Радиоконструктор-2018-11 - PDF Flipbook

111 Views
23 Downloads
PDF 1,060,241 Bytes

Download as PDF

REPORT DMCA

---

Журнал

«Радиоконструктор» 11-2018 Издание по вопросам радиолюбительского конструирования и ремонта электронной техники

В НОМЕРЕ : радиосвязь, радиоприем

Простой радиотракт на 27 МГц для приема и передачи АМ - сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Радиоадаптер для приемника на СВ-диапазон . . . . . . . . . . аудио, видео

Усилитель мощности для планшета . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 измерения

Ежемесячный научно-технический журнал, зарегистрирован Комитетом РФ по печати 30 декабря 1998 г. Свидетельство № 018378

Лабораторный секундомер . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Лабораторный генератор НЧ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Учредитель – Гл. редактор – Алексеев Владимир Владимирович

Зарядка аккумуляторной батареи 6F22 от зарядного устройства для сотового телефона . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Подписной индекс по каталогам: «Роспечать. Газеты и журналы» - 78787 «Почта России» - П2169

автоматика, приборы для дома

Издатель – Ч.П. Алексеев В.В. Юридический адрес – РФ, г.Вологда, Ботанический пер. д.4

Почтовый адрес редакции 160009 Вологда а/я 26 тел.: 8 (8172) 70-47-56 факс: 8 (812) 670-62-77 доб. 934285 сайт- http://radiocon.nethouse.ru

E-mail -

[email protected]

Платежные реквизиты : получатель Ч.П. Алексеев В.В. ИНН 352500520883, КПП 0 р/с 40802810412250100264 в СБ РФ Вологодское отд. №8638 г.Вологда. кор.счет 30101810900000000644, БИК 041909644. За оригинальность и содержание статей несут ответственность авторы. Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.

 И.П. Алексеев В.В. Воспроизведение материалов журнала в любом виде без письменного согласия редакции разрешается не ранее шести месяцев с даты выхода воспроизводимого номера журнала. При цитировании ссылка на «Радиоконструктор» обязательна.

2 3

5 6

источники питания

Коридорный выключатель для светодиодных ламп . . . . . . Светодиодный указатель провалов напряжении сети . . . Двухпороговое фотореле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Электронный переключатель для люстры . . . . . . . . . . . . . . Подключение люстры к двухпроводной проводке . . . . . . . . Мигающий ночник на светодиоде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . USB-светодиодный ночник . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Светодиодный сигнализатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Инфракрасный датчик расстояния . . . . . . . . . . . . . . . . . . Автоматический выключатель света для подсобного помещения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Простая охранная сигнализация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Сигнализатор включенного паяльника . . . . . . . . . . . . . . . . . Простая охранная сигнализация для двери . . . . . . . . . . . . Автомат псевдохаотического эффекта для гирлянд на основе RGB-светодиодных лент . . . . . . . . . . . . . . . . . . Простой переключатель четырех гирлянд . . . . . . . . . . . . . . Автомат для управления двумя RGB-гирляндами . . . . . . . «Новогодние» схемы с 1998 по 2017 г.г.

8

11 13 15 17 18 19 20 21 23 24 25 27 29 30 32 34

. . . . . . . . . . . . . . 36

начинающим

Светодиоды

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

ремонт

УКВ-Радиостанция «Аргут-А25» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 справочник

Микросхема УМЗЧ НА13158А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ..

Ноябрь, 2018. (11-2018) Журнал отпечатан в типографии Журнал отпечатан в типографии ООО ИД «ЧереповецЪ». ООО ПФ «Полиграфист». Вологодская обл., г. Череповец, 160001 Вологда, у. Металлургов, 14-А.у.Челюскинцев, 3. Т1700 Выход 25.10.2018

Все чертежи печатных плат, в том случае, если их размеры не обозначены или не оговорены в тексте, печатаются в масштабе 1 : 1. Все «прошивки» к статьям можно найти здесь:

http://radiocon.nethouse.ru

ПРОСТОЙ РАДИОТРАКТ НА 27 МГЦ ДЛЯ ПРИЕМА И ПЕРЕДАЧИ АМ СИГНАЛА Рис.1.

Радиотракт предназначен для передачи аналогового аудиосигнала на расстояние до нескольких сотен метров. Его можно использовать для передачи речевого аудиосигнала, а так же, в системе радиоуправления, использующей частотное или DTMF-кодирование. На рисунке 1 показана схема передатчика. Передатчик построен на транзисторах Q1 и Q2. Передатчик с АМ. Напряжение питания 9V. Задающий генератор выполнен на транзисторе Q1. Его частота задана и стабилизирована кварцевым резонатором X1. Задающий генератор работает все время, пока включено питание передатчика. На транзисторе Q2 выполнен усилитель мощности и модулятор в одном качестве. Каскад работает без начального смещения на базе. База притянута к нулю через резистор R4, а ВЧ напряжение с коллектора Q1 поступает на базу Q2 через разделительный конденсатор С3. Модулирующий аудиосигнал подается в цепь базы транзистора Q2 посредством резистора R4. Этот резистор подстроечный, на его подвижной вывод подается

2

модулирующее напряжение НЧ, которое затем в комплексе складывается с напряжением ВЧ на базе транзистора. Оптимальный режим модуляции устанавливается подстройкой этого подстроечного резистора. Интересно то, что наибольшая модуляция при наибольшем общем сигнале получается где-то примерно, в положении резистора в 1/4 верхней части по схеме. При перемещении движка ниже по схеме, снижается глубина модуляции, а при перемещении выше по схеме, возрастает шунтирующее влияние НЧ сигнала на ВЧ сигнал и на задающий генератор, вплоть до блокировки усилителя мощности и прекращения работы передатчика. С коллектора Q2 усиленный и модулированный сигнал поступает в антенну через «П»-образный фильтр С9-L3-C10 и удлинительную катушку L4. Передатчик питается постоянным положительным напряжением 9V, через выключатель питания S1. Светодиод D1 служит индикатором включенного состояния. Катушки L1, L2, L4 - готовые дроссели, высокочастотные, на указанные на схеме

Радиоконструктор 11-2018

индуктивности. Катушка L3 намотана на пластмассовом каркасе диаметром 5 мм с подстроечным ферритовым сердечником диаметром 2,5 мм. Она содержит 7 витков провода ПЭВ 0,31. Схема приемного тракта показана на рисунке 2. Приемный тракт выполнен по сверхрегенеративной схеме на Q1. Сигнал с его выхода поступает на УНЧ. Этот УНЧ должен быть достаточно большой чувствительности.

Рис.2. Катушка L2 - готовый дроссель, на 1,1 мкГн. Катушка L1 точно такая же как катушка L3 на рисунке 1. Травенков Д.Н.

РАДИОАДАПТЕР ДЛЯ ПРИЕМНИКА НА СВ-ДИАПАЗОН В советское время было произведено очень много радиовещательных приемников на АМ-диапазоны, в том числе и на «средние волны». Но вещание с СВ и ДВ сейчас сворачивается, и эта аппаратура остается ненужной. «Оживить» старый «антикварный» радиоприемник можно двумя способами, - переделать его на КВ или УКВ, что не всегда целесообразно, особенно с «исторической» точки зрения. Либо сделать адаптер в виде несложного маломощного передатчика на СВ-диапазон, при помощи которого радиоприемник можно будет использовать как совоеобразную «винтажную беспроводную акустическую систему», например, для персонального компьютера или для портативного цифрового плеера, смартфона. От такого передатчика многого не требуется. И сигнал его может быть весьма слабым, достаточным для приема, ну с расстояния в один-два метра. Схема показана на рисунке. Передатчик состоит из генератора частоты 1 Мгц на с кварцевой стабилизацией на транзисторе VT2 и модулятора на транзисторе VT1. Модулятор управляет током питания

ВЧ-генератора. Антенны нет, передатчик располагают рядом с приемником, и этого достаточно. Катушка L1 намотана на 4-секционном каркасе с ферритовым сердечником диаметром 2,6 мм. Содержит 120 витков провода ПЭВ 0,12.

Радиоконструктор 11-2018

Андреев С.

3

УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ДЛЯ ПЛАНШЕТА Сейчас многие автолюбители в машине пользуются планшетными компьютерами. Это очень удобно, потому что планшет это и средство мобильной аудио и видео связи, это навигатор, с его помощью можно оперативно найти нужную информацию в интернете. Кроме того, планшет может работать как радиоприемник, как телевизор и как проигрыватель видео и аудио файлов. Ну вот с последним и не очень хорошо, потому что планшетный компьютер, в основном, рассчитан на работу на наушники, а его встроенные динамики очень маленькие, и поэтому работают тихо и с весьма ограниченным качеством звучания. Для того чтобы планшетный компьютер целиком и полностью заменил «автомагнитолу» нужно дополнить его внешним усилителем мощности НЧ, с достаточно качественными акустическими системами. И так, принципиальная схема видна на рисунке. Основой усилителя служит микросхема TDA1554Q, в ней двухканальный мостовой усилитель мощности, развивающий мощность до 22W на канал. К достоинствам микросхемы относится предельный минимум «обвязки» и мостовая схема выходных каскадов с минимальным потенциалом постоянного напряжения между выходами, позволяющая подключать акустические системы без разделительных конденсаторов. Это способствует улучшению воспроизведения на низких частотах, и уменьшению габаритов усилителя. Кроме того, данная микросхема широко применяется в авто-

4

мобильной аудиотехнике, и здесь она как раз к месту. Х1 – стандартное 3-мм телефонное гнездо. Для соединения с планшетом используется специальный кабель с

3-мм стерео-штекерами с обоих концов. Для нормализации уровней сигнала в схеме есть два подстроечных резистора R3 и R4. Микросхема А1 при работе на максимальной мощности потребляет значительный ток. Чтобы выключатель не подгорал его просто нет в схеме, А1 подключена к автомобильной борт-сети постоянно (через индуктивность L1), а выключатель S1 изменяет напряжение на выводе 14 А2, переводя А2 в энергосберегающее «выключенное» состояние. Корпусом служит корпус от старой неисправной китайской автомагнитолы «SUNNY». Передняя панель магнитолы снята и вместо неё установлена черная пластмассовая пластина, на которой расположен выключатель S1 и гнездо Х1. Радиатором служит железный корпус бывшей автомагнитолы. На радиатор нужно поместить как микросхему А1. Катушка L1 намотана на ферритовом кольце диаметром 28 мм, – 30 витков провода ПЭВ 1,0. Для монтажа используется демонтированная печатная плата неисправной автомагнитолы (от которой корпус). Монтаж на ней выполнен частично печатным, частично объемным способом. Попцов Г.

Радиоконструктор 11-2018

ЛАБОРАТОРНЫЙ СЕКУНДОМЕР

Прибор позволяет измерять временные интервалы от 0,01 секунды, до 99,99 секунд. В основе прибора микросхема ММ74С926 (или другие аналоги «74С926», которая представляет собой десятичный четырехразрядный счетчик, объединенный с системой индикации из дешифратора в код для семисегментного индикатора и схемы опроса для динамической индикации. На этой микросхеме выполнен счетчик времени. Генератором тактовых импульсов служит схема на микросхеме CD4060. Она вырабатывает импульсы частотой 100 Гц. Микросхема CD4060 состоит из двоичного счетчика и мультивибратора. Частота мультивибратора задана кварцевым резонатором Q1 на 500 кГц. А на счетчике микросхемы сделан делитель этой частоты на 5000. Коэффициент деления 5000 задан диодами VD1-VD5, которые все одновременно оказываются закрытыми только тогда, когда счетчик сосчитал до 5000 (4096+512+256+128+8=5000). В этот момент через резисторы R1 и R2 на вход «R» (вывод 12) счетчика поступает

логическая единица, и он обнуляется. В результате такой работы на его выводе 2 имеются импульсы с частотой 100 Гц. Они и поступают на счетчик времени на D2. Запуск и остановка секундомера производится выключателем S1. Когда он включен через него на вывод 12 D1 поступает напряжение единицы, и счетчик D1 заблокирован, импульсов на его выводе 2 нет. Когда S1 выключен он не мешает работе микросхемы D1, и она генерирует импульсы 100 Гц, поступающие на D2. Кнопка S2 служит для сброса показаний счетчика времени на D2. При её нажатии на вывод 13 D2 поступает единица, и все счетчики микросхемы D2 обнуляются. Светодиодные индикаторы HDSP-H211H можно заменить любыми семисегментными цифровыми светодиодными индикаторами с общим катодом. Если при работе будут сбои, нужно между выводом 2 D1 и общим минусом включить конденсатор 10-100 пФ (подобрать экспериментально).

Радиоконструктор 11-2018

Иванов А.

