Лазерная указка в исполнительном устройстве. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электроника в быту

 Комментарии к статье

Лазерные указки, появившиеся в последнее время в продаже, предназначены, прежде всего, для преподавателей учебных заведений, чтобы пользоваться ими при объяснениях графических материалов. Однако такая указка может найти применение и в быту, скажем, для дистанционного управления работой электро- и радиоприборов. О том, как это осуществить, рассказывается в публикуемой статье. Лазерная указка, несмотря его внешнюю простоту, сравнительно сложное изделие. Она содержит полупроводниковый лазер, автоматику поддержания определенного тока протекающего через него, оптическую систему, батарею гальванических элементов напряжением 3...4,5 В, кнопку включения.

Потребляемый лазером ток составляет 30... 50 мА. Хотя излучаемая указкой мощность (длина волны 630...650 нм) не превышает 5 мВт, за счет концентрации ее в узконаправленном луче потери на распространение невелики. Излучение лазера можно зафиксировать на большом расстоянии. Однако категорически не допускается направлять луч указки на глаза - это опасно. Указка может работать в охранных устройствах, светотелефонах, самодельных игрушках, устройствах отпугивания птиц и т. д. Пока же ограничимся рассказом о постройке автомата, способного по сигналу указки включать и выключать бытовые электро- и радиоприборы. Сама указка при этом никакой переделки не требует.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Автомат (рис. 1) содержит фотоприемник на фотодиоде VD1, компаратор напряжения на логических элементах DD1.1, DD1.2, генератор импульсов на элементах DD1.3, DD1.4, D-триггер DD2, два электронных ключа на транзисторах VT1, VT2, исполнительный элемент - электромагнитное реле К1 и блок питания. Блок питания выполнен по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсатором Сб. Переменное напряжение выпрямляется диодами VD6, VD7, сглаживается конденсатором С5 и стабилизируется стабилитронами VD4, VD5. Питание на микросхемы поступает со стабилитрона VD4 через диод VD2 и сглаживающий конденсатор С 1.

Работает устройство так. В начальный момент времени, после подключения устройства к сети, высокий логический уровень через цепочку C4R7 поступает на вход R триггера и обнуляет его. На выходе триггера - низкий логический уровень, ключ на транзисторе VT2 закрыт, реле обесточено, нагрузка отключена от сети. На входе и выходе компаратора будет высокий логический уровень, а на входах элементов DD1.3, DD1.4 - низкий, генератор не работает. При этом на выходе элемента DD1.4 устанавливается высокий уровень, транзистор VT1 открывается и включает светодиод HL1.

Как происходит переключение? Фотодиод VD1 освещают лазерным лучом, и напряжение на нем значительно уменьшается. Компаратор после разрядки конденсатора С2 срабатывает, и на его выходе появляется низкий уровень. На выводы элементов DD1.3, DD1.4 поступает высокий уровень, генератор начинает работать, светодиод мигает, свидетельствуя об освещении фотодиода. Если теперь выключить лазер или убрать луч в сторону от фотодиода, то напряжение на нем увеличится, компаратор установится в положение с высоким уровнем на выходе, и триггер переключится. На его выходе появится высокий логический уровень, транзистор VT2 откроется, реле сработает и замыкающимися контактами К1.1 подаст на нагрузку сетевое напряжение. В случае повторного кратковременного освещения фотодиода (пока не замигает светодиод) устройство переключится в исходное состояние и нагрузка обесточится.

Благодаря использованию реле, к устройству допустимо подключать самую разнообразную радиоэлектронную аппаратуру: радиоприемники, телевизоры, видеомагнитофоны и т.д. с любыми блоками питания, а также электроприборы с электродвигателями, например вентиляторы.

