Фонарик туриста. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение. Схемы управления

 Комментарии к статье

Описываемый фонарик обладает большой яркостью свечения, которую обеспечивают 16 светодиодов, собранных в матрицу. Направленная характеристика излучения светодиодов создает мощный световой поток на расстоянии не менее 3 м без использования отражателей и освещает значительное пространство.

Включается фонарик с помощью микровыключателя. Режимы работы, устанавливаемые дополнительным выключателем, позволяют применять этот фонарик для различных нужд. Например, использовать его непосредственно как фонарик, лампу или мощный маяк.

В режиме маяка фонарик дает ультраяркие вспышки света, видимые на значительном расстоянии. Фонарик можно перевести в дежурный режим работы, когда он будет автоматически включаться с наступлением сумерек или в темноте.

Схема фонарика приведена на рис.1.

С помощью секции выключателя SB 1.1 устанавливают чувствительность фонарика к окружающему уровню освещенности. Так, в положении, когда контакты SB1.1 замкнуты, чувствительность к уровню освещенности максимальна, и фонарик включится только в полной темноте. Этот режим работы можно совмещать как с непрерывным свечением, так и с импульсным, устанавливаемым положением контактов в секции SB1.2 В положении, когда контакты SB1.1 разомкнуты, а уровень освещенности минимален, фонарик может включиться даже в тени или в пасмурную погоду.

Оба варианта установок позволяют использовать фонарик как лампу с автоматическим включением, например, в палатке.

Вторая секция выключателя SB1.2 задает режим световых импульсов, излучаемых фонарем (положение "маяк" либо "фонарик"). В режиме "маяк" светодиоды излучают короткие яркие световые вспышки.

Этот режим работы может быть использован для поиска, обозначения места или привлечения внимания. В положении "фонарь" светодиоды излучают яркий ровный белый свет, как и в обычном фонарике.

Фонарик питается от одного элемента типоразмера AAA напряжением 1,5 В, что очень удобно во время туристических походов, когда каждый грамм веса на счету.

Схема (рис.1) состоит из генератора коротких импульсов на элементах микросхемы DD1.1, DD1.2, буферных элементов DD1.3...DD1.6, электронного переключателя на транзисторах VT2...VT4 и разрядника на конденсаторе С2. Светодиоды HL1...HL16, расположенные на печатной плате в виде матрицы, периодически вспыхивают с высокой частотой. Включение фонарика осуществляется выключателем SB2.

Сразу после включения питания начинает работать генератор на элементах DD1.1 и DD1.2. Введением цепочки R2-VD1 в структуру генератора достигнуто получение на его выходе коротких положительных импульсов с более длинной паузой. Это необходимо для нормальной зарядки и разрядки конденсатора С2.

Допустим, после включения питания на выходе генератора появился широкий отрицательный импульс. Пройдя через элементы DD1.3, DD1.4 и дважды инвертировавшись, этот импульс открывает транзистор VT2 и подключает положительную обкладку конденсатора С2 к "+" питания.

Этот же импульс после однократного инвертирования элементом DD1.4 открывает транзистор VT4, подключая минусовую обкладку конденсатора С2 к общему проводу. Конденсатор С2 быстро заряжается.

После смены отрицательного импульса на выходе генератора коротким положительным транзисторы VT2, VT4 закрываются и удерживаются в закрытом состоянии на время действия положительного импульса. Этот положительный импульс длительностью около 10 мс с выхода 4 DD1.2 поступает через элементы DD1.5, DD1.6 на базу транзистора VT3 и открывает его. В результате заряженный конденсатор С2 подключается последовательно с источником питания к нагрузке из светодиодов HL1...HL16.

На короткое время к выводам светодиодов подключено удвоенное напряжение питания, т.е. около 3 В. Через светодиоды и токоограничительные резисторы R7...R22 течет ток, и светодиоды вспыхивают, освещая пространство перед собой. На выходе генератора снова появляется отрицательный импульс, который закрывает транзистор VT3, и процесс зарядки конденсатора С2 повторяется.

Таким образом обеспечивается периодическое зажигание светодиодов. Энергию вспышки светодиодов определяет емкость конденсатора С2 В данной схеме конденсатор накапливает заряд, достаточный для очень яркого свечения светодиодов.

Фотоэлемент BL1 и транзистор VT1 управляют включением-выключением генератора на микросхеме DD1, а следовательно, и включением светодиодов HL1...HL16. Секция выключателя SB 1.1 позволяет устанавливать чувствительность к уровню освещения. Когда SB1.1 находится в замкнутом положении (чувствительность максимальна), эмиттер транзистора VT1 подключен к общему проводу, и транзистор становится усилителем. Если в этот момент темно, фотодиод закрыт, и также закрыт транзистор VT1. Генератор автоматически включается, т.е. зажигается свет.

Когда BL1 освещен, на аноде фотодиода появляется положительный потенциал, который открывает транзистор VT1. Через VT1 на вывод 1 элемента DD1.1 поступает низкий логический уровень и блокирует работу генератора. В заблокированном состоянии генератор находится до тех пор, пока на фотодиод поступает хотя бы малый поток света, и генератор на DD1.1, DD1.2 включается только в полной темноте.

