Gjør-det-selv LED-blinklys. Transistor led blinklys
Blinkende varsler brukes i elektroniske hussikkerhetssystemer og på biler som indikasjons-, signal- og varslingsenheter. Dessuten skiller deres utseende og "stuffing" seg ofte ikke i det hele tatt fra blinkende beacons (spesielle signaler) fra nød- og operasjonstjenester.
Det er klassiske beacons på salg, men deres interne "stuffing" er slående i sin anakronisme: de er laget på grunnlag av kraftige lamper med en roterende patron (en klassiker av sjangeren) eller lamper av IFK-120, IFKM-120 type med en stroboskopisk enhet som gir blink med jevne mellomrom ( pulssignaler). I mellomtiden, i gårdsplassen til det XXI århundre, når det er en triumftog av veldig lyse (kraftige når det gjelder lysstrøm) lysdioder.
Et av de grunnleggende punktene for å erstatte glødelamper og halogenlamper med LED, spesielt i blinkende beacons, er en lengre ressurs (oppetid) og lavere kostnad for sistnevnte.
LED-krystallen er praktisk talt "uødeleggelig", så levetiden til enheten bestemmer hovedsakelig holdbarheten til det optiske elementet. De aller fleste produsenter bruker forskjellige kombinasjoner av epoksyharpiks til fremstillingen, selvfølgelig, med varierende grad av rensing. Spesielt på grunn av dette har LED en begrenset ressurs, hvoretter de blir overskyet.
Ulike produsenter (vi vil ikke annonsere dem gratis) krever ressursen til LED-ene deres fra 20 til 100 tusen (!) timer. Jeg tror nesten ikke på den siste figuren, for LED-en må fungere kontinuerlig i 12 år. I løpet av denne tiden vil selv papiret som artikkelen er trykt på bli gult.
Men i alle fall, sammenlignet med tradisjonelle glødelamper (mindre enn 1000 timer) og utladningslamper (opptil 5000 timer), er LED-er flere størrelsesordener mer holdbare. Det er ganske åpenbart at garantien for en lang ressurs er å sikre et gunstig termisk regime og stabil strømforsyning til LED-ene.
Overvekten av lysdioder med en kraftig lysstrøm på 20 - 100 lm (lumen) i de nyeste industrielle elektroniske enhetene, der de fungerer i stedet for glødelamper, gir grunnlag for radioamatører til å bruke slike lysdioder i sine design. Dermed bringer jeg leseren til ideen om muligheten for å erstatte forskjellige lamper i nødstilfelle og spesielle beacons med kraftige lysdioder. I dette tilfellet vil strømforbruket til enheten fra strømkilden reduseres og vil hovedsakelig avhenge av LED-en som brukes. For bruk i en bil (som et spesielt signal, en nødlysindikator og til og med et "nødstoppskilt" på veiene), er strømforbruket uviktig, siden batteriet (batteriet) til bilen har en tilstrekkelig stor energikapasitet ( 55 eller mer Ah eller mer). Hvis beaconen drives fra en uavhengig kilde, vil strømforbruket til utstyret som er installert inni være av ingen liten betydning. Forresten, batteriet til en bil uten lading kan lades ut under langvarig drift av beacon.
Så, for eksempel, forbruker det "klassiske" fyret for operasjonelle og nødtjenester (henholdsvis blå, rød, oransje) når den drives fra en 12 V DC-kilde en strøm på mer enn 2,2 A, som består av forbruket til den elektriske motoren (roterer patronen) og selve lampen. Når et blinkende pulssignal er i drift, synker strømforbruket til 0,9 A. Hvis det i stedet for en pulskrets monteres en LED (mer om dette nedenfor), vil strømforbruket reduseres til 300 mA (avhengig av effekten på lysdiodene som brukes). Kostnadsbesparelsene er også betydelige.
Spørsmålet om styrken til lyset (eller, bedre, dets intensitet) fra forskjellige blinkende enheter har selvfølgelig ikke blitt studert, siden forfatteren ikke hadde og ikke har spesialutstyr (luxmeter) for en slik test. Men på grunn av de innovative løsningene som er foreslått nedenfor, blir dette problemet sekundært. Tross alt er selv relativt svake lyspulser (spesielt fra LED-er) som passerer gjennom prismet til det inhomogene glasset til beacon-hetten om natten, mer enn tilstrekkelig for at beaconet kan bli lagt merke til flere hundre meter unna. Det er poenget med tidlig varsling, er det ikke?