Рис. 2

Все детали устройства, кроме реле и диода VD3, размещают на печатной плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Она рассчитана на использование транзисторов КТ315А-КТ315Е, КТ312А-КТ312В, КТ3102А-КТ3102Д, микросхем серий К 176, К561, 564, любого светодиода из серии АЛ307 (желательно в пластмассовом корпусе). Диоды VD2, VD3 - любые выпрямительные, VD6, VD7 - КД102Б или аналогичные маломощные с максимально допустимым обратным напряжением не менее 400 В и током не менее 100 мА, стабилитроны - на напряжение стабилизации 8...10 В. Полярные конденсаторы - серий К50, К52, С6 - К73, остальные - КМ, КЛС, К 10. Подстроечный резистор R2 - СПЗ-19, постоянные - МЛТ, С2-33. Реле следует подобрать с напряжением срабатывания 12... 15 В при токе не более 30 мА, например, РЭС9 (паспорт РС4.524.200, РС4.524.201), его контакты должны выдерживать напряжение сети и ток, потребляемый нагрузкой.

Несколько слов о реле РЭС9. По справочным данным его контакты рассчитаны на напряжение 115 В. Однако многолетняя практика использования реле в различных устройствах показала надежную работу контактов при сетевом напряжении 220 В. Конечно, можно остановить выбор на реле типов РКН, МКУ-48, но габариты конструкции значительно возрастут.

Плату вместе с реле размещают в корпусе подходящих габаритов, выполненном из изоляционного материала. Фотодиод и светодиод располагают в отверстиях корпуса рядом, чтобы светодиод служил ориентиром и своими вспышками сигнализировал о попадании лазерного луча на фотодиод. Чтобы избежать помех и сбоев в работе, нужно так установить автомат, чтобы фотодиод был защищен от попадания на него света от осветительных приборов. Налаживание устройства сводится к установке его чувствительности (подстроечным резистором R2), скорости реагирования на освещение лазером (подбором конденсатора С2), частоты мигания светодиода (грубо - подбором конденсатора C3, плавно - резистора R5).

Автомат можно несколько упростить, исключив генератор. При этом левый по схеме вывод резистора R8 надо отсоединить от вывода 3 микросхемы DD1 и соединить с выводом 11. Элементы R5, C3 удаляют, соединение между выводами 2 и 4 DD1 убирают, а неиспользованные входы элементов DD1.3, DD1.4 соединяют с общим проводом. В этом случае при попадании лучом лазера на фотодиод и срабатывании компаратора, светодиод будет гаснуть.

Рис. 3

Возможен вариант более простого автомата (рис. 3), если в нем использовать чувствительные тринисторы 2У107А-2У107Е, которые открываются при небольшом (менее вольта) напряжении на управляющем электроде и малом (несколько микроампер) токе в его цепи. Его основой является триггер на тринисторах VS1.VS2, который питается, как и в предыдущей конструкции, от блока с гасящим конденсатором. Разберем работу автомата. После подключения его к сети оба тринистора будут закрыты, а реле обесточено.

Если осветить фотодиод VD2 лазерным лучом, то за счет фотоэффекта на нем появится напряжение, которое поступит на управляющий электрод тринистора VS2, и он откроется. Реле сработает и включит нагрузку в сеть - об этом просигнализирует загоревшийся светодиод HL2. Начнет заряжаться конденсатор С1 (минус на правом по схеме выводе). Чтобы отключить нагрузку, освещают фотодиод VD1. При этом тринистор VS1 открывается, включая светодиод HL1. Тринистор VS2 закрывается, поскольку на его анод кратковременно поступает отрицательное напряжение с конденсатора С1. Реле обесточивается, светодиод HL2 гаснет, нагрузка отключается от сети.

Если теперь снова осветить фотодиод VD2, откроется тринистор VS2, a VS1 закроется, поскольку на его анод поступит отрицательное напряжение с конденсатора С1. На нагрузку поступит напряжение. Эксперименты показали, что в качестве фотодиода в этом автомате неплохо работают светодиоды АЛ360А, АЛ360Б, поскольку их основой являются излучающие диоды ИК диапазона. Кроме того, они снабжены фокусирующим отражателем, что повышает их чувствительность к лазерному излучению указки.

 
Рис. 4

Детали автомата рассчитаны для работы с реле РЭС9 (паспорт РС4.524.200). Их можно разместить в корпусе небольших габаритов (рис. 4), изготовленном из изоляционного материала. На передней стенке корпуса сверлят отверстия под светодиоды и фотодиоды, на задней устанавливают сетевую розетку.

