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 Линейный регулятор TPS7A45 16.12.2015 Мощный линейный регулятор TPS7A45 от Texas Instruments оптимизирован для работы с быстро изменяющейся нагрузкой. Этот LDO способен обеспечить максимальный ток в нагрузке до 1.5 А при минимальном допустимом падении напряжения вход-выход около 350 мВ. TPS7A45 обладает минимальными собственными шумами и может быть применен для питания чувствительных цепей радиотрактов и радиомодулей. Собственное потребление регулятора TPS7A45 составляет не более 1 мА. Для выключения микросхемы имеется дополнительный вход shutdown, при активации которого потребление снижается до 1 мкА. Уровень выходного напряжения может быть в пределах 1,2...20 В. Конкретное значение выходного напряжения настраивается с помощью резистивного делителя (для регулируемой версии) или путем выбора микросхемы с фиксированным выходным напряжением. В состав TPS7A45 входит защита от подключения питания обратной полярности (по входу) и защита от обратного тока (по выходу). TPS7A45 выпускается в двух типах корпуса: SOT-223 (6) и TO-263 (5). Данная микросхема найдет свое применение в индустриальных устройствах, беспроводных сетях и радиочастотных системах. Основные параметры: Максимальный выходной ток: 1,5 А; Погрешность регулирования: <1% (25°С); Номинальное падение напряжения: 300 мВ; Шум: <35 мкВ (10 Гц...100 кГц); Коэффициент подавления пульсаций: 68 дб; Собственное потребление: <1 мА; Ряд выходных напряжений: 1,5 В, 1,8 В, 2,5 В, 3,3 В или регулируемая версия; Собственное потребление в режиме Shutdown: <1 мкА; Работа с керамическим конденсатором на выходе; Защита по входу от питания обратной полярности; Защита по выходу от обратного тока; Защита от превышения выходного тока; Термозащита.

Другие интересные новости:

▪ Технология глубинного обучения для анализа временных рядов данных

▪ Рыбы эволюционируют от рыболовов

▪ Искусственная бобровая шерсть

▪ Прозрачные человеческие клетки

▪ Заболел - сиди дома

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Стефан Цвейг. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое Розеттский камень? Подробный ответ

▪ статья Магнолия. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья ШИМ-регуляторы оборотов маломощных электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Портативная радиостанция на 28 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026