5

ЛАБОРАТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР НЧ

Важной частью радиолюбительской лаборатории является низкочастотный генератор. С его помощью можно проверять, ремонтировать и налаживать самодельную или промышленную аудиотехнику. Желательно использовать генератор НЧ совместно с частотомером (для точного определения частоты) и осциллографом (для проверки параметров сигнала, проходящего в аудиотракте). Амплитуду выходного синусоидального напряжения ЗЧ можно регулировать в широких пределах ступенчато и плавно. Генератор вырабатывает сигналы в четырех частотных диапазонах: «1» - 15...160 Гц. «2» - 150...1600 Гц «3» - 1500...16000 Гц «4» - 15000...160000 Гц. Максимальный выходной уровень (положение 1/1 S2) синусоидального напряжения (RMS) 3,1 V. Соответственно в других положениях S2 максимальный выходной сигнал (RMS) составляет 310mV и 31mV. Питается генератор от электросети через встроенный источник питания на

6

маломощном силовом трансформаторе. Схема генератора представляет собой УНЧ с двухтактным выходным каскадом, охваченный положительной обратной связью RC-схемой моста Винна. Частота определяется переменными резисторами R2.1 и R2.2, являющимися составляющими частями сдвоенного переменного резистора, используемого как орган плавной настройки частоты в пределах выбранного диапазона. И конденсаторов, переключаемых сдвоенным переключателем S1.1-S1.2. При монтаже переменные резисторы нужно паять так, чтобы при вращении рукоятки их сопротивления менялись одинаково (при неправильном включении при вращении рукоятки сопротивление одного переменного резистора будет уменьшаться в то время как сопротивление другого будет расти). Чем ближе характеристики регулировки резисторов, составляющих блок переменных резисторов, тем меньшие искажения сигнала будут на выходе. Это же касается и конденсаторов, образующих мост Винна,

Радиоконструктор 11-2018

- их емкости одновременно работающие в одном диапазоне должны быть максимально одинаковы (С1=С5, С2=С6, С3=С7, С4=С8 с увеличением неравенства этих емкостей возрастают искажения). Коэффициент нелинейных искажений не более 0,3% во всем диапазоне частот (при условии тщательной настройки генератора, и малом разносе емкостей и резисторов плеч моста Винна). При наличии только моста Винна схема усилителя (генератора) будет выходить на режим ограничения сигнала. То есть, в данном случае, это перегрузка, которая обрежет вершины синусоид и сигнал будет более похож на прямоугольный, чем на синусоидальный. Поэтому необходима так же и система отрицательной обратной связи, которая будет снижать коэффициент передачи усилителя так чтобы размах выходного сигнала не вылезал в зоны ограничения и нелинейности. К тому же, должна быть автоматическая регулировка глубины ООС, придерживающая коэффициент передачи на оптимальной величине, которая здесь образована резисторами R7, R6, R5, а так же конденсатором С9. Элементом, регулирующим глубину ООС является лампа накаливания Н1. Как известно, сопротивление лампы накаливания сильно зависит от тока через неё, так как ток вызывает нагрев нити из высокоомного сплава металла. Чем больше ток, тем больше нагрев и тем больше сопротивление лампочки. Здесь лампа включена в цепи ООС, при увеличении сопротивления в этой цепи глубина ООС увеличивается и коэффициент передачи усилителя снижается. Через лампу протекает выходной переменный ток, поэтому от его величины зависит и нагрев лампы. Таким образом происходит стабилизация выходного уровня сигнала в пределах линейного участка характеристики усилителя НЧ. Усилитель, составляющий основу ГНЧ построен на транзисторах по трехкаскадной схеме с мостовым выходным каскадом и непосредственными связями между каскадами. Для устранения «ступеньки» напряжение смещения на базах VT3 и VT4 различаются на величину, заданную цепью из трех диодов VD1-VD3.

Плавная регулировка выходного сигнала осуществляется переменным резистором R11, ступенчатая, - переключателем S2, переключающим резисторы делителя R12-R14. Источник питания вырабатывает двухполярное постоянное напряжение около +_11V. В источнике питания используется маломощный силовой трансформатор Т1 с одной вторичной обмоткой на напряжение 9V. Для того чтобы от такого трансформатора получить двухполярное напряжение здесь используется два однополупериодных выпрямителя на диодах VD4 и VD5. В результате для формирования положительного постоянного напряжения используется положительная полуволна переменного тока, а для формирования отрицательного постоянного напряжения используется отрицательная полуволна переменного тока. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Лампа накаливания Н1 - миниатюрная, на напряжение 13,5V и ток 0,068 А. Можно применить и другую лампу на напряжение не ниже 12V и не более 30V и ток не более 0,1А. Трансформатор питания Т1 используется готовый, от сетевого адаптера с выходным напряжением 12V. У него переменное напряжение на вторичной обмотке около 9V. В принципе, подойдет любой трансформатор с выходным напряжением около 8-10V и на выходной ток не ниже 0,1А. Налаживание следует начинать с усилителя на транзисторах. Отключите мост Винна (например, отпаяйте один вывод R1) и измерите постоянное напряжение на выходе усилителя. Если оно отличается от нуля подбором резистора R10 установите его ноль. Затем, восстановите мост Винна. Подключите к выходу осциллограф и подстройкой резистора R7 добейтесь неискаженного синусоидального сигнала во всем частотном диапазоне ГНЧ.

Радиоконструктор 11-2018

Антипов А.П.

7

ЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ 6F22 ОТ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОТОВОГО ТЕЛЕФОНА Сейчас уже все производители сотовых телефонов «договорились» и все, что есть в магазинах, заряжается через USB-разъем. Это очень хорошо, потому что зарядные устройства стали универсальными. В принципе, зарядное устройство для сотового телефона таковым не является. Это только импульсный источник постоянного тока напряжением 5V, а собственно зарядное устройство, то есть, схема следящая за зарядом аккумулятора, и обеспечивающая его заряд, находится в самом сотовом телефоне. Но, суть не в этом, а в том, что эти «зарядные устройства» сейчас продаются повсеместно и стоят уже так дешево, что вопрос с ремонтом отпадает как-то сам собой. Например, в магазине «зарядка» стоит от 200 руб., а на известном «Aliexpress» есть предложения и от 60 рублей (с учетом доставки). Схема типовой китайской «зарядки», срисованная с платы, показана на рис. 1. Может быть и вариант с перестановкой диодов VD1, VD3 и стабилитрона VD4 на отрицательную цепь - рис.2. А у более

8

Рис.1

Рис.2. «продвинутых» вариантов могут быть выпрямительные мосты на входе и выходе. Могут быть и отличия в номиналах деталей. Кстати, нумерация на схемах дана произвольно. Но сути дела это не меняет. Несмотря на простоту, это все же неплохой импульсный блок питания, и даже стабилизированный, который вполне сгодится и для питания чего-то другого, кроме зарядного устройства сотового телефона.

Радиоконструктор 11-2018

Схема сделана на основе высоковольтного блокинг-генератора, широта импульсов генерации которого регулируется при помощи оптопары, светодиод которой получает напряжение от вторичного выпрямителя. Оптопара понижает напряжение смещения на базе ключевого транзистора VT1, которое задается резисторами R1 и R2. Нагрузкой транзистора VT1 служит первичная обмотка трансформатора Т1. Вторичной, понижающей, является обмотка 2, с которой снимается выходное напряжение. Еще есть обмотка 3, она служит и для создания положительной обратной связи для генерации, и как для источника отрицательного напряжения, который выполнен на диоде VD2 и конденсаторе С3. Этот источник отрицательного напряжения нужен для снижения напряжения на базе транзистора VT1, когда оптопара U1 открывается. Элементом стабилизации, определяющим выходное напряжение, является стабилитрон VD4. Его напряжение стабилизации таково, что в сумме с прямым напряжением ИК-светодиода оптопары U1 дает именно те самые необходимые 5V, которые и требуются. Как только напряжение на С4 превышает 5V, стабилитрон VD4 открывается и через него проходит ток на светодиод оптопары. Практически, это не «зарядное устройство», а блок питания зарядного устройства, имеющегося в сотовом

Рис.3.

Рис.4.

телефоне. Этот блок питания создает напряжение 5V, которым через собственно зарядное устройство, управляющее током зарядки, и заряжается аккумулятор сотового телефона на 3,6V. И так, работа устройства вопросов не вызывает. Но что делать, если мне нужно заряжать другие аккумуляторы не 3,6V, а, например, аккумуляторные аналоги «кроны» на 8,6V? Нужно, во-первых, повысить выходное напряжение, а во вторых добавить в схему ограничитель тока зарядки. Повысить выходное напряжение довольно просто, нужно всего-то удалить из схемы стабилитрон VD4. Теперь выходное напряжение на холостом ходу

Радиоконструктор 11-2018

9

может взлететь и до 15V, и больше. Соответственно, нужно заменить конденсатор С4 конденсатором такой же емкости, но на напряжение не ниже 25V (чтобы с запасом). Далее, схему нужно дополнить ограничителем тока, ведь зарядка аккумуляторной батареи производится именно током. На рисунке 3 показано как это сделать для первого варианта схемы. На тразисторе VT2 и выполнен этот самый ограничитель. Заряжаемой является батарея G1. Ток на неё поступает через резистор R6. При этом, на данном резисторе выделяется некоторое напряжение. Это напряжение через подстроечный резистор R5 идет на базу транзистора VT2. И управляет его открыванием, а сам транзистор регулирует ток, поступающий на фотодиод оптопары U1. Таким образом, ток поддерживается стабильным, а задать его величину можно предварительно подстройкой резистора R5. На рисунке 4 показана схема, такая же как на рисунке 3, но для случая второй схемы зарядного устройства, показанной на рисунке 2. Таким же зарядным устройством можно заряжать и 12-вольтовые аккумуляторы для питания портативной аппаратуры. А так же использовать его для реанимации глубоко разряженных аккумуляторов сотовых телефонов, когда они разряжены на столько, что собственным зарядным устройством телефона «бракуются» и по этой причине не заряжаются. Ток заряда задается опытным путем при налаживании схемы, подстройкой резистора R5, и, если это необходимо, подбором сопротивления R6. Недостаток данного зарядного устройства в том, что оно не контролирует степень заряженности аккумулятора,

10

Рис.5.

поэтому чтобы не «перезарядить» нужно следить за зарядкой по времени и по напряжению на аккумуляторе. Впрочем, если есть необходимость в контроле за напряжением на заряжаемом аккумуляторе, это можно сделать вернув обратно в схему стабилитрон, но другой. Нужен стабилитрон на 1,2V меньшего напряжения, чем максимальное напряжение полностью заряженного аккумулятора. Для аккумулятор типа 6F22 это напряжение около 9,5V. Если взять стабилитрон на 8,2V, то получится 9,4V, что подходит. Стабилитрон включают как на схеме рис.5. Если напряжение на аккумуляторе G1 достигает значения 9,4V он открывается и подает ток на светодиод оптопары U1. Генерация срывается. Пока же напряжение на аккумуляторе ниже 9,4V стабилитрон будет закрыт, и ток через него не будет поступать на светодиод оптопары U1. Для схемы на рисунке 4 стабилитрон включается аналогично, но в обратной полярности. Соответственно, если нужно заряжать аккумулятор номинальным напряжением 12V, и максимальное напряжение его заряженного должно быть 13,2-13,5V, стабилитрон должен быть на 12V.

Радиоконструктор 11-2018

Каравкин В.

КОРИДОРНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП В журнале «Радиоконструктор» №4 за 2008 год была опубликована статья автора «Коридорный выключатель», который обладал одной важной особенностью, несколько таких одинаковых выключателей можно соединить двухпроводным кабелем, и тогда их работа будет зависимой. Включение одного из них будет сопровождаться выключением всех остальных. Такое свойство может быть полезным при освещении длинных коридоров, освещающихся несколькими лампами, расположенными вдоль коридора через равные расстояния. Для каждой из ламп нужно установить отдельный квазисенсорный выключатель и все эти выключатели соединить кабелем. Теперь, находясь в начале коридора (или в любом другом его месте) вы включаете лампу, освещающую зону, где вы находитесь. Затем, перемещаясь по коридору далее, вы последовательно включаете другие лампы, а включенные ранее гаснут. Выходной каскад в той схеме был выполнен на достаточно мощном тиристоре КУ201К, а у тиристора есть одна неприятная особенность, - он нестабильно работает при малом токе через него. Если это лампы накаливания, то с этим

проблем не возникает, потому что у них мощность не менее 25W. Сейчас же повсеместно применяются светодиодные энергосберегающие лампы

Рис.1. мощность потребления которых может составлять всего несколько ватт. Такие лампы, включенные через тиристор, светят пульсирующе. Чтобы этого не было нужно тиристорный выходной каскад заменить каскадом на мощном высоковольтном полевом транзисторе. Вот именно это здесь и сделано. Канал мощного полевого транзистора работает аналогично механическому выключателю, то есть его открытое сопротивление почти не зависит от нагрузки, и он может управлять как мощной нагрузкой (до 200W), так нагрузкой в единицы или даже доли ватт. Принципиальная схема выключателя показана на рисунке 1. Здесь показано только два выключателя №1 и №N. Схема

Радиоконструктор 11-2018

11

представляет собой RSтриггер, управляющий ключом на полевом высоковольтном мощном транзисторе VT1. Есть две кнопки S1 и S2. Первая служит для включения, вторая – для выключения. При нажатии кнопки S1 логические единицы поступают на оба входа RS-триггера, но так как на одном из входов есть RC-цепь задержки C2-R3, триггер принимает состояние, при котором на выходе инвертора D1.3 имеется логическая единица. Это приводит к открыванию ключа на VT1 и включению лампы Н1, питающейся пульсирующим током от мостового выпрямителя VD4. Чтобы выключить лампу нужно нажать S2, при этом RS-триггер «перекидывается» в противоположное состояние и ключ на VT1 закрывается. Так работает самостоятельный выключатель. Но если несколько этих выключателей соединить кабелем (К+ К–), их работа станет зависимой. Кабель соединяет вместе входы триггеров, отвечающие за выключение. Допустим, выключатель N был включен, тогда, чтобы включить выключатель 1 мы нажимаем кнопку S1-1. Логическая единица через диод VD1-1 поступает на триггер на D1-1 и включает лампу Н1-1. В то же время, через диод VD1-2 единица поступает не только на выключающий вход своего триггера, но и через кабель на такие же выключающие входы триггеров других выключателей, в данном случае, на вывод 3 DN1-2. Так как кнопка SN-1 не нажата, триггер DN1 выключается. Точно так же выключатся и все остальные выключатели, останется включенным только тот выключатель, кнопку «ON» которого нажали.

12

Рис.2. Каждый выключатель сделан как автономное устройство, поэтому имеет собственный источник питания для «логики», – безтрансформаторный, представляющий собой параметрический стабилизатор R5-VD3. Конденсатор С3 сглаживает пульсации. Такая схема позволяет свести к минимуму число проводов соединительного кабеля, обеспечивающего зависимую работу выключателей.

