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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

Случайная новость из Архива Роботы-гуманоиды уже в продаже 26.09.2014 Японская компания Softbank начала пробные продажи первых человекообразных роботов Pepper конструкторам и программистам. Их официальная продажа на рынке намечена на февраль будущего года. Предваряя начало выпуска робота-гуманоида, компания объявила о продаже первых 200 экземпляров специалистам по принципу лотереи. Участвовать в ней могут только программисты и инженеры, которые не являются сотрудниками Softbank. Как пояснила компания, это сделано для того, чтобы независимые специалисты, "обкатав" гуманоида у себя дома, могли предложить новые свежие идеи для дальнейшей разработки робота. Робот-гуманоид Pepper появится в японских магазинах в розничной продаже в феврале 2015 г. Он умеет разговаривать, поддерживать беседу, понимать выражение лица человека и реагировать на его настроение. По замыслу разработчиков, Pepper сможет выполнять простейшие поручения, помогать по дому и скрашивать жизнь одиноких людей. Его цена составит около $2000.

Другие интересные новости:

▪ Извлечение редких металлов с помощью бактерий

▪ Безопасное топливо не загорается при контакте с огнем

▪ Беспроводной DVD-привод для смартфонов

▪ Самое большое в мире здание, напечатанное на трехмерном принтере

▪ Аккумулятор на крыше автомобиля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Пришвин Михаил Михайлович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько видов пальм существует? Подробный ответ

▪ статья Таблица питательной ценности продуктов. Советы туристу

▪ статья Автомат управления стиральной машиной. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Марганцовка очищает воду. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025