Если SB1.1 - в отключенном положении, фотодиод BL1 подключен через переход база-коллектор транзистора VT1 к входу генератора на DD1.1, DD1.2. Дополнительное усиление сигнала транзистором отсутствует. Это приводит к блокировке генератора слабым током фотодиода BL1 только при высоком уровне освещенности. Иными словами, даже незначительное затемнение фотодиода приводит к включению генератора на микросхеме DD1 и зажиганию светодиодов фонарика.

Вторая секция выключателя - SB1.2 - устанавливает режим работы генератора. Замыкание этой секции приводит к подключению резистора R3 параллельно R1, что вызывает уменьшение частоты генератора и вспышек светодиодов.

Устройство собрано на печатной плате из одностороннего стеклотекстолита размерами 55x85 мм. Чертеж платы представлен на рис.2, а расположение радиокомпонентов - на рис.3. Контакты для подключения батарейки взяты от старого пульта дистанционного управления телевизором.

Демонтировать их несложно, достаточно аккуратно разобрать пульт и вынуть контакты, которые находятся в пазах батарейного отсека. Контакты устанавливаются на печатной плате так, чтобы они надежно касались торцов батарейки, и запаиваются нейтральным безотмывочным флюсом. После установки батарейки она закрепляется с помощью тонкого одножильного медного провода, который припаивается к показанным на рис.3 контактным площадкам (рядом с батарейкой).

Перечень примененных в устройстве радиокомпонентов приведен в таблице. Микросхему 74НС14 можно заменить на 74LV14, которая работоспособна при очень низких напряжениях питания.

В этом случае длительность работы фонарика от одной батарейки увеличится. В фонарике используются светодиоды ARL-3014UWZ (белого цвета, повышенной яркости). Но возможна установка других светодиодов.

Главное, чтобы они были с повышенной яркостью свечения. В случае замены рекомендуется подобрать токовый режим светодиодов увеличением или уменьшением сопротивлений R7...R22.

Если использование фонарика в режиме фотореле не планируется, транзистор VT1 и фотодиод BL1 запаивать не нужно. Хочу заметить, что использование режима фотореле повышает общее потребление тока от батарейки, что также необходимо учитывать.

Для питания фонарика я использовал "свежий" элемент "GRUNDIG" (скорее всего, китайский) типоразмера AAA с напряжением (без нагрузки) 1,66 В (на этикетке - 1,5 В). При подключении элемента ток потребления в режиме "Фонарь" был 15 мА, в режиме "Маяк" - 9...10 мА. Чтобы расширить диапазон питающего напряжения "вниз", необходимо уменьшить сопротивления токоограничивающих резисторов до 15.20 Ом и одновременно уменьшить емкость разрядного конденсатора (иначе сгорят светодиоды) до 1500...2200 мкФ.

Автор: А.Лечкин, г.Рязань

Смотрите другие статьи раздела Освещение. Схемы управления.

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 Зародыш из стволовых клеток 10.09.2023 Ученые из Кембридского университета и Калифорнийского технологического института добились значительного успеха в выращивании искусственных "почти эмбрионов" из стволовых клеток. Этот эксперимент предоставляет новые возможности для исследования генетических расстройств, но одновременно вызывает серьезные вопросы о нравственности и законности, так как созданы структуры, близкие к человеческому зародышу. Созданный эмбрион абсолютно не имел отношения к яйцеклеткам или сперматозоидам и лишен было сердца или развития мозга. Однако в нем были клетки, формирующие плаценту, желточный мешок и сам эмбрион. Этот прогресс достигнут путем перепрограммирования эмбриональных стволовых клеток. Несмотря на это, использование синтетических эмбрионов в клинических целях в ближайшем будущем не представляется возможным. Это было бы вопиющим нарушением закона и остается неясным, могут ли такие структуры развиваться далее после ранних стадий формирования. Исследователи надеются, что эти модели окажутся полезными для понимания "черного ящика" человеческого развития, то есть периода после 14 дней с момента оплодотворения, который законодательно установлен как граничный срок культивирования и изучения эмбрионов в лабораторных условиях. Робин Ловелл-Бедж, руководитель отдела биологии стволовых клеток и генетики развития Института Фрэнсиса Крика в Лондоне, пояснил: "Идея заключается в том, что, создав нормальное эмбриональное развитие человека с использованием стволовых клеток, мы можем получить много информации о начальных стадиях развития и выявить потенциальные нарушения, избегая использования ранних эмбрионов для исследований". Ранее та же команда ученых продемонстрировала, как стволовые клетки мышей способны развиваться в ранние структуры, напоминающие эмбрионы. Эти структуры включали в себя кишечник, начальные формы мозга и даже бьющееся сердце. На данный момент исследователи активно работают над созданием подобных человеческих моделей.

Другие интересные новости:

▪ Умное водительское сиденье реагирует на жесты водителя

▪ Черная дыра родила планету

▪ PIC16CR - новые микроконтроллеры MICROCHIP TECHNOLOGY

▪ Роботы-пастухи

▪ Японцы готовят новые типы цифровых видеомагнитофонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детекторы напряженности поля. Подборка статей

▪ статья Ремонт потолка - без пыли и грязи. Советы домашнему мастеру

▪ статья Чем опасен для человека сонный паралич? Подробный ответ

▪ статья Начальник поезда. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Предварительный усилитель с активными регуляторами громкости и тембра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья 16 слов. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026