Радиоконструктор 11-2018

Большинство деталей каждого из выключателей собраны на печатных платах, такой как показана на рисунке 2. Все платы одинаковы. Платы сделаны из фольгированного стеклотексталита с односторонним расположением печатных дорожек. Подключаются выключатели к двум местам, – к сети и к соединительному кабелю. При подключении к кабелю нужно соблюдать полярность. Проще всего использовать самый дешевый телевизионный антенный кабель. Стоит он недорого, а перепутать полярность просто невозможно, – минус на оплетку, плюс на жилу. Впрочем, можно применить и тонкий провод для слабой сетевой нагрузки, но такой, в котором провода разного цвета. Стабилитроны можно использовать на напряжение от 10 до 14V, но они все должны быть одинаковыми во всех выключателях, работающих вместе. Емкости всех указанных на схеме конденсаторов можно выбрать в пределах

50-200% от номинала, показанного на схеме. Выпрямительный мост можно заменить аналогичным импортным или собрать на отдельных диодах, например, КД209 или 1N4007. Транзисторы BUZ90A можно заменить на IRF840 или КП707В2, либо другие аналогичные. Все кнопки, – замыкающие, без фиксации, тумблерного типа (крепятся гайкой на лицевую поверхность корпуса выключателя). Можно изменить логику работы схемы, так чтобы при зажигании очередной лампы, предыдущие не гасли. А выключить все сразу можно было бы кнопкой «OFF» любого из выключателей. Для этого нужно убрать диоды VD1 и VD2, а кнопку S2 отключить от вывода 4 микросхемы и подключить к её выводу 3.

Щелкунов В.И.

СВЕТОДИОДНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ПРОВАЛОВ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ Этот прибор предназначен для регистрации коротких по времени снижений напряжения в электросети. Он может быть полезен при анализе причин возникновения сбоев в работе различного оборудования. Прибор работает как триггер, как только напряжение в сети снижается ниже предварительно заданного подстроечным резистором значения, включается светодиод, который будет гореть до тех пор, пока триггер не будет обнулен специальной кнопкой. Прибор двухуровневый, что позволяет задать два порога понижения напряжения. Соответственно, есть два светодиода. Можно задать два порога, один настроить на небольшой провал напряжения, другой на большой провал. Тогда, если загорится один светодиод это значит что напряжение снижалось ниже порога небольшого провала, но не снизилось до порога

большого провала. Если же горит два светодиода, значит напряжение опускалось ниже порога большого провала. Схема состоит из источника питания, датчика напряжения, триггеров и индиктора. Источник питания в данной схеме выполнен по простой бестрансформаторной схеме, и состоит из выпрямителя на диоде VD1, балластного резистора R1, стабилитрона VD3 и накопительного конденсатора С1. Напряжение на выходе - на конденсаторе С1 равно напряжению стабилизации стабилитрона VD3 (около 9V). Датчик напряжения представляет собой выпрямитель сетевого напряжения с настраиваемыми делителями напряжения на выходе. Выпрямитель выполнен на диоде VD2. Затем следует делитель напряжения на резисторах R2, R3, R4, R5. Конденсаторы С2 и С3 являются накопи-

Радиоконструктор 11-2018

13

тельными. Постоянное напряжение на С3 будет в прямой зависимости от величины напряжения в электросети. А резисторами R4 и R5 можно установить индивидуальные пороги для двух триггеров. Схема триггеров выполнена на микросхеме D1, которая К561ЛА7. В этой микросхеме есть четыре логических элемента «2И-НЕ». На них собрано два RS-триггера с инверсными входами (триггеры переключаются логическими нулями). Схема индикатора проста, - это два ключа на полевых транзисторах VT1 и VT2 и два индикаторных светодиода повышенной яркости свечения. Ключи применены потому, что выходы микросхемы КМОП недостаточно мощные, они допускают нагрузку всего в несколько единиц миллиампер. Работает все вместе это следующим образом. В процессе налаживания задаются пороги снижения напряжения при помощи резисторов R4 и R5. Напряжения с этих резисторов поступают на выводы 8 и 1 микросхемы D1, соответственно. Пока напряжение в сети нормальное, постоянные напряжения на выводах 8 и 1 D1 находятся в зоне логической единицы. Если напряжение в сети снижается ниже заданного уровня, то на соответствующем выводе (1 или 8) микросхемы D1 напряжение входит в зону логического нуля. Даже если это происходит на короткое время, это приводит к переключению соответствующего триггера в состояния логической единицы

14

на выводе 3 или 10 (в зависимости от того какой триггер переключился). Далее, открывается соответствующий транзисторный ключ и загорается соответствующий светодиод. Вернуть все в исходное положение можно нажав кнопку S1, которая возвращает триггеры в исходное положение. Монтаж выполнен на готовой макетной печатной плате, поэтому, специальная плата для данного устройства не разрабатывалась. Диоды 1N4007 можно заменить любыми аналогами - выпрямительными маломощными, на напряжение сети. Например, можно применить диоды КД209 или КД243. Стабилитрон Д814Б можно заменить любым стабилитроном на напряжение стабилизации 8-10V. Светодиоды - любые индикаторные, но лучше если они повышенной яркости. Для налаживания схемы потребуется ЛАТР или другой автотрансформатор, позволяющий регулировать напряжение, поступающее от электросети. Задача налаживания состоит в том, чтобы настроить подстроечные резисторы R4 и R5 на включение соответствующих светодиодов при понижении напряжения до нужного контрольного порогового значения. При этом, напряжение регулировать при помощи ЛАТРа, а измерять его подходящим вольтметром.

Радиоконструктор 11-2018

Косматов В.М.

ДВУХПОРОГОВОЕ ФОТОРЕЛЕ

Рис.1. В этом фотореле в качестве датчика используется фотоприемник – датчик от старой «шариковой» компьютерной мыши. Внешне такой датчик похож на транзистор КТ315. В его корпусе находится два фототранзистора, коллекторы которых соединены вместе. При увеличении освещения сопротивление перехода каждого из этих фототранзисторов уменьшается. Наличие двух фототранзисторов в одном корпусе позволяет использовать отдельно каждый из них для включения освещения и для выключения. Что дает возможность, во-первых, применить в схеме фотореле RS-триггер, чем повысить стабильность работы, а во-вторых, простым способом обеспечить раздельную установку порогов включения света и его выключения. Это решает одну из важных проблем фотореле, потому что при включении осветительной лампы освещенность несколько увеличивается, что при определенных условиях может привести к зацикливанию. А раздельная установка порогов позволит задать порог выключения света уже с учетом некоторой засветки фотодатчика осветительным прибором. Схема показана на рис.1. Датчик света F1. Чувствительность (порог) устанавливается переменными резисторами R1 и R2 раздельно для каждой из половин датчика. Верхняя, по схеме, половина датчика F1

управляет включением света. Пока естественная освещенность достаточна, сопротивление F1 значительно выше фактического сопротивления переменного резистора R2, поэтому на входах элемента D1.1 есть напряжение логической единицы, а на его выходе, – логический ноль. При снижении освещения сопротивление датчика растет, и это приводит к уменьшению напряжения на входах D1.1. В определенный момент это напряжение становится ниже порогового значения и воспринимается элементом D1.1 как логический ноль. На его выходе возникает единица, которая переключает RS-триггер на элементах D1.2 и D1.3 в состояние с логической единицей на выходе элемента D1.2. Ключ VT1 открывается и включает осветительный прибор Н1. В момент включения светильника уровень освещенности датчика может увеличиться (за счет попадания на него света от светильника) и на выходе D1.1 единица сменится на ноль. Но это уже не изменит установившегося состояния триггера. Выключением света управляет нижняя по схеме половина датчика F1. Его порог срабатывания устанавливается переменным резистором R1. Пока темно, сопротивление F1 значительно больше фактического сопротивления R1, и напряжение на выводе 1 D1.2 находится в пределах логического нуля. Когда естественная

Радиоконструктор 11-2018

15

освещенность увеличивается и уровень естественного освещения (или суммарного, в зависимости от того попадает свет от светильника на F1 или нет) датчика возрастает. Его сопротивление уменьшается и напряжение на выводе 1 D1.2 начинает расти. Достигнув порога логической единицы, это напряжение переключает триггер в противоположное состояние и ключ VT1 выключает лампу Н1. Даже если после выключения светильника уровень освещения F1 снизится ниже порогового значения, это не приведет к включению света, поскольку триггер установился в устойчивое состояние. Ситуацию может изменить (включить свет) только уменьшение освещенности датчика ниже, порога заданного резистором R2. Для ручного управления светом служат кнопки S1 и S2. Питается автомат вместе со светильником непосредственно от электросети через однополкпериодный выпрямитель на диоде VD4. Если это неприемлемо (например, при использовании светодиодной лампы), можно однополупериодный выпрямитель заменить мостовым. Электроника питается через параметрический стабилизатор R8-VD3, а пульсации сглаживает конденсатор С3. Схема автомата смонтирована на печатной плате с односторонним расположением проводников. Перемычек нет. Резисторы R1 и R2 расположены за пределами платы. Кнопки миниатюрные, распаяны прямо на плате (конечно, возможна установка их и за пределами платы, с соединением с платой монтажными проводниками).

16

Рис.2. Фотодатчик может быть расположен как на плате, так и за её пределами. Во втором случае соединение желательно выполнить экранированными проводниками. Как уже сказано, фотодатчик – от старой компьютерной мыши (с шариком). Он черного цвета с тремя выводами, по форме корпуса похож на транзистор КТ315. Выступ на корпусе со стороны нечувствительной к свету. При монтаже на плату этот выступ обращен к деталям, а поверхность без выступа – к краю платы. Ключевой транзистор КП707В2 можно заменить на IRF840 или BUZ90A. Стабилитрон Д814Д можно заменить любым стабилитроном средней мощности на напряжение 9-13V. Диоды КД522 можно заменить на КД521 или 1N4148.

Радиоконструктор 11-2018

Снегирев И.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ЛЮСТРЫ Схема стандартной проводки для люстры показана слева на рис.1. Она позволяет переключать только две группы ламп. Расширить число переключаемых групп ламп можно с помощью электронного переключателя. В литературе, и в частности в журнале «Радиоконструктор» были описания электронных переключателей для люстры, но они обычно плохо состыковывались с уже существующей электропроводкой. Здесь же описан электронный переключатель, использующий существующую проводку. Справа на рис.1. показана схема его подключения, - нужно только переставить два провода штатном выключателе. Еще желательно S2 переделать в кнопку, чтобы он не фиксировался во включенном состоянии. На рисунке 2 показана схема электронного переключателя. Она состоит из формирователя управляющих импульсов на цепи R1-C1-R7, сдвигового регистра D1, трех ключей на высоковольтных полевых транзисторах VT2-VT4 и собственно трех групп ламп (каждая группа обозначена как одна лампа). В исходном состоянии регистр обнулен (его обнуление в момент включения питания обеспечивает цепь C2-R2). Поэтому на всех его выходах, кроме выхода будут логические нули. Ключи VT1-VT3 подключены к его выходам «1», «2» и «3», соответственно. Поэтому они закрыты, и ни одна из ламп не горит. При замыкании S2 происходит соединение правого вывода резистора R7 с точкой

Рис.1.

Рис.2.

«2», то есть, с общим проводом питания логической схемы. Это приводит к тому, что напряжение на входе «С» микросхемы D1 падает до нулевого логического уровня. При размыкании S2 здесь устанавливается единица. Так формирруется управляющий импульс, поступающий на вход «С» регистра. Конденсатор С1 служит своеобразной защитой от дребезга контактов S2. И так, один импульс записи сформирован и подан на регистр. Поэтому регистр в первую свою ячейку записывает данные, поданные на вход «D», то есть логическую единицу, потому что вход «D» соединен с плюсом питания микросхемы. Это переводит регистр в состояние логической единицы на первом выходе. На выводе 13 регистра появляется логическая единица, которая открывает ключ VT1 и включает, таким образом, лампу Н1. Если еще раз нажать S2 регистр запишет в себя еще одну единицу, и

Радиоконструктор 11-2018

17

выполнит сдвиг на своих выходах. В результате будет на выходах регистра уже две логические единицы, - на первом и втором выходах. Теперь единица есть не только на выводе 13, но и на выводе 12, открывается ключ VT2. Через VT2 включается лампа Н2. Теперь горят две лампы Н1 и Н2. При третьем нажатии S2 регистр запишет в себя еще одну единицу, и выполнит сдвиг на своих выходах. В результате будет на выходах регистра уже три логические единицы, - на первом, втором и третьем выходах. Теперь единица есть не только на выводе 13, но и на выводах 12 и 11, открывается ключ VT3. Через VT3 включается лампа Н3. Теперь горят три лампы Н1, Н2 и Н3. При четвертом нажатии S2 регистр запишет в себя еще одну единицу, и выполнит сдвиг на своих выходах. В результате на четвертом выходе регистра появляется логическая единица. Возникшая на его выводе 2 логическая единица, с некоторой незначительной задержкой, обнулит регистр D1. И он вернется в исходное положение, когда все лампы выключены. Полевые ключевые транзисторы типа IRF840 могут коммутировать только положительное напряжение. Поэтому, в схеме есть выпрямительный диод VD4, выпрямляющий переменное напряжение

электросети в пульсирующее. Этим пульсирующим напряжением и питаются лампы. Суммарная мощность всех ламп люстры не должна быть больше 200W. В противном случае нужно диод 1N4007 заменить более мощным. Напряжение питания микросхемы составляет 8,6V. Это напряжение создается с помощью параметрического стабилизатора VD1-R6. Конденсаторы могут быть на любое напряжение не менее 10V. Их емкость может отличаться от указанной на схеме в пределах от –25% до +300%. Стабилитрон Д814А в металлическом корпусе. Его можно заменить другим стабилитроном на напряжение от 7 до 10V, но желательно так же в металлическом корпусе, либо использовать стабилитрон повышенной мощности. Тип диода VD2 зависит от максимальной нагрузки (суммарной мощности всех ламп люстры). Ключевые транзисторы IRF840 можно заменить транзисторами BUZ90A, КП707В2. При суммарной мощности каждой группы ламп люстры менее 200W транзисторы не требуют радиаторов. Микросхему К561ИР2 можно заменить на К176ИР2 или CD4015. Васильев А.Н.