Vurder nå den elektriske kretsen til "lamperstatnings"-blinklyset (fig. 1).
Ris. 1. Skjematisk diagram av LED beacon
Denne elektriske kretsen til multivibratoren kan med rette kalles enkel og rimelig. Enheten ble utviklet på grunnlag av den populære integrerte timeren KR1006VI1, som inneholder to presisjonskomparatorer, og gir en spenningssammenligningsfeil på ikke verre enn ±1%. Tidtakeren har gjentatte ganger blitt brukt av radioamatører for å bygge så populære kretser og enheter som tidsreleer, multivibratorer, omformere, signaleringsenheter, spenningssammenligningsenheter og andre.
Strukturen til enheten, i tillegg til den integrerte timeren DA1 (multifunksjonell mikrokrets KR1006VI1), inkluderer også en C1, en spenningsdeler R1R2. C3-utgangsbrikke DA1 (strøm opp til 250 mA) styrepulser sendes til LED-ene HL1-HL3.
Prinsippet for drift av enheten
Beacon slås på med bryteren SB1. Prinsippet for driften av multivibratoren er beskrevet i detalj i litteraturen.
I første øyeblikk er det et høyt spenningsnivå ved pin 3 på DA1-brikken – og LED-ene er på. Oksydkondensatoren C1 begynner å lades gjennom kretsen R1R2.
Etter omtrent ett sekund (tiden avhenger av motstanden til spenningsdeleren R1R2 og kapasitansen til kondensatoren C1, når spenningen på platene til denne kondensatoren verdien som er nødvendig for å betjene en av komparatorene i et enkelt hus til DA1-mikrokretsen I dette tilfellet er spenningen på pinne 3 på DA1-mikrokretsen satt til null - og lysdiodene Dette fortsetter syklisk så lenge forsyningsspenningen tilføres enheten.
I tillegg til de som er angitt i diagrammet, anbefaler jeg å bruke kraftige HPWS-T400 LED eller lignende med et strømforbruk på opptil 80 mA som HL1-HL3. Bare én LED fra LXHL-DL-01, LXHL-FL1C, LXYL-PL-01, LXHL-ML1D, LXHL-PH01,
LXHL-MH1D fra Lumileds Lighting (alt i oransje og rød-oransje glød).
Forsyningsspenningen til enheten kan økes til 14,5 V, deretter kan den kobles til bilnettverket om bord selv når motoren (eller rettere sagt generatoren) går.
Designfunksjoner
Brettet med tre lysdioder er installert i huset til blinklyset i stedet for den "tunge" standarddesignen (lamper med en roterende stikkontakt og en elektrisk motor).
For at utgangstrinnet skal ha enda mer effekt, vil det være nødvendig å installere en strømforsterker på VT1-transistoren i punkt A (fig. 1), som vist i fig. 2.
Ris. 2. Koblingsskjema for et ekstra forsterkertrinn
Etter en slik foredling er det mulig å bruke tre parallellkoblede lysdioder av typene LXHL-PL09, LXHL-LL3C (1400 mA),
UE-HR803RO (700 mA), LY-W57B (400 mA) er alle oransje. I dette tilfellet vil det totale strømforbruket øke tilsvarende.
Alternativ for blitslampe
De som har bevart detaljene til kameraer med innebygd blits kan gå andre veien. For å gjøre dette demonteres den gamle blitslampen og kobles til kretsen som vist i figur 3. Ved å bruke den presenterte omformeren, som også er koblet til punkt A (figur 1), oppnås pulser med en amplitude på 200 V ved utgangen av enheten med lav forsyningsspenning. Forsyningsspenning i dette tilfellet, øk utvetydig til 12 V.
Utgangspulsspenningen kan økes ved å inkludere flere zenerdioder i kretsen, ved å følge eksemplet med VT1 (fig. 3). Dette er silisium plane zener-dioder designet for å stabilisere spenningen i DC-kretser med en minimumsverdi på 1 mA og en effekt på opptil 1 W. I stedet for de som er angitt i diagrammet, kan KS591A zenerdioder brukes.
