|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Генераторы импульсов на мигающем светодиоде
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору В каталогах зарубежных фирм, производящих полупроводниковые приборы и
торгующих ими, появились так называемые "Blinking LED Lamps" - светодиоды, на
вид обычные, но при поднлючении к источнику постоянного напряжения вспыхивающие
и гаснущие примерно два раза в секунду. Эти приборы нередко можно приобрести на
радиорынках. В предлагаемой статье описаны несколько простых устройств, в
которых "мигающий" све-тодиод служит генератором не только световых, но и
электрических импульсов.
Прежде всего ответим на вопрос, почему такой светодиод мигает? Внутри него, как
показано на схеме (рис. 1), кроме собственно светоизлучающей полупроводниковой
структуры HL1, находятся генератор импульсов и электронный ключ. Иногда
предусмотрен гасящий резистор R1, в других случаях его функции выполняет
внутреннее сопротивление ключа. Диод VD1 защищает устройство от подачи питающего
напряжения обратной полярности.
![]() Кстати, именно этот диод бывает причиной выхода прибора из строя. Часто
случается, что, проверяя светодиод, сравнительно мощную батарею напряжением 9 В
подключают к нему, перепутав полярность. В результате ток силой в сотни
миллиампер разогревает защитный диод до температуры, опасной не только для него
самого, но и для других компонентов прибора. Поэтому при проверке светодиода
последовательно с ним необходимо включить резистор сопротивлением 100...200 Ом.
В процессе эксплуатации, когда приложенное к светодиоду напряжение имеет
правильную полярность и находится в допустимых пределах, дополнительный резистор
не нужен.
Наиболее распространены "мигающие" светодиоды серий V621, V622, V623 (фирмы
Diverse); LTL 4213,LTL 4223, LTL 4233 (Lite On Opto); TLBG5410, TLBR5410,
TLBY5410 (Temic Telefunken); L-36, L-56, L-616, L-796, L-816 (Kingbright
Reinhold). По внешнему виду они напоминают обычный АЛ307БМ, имеют корпус
диаметром 3...10 мм, угол обзора 40...1400, цвет свечения - красный, оранжевый,
желтый или зеленый. Типичные их параметры следующие: рабочее напряжение - 3,5...
13 В, максимальный прямой ток - 60...70 мА, максимальная рассеиваемая мощность -
200 мВт, частота вспышек - 1,5...2,5 (иногда до 5 Гц), яркость - 1,3... 1000 мкд.
В светящемся состоянии свойства "мигающего" светодиода подобны обыкновенному.
Экспериментально снятый начальный участок его вольт-амперной характеристики
показан на рис. 2 (кривая 1). В интервалах между вспышками "светодиодная" цепь
разорвана и при том же напряжении ток, протекающий через прибор, значительно
меньше, так как его потребляет только внутренний генератор. Этому состоянию
соответствует кривая 2.
![]() Если последовательно с "мигающим" светодиодом включить резистор, падение
напряжения на нем будет изменяться в такт со вспышками. С помошью осциллографа
можно убедиться, что генерация продолжается даже при увеличении сопротивления
резистора до значения, при котором вспышек света уже не видно. Проведенная на
рис. 2 нагрузочная прямая (3) соответствует резистору сопротивлением 33 кОм и
напряжению питания 5 В. Разность падений напряжения на резисторе во время
вспышки и паузы AU превышает 2 В. Этого достаточно, например, для срабатывания
логического элемента.
Устройства, схемы которых приведены на рис. 3 и 4, по аналогии с RC-генераторами
можно было бы назвать RHL-генераторами. Типы светодиодов и логических элементов
на схемах не указаны, так как были проверены и устойчиво работали самые разные
их комбинации. Длительность высокого логического уровня на выходе - 280...320,
низкого - 340...370 мс. Эти значения в небольших пределах зависят от
сопрогивления резистора R1 и типа применяемого логического элемента. В
устройстве по схеме на рис. 3 интервал возможных сопротивлений резистора R1 в
килоомах при использовании микросхем указанных в скобках серий составляет 0,1...
1,8 (К155). 0,1...5,6 (К555). 0,15...30 (КР1533) или 0,15...91 (К561). При
приближении сопротивления к одному из граничных значений полному срыву колебаний
часто предшествует "дребезг" - генерация пачек коротких импульсов на фронтах
основных. В генераторе по схеме рис. 4 могут работать только микросхемы
структуры КМОП (серии К561 и подобные), а сопротивление R1 должно находиться в
пределах 0,8...300 кОм.
![]() На рис. 5 показана схема экономичного генератора пачек импульсов, содержащего
всего один логический элемент - триггер Шмитта. Во время вспышки "мигающего"
светодиода HL1 уровень напряжения на входе 1 элемента DD1.1 соответствует
логическому 0. В паузе между вспышками это напряжение увеличивается до уровня
логической 1 и начинает работать RC-генератор. образованный элементами R2, C1,
DD1.1. На выходе можно наблюдать пачки импульсов, следующие с частотой вспышек
светодиода. Сигнал можно услышать, подключив к выходу генератора акустический
преобразователь BF1, например, пьезоизлучатель ЗП - 1, ЗП - 19 или ЗП - 22.
Указанным на схеме номиналам элементов соответствуют частота импульсов в пачке 2
кГц. период повторения пачек - 500. а длительность каждой из них - 230 мс. При
увеличении сопротивления резистора R1 от 620 Ом до 150 кОм период повторения
пачек возрастает с 450 до 600 мс, а частота их заполнения уменьшается с 2,2 до
1,5 кГц. Можно подобрать такое сопротивление (приблизительно 135 кОм). при
котором генерируется последовательное мелодичное трезвучие. Поменяв местами R1 и
HL1, подбором того же резистора добиваются такого интересного эффекта, как
"глиссандо" - плавного изменения высоты звука.
![]() Следует иметь в виду, что у всех рассмотренных здесь генераторов при больших
номиналах нагрузочного резистора яркость световых импульсов уменьшается
настолько, что они становятся невидимы. Однако генерация электрических импульсов
продолжается.
Автор: С.Рюмик, г.Чернигов, Украина
раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей журналы Электроника (годовые архивы) статья Что такое соколиная охота? сборник Архив схем и сервис-мануалов телевизоров Roadstar
|