то достоинство люстры, что можно переключать группы ламп, оказывается невозможным. На страницах «Радиоконструктора» и других журналов предлагались разные варианты решения этой проблемы, в основном, электронные, состоящие в том, что в люстру монтируют электронный переключатель, управляемый дистанционно. Но есть и более простой вариант, известный электрикам уже много лет, - это устройство диодного переключателя на четырех выпрямительных диодах. Суть дела в том, что две группы ламп люстры питаются разными полуволнами напряжения электросети. Конечно, в таком случае,

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЛЮСТРЫ К ДВУХПРОВОДНОЙ ПРОВОДКЕ В квартирах обычно есть два типа проводки под осветительный прибор, - под люстру и под лампочку. Вариант «под люстру» трехпроводной (не считая провода заземления), и там двухклавишный выключатель. Вариант «под лампочку» двухпроводной (не считая заземления), и там одноклавишный выключатель. Если нужно повесить люстру в комнате где проводка «под лампочку» обычно две группы ламп люстры соединяют вместе, и люстра всегда горит вся. И использовать

18

Радиоконструктор 11-2018

Рис.1.

Рис.2. действующее напряжение на каждой группе будет не 220V, а 180V, но в случае с лампами накаливания, это просто немного меньше яркость, - можно лампы взять мощнее. К тому же меньше риска перегорания ламп. Если лампы светодиодные, то возможно даже снижения яркости не будет, потому что большинство светодиодных ламп работоспособны в широком диапазоне питающего напряже-

МИГАЮЩИЙ НОЧНИК НА СВЕТОДИОДЕ Есть пожилые люди, привыкшие спать при работающем телевизоре. Но это не выгодно во всех отношениях. Здесь описывается своеобразный вариант такого «имитатора телевизора». Это ночник, который включается автоматически в темноте, и мигает синим светодиодом повышенной яркости, что в темноте несколько напоминает работу телевизора. Схема представляет собой фотореле, в сочетании с мультивибратором, на выхо-

ния. Хотя, конечно, нужно учитывать и особенности их схемотехники. На рисунке 1 показана схема подключения люстры к двухпроводной проводке. Как видно, здесь обе группы ламп соединены параллельно. На рисунке 2 показан вариант с переключающими диодами. Теперь, если включить только S1, то ток через диоды VD1 и VD3 поступает только на лампы группы Н1. Если включить только S2, то ток через диоды VD2 и VD4 поступает только на лампы группы Н2. Ну а если включить оба выключателя, будут гореть обе группы ламп. Если мощность каждой группы ламп люстры не превышает 150W можно использовать вполне компактные выпрямительные диоды, такие как 1N4007.

Комичев М. Н.

де которого включен синий светодиод повышенной яркости. Основу конструкции составляет популярная и недорогая микросхема К561ЛА7 (или зарубежный аналог 4011). Эта микросхема состоит из

четырех логических элементов «2И-НЕ» с большим входным сопротивлением и низким собственным током потребления.

Радиоконструктор 11-2018

19

На первых двух элементах сделано фотореле. Элементы D1.1 и D1.2 включены так, чтобы образовался триггер Шмитта, чему способствует резистор R2, включенный между входами D1.1 и выходом D1.2. Датчик света состоит из фоторезистора RF1 и постоянного резистора R1. Они вместе создают делитель напряжения, управляемый светом. Чем ярче свет, тем меньше напряжение на выходе этого делителя. А его выход подключен к входам элемента D1.1. Датчик налаживают подбором сопротивления резистора R1. Налаживанием добиваются того, чтобы днем на выходе элемента D1.2 был логический ноль, а ночью - логическая единица. Конденсатор С1 нужен для того, чтобы немного замедлить реакцию датчика на свет. На логических элементах D1.3 и D1.4 сделан мультивибратор. Он генерирует импульсы частотой около 0,5-1 Гц. Частота зависит от параметров R3 и C2.

Мультивибратор работает только тогда, когда на выводе 8 D1.3 логическая единица. Когда там нуль мультивибратор не работает, и на его выходе (на выходе элемента D1.4) логический ноль. К выходу логического элемента D1.4 через токоограничивающий резистор R5 подключен синий светодиод повышенной яркости HL1. Вывод 8 D1.3 соединен с выходом элемента D1.2, поэтому, когда яркость света дневная на выводе 8 D1.3 ноль, и светодиод HL1 не горит. Ночью же, на выводе 8 D1.3 логическая единица, поэтому мультивибратор на D1.3 и D1.4 работает, и светодиод мигает. Питается схема от электросети через простой источник питания, состоящий из выпрямителя на диоде VD2 и параметрического стабилизатора на резисторе R4 и стабилитроне VD1. Руднов В.В.

USB-СВЕТОДИОДНЫЙ НОЧНИК Зарядку телефонов и прочих «гаджетов» обычно выполняют ночью. Сейчас есть множество разновидностей универсальных устройств с USBразъемами. Мне попалось зарядное устройство аж с тремя USB-разъемами, предназначенное для зарядки сразу трех «гаджетов». Но обычно я ночью заряжаю только телефон. А два других разъема остаются пустыми. Вот и возникла идея сделать такой «гаджет» светодиодный ночник, который будет питаться от свободного разъема заряд-

20

ного устройства, и в темноте красиво переливаться разными цветами.

Радиоконструктор 11-2018

Чтобы он именно переливался разными цветами, а не «шагал» по двоичному коду, было решено вместо счетчика типа CD4060 использовать счетчик с выходами на семисегментный светодиодный индикатор. Сейчас основным источником радиодеталей для радиолюбителей является «Алиэкспресс», потому и доступный счетчик уже не К176ИЕ4, а CD4026. На вход счетчика будем подавать импульсы, а на выходах подключим семь ярких светодиодов разного цвета свечения. Ну конечно, все разного цвета на получились, потому их всего пять цветов, - зеленый, синий, желтый, белый и красный. Так что каких-то по два. На схеме эти светодиоды обозначены HL1-HL7. Прошу заметить, что подключены они к выходам микросхемы без токоограничительных резисторов. Это позволяет получить наибольшую яркость свечения, но не приводит к повреждению микросхемы, потому что в ней есть встроенные ограничители тока. Однако, в схемах с цифровым индикатором, резис-торы все же применяются. Это делается для того, чтобы уровнять яркость свечения разных сегментов. Здесь же этого не требуется. Проанализировав схемы аналогичных устройств из «Радиоконструктора», можно сделать вывод, что самым удобным источником импульсов для такой схемы является мигающий светодиод. Сначала так и было сделано. Но мигающий светодиод мигает с частотой около 2 Гц, и она

никак не регулируется. А для ночника это довольно быстро, поэтому было решено пожертвовать еще одной микросхемой, чтобы сделать источник импульсов, частоту которых можно будет на этапе налаживания выставить какой угодно. Так как в наличии была микросхема СD4001 (или К561ЛЕ5) было решено сделать мультивибратор на двух её логических инверторах. Впрочем, здесь можно применить и другую микросхему, например, CD4011 (К561ЛА7). Частота генерации выбрана около 1 Гц или немного меньше. Это в два раза медленнее, чем при генераторе на основе мигающего светодиода. При желании можно изменить частоту подбором сопротивления R1 или емкости С1, и выбрать наиболее успокаивающий для вас вариант. Питание через USB-разъем. Конструктивно все выполнено в половинке складной зубной щетки (в той части, что надевается на щетку). Это прямоугольный колпачок из прозрачной пластмассы. Монтаж выполнен без платы, прямо на выводах микросхемы. Затем это помещено в выше указанный корпус. Вилка USB вставлена в торцевую часть корпуса и закреплена эпоксидным клеем. Но перед установкой в корпус нужно все проверить и наладить желаемую быстроту переключения светодиодов подбором R1 и С1. Куликов А.

СВЕТОДИОДНЫЙ СИГНАЛИЗАТОР

кода, и меняют свой цвет. После запуска сигнализатора они отрабатывают восемь состояний, согласно порядку двоичного кода, одним цветом, затем, с появлением единицы на старшем четвертом разряде, цвет светодиодов меняется, и начинается отрабатывание еще восьми состояний, но в порядке инверсного двоичного кода. И так происходит циклически. Управлять сигнализатором можно двумя способами, путем подачи / выключения питания (при этом вход «Упр.» соединяют с общим минусом питания схемы). Или посредством входа «Упр.». При нуле на

Чаще всего светодиодный сигнализатор какого-то состояния, например, работы охранной системы или какого-то другого оборудования, представляет собой одиночный светодиод, который либо горит постоянно, либо мигает. Здесь описывается более сложный сигнализатор, в котором есть три двухцветных светодиода, которые в процессе его работы переключаются по системе двоичного

Радиоконструктор 11-2018

21

нем сигнализатор работает, а выключается логической единицей на нем. Принципиальная схема сигнализатора показана на рисунке в тексте. Основа схемы - микросхема CD4060B, состоящая из двоичного счетчика и мультивибратора. Частота мультивибратора задана цепью C2-R2. Когда на вход «Упр.» поступает логическая единица счетчик и мультивибратор находятся в заблокированном состоянии. Так как единица поступает на вход «R» счетчика, на всех его выходах логические нули. Все светодиоды погашены. Если на «Упр.» подать логический ноль, запускается мультивибратор и счетчик микросхемы начинает считать импульсы. Сначала, пока на выводе 15 ноль, будут переключаться только те части двухцветных светодиодов, которые к выходам счетчика направлены анодами. И активными будут логические единицы на выходах счетчика. Затем, после того как появляется логическая единица на выводе 15 D1, все светодиоды «переворачиваются». Теперь активные выхода счетчика нули, а переключаются только те части двухцветных светодиодов, которые к выходам счетчика направлены катодами. Двухцветные светодиоды можно подключать как угодно. Если все подключить одинаково, то на выходных кодах от «0001» до «0111» все будут мигать одним цветом, а на кодах от «1001» до «1111» другим цветом. Но если подключить их поразному, то и цвета будут меняться соответствующим образом. Светодиоды питаются непосредственно с выходов микросхемы, поэтому ток через них протекает относительно небольшой, около 2 mA. Поэтому, чтобы обеспечить достаточную яркость свечения, нужно использовать светодиоды повышенной яркости. Напряжение питания сигнализатора может быть в пределах от 5 до 15V. При этом, соответственно, изменяется и

22

яркость свечения светодиодов. Светодиоды, в принципе, подходят любые двухцветные, двухвыводные, индикаторные, но, как уже сказано выше, желательно использовать светодиоды повышенной яркости. Если двухцветных двухвыводных светодиодов нет, можно применить одноцветные разных цветов, включив их парами параллельно, но в разных направлениях (анодом к катоду, катодом к аноду). Можно просто взять два светодиода разных цветов, и скрутить их выводы вместе, а линзы направить в одну сторону. Конечно, полноценный двухцветный светодиод таким образом не сделать, но работать это будет. Регулировать скорость переключения светодиодов можно изменением сопротивления резистора R1 или емкости конденсатора С2. Емкость конденсатора С1 может быть и в 10 и в 100 раз ниже указанной на схеме. А напряжение - не ниже напряжения питания в конкретном случае. Польских В.А.

Литература: 1. Мурзин Ф. Э. «Автомат управления RGB-гирляндой», ж. «Радиоконструктор, №11, 2015 г.

Радиоконструктор 11-2018

ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК РАССТОЯНИЯ Это устройство предназначено для приблизительной оценки расстояния до объекта. Оно состоит из ИКпередатчика и ИК-приемника. Принцип действия основан на измерении уровня отраженного ИК-сигнала. Передающая схема построена на микросхеме D1. На её элементах сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 5 кГц. Эти импульсы поступают на затвор полевого транзистора VT1, на выходе которого включен ИК-светодиод HL1. Ток через него ограничивается резистором R2. Принимается отраженный сигнал фотодиодом HF1. Используется фотодиод типа ФД263 от системы дистанционного управления старого отечественного телевизора. Но можно использовать практически любой фотодиод, рассчитанный на работу на ИКизлучении. Он включен в обратном направлении и на него подается напряжение смещения через резистор R3. При приеме сигнала, излучаемого HL1, на нем возникает переменное напряжение с частотой модуляции принимаемого сигнала (в данном случае, около 5 кГц). Дальность до объекта определяется по величине этого напряжения. Измеряется переменное напряжение на фотодиоде при помощи микросхемы А1 типа AN6884. Эта микросхема предназначена для схемы светодиодного индикатора уровня ЗЧ сигнала для применения в аудиотехнике. В данном случае она измеряет напряжение ЗЧ на фотодиоде. Индикация осуществляется при помощи шкалы из пяти индикаторных светодиодов HL2-HL6. Чем больше входное напряжение, тем большее число этих свето-

диодов горит. Соответственно, чем ближе до объекта, тем больше светодиодов горит. Настроить чувствительность можно при помощи подстроечного резистора R6. HL1 - любой ИК-светодиод для пультов дистанционного управления, например, АЛ147. HF1 - любой ИК-фотодиод, например, ФД263. Светодиоды HL2-HL6 - индикаторные, например, АЛ307 или аналоги. Микросхему К561ЛА7 можно заменить на К561ЛЕ5 или на зарубежные аналоги этих же микросхем. Оптический узел датчика нужно сделать так, чтобы свет от HL1 не мог непосредственно попадать на HF1. То есть, один из них должен быть снабжен трубчатой блендой, направленной прицельно на объект, расстояние до которого определяется.

Радиоконструктор 11-2018

Кротышев М.

