Светодиодный маячок

Биты и байтыСхемыДля новичков → Светодиодный маячок
Чистка лица в косметологическом центре Primae

Найти в темное время суток различные предметы и объекты, в том числе подвижные (например, домашних животных), станет легче, если на них закрепить экономичный маячок, описание которого приведено ниже: с наступлением темноты он автоматически включается и начинает подавать световые сигналы.

Схема маячка показана на рис. 1. По сути, это несимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры VT2, VT3, который вырабатывает короткие импульсы с интервалом в не сколько секунд. Источником света служит излучающий диод HL1, датчиком освещенности — фототранзистор VT1.

Работает устройство следующим образом. Как видно из схемы, участок эмиттер—коллектор фототранзистора VT1 вместе с резисторами R1, R2 образует делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. В светлое время суток сопротивление этого участка невелико, поэтому напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT2 мало, и он закрыт. Закрыт и транзистор VT3, поскольку напряжение смещения на его базе, зависящее от тока коллектора VT2, равно нулю. Иными словами, мультивибратор не работает и потребляемый им ток не превышает 2...3 мкА.

Светодиодный маячок

С наступлением темноты, когда из-за уменьшения освещенности сопротивление участка эмиттер—коллектор фототранзистора VT1 возрастает настолько, что падение напряжения на нем достигает примерно 0, 6 В, транзистор VT2 начинает открываться. Увеличение создаваемого его коллекторным током падения напряжения на резисторе R4 приводит к тому, что начинает открываться и транзистор VT3. В результате напряжение на его коллекторе понижается и начинает заряжаться конденсатор С1. Зарядный ток протекает через резистор R1, участок эмиттер — коллектор VT1 и эмиттерный переход транзистора VT2, поэтому последний открывается еще больше и его коллекторный ток растет, что ведет к еще большему открыванию транзистора VT3 и т. д. Процесс протекает лавинообразно, и светодиод HL1 ярко вспыхивает.


По мере зарядки конденсатора С1 зарядный ток уменьшается, и в какой-то момент транзистор VT2, а вслед за ним и VT3 начинают закрываться. Происходит это быстро, поэтому светодиод резко гаснет. Далее конденсатор разряжается через светодиод HL1, резистор R5 и высокоомный резистор R2, и как только напряжение на нем понизится до определенного значения, транзистор VT2 вновь начнет открываться и весь процесс повторится. Из-за большого сопротивления разрядной цепи продолжительность разрядки конденсатора значительно больше, чем зарядки, поэтому интервал между вспышками светодиода достигает нескольких секунд.


Для того чтобы вспышки были более заметны, в устройстве применен сверхьяркий светодиод. Для минимизации питающего напряжения выбран светодиод TLWR9622 (красного цвета свечения) группы Y (прямое напряжение — 1, 83.-.2, 07 В). Это позволяет сохранить работоспособность маячка при снижении напряжения питания примерно до 2, 3 В.


Все детали устройства размещают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой показан на рис. 2. Помимо транзисторов, указанных на схеме, в маячке можно применить КТ361В, КТ361Г и КТ315В, КТ315Г, а также транзисторы серий КТ3107 (VT2) и КТ3102 (VT3) с любым буквенным индексом. Светодиод HL1 — любой сверхьяркий красного цвета свечения с возможно меньшим прямым напряжением и, желательно, с большим углом излучения. Можно использовать сверхьяркий светодиод и белого цвета свечения, но тогда придется увеличить напряжение питания (оно должно быть не менее 3, 5 В). Конденсаторы С1, С2 — любые оксидные в цилиндрическом корпусе диаметром 5 мм (например, серии ТК фирмы Jamicon), резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4. Выключатель SA1 —любой малогабаритный.


Для расширения угла излучения светодиода можно закрепить на нем светорассеивающий пластмассовый колпачок (матовый или прозрачный с рифленой поверхностью).


Батарею питания маячка можно составить из различных гальванических или аккумуляторных элементов. Например, если он предназначен для установки на небольших подвижных объектах, то удобно использовать малогабаритные и легкие дисковые элементы типоразмера 357А, в других случаях целесообразно применить обладающие большей емкостью пальчиковые AAA.


Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже, маячок начинает работать сразу после включения питания — достаточно закрыть окошко фототранзистора непрозрачной шторкой. Требуемой яркости вспышек добиваются подбором резистора R5. Длительность вспышек зависит от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1, а паузы между ними — от емкости этого же конденсатора и сопротивления резистора R2.


Для увеличения дальности обнаружения маячка число светодиодов можно увеличить, например, до четырех, соединив их последовательно и разместив в конструкции таким образом, чтобы они излучали свет в разные стороны. В этом случае, конечно, напряжение питания надо повысить до 12 В и пропорционально увеличить сопротивление резисторов R1, R2, а резистор R5 подобрать по требуемой яркости вспышек.


И. НЕЧАЕВ, г. Москва.