Ris. 3. Koblingsskjema for blitslampe
Elementene C1, R3 (fig. 2) utgjør en dempende RC-krets som demper høyfrekvente oscillasjoner.
Nå, med opptreden (i tid) av pulser ved punkt A (fig. 2), vil blitslampen EL1 tennes. Denne utformingen, innebygd i kroppen til blinklyset, vil tillate at den kan brukes videre hvis standardsignalet er ute av drift.
Tavle med lysdioder installert i standardhuset til blinklyset
Dessverre er ressursen til en blitslampe fra et bærbart kamera begrenset og vil neppe overstige 50 timers drift i pulsmodus.
Se andre artikler seksjon.
En av de enkleste kretsene innen amatørradioelektronikk er en LED-blink med én transistor. Produksjonen er innenfor makten til enhver nybegynner som har et minimum loddesett og en halvtimes tid.
Kretsen som vurderes, selv om den er enkel, lar den deg visuelt se skredsammenbruddet til transistoren, samt driften av den elektrolytiske kondensatoren. Spesielt, ved å velge kapasitans, kan du enkelt endre blinkefrekvensen til LED. Du kan også eksperimentere med inngangsspenningen (i små områder), som også påvirker driften av produktet.
Enhet og operasjonsprinsipp
Flasher består av følgende elementer:- strømforsyning;
- motstand;
- kondensator;
- transistor;
- Lysdiode.
Kondensatoren er plassert i kretsen før den lukkede transistoren, derfor akkumulerer den elektrisk energi. Dette skjer inntil spenningen på terminalene når en verdi som er tilstrekkelig til å sikre det såkalte skredsammenbruddet.
I den andre fasen av syklusen "bryter energien som er lagret i kondensatoren gjennom" transistoren, og strømmen går gjennom LED-en. Den blinker en kort stund, for så å slukke igjen, ettersom transistoren lukkes igjen.
Videre fungerer blinklyset i en syklisk modus og alle prosesser gjentas.
Nødvendige materialer og radiokomponenter
For å sette sammen en gjør-det-selv LED-blink drevet av en 12 V strømkilde, trenger du følgende:- loddejern;
- kolofonium;
- loddetinn;
- 1 kΩ motstand;
- kondensator med en kapasitet på 470-1000 mikrofarad ved 16 V;
- transistor KT315 eller dens mer moderne motstykke;
- klassiske LED;
- enkel ledning;
- 12 V strømforsyning;
- fyrstikkeske (valgfritt)
Den siste komponenten fungerer som et tilfelle, selv om du kan sette sammen kretsen uten den. Alternativt kan et kretskort brukes. Overflatemonteringen beskrevet nedenfor anbefales for nybegynnere radioamatører. Denne monteringsmetoden lar deg raskt navigere i kretsen og gjøre alt riktig første gang.
Blinklysmonteringssekvens
Produksjonen av et 12 V LED-blinklys utføres i følgende rekkefølge. Først av alt er alle de ovennevnte komponentene, materialene og verktøyene forberedt.For enkelhets skyld er det bedre å fikse LED- og strømledningene på saken umiddelbart. Deretter skal en motstand loddes til "+"-terminalen.
Det frie motstandsbenet er koblet til transistorens emitter. Hvis KT315 plasseres med markeringen nede, vil denne konklusjonen være helt til høyre. Deretter er emitteren til transistoren koblet til den positive terminalen til kondensatoren. Du kan bestemme det ved merkingen på saken - "minus" er indikert med en lys stripe.
Det neste trinnet er å koble kollektoren til transistoren til den positive terminalen til LED-en. KT315 har et ben i midten. "Pluss" til LED kan bestemmes visuelt. Inne i elementet er det to elektroder som er forskjellige i størrelse. Den som er mindre vil være positiv.
Nå gjenstår det bare å lodde den negative ledningen til LED-en til den tilsvarende lederen til strømforsyningen. "Minus" av kondensatoren er koblet til samme linje.
LED-blink på den ene transistoren er klar. Ved å bruke kraft til det, kan du se dets arbeid i henhold til prinsippet ovenfor.