23

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ СВЕТА ДЛЯ ПОДСОБНОГО ПОМЕЩЕНИЯ Лампочка в подсобном помещении или гараже может стать причиной повышенных расходов за электроэнергию. Ведь там мы бываем не часто. И однажды, забыв выключить свет, он может гореть неделями и даже месяцами, наматывая лишние киловат-часы. Здесь приводится описание автоматического выключателя света, который включат свет при открывании / закрывании двери, а выключает свет при следующем открывании / закрывании двери. Кроме того, в нем есть таймер - ограничитель времени, который выключает свет, если он горит более чем 10-15 минут подряд. При этом схема переходит в исходное состояние «свет выключен». И далее будет работать уже от этого момента. Схема показана на рис. 1. В ней используется половина микросхемы К561ТМ2 - один из её D-триггеров. Питание бестрансформаторное, выход на основе высоковольтных ключевых полевых транзисторов, - может управлять любой мощностью от нуля до 200W, не только лампами накаливания, но и даже энергосберегающими светодиодными. SG1 - датчик положения двери. Когда дверь закрыта они замкнут и на синхро-

24

вход триггера «С» поступает логический ноль. При окрывании двери SG1 размыкается, при этом на синхровход триггера «С» поступает логическая единица через резистор R2. Это действие

Рис.1.

Рис.2. записывает в триггер логический уровень, который есть в этот момент на его входе

Радиоконструктор 11-2018

данных «D». В результате на его инверсном выходе (вывод 2) будет логический уровень, противоположный тому, который был на входе «D» в момент открывания двери. Напряжение с инверсного выхода триггера поступает на ключевую схему на транзисторах VT1 и VT2. Если напряжение высокое (логическая единица) ключ открывается и подает напряжение на лампу Н1. Если напряжение низкое (логический ноль) ключ остается закрытым и лампа не включается. Таким образом, каждое открывание / закрывание двери будет приводить к изменению логического уровня на выводе 2 D1 на противоположный. А чтобы не происходили ошибки от дребезга контактов датчиков, вывод 2 соединен с выводом 5 микросхемы не непосредственно, а через RC-цепь С4-R1, замедляющую работу триггера. Ограничивает время включенного состояния лампы цепь R3-C2. Как только включается лампа конденсатор С2 начинает заряжаться через R3. Времени на зарядку С2 до напряжения логической единицы при указанных на схеме номиналах С2 и R3 требуется около 10-15 минут. Как только напряжение на С2 достигает уровня логической единицы триггер переключается в единичное состояние, так как на его установочный вход «S» поступает напряжение логической единицы. При этом на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Ключ на транзисторах VT1 и VT2 закрывается, лампа Н1 выключается.

Логическая часть схемы питается от параметрического бестрансформаторного источника VD4-R5-C3-VD1. Монтаж устройства выполнен на печатной плате, разводка которой и монтажная схема показаны на рисунке 2. В различной литературе, в схемах, где ключ на мощных ключевых транзисторах управляется выходом логического элемента КМОП применяется непосредственное соединение этого выхода с затвором или затворами полевых транзисторов. Но это далеко не лучший способ управления. Конечно, сопротивление затворов мощных ключевых полевых транзисторов очень высоко, но емкость тоже немалая. Зарядный ток этой емкости оказывает перегружающее действие на выход логического элемента. Это не приводит к его выходу из строя, но создает сбои в работе триггеров и счетчиков. В этой схеме напряжение управления на затворы поступает через резистор R4, который ограничивает ток заряда емкости затворов и исключает перегрузку выхода КМОПмикросхемы. Диоды КД522 можно заменить на 1N4148, а диод 1N4004 на КД209 Конденсаторы на напряжение не ниже 16V. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2, К1561ТМ2 или CD4013.

ПРОСТАЯ ОХРАННАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Сделана она на одной совсем не дорогой микросхеме, и рассчитана на работу с недорогими охранными извещателями положения двери, фактически представляющие собой пару «геркон-магнит». Таких датчиков может быть сколько угодно, от одного до десятков, если такое необходимо. Все датчики при этом включаются последовательно, а при открывании любой двери, окна, люка и прочего, на что они установлены, фактически происходит «разрыв охранного шлейфа», потому что все они размыкающие.

Стоимость хорошей охранной системы может быть довольно высокой, и вряд ли имеет смысл такую систему устанавливать в помещение, где нет столь ценных предметов. Здесь больше подойдет предельно простая и дешевая самодельная охранная сигнализация. Здесь описывается именно такая сигнализация.

Гребнев М.А. Литература: 1. Гребенев М.А. «Автоматический выключатель света для сеней».ж. Радиоконструктор, №7, 2018 г., с. 28-30.

Радиоконструктор 11-2018

25

Схема охранного устройства довольно проста. В основном, она представляет собой RSтриггер. На один его вход поступает сигнал от цепи датчиков, которые на схеме обозначены как SG2-SG5. Ко второму входу, который является приоритетным, подключена цепь блокировки, состоящая из конденсатора С1, резистора R2, датчика-ключа SG1 и выключателя S1. После включения питания, или после выключения S1, конденсатор С1 разряжен и медленно заряжается через резистор R2. Пока он не заряжен на выводе 6 D1.2 держится напряжение логической единицы. Оно удерживает триггер в состоянии логического нуля на выходе элемента D1.2. Поэтому, транзистор VT1 закрыт и ток на обмотку реле К1 не поступает. Его контакты выключены. При этом, на выходе элемента D1.3 логический ноль, что приводит к свечению светодиода HL1, индицирующего неактивное состояние охранной системы. В таком состоянии триггер не реагирует на логический уровень на его втором входе, на выводе 1 D1.1. Значит, система не реагирует и на датчики. При указанных на схеме параметрах C1 и R2 время в течение которого после включения питания или после выключения S1 схема не реагирует на датчики составляет около 30 секунд. После того как конденсатор С1 зарядился на выводе 6 D2.2 напряжение снизилось до логического нуля. Теперь на выходе D1.3 устанавливается логическая единица и индикаторный светодиод HL1 гаснет, индицируя этим переход системы в активное состояние. При этом триггер реагирует на единицу на выводе 1 D1.1. И если последовательная цепь датчиков

26

SG2-SG5 размыкается, то на вывод 1 D1.1 поступает логическая единица через резистор R1, и триггер устанавливается в положение с логической единицей на выходе элемента D1.2. Транзистор VT1 открывается и реле К1 замыкает контакты, подавая напряжение на сирену. Чтобы выключить сирену (или другое сигнальное устройство) нужно либо включить S1, либо поднести магнитный ключ к замаскированному датчику SG1. Конденсатор С1 разрядится и схема перейдет в исходное состояние. И будет около 30 секунд на то, чтобы войти и выключить сигнализацию изнутри включением выключателя S1. Пока выключатель S1 находится во включенном состоянии конденсатор С1 разряжен и на вывод 6 D1.2 поступает блокирующая триггер единица. Триггер не реагирует на датчики, а светодиод HL1 горит, индицируя неактивное состояние системы. Светодиод HL1 - индикаторный, желательно яркий, можно мигающий. Реле К1 - любое реле с обмоткой на 12V. Источник питания 12-вольтовый, но может быть и от 5 до 15V, соответственно и реле должно быть на такое напряжение.

Радиоконструктор 11-2018

Гершин А.С.

СИГНАЛИЗАТОР ВКЛЮЧЕННОГО ПАЯЛЬНИКА Штепсельные розетки бывают не всегда достаточного качества, да существует разница в стандартах на диаметр штырей вилки... В общем, не всегда вставленная вилка в розетку является фактом того, что электроприбор включен. В значительной степени это касается паяльника, потому что в нем нет никакого индикатора включенного состояния, да и не лежит он спокойно на столе, все время двигается, а за ним и провод шатает вилку. Но и это еще не все «прелести», паяльник можно просто забыть выключить. Здесь описывается схема индикаторного устройства, подключаемого параллельно паяльнику. Я его собрал в корпусе крупного неисправного фумигатора (электротравилки комаров), подключив его в конечном итоге вместо вилки паяльника. Схема очень проста и выполнена на одной простой микросхеме типа К561ЛА7. Которая обеспечивает звуковое напоминание что паяльник включен, кроме того, есть светодиод, позволяющий определить подключен паяльник к сети или нет. Пока паяльник включен горит светодиод, и через каждую минуту подается короткий звуковой сигнал. На микросхеме D1 выполнено два мультивибратора. На элементах D1.3 и D1.4 выполнен генератор импульсов частотой около 2000 Гц. Эти импульсы с выхода логического элемента D1.4 поступают на пассивный пъезоэлектрический звукоизлучатель F1. Генератор работает, когда на вывод 8 D1.3 поступает логическая единица. На элементах D1.1 и D1.2 микросхемы сделан управляющий мультивибратор, генерирующий несимметричные импуль-

сы, в которых продолжительность логической единицы составляет около одной секунды, а продолжительность нуля около 60 секунд. Такая форма Рис.1.

импульсов обеспечивается цепью R2-VD1, которая резко сокращает длительность полупериода логической единицы на выходе элемента D1.2. На полупериоде логического нуля диод VD1 закрыт и резистор R2 почти не влияет на работу. На полупериоде логической единицы диод VD1 открывается и подключает резистор R2 параллельно резистору R1. Импульсы с выхода D1.2 управляют звуковым мультивибратором на D1.3 и D1.4. Поэтому, когда на микросхему поступает питание, раздаются короткие звуки высокого тона и длительностью около одной секунды, повторяющиеся через каждые почти 60 секунд. Эти временные показатели не точные, потому что заданы RC-цепями, но большой точности в данном случае и не требуется. Источник питания микросхемы бестрансформаторный, он состоит из балластного конденсатора С3, выпрямительного моста VD3, стабилизатора на основе стабилитрона VD2 и светодиода HL1 и сглаживающего пульсации конденсатора С4. Напряжение на его выходе равно

Радиоконструктор 11-2018

27

сумме напряжения на стабилитроне VD2 и светодиоде HL1, то есть, около 14V. Этим напряжением и питается микросхема. А светодиод HL1 несет еще и индикаторную функцию, показывая, что вилка надежно контачит с розеткой. Конденсатор С1 типа К7317, но можно заменить и другим или импортным аналогом, важно чтобы он был неполярным и с небольшим током утечки. Звукоизлучатель F1 - от неисправного мультиметра, марка его не известна, но можно предположить, что подойдет любой пассивный пьезоэлектрический. Мост КЦ407А можно заменить мостом на диодах, например, 1N4007 или КД209. Стабилитрон - любой на напряжение 812V. Светодиод АЛ307 можно заменить любым индикаторным светодиодом постоянного свечения. На основе этой же схемы можно сделать и сигнализатор другого назначения, например, для напоминания о необходимости включения фар автомобиля при движении. Схема такого устройства показана на рисунке 2. Суть работы его в том, что когда включено зажигание, но не включены фары на эту схему поступает питание и она начинает работать, как описано выше, - через каждую минуту издавать короткий звук высокого тона, напоминающий что фары нужно включить. По питанию схема включается между выходом замка зажигания и положительной цепью питания габаритных огней автомобиля. Почему именно габаритных огней, а не ламп ближнего света, - потому что невозможно включить ближний или дальний свет, не включив габаритные огни, так устроена схема большинства автомобилей. Если включено зажигание, но фары выключены, то и на габаритные огни напряжение тоже не поступает, и на эту схему поступает напряжение от замка

28

Рис.2.

зажигания через диод VD2 и от минуса («массы») через сопротивление ламп габаритного света. Так что, в таком случае, напряжение на сигнализатор поступает, и он звучит. Но, после того как включат фары (а с ними и габаритные огни) напряжения на выходе замка зажигания и на габаритных огнях станут равными, и разность потенциалов будет равна нулю. Питание на схему поступать не будет и звучать она не будет. Диод VD2 нужен для того, чтобы схема не оказалась под обратным напряжением если зажигание будет выключено, а габаритные огни нет. Светодиод HL1 служит световым индикатором того, что фары не включены. Изменить период повторения звукового сигнала можно в любой из этих схем подбором сопротивления резистора R1. Изменить продолжительность звучания звукового сигнала можно подбором сопротивления R2. Изменить тон звука звукового сигнала можно подбором сопротивления R3 или емкости конденсатора С2.

Радиоконструктор 11-2018

Горчук Н.В.

