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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Электровелосипед Kingbull Rover 2.0 05.09.2025 Компания Kingbull презентовала новый электровелосипед Rover 2.0. В основе Rover 2.0 лежит мощный задний мотор Bafang на 750 Вт, развивающий крутящий момент 80 Нм. Он обеспечивает разгон до 45 км/ч в режиме Class 3, тогда как в Class 2 скорость ограничена 32 км/ч. Питание подает аккумулятор Samsung емкостью 720 Втч, которого хватает до 96 километров пробега, хотя в реальных условиях среднее значение составляет около 64 километров. Восстановление заряда занимает примерно пять часов при использовании умного зарядного устройства из комплекта. Для плавного хода инженеры применили систему педалирования с датчиком крутящего момента. Она регулирует подачу мощности так, чтобы поездка ощущалась естественной, а батарея тратила энергию экономно. Важную роль играет и подвеска: передняя вилка с ходом 100 мм и задний амортизатор на 45 мм позволяют комфортно преодолевать неровности как в городе, так и на бездорожье. Немалое внимание уделено и безопасности. Rover 2.0 получил гидравлические двухпоршневые тормоза с 180-миллиметровыми роторами, а также массивные шины CST размером 26 на 4 дюйма с защитой от проколов. Трансмиссия Shimano на 7 скоростей обеспечивает необходимую гибкость при движении в разных условиях, от крутых подъемов до ровных трасс. Эргономика велосипеда продумана до мелочей. Цветной дисплей KB35H отображает основные параметры движения, алюминиевая рама скрывает проводку, а встроенное светодиодное освещение на 48 В повышает безопасность в темное время суток. В комплекте предусмотрены практичные аксессуары - держатель для телефона, замок и насос, что делает модель готовой к использованию прямо "из коробки". Kingbull предлагает Rover 2.0 по цене $1399, причем доставка входит в стоимость. Для покупателей, решивших приобрести сразу несколько велосипедов, предусмотрена дополнительная скидка в размере $200. Выбор цветов ограничен, но выразителен: Sand Blue и классический Black. Новинка стала примером того, как производитель может совместить функциональность, долговечность и привлекательный дизайн в одной модели. Этот электровелосипед способен заинтересовать как городских жителей, ищущих быстрый и экологичный транспорт, так и любителей активных приключений за пределами асфальтовых дорог.

Другие интересные новости:

▪ Самая редкая комбинацию цвета волос и глаз

▪ Серия нанопотребляющих устройств Maxim MAX17222

▪ Какой язык самый легкий

▪ Китайский электробус BYD - 325 км на одной зарядке

▪ Достижения Intel в области кремниевой фотоники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Обычай - деспот меж людей. Крылатое выражение

▪ статья Кто такая Елена Троянская? Подробный ответ

▪ статья Начальник юридического отдела. Должностная инструкция

▪ статья Низковольтные галогенные лампыс интерференционными отражателями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Индикатор перегорания предохранителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025