Hvis det er et ønske om å redusere eller øke blinkefrekvensen til LED, kan du eksperimentere med kondensatorer som har forskjellige kapasitanser. Prinsippet er veldig enkelt - jo større kapasitet elementet har, desto sjeldnere blinker LED-en.
Det er situasjoner når du trenger en beacon-krets som vil skape virkelig lyse og merkbare blink, for eksempel på en firmabil eller en campinglampe.
Over er et diagram av et slikt fyr som blinker, og skaper en strobeeffekt.
Kretsen drives av en strømkilde på minst 10 volt. For å redusere driftsspenningen kan du endre transistorene VT1 og VT2 til transistorer med den laveste spenningen CE-kryss. Og også justering av verdiene til motstandene R1 og R2.
Motstandene R3 og R4 regulerer blink, hvis du øker motstandsverdiene til 100 ohm, vil LED-ene lyse jevnt. Takket være 1 ohm-motstandene blinker LED-ene raskt, i forbindelse med at strobeeffekten skapes.
Kondensatorene C1 og C2 regulerer blinkfrekvensen til LED-ene VD1 og VD2. Redusering av kapasitansen til kondensatorene kan øke hastigheten på blinkene.
Det er ønskelig å sette lysdioder lysere med større lysstyrke.
Som det fremgår av diagrammet, består enheten av to like blokker, den første blokken består av motstander R1 og R3, kondensator C1, transistor VT1 og LED VD1. Resten av detaljene tilhører den andre blokken. Ved å komponere flere blokker kan du øke antallet beacons.
Vær oppmerksom på basene til transistorene VT1 og VT2, de er ikke koblet til, dette er ikke en feil, men basene til transistorene i enheten er faktisk ikke koblet til!
Enheten ble montert på et trykt kretskort, kortet ble satt inn i huset fra reléet, deretter ble det testet og installert på Niva servicebil i stedet for standarddimensjonene, tre lysdioder ble installert i hver frontlykt. Enheten har fungert vellykket det andre året allerede, komponentene varmes ikke opp, ingen funksjonsfeil er registrert.
Enheten ble utviklet for over et år siden, på forespørsel fra en venn, basert på data hentet fra åpne kilder på Internett.
Liste over radioelementer
| Betegnelse | Type | Valør | Mengde | Merk | Butikk | Notisblokken min |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1, VT2 | bipolar transistor | KT315B | 2 | Med hvilken som helst bokstavindeks | Til notisblokk | |
| C1, C2 | elektrolytisk kondensator | 1000uF 16V | 2 | Til notisblokk | ||
| R1, R2 | Motstand | 1 kOhm | 2 | Til notisblokk | ||
| R3, R4 | Motstand | 1 ohm | 2 | Til notisblokk | ||
| VD1, VD2 | Lysdiode | 2 |
Blinkende lysdioder brukes ofte i ulike signalkretser. I lang tid dukket det opp lysemitterende dioder (LED) i forskjellige farger på salg, som med jevne mellomrom blinker når de er koblet til en strømkilde. Ingen ytterligere detaljer er nødvendig for å blinke. Inne i en slik LED er det montert en integrert miniatyrkrets som styrer driften. For en nybegynner radioamatør er det imidlertid mye mer interessant å lage en blinkende LED med egne hender, og samtidig studere prinsippet om drift av en elektronisk krets, spesielt blinkende lys, for å mestre ferdighetene til å jobbe med loddebolt.
Hvordan lage en LED-blink med egne hender
Det er mange ordninger som du kan få LED-lampen til å blinke. Blinkende enheter kan lages både fra separate radiokomponenter, og basert på ulike mikrokretser. Først vil vi vurdere en to-transistor multivibrator blinkerkrets. For montering er de mest løpende delene egnet. De kan kjøpes i en radiodelerbutikk eller "skaffes" fra utdaterte TV-er, radioer og annet radioutstyr. Også i mange nettbutikker kan du kjøpe sett med deler for montering av slike LED-blinkkretser.
Figuren viser en multivibrator-blinkkrets, bestående av kun ni deler. For å montere den trenger du:
- to motstander på 6,8 - 15 kOhm;
- to motstander med en motstand på 470 - 680 ohm;
- to laveffekttransistorer med en n-p-n-struktur, for eksempel KT315 B;
- to elektrolytiske kondensatorer med en kapasitet på 47-100 mikrofarad
- én lavstrøms LED uansett farge, for eksempel rød.