ПРОСТАЯ ОХРАННАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ДВЕРИ

Далеко не всегда нужно покупать дорогую охранную сигнализацию, особенно если она по стоимости превышает ценность охраняемого объекта. В таком случае может быть вполне достаточно простого самодельного устройства. На рисунке показана схема именно такого устройства. Оно на входе работает с дешевым герконовым датчиком положения двери, а на выходе - сирена, такая как для автомобильной сигнализации. Еще должен быть источник питания напряжением 8-15V, с максимальным выходным током не ниже 2 А (не ниже тока потребления сиреной). Сама схема сигнализации построена на одной микросхеме типа К561ЛА7. Сигнализация включается и выключается по питанию, при помощи выключателя, скрытно размещенного внутри охраняемого помещения. После включения питания сигнализация не реагирует на состояние датчика положения двери в течение 10-15 секунд. Это время дается на то, чтобы можно было выйти из помещения и закрыть дверь. После того как это время закончится, сигнализация переходит в состояние охраны. Если теперь открыть дверь, она запускается, и примерно через 5-6 секунд включается сирена, которая будет звучать около 30 секунд. Время задержки сигнала в 5-6 секунд дается на то, чтобы можно было открыть дверь и отключить сигнализацию при

помощи выключателя, скрытно размещенного внутри охраняемого помещения. Герконовый датчик положения

двери - SG1. Он состоит из двух половинок, - одна с герконом, вторая с магнитом. На двери устанавливают половинку с магнитом, а на дверном проеме - с герконом, так чтобы когда дверь закрыта, магнит действовал на геркон. Когда дверь закрыта контакты SG1 замкнуты, и на входы логического элемента D1.1 поступает напряжение логического нуля. Включают сигнализацию выключателем S1. После включения начинается медленный заряд конденсатора С2 через резистор R3. Пока конденсатор не заряжен или недостаточно заряжен на нем есть такое напряжение, которое соответствует логическому нулю элемента D1.3. Поэтому на его выходе единица. А на выходе элемента D1.4 - ноль. Транзистор VT1 закрыт и ток на сирену не поступает. В этом состоянии (пока на С2 напряжение логического нуля) схема не реагирует на состояние датчика потому что работа одновибратора на элементах D1.2 и D1.3 заблокирована. После того как напряжение на С2 достигает логической единицы, блокировка с одновибратора на элементах D1.2 и D1.3 снимается. Теперь если дверь открыть, контакты геркона SG1 размыкаются. И на входы элемента D1.1 через резистор R1 поступает напряжение логической единицы. На выходе D1.1 появляется логический ноль. Одновибратор на элементах D1.2 и D1.3 запускается, и на выходе

Радиоконструктор 11-2018

29

элемента D1.3 на время около 30 секунд устанавливается логический ноль. Конденсатор С3 начинает заряжаться через резистор R4, и примерно через 5-6 секунд напряжение на нем достигает порогового значения логического уровня, и на выходе элемента D1.4 устанавливается логическая единица. Транзистор VT1 открывается и ток поступает на сирену F1. Сирена звучит около 30 секунд. Затем схема возвращается в исходное состояние. Продолжительность звучания сирены не зависит от того, сколько времени дверь находилась открытой. Даже если дверь оставили открытой, все равно, после того как конденсатор С1 зарядится через R2, напряжение на выводе 8 D1.3 упадет до нуля, и на его выходе установится единица. И после того, как С3 разрядится через R4 на выходе D1.4 установится ноль. Транзистор закроется и сирена выключится. Конденсаторы С1, С3, С3 типа К73-17, но можно заменить и другими или импортными аналогами, важно чтобы они были с небольшим током утечки. Полевой транзистор VT1 типа IRLU024N

можно заменить на 2SK2782 или другой вариант. В принципе, здесь можно даже применить более доступный высоковольтный транзистор типа IRF840 или BUZ90, хотя никакой высоковольтности здесь не требуется. Вообще, все зависит от используемой сирены. Если это стандартная электронная сирена для автомобильной сигнализации, то ток потребления у неё не будет более 2А, при том, что максимальный ток стока для IRLU024N 17А, это с большим запасом. Но если это будет какая-то маломощная сирена, потребляющая не более 0,5А, то на месте VT1 можно установить, например, КП501. При налаживании можно изменить промежутки времени: Продолжительность звучания сирены зависит от параметров RC-цепи С1-R2. Продолжительность блокировки после включения питания зависит от параметров RC-цепи С2-R3. Продолжительность задержки включения сирены зависит от параметров RC-цепи С3-R4. Горчук Н.В.

АВТОМАТ ПСЕВДОХАОТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ДЛЯ ГИРЛЯНД ИЗ RGB-СВЕТОДИОДНЫХ ЛЕНТ Для оформления новогодней ёлки обычно используют гирлянды из лампочек накаливания или светодиодов. Однако сейчас очень популярны светодиодные ленты, вот и гирлянды для ёлки можно тоже сделать из них, применив трехцветные светодиодные ленты. Чтобы цвет ленты изменялся нужно переключать её три группы светодиодов. В простейшем случае в качестве узла управления можно использовать три разряда двоичного счетчика. Но это не всегда может быть лучшей идеей. Потому что светодиоды одного цвета мигают быстрее, другие медленнее, и эта разница в скорости мигания весьма высока, - группа светодиодов, подключенная к младшему разряду, мигнет семь раз, прежде чем

30

включится группа светодиодов на старшем разряде. Да и хотелось бы сделать хотя бы псевдохаотический порядок их переключения, чтобы ленты сверкали, меняя свой цвет, как бы в случайном порядке. Поэтому вместо двоичного счетчика было решено взять счетчик для семисегментного индикатора. Использовать шесть из его сегментных выходов. Как раз чтобы можно было управлять двумя лентами. Впрочем, двумя лентами дело не ограничивается, можно организовать и управления тремя и даже четырьмя лентами, но об этом позже. В схеме, показанной на рисунке 1 используются шесть сегментных выходов микросхемы, от А до F.

Радиоконструктор 11-2018

Схема показана на рисунке 1. Счетчик типа CD4026. Его работа сходна со счетчиком К176ИЕ4, но полным аналогом он не является. Для работы счетчика нужен источник импульсов. Нужно либо делать мультивибратор на еще одной микросхеме, либо воспользоваться мигающим светодиодом. Остановились на втором варианте. Мигающий светодиод HL1, в процессе мигания ток через него сильно меняется, соответственно меняется и напряжение на резисторе R1, на нем образуются импульсы, вполне логического уровня. Они и подаются на вход счетчика. Интересно то, что эти импульсы сопровождаются хаотичными короткими импульсами, напоминающими помехи от дребезга контактов. Причина их не ясна, так как в светодиоде точно никаких механических контактов нет. Но чтобы эти короткие импульсы не сбоили счетчик на его входе включена цепь R2C1.

Мигает светодиод с частотой примерно 2 Гц, соответственно, такую же частоту имеют и импульсы, которые этот светодиод вырабатывает. Эти импульсы поступают на счетный вход микросхемы D1. В процессе счета меняется семисегментный код на выходе микросхемы, соответственно меняются и логические уровни на используемых выходах микросхемы. Они поступают на ключи на транзисторах VT1VT6, которые подают ток на группы светодиодов RGB - светодиодных лент

Рис.2.

Радиоконструктор 11-2018

31

RGB1 и RGB2. Питается схема от того же источника питания, что RGB-светодиодные ленты, - источника постоянного тока номинальным напряжением 12V. Монтаж схемы управления выполнен на небольшой печатной плате, показанной на рис. 2. Светодиодные ленты можно использовать любые RGBтипа на напряжение 12V. Но бывают ленты и на 24V. В таком случае нужно питать ленты от источника 24V, а на схему управления подавать напряжение от стабилизатора, понижающего его до 5-15V. Микросхему CD4026 можно заменить другой «...4026» или использовать отечественную микросхему К176ИЕ4 включив её согласно её типовой схеме включения. Мигающий светодиод HL1 может быть любой красный индикаторный мигающий светодиод. Транзисторы IRLU024N можно заменить каким-то другими аналогами. Например, STD20NF06LT4, 2SK2782, HUF75307D3, IRFU4105, и другими. Светодиодные ленты совсем не обязательно подключать строго, как показано на рисунке 1. Можно одну ленту подключить к

Рис.3.

любым трем стокам транзисторов, вторую - к оставшимся транзисторам. Теперь о том, как можно к этой схеме подключить еще две светодиодные ленты, чтобы их было четыре. Дополнительные ленты подключаются параллельно к показанным на рис.1, но со сдвигом на один шаг, как показано на рисунке 3. Несмотря на то, что они подключены параллельно первым двум лентам, благодаря сдвигу в подключении, они будут работать иначе, не повторяя цвета и порядок переключения двух первых. Анисимов В.А.

дит только один световой эффект, - сначала после включения питания все гирлянды погашены, затем они последовательно поочередно зажигаются и остаются гореть. После так же последовательно поочередно гаснут, пока не погаснут все. Если гирлянды расположить на ёлке

ПРОСТОЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЧЕТЫРЕХ ГИРЛЯНД Автомат предназначен для переключения четырех ёлочных гирлянд любой мощности до 200W каждая, питающихся напряжением 220V. Автомат воспроизво-

32

Радиоконструктор 11-2018

ярусами, то получается эффект последовательного зажигания всей ёлки волной сверху вниз (или снизу вверх, в зависимости от порядка подключения), а затем такой же откат «светящейся волны» в том же направлении. Скорость движения «наката светящейся волны» можно регулировать плавно переменным резистором. Схема автомата показана на рисунке 1. Он собран на двух микросхемах, - CD4001 (аналог К561ЛЕ5) и CD4015 (аналог К561ИР2). На инверторах D1.1-D1.3 собран мультивибратор, вырабатывающий импульсы, от которых зависит скорость воспроизведения светового эффекта. Частота импульсов регулируется переменным резистором R2 (скорость). Эти импульсы поступают на синхровход управляющий записью данных в регистр на микросхеме D2. И так, синхроимпульсы создаются мультивибратором, а данные формируются самим регистром. Сразу после включения питания ток зарядки конденсатора С4 обнуляет регистр. Теперь на всех выходах D2 нули и соответственно все гирлянды выключены. А на выходе инвертора D1.4 устанавливается единица. Она подается на вход данных D D2. Теперь по фронту каждого импульса, сформированного мультивибратором регистр D2

будет пошагово заполняться логическими единицами. Как только на 4-м выходе (вывод 2) D2 появляется единица на выходе инвертора D1.4 появляется ноль. Теперь на входе данных регистра ноль и при каждом синхроимпульсе он будет заполняться очередным нулем. Так за четыре такта на его всех выходах будут нули. После чего весь процесс повторяется. Напряжения с выходов D2 поступают на затворы мощных высоковольтных коммутаторных транзисторов VT1-VT4. Резисторы R4-R7 служат для снижения влияния пускового тока затвора полевого транзистора (короткий, но сильный импульс на зарядку емкости затвора) на работу регистра. Без них схема сильно сбоит. Диоды VD1-VD4 предназначены для устранения отрицательного выброса тока разрядки затворов полевых транзисторов. К стокам полевых транзисторов подключаются гирлянды. Так как полевой транзистор данного типа не может коммутировать переменный ток, ток выпрямляется однополупериодными выпрямителями на диодах VD8-VD8, для каждой гирлянды. При мощности каждой гирлянды до 200W радиаторы транзисторам не нужны.

Радиоконструктор 11-2018

Кучков Л.Я.

33

АВТОМАТ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ RGB-ГИРЛЯНДАМИ В журнале «Радиоконструктор» №11 за 2015 год есть статья Мурзина Ф. Э. «Автомат для управления RGB-гирляндой». Я сначала повторил этот автомат по схеме, что на рисунке 1 в той статье, а потом решил приспособить это устройство для управления двумя RGB-гирляндами, но не так, как на рис. 3 в той статье, а посвоему. Моя идея состоит в том, чтобы две RGB-гирлянды переключались, но пока горят, меняли свой цвет 7-ю градациями. Было решено просто собрать две такие схемы, и организовать их зависимое переключение. В результате получилась схема, показанная на рисунке здесь. В качестве гирлянд используются две светодиодные RGB-ленты на напряжение 12V, состоящие из светодиодов красного, зеленого и синего цветов. Светодиодная лента длиной два метра при питании от источника напряжением 12V потребляет ток около 3-4А. Благодаря своей трехцветности лента может менять цвет. Если состояния её трех светодиодных цепей будут только «включено» и «выключено», то получается семь цветов, не считая выключенного состояния, когда ток отсутствует.

34

Если входы RGB-ленты подключить к выходам трех разрядов двоичного счетчика, через соответствующие ключи то лента будет восемью

градациями менять цвет от черного (все погашены) до белого (все горят), и повторяться это будет циклически. А для переключения двух RGB-лент используется дополнительный RS-триггер. Схема состоит из двух счетчика со встроенными мультивибраторами на микросхемах D1 и D2, выходных ключей на мощных полевых транзисторах, и RSтриггера на микросхеме D3. Скорость воспроизведения светового эффекта зависит от частот генерации

Радиоконструктор 11-2018

встроенных мультивибраторов счетчиков D1 и D2. Частота генерации схемы на D1 зависит от конденсатора С2 и сопротивления последовательно включенных резисторов R2 и R3. Переменным резистором R2 можно регулировать частоту, при этом будет изменяться скорость переключения. Частота генерации схемы на D2 зависит от конденсатора С3 и сопротивления последовательно включенных резисторов R5 и R6. Переменным резистором R6 можно регулировать частоту, при этом будет изменяться скорость переключения. Таким образом, скорость переключения цвета каждой RGB-ленты регулируется отдельно. Это позволяет сделать так, чтобы, например, одна лента переключалась медленнее другой. В данной схеме, в отличие от первоисточника, используются другие выходы микросхемы CD4060. Это вызвано тем, что необходимо получить 4-х разрядный двоичный код, но у микросхемы CD4060 нет выхода «1024». Поэтому чтобы получить 4-разрядный двоичный код пришлось взять выходы «64», «128», «256», «512», что потребовало понижения частоты встроенного мультивибратора, путем увеличения емкости частотозадающего конденсатора (С2 и С3, соответственно). Для управления RGB-лентами снимается двоичный трехразрядный код с трех старших разрядов счетчиков. Поскольку мощности выходов микросхем недостаточно, они усилены каскадами на VT1VT6. Схема может работать только с RGBлентами, у которых общий плюс. Общий плюс RGB-лент подключается к точке VPP, а цветовые выводы, соответственно к точкам R1, G1, В1 и R2, G2, В2. Порядок подключения цветовых выводов гирлянды можно изменить, это повлечет за собой изменение последовательности шести цветов, а диапазон останется прежним от черного до белого (таким образом, всего восемь цветов). RS-триггер на D3 переключает узлы на микросхемах D1 и D2, блокируя их поочередно подачей логической единицы на вход обнуления. Вот как это происходит. Допустим, в исходном состоянии триггера на выходе элемента D3.1 логи-

ческая единица, а на выходе D3.2 - ноль. В таком состоянии работает микросхема D1, а микросхема D2 удерживается в нулевом состоянии. При этом работает RGB-лента, подключенная к стокам полевых транзисторов VT1-VT3. Как только лента отработает все свои градации, она гаснет и на выводе 15 D1 появляется логическая единица. Эта единица приходит на вывод 1 D3.1 и переключает RS-триггер в противоположное положение. Теперь логическая единица поступает на вывод 12 D1, удерживая микросхему D1 в нулевом положении, а нуль поступает на вывод 12 D2, позволяя микросхеме D2 работать. При этом работает RGB-лента, подключенная к стокам полевых транзисторов VT4-VT6. Как только эта лента отработает все свои градации, она гаснет и на выводе 15 D2 появляется логическая единица. Эта единица приходит на вывод 6 D3.2 и переключает RS-триггер в исходное положение. Далее все повторяется. Источник питания должен обеспечивать на своем выходе стабильное напряжение 12V при допустимом токе не ниже 10А. Монтаж выполнен на печатной плате, сделанной из двух печатных плат, показанных на рисунке 2 статьи из Л1. Плата представляет собой двухкартный перенос доработанного рисунка дорожек на одну основу вдвое большего размера. Дополнительно сделано место под микросхему D3. Рисунок печатной платы здесь не приводится. Вместо транзисторов IRLU024N можно применить другие полевые ключевые транзисторы с максимальным током стока не ниже 10А. Например, IRFZ44, 2SK2782, IRFU4105, и другие.