При налаживании автомата предварительно подбирают конденсатор C3 и стабилитрон. Напряжение стабилизации стабилитрона должно быть примерно на 4...5 В больше напряжения срабатывания реле, а емкость конденсатора такой, чтобы обеспечивался ток через реле на 15...20 мА больше тока его срабатывания. Недостаток автомата - низкая чувствительность, ограничивающая дальность управления им. При налаживании автомата следует соблюдать меры электробезопасности, поскольку его детали гальванически связаны с сетью. Все перепайки нужно делать только при отключенном от сети автомате.

Автор: И. Нечаев, г. Курск; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Электроника в быту.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Система мониторинга Omnicomm для школьных автобусов 21.01.2014 Компания Omnicomm ("Омникомм") объявила о том, что системой мониторинга транспорта Omnicomm было оборудовано 500 автобусов, перевозящих школьников в 26 районах Курганской области. Проект был реализован официальным дилером Omnicomm в городе Кургане - компанией "Тахограф-Сервис", чьим заказчиком выступило Главное управление образования Курганской области. В рамках проекта весь школьный транспорт Курганской области был оборудован бортовыми терминалами Omnicomm Optim и подключен к облачному сервису Omnicomm Online. С его помощью каждое образовательное учреждение области сможет в режиме реального времени контролировать местоположение своего транспорта и, при необходимости, реагировать на экстренные сообщения. Система мониторинга Omnicomm в автоматическом режиме выявляет и сообщает о нештатных ситуациях, таких как задержки в расписании движения или самовольный уход с маршрута. Основными требованиями заказчика к оборудованию были надежность и вандалоустойчивость, что особенно важно при работе водителей пассажирского транспорта в крупном регионе c высокой нагрузкой на транспортную инфраструктуру. Применение интеллектуальных систем мониторинга на пассажирском транспорте позволяет не только взять под контроль его работу, но и снизить количество аварий. Повышение уровня безопасности на дорогах крайне важно при пассажирских перевозках и особенно при перевозке детей. Кроме того, система мониторинга транспорта Omnicomm контролирует расход топлива и позволяет пресечь его хищения, что для автопарка размером в несколько сотен машин означает существенное снижение эксплуатационных расходов. "По мере роста населения, повышения интенсивности движения и напряженности на дорогах, наступает момент, когда в работе пассажирского транспорта необходим качественный скачок, опирающийся на последние достижения в сфере информационных технологий, - говорит Павел Устюжанин, заместитель начальника Главного управления образования Курганской области. - Наше управление занимается организацией безопасности при перевозке детей школьными автобусами. Мы приобретаем новые транспортные средства, соответствующие современным требованиям безопасности, оборудуем существующие автобусы необходимыми средствами контроля, в том числе, системами спутниковой навигации. В 2013 г. в рамках Целевой программы ГЛОНАСС все школьные автобусы Курганской области были оснащены системой спутникового мониторинга транспорта Omnicomm. Мы удовлетворены надежностью и функциональными характеристиками системы Omnicomm, а также профессионализмом компании "Тахограф-Сервис". Создано очень нужное решение, которое позволяет не только лучше управлять школьным транспортом, но и позитивно влияет на общественную жизнь всей области. Останавливаться на достигнутом мы не собираемся и в наших ближайших планах создание региональной диспетчерской службы".

Другие интересные новости:

▪ Суперкомпьютер успешно имитирует общение с подростком

▪ Низкотемпературный рекорд для квантовых устройств

▪ Разработан полимер для улавливания углерода

▪ Транзисторы и электрические цепи толщиной в несколько атомов

▪ CMOS-сенсор Sony IMX487

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Зарубежная литература XX века в кратком изложении. Часть 1. Шпаргалка

▪ статья Какую практическую пользу давали пиратам серьги в ушах? Подробный ответ

▪ статья Огурец ачохча. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Сторож дверей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для переносной аппаратуры от USB-порта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026