2009 года в Санкт-Петербурге (всего протестировано 6 различных классических проблесковых маячков).
Конечно, не изучен вопрос о силе или, лучше сказать, интенсивности света от тех или иных проблесковых устройств, поскольку автор не обладает специальной аппаратурой (люксометром) для такого теста. Но в силу новаторских решений, предложенных ниже, данный вопрос остается второстепенным. Ведь даже относительно слабые световые импульсы (в частности, от мощных светодиодов) в ночное и темное время более чем достаточны для того, чтобы маячок заметили за несколько сотен метров. Именно в этом смысл.дальнего предупреждения, не правда ли?
Теперь рассмотрим электрическую схему «заменителя лампы» проблескового маячка (рис. 3.10).
Эту электрическую схему мультивибратора можно с полным правом назвать простой и доступной. Устройство разработано на основе популярного интегрального таймера КР1006ВИ1, содержащего 2 прецизионных компаратора, обеспечивающих погрешность сравнения напряжений не хуже ±1%. Таймер неоднократно использовался радиолюбителями для построения таких популярных схем и устройств, как реле времени, мультивибраторы, преобразователи, сигнализаторы, устройства сравнения напряжения и др.
В состав устройства входят, кроме интегрального таймера DA1 (многофункциональная микросхема КР1006ВИ1), времязадающий оксидный конденсатор С1, делитель напряжения R1R2. С выхода микросхемы DA1 (ток до 250 мА) управляющие импульсы поступают на светодиоды HL1-HL3.
Включение маячка осуществляется с помощью включателя SB1. Принцип работы мультивибратора подробно описан в литературе.
В первый момент времени на выводе 3 микросхемы DA1 высокий уровень напряжения и светодиоды горят. Оксидный конденсатор С1 начинает заряжаться через цепь R1R2.
Спустя примерно 1 сек. (время зависит от сопротивления делителя напряжения R1R2 и емкости конденсатора С1) напряжение на обкладках этого конденсатора достигает величины, необходимой для срабатывания одного из компараторов в едином корпусе микросхемы DA1. При этом напряжение на выводе 3 микросхемы DA1 устанавливается равным нулю, и светодиоды гаснут/Так продолжается циклически, пока на устройство подано напряжение питания.
Рис. 3.10. Простая электрическая схема светодиодного маяка
Кроме указанных на схеме, в качестве HL1-HL3 рекомендую использовать мощные светодиоды HPWS-TH00 или аналогичные с током потребления до 80 мА. Можно применять только один светодиод из серий LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01, LXHL-MH1D производства Lumileds Lighting (все – оранжевого и красно-оранжевого цвета свечения).
Напряжение питания устройства можно довести до 12 В.
Плата с элементами устройства устанавливается в корпус проблескового маячка вместо «тяжеловесной» штатной конструкции с лампой и вращающимся патроном с электродвигателем. Вид на установленную плату с 3 светодиодами представлен на рис. 3.11.
Для того чтобы выходной каскад обладал еще большей мощностью, потребуется установить в точку А (рис. 3.10) усилитель тока на транзисторе VT1 так, как это показано на рис. 3.12.
После такой доработки можно применять по три параллельно включенных светодиода типов LXHL-PL09, LXHL-LL3C (1400 мА), UE-lf R803RQ (700 мЛ), LY-W57B (400 мА) – все оранжевого цвета.
При отсутствии питания устройство тока не потребляет вообще.
Рис. 3 11 Вид на плату светодиодного маячка, устанавливаемую в штатном корпусе проблескового маячка
У кого сохранились части фотоаппаратов со встроенной вспышкой, тот может пойти и другим путем. Для этого старую лампу-вспышку демонтируют и подключают в схему так, как показано на рис. 3.13.
С помощью представленного преобразователя, подключаемого также в точку А (рис. 3.10), на выходе устройства с низким напряжением питания получают импульсы амплитудой 200 В. Напряжение питания в данном случае увеличивают до 12 В.
Выходное импульсное напряжение можно увеличить, включив в цепь несколько стабилитронов по примеру VD1, VD2 (рис. 3.13). Это кремниевые планарные стабилитроны, предназначенные для стабилизации напряжения в цепях постоянного тока с минимальным током 1 мА и мощностью до 1 Вт. Вместо указанных на схеме можно применить стабилитроны КС591А.
Элементы C1, R3 составляют демпфирующую RC-цепочку, гасящую высокочастотные колебания.
Теперь с появлением (в такт) импульсов в точке А (рис. 3.10) будет включаться лампа-вспышка ELI. Встроенная в корпус проблескового маячка, данная конструкция позволит применять его и далее, если штатный маячок вышел из строя.
Рис 3.12 Схема подключения дополнительного усилительного каскада
Вариант с лампой-вспышкой
Рис 3 13. Схема подключения лампы-вспышки
К сожалению, ресурс лампы-вспышки от портативного фотоаппарата ограничен и едва ли превысит 50 час. непрерывной работы в импульсном режиме. Устройство контроля зарядки-разрядки батареи шахтерского фонаря
Зачастую приобретенные нами мобильные осветительные приборы, использующие энергию встроенной аккумуляторной батареи, но не оснащенные индикатором ее состояния, подводят нас в самый неподходящий момент. В этой статье автор предлагает несложное устройство…….