Польских В.А.

Литература: 1. Мурзин Ф. Э. «Автомат управления RGB-гирляндой», ж. «Радиоконструктор, №11, 2015 г.

Радиоконструктор 11-2018

35

«НОВОГОДНИЕ» СХЕМЫ С 1998 ПО 2017 г.г. 1. Новогодние мигалки на транзисторах и тиристорах .........……... РК 12-98, стр. 36-38. (Четыре простые схемы для новогодней елки). 2. Переключатель елочных гирлянд ..................................…........... РК 12-98, стр. 38. (Переключатель четырех гирлянд по алгоритму «накат волны»). 3. Сияющая снежинка ......................................................……….......... РК 11-99, стр. 35-36. (Устройство на светодиодах, расположенных в пластмассовой снежинке, создает эффект расходящихся лучей). 4. Сверкающие елочные игрушки ................................…………........... РК 11-99, стр. 36-37. (Пять автоматов на светодиодах, вмонтируемых в елочные игрушки). 5. Простые гирлянды ...........................................................………...... РК 11-99, стр. 39-40. (Три устройства, два на логических элементах, одно на К176ИЕ12). 6. Автоматический переключатель елочных гирлянд ..........……... РК 11-2000, стр.34-36. (Переключатель восьми гирлянд «бегущая тень - бегущий огонь»). 7. Новогодние «мигалки» ...................................................…........ РК 11-2001, стр.35-40. (Представлено шесть конструкций разной сложности переключающих от двух до восьми гирлянд). 8. Переключатель гирлянд на ППЗУ ...................................…..... РК11-2001, стр. 41-43. (Программируемый переключатель восьми гирлянд на ППЗУ К155РЕ3. Приводится таблица прошивки ППЗУ и схема ручного программатора). 9. Переключатель одной гирлянды на тиристоре ............………..... РК11-2001, стр. 43. (Пульсатор, мигающий одной гирляндой, очень простая схема). 10. Переключатель десяти гирлянд ................................………….... РК12-2001, стр. 36-37. (Переключатель, алгоритм работы которого задается не только жесткой логикой, но и зависит от уровня входного ЗЧ сигнала. При недостаточном уровне ЗЧ или его отсутствии работает эффект бегущих огней. При подаче сигнала достаточного уровня алгоритм переключения становится непредсказуемым). 11. Переключатель гирлянд на ППЗУ с программатором ...……….. РК11-2002, стр. 32-34. (Переключатель восьми гирлянд на ППЗУ К155РЕ3. В составе схемы есть простой программатор ППЗУ). 12. Переключатель трех гирлянд «бегущие огни» ..............………... РК11-2002, стр.34-35. (Простая схема на К155ЛА3 и тиристорах КУ202Л). 13. Переключатель четырех гирлянд .....................………….............. РК11-2002, стр.35-36. (Эффект накатывающейся волны, две микросхемы К561ЛА7 или К561ЛЕ5 и четыре тиристора КУ107Б). 14. Сверкающая «звездочка» ............................................…… …......... РК11-2002, стр. 36. (Простая схема на пяти транзисторах с 15-ю светодиодами на выходе, схема со светодиодами помещается внутрь звездочки, обычно устанавливаемой на верхушку елки). 15. «Двоичный» переключатель гирлянд .....................……............... РК11-2002, стр. 37. (Автомат световых эффектов, переключающий четыре гирлянды по закону двоичного счетчика. Питание и синхронизация от электросети). 16. Переключатель гирлянд на диодном ПЗУ ..................……..... РК11-2002, стр. 38-39. (Переключает четыре гирлянды. Алгоритм задается перестановкой фишек). 17. Тиристорный переключатель трех гирлянд ........................…..... РК11-2002, стр. 39. (Простая схема на трех тиристорах).

36

Радиоконструктор 11-2018

18. Автомат световых эффектов для обслуживания праздничных мероприятий ..........…………........................................................ РК11-2002, стр. 40-41. (Устройство на ППЗУ К556РТ4, число гирлянд – от четырех, до неограниченного количества. Таблица прошивки ППЗУ не приводится). 19. Переключатель «Бегущий свет / бегущая тень» ........…......... РК11-2002, стр. 41-44. (Переключатель четырех гирлянд). 20. Автомат "Сверкающие кристаллы" …………………….……. РК11-2003, стр. 43-44. (Переключатель светодиодов, вмонтированных в елочные игрушки). 21. Переключатель гирлянд на ППЗУ ……………………………… РК11-2003, стр.44-47. (Устройство на ППЗУ К556РТ4, приводится таблица прошивки ППЗУ, варианты схем выходных каскадов, схема расположения деталей на плате). 22. Переключатель гирлянд на регистре ......................................... РК11-2004, стр.39-41. (К561ЛА7 и К561ИР2, выход на КТ940А. 9 маломощных гирлянд). 23. Автомат «Бегущая тень / бегущий огонь» .................................... РК11-2004, стр.41-43. (К561ЛА7, К561ИЕ16, К561ИД1, К561ЛП2. 4 гирлянды, синхронизация от аудио). 24. Светодиодная звездочка .................................................................. РК11-2004, стр.43. (К561ЛА7, К561ИЕ8. 4 группы светодиодов). 25. Новогодние гирлянды .................................................................... РК11-2004, стр. 45-48. (Две простые схемы на 2 и 4 гирлянды. К561ЛА7). 26. Ёлка, которая любит музыку ............................................................ РК11-2005, стр. 35. (Пять светодиодных гирлянд, микрофон, ВА6137). 27. Переключатель четырех гирлянд ................................................. РК11-2005, стр. 36-37. (К176ЛА7, К176ИР2, КТ940А, КУ201Л. Расширение до 8-и гирлянд). 28. Мерцающая звездочка ....................................................................... РК11-2005, стр. 38. (К561ЛЕ5, ВА6137. Пять светодиодных групп. Пульсирующий эффект). 29. Гирлянда – хамелеон ................................................................... РК11-2005, стр. 39-40. (Три схемы светодиодных гирлянд на двухсветных светодиодах). 30. Мигалка на светодиодах ................................................................... РК11-2005, стр. 40. (Простая схема на сверхярких и мигающем светодиоде). 31. «Умные» игрушки ........................................................................... РК11-2006, стр. 39-41 (В статье приводится схема гирлянды, каждая из составляющих которой представляет собой отдельный миниатюрный автомат световых эффектов). 32. Переключатель восьми гирлянд ................................................. РК11-2006, стр. 42-43. (CD4060B, К561КП2, К561ЛА7, тиристоры КУ202М). 33. Светодиодная гирлянда .............................................................. РК11-2006, стр. 44. (К561ЛЕ5, К555ИР8. Восемь светодиодных гирлянд). 34. Светодиодные гирлянды ............................................................... РК11-2006, стр.45-46. (Приводится восемь схем светодиодных гирлянд. Без логических ИМС). 35. Подмигивающий Дед-Мороз .......................................................... РК11-2007, стр.37-38. (SFH-506-xx, К561ЛЕ5, КТ315, КТ815. Два светодиода почередно переключаются при поднесении руки к оптическому датчику). 36. Сверкающий кристалл ........................................................................ РК11-2007, стр.39. (ИМС 74НС406, светодиоды. Схема монтируется в корпус пластмассового прозрачного кристалла, создает эффект переливания разными цветами и сверкания).

Радиоконструктор 11-2018

37

37. Вращающийся световой круг ....................................................... РК11-2007, стр.39-40. (К561ЛЕ5, К561ИЕ8. Расположенные по кругу 16 светодиодов создают эффект вращающегося светового круга). 38. Ёлка, которая слушает Вас... ...................................................... РК11-2007, стр.40-42. (К561ЛЕ5, К561ИЕ16, К561ИЕ9, электретный микрофон, КТ3102. Автомат световых эффектов запускается от внешнего звука, хлопка в ладоши, музыки, речи и т.д. Всего гирлянд восемь. Предложено четыре варианта выходных каскадов). 39. Акустический автомат для новогодней ёлки .............................. РК11-2008, стр.29-31. (LM741, LB1403, электретный микрофон, транзисторы BC557, симисторы BT136. Число светящих гирлянд зависит от громкости звука). 40. Ёлка – хамелеон ............................................................................... РК11-2008, стр. 32. (К561ЛЕ5, К176ИР2, КТ315А, КТ361А, гирлянды двухцветных светодиодов). 41. Бегущий огонь ................................................................................ РК11-2009, стр.32-33 (К561ЛЕ4, К155ИР17, КУ202Н, бегущий огонь из 14 гирлянд) 42. Двоичный автомат на шесть гирлянд .......................................... РК11-2009, стр.33-34 (К561ЛН2, К561ИЕ10, КТ940А, переключаются по прямому и инверсному двоичному коду). 43. Мерцающая звезда для верхушки ёлки ....................................... (ATmega48. Светодиодный автомат, монтирующийся внутрь звездочки для верхушки ёлки).

РК11-2009, стр. 35.

44. Ёлочный переключатель на ППЗУ .............................................. РК11-2010, стр. 39. (на микросхемах CD4001,CD4520, 27C64) 45. Светодиодные ёлочные украшения ................................................. РК11-2010, стр. 43. 46. Акустический датчик для запуска ёлочной иллюминации ........... РК11-2011, стр. 27. (датчик для включения переключателя гирлянд хлопком в ладоши или криком). 47. Многоцветная гирлянда для домашней ёлки ................................. РК11-2012, стр. 34. (счетчик CD4060 и гирлянда из трехцветных светодиодов). 48. Автомат световых эффектов. ........................................................ РК11-2013, стр.28-31 (светодиодные, или ламповые гирлянды, восемь каналов с выходами на полевых транзисторах, автомат на микроконтроллере PIC16F628A). 49. Переключатель ёлочных гирлянд с акустическим управление... РК11-2013, стр. 31-34 (три схемы акустически зависимых автоматов на разной элементной базе). 50. Переключатель гирлянд «Двенадцать месяцев» ........................ РК11-2013, стр. 35-40 (три схемы автоматов для переключения 12-ти гирлянд, ламповых и светодиодных). 51. Контроллер RGB-гирлянды ......................................................... РК11-2014, стр. 14-15 (схема на микроконтроллере PIC16F628A для управления светодиодной гирляндой трех основных цветов - R, G, B. Воспроизводит эффекты с 26 цветами. Программа для прошивки есть на сайте журнала. Так же приводится ссылка на E-mail автора).

38

Радиоконструктор 11-2018

52. Светодиодный «Новогодний индикатор» ................................... РК11-2014, стр. 16-18 (электронное табло, последовательно набирающее текст: «С НОВЫМ ГОДОМ 2015». Схема выполнена на микросхемах 74HC14 и 74HC595). 53. Подсветка ёлочной игрушки ....................................................... РК11-2014, стр. 18-19 (схема на ИМС CD4060B и шести разноцветных светодиодах монтируется в корпус прозрачной ёлочной игрушки и создает эффект мерцания и переливания разными цветами). 54. Гирлянда - хамелеон .................................................................... РК11-2014, стр.20-22 (схема на ИМС К561ИЕ10 с гирляндой из последовательно включенных двухцветных светодиодов. Гирлянда периодически меняет цвет. Приводится рисунок печатной платы и вариант схем на ИМС К561ИЕ8, К561ТМ2 и вариант на транзисторах без микросхем). 55. Автомат для управления RGB-гирляндой ..................................... РК11-2015, стр.34-36 (две схемы на ИМС CD4060B и транзисторах IRLU024N для управления одной или тремя светодиодными RGB-гирляндами. Для первой схемы приводится печатная плата). 56. Меняющие цвет глаза «Деда Мороза» ........................................... РК11-2015, стр.37-38 (две схемы на микросхемах К561ИЕ10, одна на К561ИЕ20. Каждая схема управляет двумя трехцветными светодиодами. источником импульсов служит мигающий светодиод). 57. Сияющая звезда ................................................................................ РК11-2015, стр.38-39 (схема на счетчике К561ИЕ8 и светодиодах, которые монтируются в звездочку для верхушки ёлки, так что получается эффект разбегающихся, сияющих лучей звезды). 58. Ёлочная мигалка на ARDUINO UNO как средство от боязни микроконтроллеров .................................................................. РК11-2016, стр.25-30 (четырехканальный автомат переключения гирлянд на основе микроконтроллерной платы ARDUINO UNO. Приводится подробное описание составления программы переключения гирлянд, а так же работы с программным обеспечением для ARDUINO). 59. Автомат для управления четыремя цветными светодиодами ..... РК11-2016, стр.31-32 (две схемы автоматов переключения светодиодов на основе микросхемы CD4026). 60. Цветомузыкальная установка с RGB-светодиодной лентой на выходе ................................................................................. РК11-2016, стр.32-33 («типовая» трехканальная цветомузыкальная установка с активными полосовыми фильтрами на операционных усилителях. Вместо экрана - RGB-светодиодная лента, которую можно, например, повесить на ёлку как гирлянду). 61. Светодиодный автомат «растущая линия» .................................. РК11-2016, стр.34-35 (линия из десяти светодиодов вырастает из одного до десяти, затем гаснет, и все повторяется. Микросхема К561ИЕ8). 62. Простейший автомат световых эффектов на светодиодной ленте... РК11-2017, стр.35. (Две простые схемы, на одном и двух ключевых полевых транзисторах и мигающем светодиоде в качестве задающего генератора. Первая схема мигает одной лентой, вторая - переключает две ленты). 63. Ёлочный автомат на 12 гирлянд на ARDUINO UNO...................... РК11-2017, стр. 36-38. (12-и канальный автомат переключения гирлянд на основе ARDUINO UNO. На выходах мощные полевые транзисторы. Приводится подробное описание составления программы переключения гирлянд по любому алгоритму).