Det er ikke nødvendig at sammenkoblede deler, som motstander R2 og R3, har samme verdi. En liten spredning av vurderinger påvirker praktisk talt ikke driften av multivibratoren. Denne LED-blinkkretsen er heller ikke kritisk for forsyningsspenningen. Den fungerer trygt i spenningsområdet fra 3 til 12 volt.
Multivibratorblinkkretsen fungerer som følger. I øyeblikket for tilførsel til strømkretsen vil en av transistorene alltid være åpen litt mer enn den andre. Årsaken kan for eksempel være en litt høyere strømoverføringskoeffisient. La transistoren T2 åpne mer innledningsvis. Deretter vil ladestrømmen til kondensatoren C1 flyte gjennom basen og motstanden R1. Transistoren T2 vil være i åpen tilstand og dens kollektorstrøm vil flyte gjennom R4. På den positive platen til kondensatoren C2, koblet til kollektoren T2, vil det være en lav spenning og den vil ikke bli ladet. Når C1 lades, vil grunnstrømmen T2 avta og kollektorspenningen vil stige. På et tidspunkt vil denne spenningen bli slik at ladestrømmen til kondensatoren C2 vil flyte og transistoren T3 vil begynne å åpne seg. C1 vil begynne å utlades gjennom transistor T3 og motstand R2. Et spenningsfall over R2 vil lukke T2 sikkert. På dette tidspunktet vil strømmen flyte gjennom den åpne transistoren T3 og motstand R1 og LED1 vil lyse. I fremtiden vil ladnings-utladingssyklusene til kondensatorene gjentas vekselvis.
Hvis du ser på oscillogrammene på kollektorene til transistorer, vil de se ut som rektangulære pulser.
Når bredden (varigheten) til rektangulære pulser er lik avstanden mellom dem, sier de at signalet har form som en meander. Ved å ta bølgeformer fra kollektorene til begge transistorene samtidig, kan du se at de alltid er i motfase. Varigheten av pulsene og tiden mellom deres repetisjoner avhenger direkte av produktene til R2C2 og R3C1. Ved å endre forholdet mellom produkter kan du endre varigheten og frekvensen av LED-blink.
For å sette sammen den blinkende LED-kretsen trenger du en loddebolt, loddetinn og flussmiddel. Som flusmiddel kan du bruke kolofonium eller flytende loddemiddel som selges i butikker. Før du monterer strukturen, er det nødvendig å rengjøre og tinne konklusjonene til radiokomponentene nøye. Utgangene til transistorene og LED-en må kobles i samsvar med deres formål. Det er også nødvendig å observere polariteten til inkluderingen av elektrolytiske kondensatorer. Merkingen og pin-tilordningen til KT315-transistorene er vist på bildet.
Blinkende LED på ett batteri
De fleste lysdioder fungerer ved spenninger over 1,5 volt. Derfor kan de ikke tennes på en enkel måte fra ett fingerbatteri. Imidlertid er det ordninger med blinkende lys på LED for å overvinne denne vanskeligheten. En av disse er vist nedenfor.
I LED-blinkkretsen er det to kondensatorladekjeder: R1C1R2 og R3C2R2. Ladetiden til kondensatoren C1 er mye lengre enn ladetiden til kondensatoren C2. Etter at C1 er ladet åpnes begge transistorene og kondensator C2 kobles i serie med batteriet. Gjennom transistoren T2 påføres den totale spenningen til batteriet og kondensatoren på LED-en. LED-en lyser. Etter utlading av kondensatorene C1 og C2 lukkes transistorene og en ny kondensatorladesyklus begynner. En slik LED-blinkkrets kalles en spenningsforsterkningskrets.
Vi så på flere ordninger for blinkende lys på LED. Ved å samle inn disse og andre enheter kan du ikke bare lære å lodde og lese elektroniske kretser. Som et resultat kan du få ganske effektive enheter som er nyttige i hverdagen. Saken er bare begrenset av fantasien til skaperen. Etter å ha vist oppfinnsomhet, kan du for eksempel lage en indikator på den åpne døren til kjøleskapet eller et blinklys for sykkel fra en LED-blink. Få den koselige lekens øyne til å blinke.