Радиоконструктор 11-2018

39

НАЧИНАЮЩИМ

СВЕТОДИОДЫ Главное свойство диода, в том, что он пропускает ток только в одном направлении. Это основная, функция диода, но диоды бывают разные, и для некоторых из них односторонняя проводимость является далеко не главным свойством. Вот, например, Светодиод. Практически тот же диод, и проводимость у него односторонняя, но при пропускании прямого тока он светится. И это уже его основная функция. И так, светодиод, это диод, который при пропускании через него прямого тока излучает свет. Светодиоды мы встречаем часто, – индикаторы у различной аппаратуры, бывают светодиодные фонарики, ёлочные гирлянды, рекламные табло, осветительные лампы и даже светофоры. На рисунке 1 показано как выглядит обычный индикаторный светодиод. Конечно больше он похож на лампочку с двумя проволочными выводами. Но! У этой «лампочки» есть анод и катод, и горит она только если анод подключен к плюсу источника питания, а катод к минусу (анодный вывод обычно длиннее катодного). Но и это еще не все! В отличие от лампочки светодиод нельзя подключать непосредственно к источнику питания, а только через токоограничительный резистор. Поскольку светодиод все же диод, он имеет довольно низкое прямое сопротивление и диодную характеристику. То есть, существует такая странная вещь, как Падение прямого напряжения на диоде. Так вот, в отличие от номинального напряжения лампочки, здесь зависимость тока от напряжения работает совсем не по Закону Ома. То есть, хорошо пропускать ток в прямом направлении диод начинает только тогда, когда напряжение на нем больше некоторого значения. И при этом, ток резко возрастает, что может привести к повреждению диода или светодиода. Поэтому, если вы подключите светодиод прямо к батарейке (без токоограничительного резистора), то очень высока вероятность того, что светодиод перегорит. На рисунке 2 показано как обычно подключают светодиод. Здесь взят светодиод с напряжением падения 1,6V (Uп). Батарейка на 4,5V, поэтому чтобы не сжечь светодиод последовательно ему включен резистор R1, на котором падает избыток напряжения (4,5 – 1,6 = 2,9V).

40

Рис.1.

Рис.2. Теперь попробуем рассчитать сопротивление резистора R1. Допустим, номинальный ток через светодиод 10mA, напряжение падения 1,6V, напряжение источника питания 4,5V. То есть, сопротивление резистора R1 должно быть таким, чтобы на нем падало 2,9V, и был ток 10mA (0,01А). Переходим к Закону Ома: R= U/I = 2,9 / 0,01 = 290 Ом. То есть, вполне нормально будет поставить R1 сопротивлением 300 Ом. Бывают светодиоды разных цветов, – красные, зеленые, желтые, синие, белые. Еще конечно различаются по яркости света, по напряжению падения, по току. Интересная вещь – двухцветный светодиод. Практически это два светодиода в одном корпусе. Бывают они с двумя и с тремя выводами (рис. 3). Двухвыводный двухцветный светодиод представляет собой два светодиода разных цветов (обычно, красный и зеленый), включенных встречно-параллельно.

Радиоконструктор 11-2018

Рис.3.

Цвет свечения такого светодиода зависит от направления тока через него. Это показано на рисунке 4. Трехвыводные двухцветные светодиоды тоже содержат в одном корпусе два светодиода (красный и зеленый), но у них один общий вывод от катода (или анода), а аноды (или катоды) выведены на разные выводы (рис.5). Фактически такие светодиоды трехцветные. На рисунке 5 показано как переключаются цвета трехвыводного светодиода с общим катодом, – если включен S1 то горит один цвет, например, красный. Если включен S2 – горит другой цвет, например, зеленый. Ну, а если включить оба S1 и S2 то будут гореть оба цвета, что даст желтый цвет. Кроме светодиодов постоянного свечения, существуют и мигающие. Одноцветный мигающий светодиод это почти то же, что обычный одноцветный, но в нем есть электронный прерыватель тока, который периодически выключает светодиод. Поэтому он мигает. Существуют двух, трех и многоцветные мигающие светодиоды. Внутри такого светодиода есть несколько разноцветных светодиодов, и схема электронного переключателя, которая их поочередно переключает. Выглядит одно- или многоцветный мигающий светодиод как обычный, – прозрачный корпус и два вывода. Подключать его тоже нужно через токоограничительный резистор. Любопытно то, что во время мигания, в промежутках когда мигающий светодиод гаснет ток через него резко снижается. Поэтому мигающие светодиоды иногда используют как генераторы импульсов. На одних схемах мигающий светодиод обозначают как обычный, на других в его обозначение вводят символ выключателя (рис. 6). Мигающий светодиод может служить не только индикатором, но и ключом для прерывания тока. Например, для того чтобы мигала гирлянда из нескольких светодиодов. Если гирлянда состоит из нескольких последовательно включенных светодиодов, то чтобы она замигала достаточно чтобы один из этих светодиодов был мигающим. На рисунке 7 показана схема оригинального сигнального устройства для легкового автомобиля.

Рис.4. Рис.5.

Рис. 6. Это стояночное сигнальное устройство, оно потребляет незначительный ток от автомобильного аккумулятора. Состоит гирлянда из четыех светодиодов, которые нужно установить в фары автомобиля. Свечение светодиодов ночью очень заметно, особенно если они мигают. Поэтому автомобиль, припаркованный в темном дворе перестает быть «невидимкой» для других машин или прохожих. И риск случайного повреждения машины снижается. Рис. 7.

В схеме на рисунке 7 мигающий светодиод один – HL2. Остальные обычные. Так как включены последовательно мигают все. Светодиоды HL1, HL3, HL4 – любое индикаторные, красные, HL2 – любой мигающий красный.

Радиоконструктор 11-2018

41

Сейчас уже ноябрь, и возникает необходимость в подготовке к новогодним торжествам. Вот здесь и могут помочь светодиоды. Лампы накаливания, конечно, тоже заслуживают уважения, как заслуженные ветераны новогодних торжеств. Но светодиоды по многим характеристикам выгоднее и лучше ламп накаливания, особенно если дело касается не только освещения, но декоративного украшения новогодней ёлки. Светодиоды бывают разные, на ёлке наиболее эффектно будут выглядеть сверхяркие разных цветов. Такими светодиодами можно украсить не только Рис.9. маленькую настольную ёлку, но полноразмерную. Они бывают красные, желтые, белые, синие, зеленые, оранжевые. Еще бывают мигающие, причем, есть такие мигающие, которые мигают двумя или тремя разными цветами. Выглядит это очень интересно, в отличие от лампы накаливания, которая менять свой цвет не может. Но перед началом мастерить гирлянды следует усвоить некоторые отличия светодиодов от ламп накаливания. А связаны эти отличия с тем, что светодиоды, это, по сути дела, диоды, только такие, которые светятся при пропускании через них прямого тока. В отличие от лампы накаливания светодиод полярная вещь, – у него есть анод (плюс) и катод (минус). Кроме того, вольтамперная характеристика у светодиода как у диода, то есть, при возрастании прямого напряжения больше напряжения падения на диоде, очень сильно увеличивается ток. Вообще, это выглядит как борьба двух «упрямцев» – источника питания и светодиода. Светодиод стремится понизить напряжение источника до своего номинального прямого напряжения, а источник стремится повысить напряжение падения на светодиоде до напряжения на своем выходе. Чаще всего этот «поединок» проигрывает светодиод. Поэтому, если светодиод подключить к источнику тока непосредственно, его можно испортить. Вот поэтому последовательно со светодиодом включают токоограничительные резисторы (рис.8). Резистор служит демпфером между этими «упрямцами», и каждый из них остается при своем напряжении.

42

Рис.8.

На рисунке 9 показана гирлянда из восьми светодиодов. Номинальное напряжение падения на каждом около 2V. Резистор R1

ограничивает ток. А питаться гирлянда может от источника напряжением 20-25V. Чтобы гирлянда мигала достаточно чтобы одни из светодиодов был мигающим. HL1 во время мигания прерывает ток в цепи, поэтому одновременно с ним мигают и остальные семь светодиодов. На рисунке 10 показана гирлянда состоящая из практически неограниченного числа светодиодов. Здесь светодиоды включены параллельно (через токоограничительные резисторы). Это значит, что каждый из них живет своею собственной жизнью и на работу остальных не влияет. Здесь можно использовать самые разные светодиоды, – Рис.10.

разных цветов, мигающие и немигающие. При этом, немигающие будут гореть ровно, а мигающие будут мигать. Можно поставить двух или трехцветные мигающие, – они будут переливаться разными цветами. В общем, гирлянда будет вся сверкать, переливаться... очень красиво. И чем разнообразнее светодиоды, тем красивее. Однако, нужно учитывать и мощность источника питания. Если при резисторах

Радиоконструктор 11-2018

Рис.11.

сопротивлением по 510 Ом и напряжении источника питания 12V (а можно от 6 до 18V), ток через каждый светодиод будет где-то около 0,02A. То есть, если светодиодов десять, то ток 0,2A, а если эта гирлянда из ста светодиодов, то ток, соответственно, будет целых 2 А. Поэтому выбирайте источник, который способен выдать необходимый ток. Например, сетевой адаптер от ноутбука дает 3А, а источник питания игровой приставки «Денди» только 0,3 А (300 mA). Так что блок от «Денди» может питать только 15 светодиодов. Впрочем, сопротивления резисторов можно увеличить. Тогда ток снизится (согласно закону Ома), но и яркость свечения светодиодов тоже снизится. Но число светодиодов можно увеличить и не увеличивая ток. На рисунке 11 показана гирлянда вроде той, что на рисунке 10. Но в ней светодиоды включены по три последовательно. Такая гирлянда может питаться напряжением 9-18V, потребляя ток всего около 0,02A на каждую тройку светодиодов. Таким образом, число светодиодов увеличивается втрое, при том же потреблении тока. При этом чтобы тройка светодиодов мигала, достаточно чтобы в ней был один мигающий светодиод. В каждой ветви (рис. 11) может быть светодиодов и больше и меньше трех. Важно то, чтобы суммарное напряжение падения светодиодов было как минимум на 10% меньше напряжения источника питания, в противном случае, светодиоды гореть не будут либо будут гореть очень слабо. Сопротивление гасящего резистора, включенного последовательно светодиоду или светодиодам нужно выбирать таким, чтобы сила тока через светодиод была не более допустимого для него значения, но такой, чтобы свечение было достаточно ярким. Рассчитать гасящее сопротивление для цепи со светодиодами можно по формуле: R = (U – Uс) / I, где U – напряжение питания,

Uc - суммарное напряжение падения последовательно включенных светодиодов, I – сила тока. Например, напряжение питания 12V, последовательно включены три светодиода, с напряжениями падения 1,9V, 2,4V и 2,1V. Требуется сила тока через светодиоды 17mA. Считаем Uс = 1,9 + 2,4 + 2,1 = 6,4V. Затем вычисляем R = (12 – 6,4) / 0,017 = 329,4 Ом, то есть, нужен резистор на 330 Ом. В этой формуле разность (U – Uс) не должна быть отрицательной или равной нулю. То есть, напряжение питания всегда должно быть больше напряжения падения на светодиодах. Однако нужно учесть и то, что если в цепи есть мигающий светодиод, то напряжение питания не должно быть больше максимально допустимого для мигающего светодиода, находящегося в выключенном состоянии. К сожалению, этот параметр не всегда приводится в справочниках, но подавляющее большинство мигающих светодиодов нормально переносят прямое напряжение до 30V в выключенном состоянии. А вот при большем напряжении некоторые выходят из строя. В приведенных здесь схемах можно использовать практически любые светодиоды. Желательно сверхяркие. Мигающие светодиоды, включенные в последовательных цепях должны быть одноцветными. Двух или трехцветный мигающий светодиод скорее не мигает, а переключает свои цвета, и существенных импульсов в цепи не создает, поэтому включенные последовательно с ним немигающие светодиоды мигать не будут. В лучшем случае их свечение будет только подрагивать. У всех новых светодиодов (не выпаянных из плат) анод обозначен более длинным выводом. А короткий – катод. У выпаянных назначение выводов нужно проверять мультиметром (так как прозванивают обычные диоды).

Радиоконструктор 11-2018

Андреев С.

43

44

Радиоконструктор 11-2018

РЕМОНТ УКВ-РАДИОСТАНЦИЯ «АРГУТ- А25» (схема)

Радиоконструктор 11-2018

45

46

Радиоконструктор 11-2018

Радиоконструктор 11-2018

47

СПРАВОЧНИК МИКРОСХЕМА

УМЗЧ НА13158А Микросхема НА13158А предназначена для построения четырехканального мостового УМЗЧ, в основном, для автомобильной аудиотехники. Микросхема содержит четыре мостовых УМЗЧ каждый с максимальной мощностью 34W. Работает микросхема от однополярного источника постоянного тока. Есть входы для блокировки (mate) и для перевода в энергосберегающее состояние (st-by).

Некоторые параметры: 1. Максимальное напряжение питания ....... 18V. 2. Пиковый выходной ток ..............................4А. 3. Диапазон рабочей темп. ........ -30... +85ОС. 4. Ток покоя ..... 220mA. 5. Коэффициент усиления при питании напряжением 13,2V ...... 32 dB. 6. Выходная мощность при питании 13,2V, нагрузке 4 Om и КНИ 10% ................ 4 х 20W. 7. При выходной мощности 4х3W КНИ не более .................. 0,03%. 8. Входное сопротивление каждого канала усилителя ....... 25 kOm. 9. Ток потребления в энергосберегающем режиме ............. 10 мкА. 10. Уровень логической единицы от 3,5V до напряжения питания. 11. Уровень логического нуля от 0V до 1,5V.

48

Радиоконструктор 11-2018