L'articolo “Flashlight Brightness Control”, pubblicato su Radio, n. 7, 1986, parlava di un dispositivo elettronico per il controllo della luminosità di una torcia. Oggi l'autore di questo articolo offre una versione migliorata del dispositivo, che consente di conferire alla torcia la funzione aggiuntiva di un faro luminoso.
Ovviamente puoi regolare la luminosità della lampada di una torcia con un resistore variabile collegato in serie ad essa. Ma, sfortunatamente, una potenza significativa viene persa inutilmente sul resistore e l'efficienza di un tale regolatore sarà bassa. Un regolatore chiave è più economico; il suo principio di funzionamento si basa sul fatto che il carico è collegato alla fonte di alimentazione (batteria) non costantemente, ma periodicamente, per periodi di tempo che possono essere modificati senza problemi. Di conseguenza, cambierà la corrente media attraverso la lampada a incandescenza e quindi la sua luminosità.
Il regolatore proposto (Fig. 1), come quello sopra citato, è integrato nel corpo della torcia e consente non solo di regolare la luminosità della lampada ad incandescenza dal massimo al basso bagliore. Con il suo aiuto, puoi facilmente trasformare una lanterna in un faro luminoso.
La base di tale regolatore è il timer integrale DD1. Contiene un generatore di impulsi. La loro frequenza di ripetizione (da 200 a 400 Hz) e il ciclo di lavoro possono essere modificati. Il transistor VT1 funge da chiave elettronica: il suo funzionamento è controllato dal generatore. Il principio di funzionamento del regolatore è illustrato dagli oscillogrammi riportati in Fig. 2.
Nella modalità di controllo della luminosità, i contatti dell'interruttore SA1, combinato con il resistore variabile R3, sono chiusi. Spostando il cursore del resistore, la durata della carica e della scarica del condensatore C1 viene modificata e la carica viene eseguita tramite il diodo VD2 e la scarica tramite VD3. I resistori R1 e R2 con resistenza relativamente elevata non hanno praticamente alcun effetto sul funzionamento del generatore.
In una delle posizioni estreme del cursore del resistore, si formano brevi impulsi di tensione all'uscita del generatore (pin 4), aprendo l'interruttore a transistor (Fig. 2, a). In questo caso, la lampada è collegata alla batteria per un breve periodo, la luminosità del suo bagliore è minima.
Nella posizione centrale del cursore della resistenza, la durata del tempo in cui la lampada è collegata alla batteria è uguale alla durata della pausa (Fig. 2b). Di conseguenza la lampada rilascia una potenza pari a circa la metà di quella massima, ovvero la lampada brucerà alla massima intensità.
Nell'altra posizione estrema del motore, per la maggior parte del tempo la lampada rimane collegata alla batteria e si spegne solo per breve tempo (Fig. 2, c). Pertanto, la lampada brillerà quasi alla massima luminosità.
Quando l'interruttore a transistor è aperto, la caduta di tensione è di circa 0,2 V, il che indica un'efficienza sufficientemente elevata di tale regolatore.
Nella modalità lampeggiante, i contatti dell'interruttore SA1 sono aperti e il condensatore C1 viene caricato principalmente attraverso il resistore R2 e il diodo VD1 e scaricato attraverso il resistore R1. In questa modalità la lampada rimane collegata alla batteria per pochi decimi di secondo ad intervalli di diversi secondi.
L'interruttore SA2 è l'interruttore della torcia, il condensatore C2 funge da dispositivo di accumulo dell'energia tampone, facilitando il funzionamento della batteria GB1.
I test del regolatore hanno dimostrato che funziona normalmente quando la tensione di alimentazione è ridotta a 2,2...2,1 V, quindi può essere utilizzato nelle torce elettriche anche con batterie di due celle galvaniche. Per il transistor indicato nello schema, una lampada a incandescenza può avere una corrente fino a 400 mA.
Il dispositivo può utilizzare il timer KR1006VI1, i diodi KD103A, KD103B, KD104A, KD522B, nonché un transistor appositamente progettato per il funzionamento in circuiti a commutazione o a impulsi - con una tensione collettore-emettitore in modalità saturazione di 0,2...0,3 V, il la corrente massima del collettore non è inferiore alla corrente consumata da una lampada a incandescenza e il coefficiente di trasferimento di corrente non è inferiore a 40. Per una lampada a incandescenza con una corrente fino a 300 mA, oltre a quelli indicati nello schema, i transistor KT630A - Sono adatti KT630E, KT815A - KT815G, KT817A - KT817G. Si consiglia di utilizzare condensatori all'ossido di piccole dimensioni, ad esempio le serie K52, K53, K50 - 16, un resistore variabile - SPZ - 3 con un interruttore, costante - MLT, C2 - 33. Il resistore R3 può essere utilizzato anche con un valore parecchie volte superiore, ad esempio 10, 22 , 33, 47 kOhm, ma in questo caso sarà necessario ridurre proporzionalmente la capacità del condensatore C1 in modo che la frequenza del generatore rimanga praticamente la stessa.
Strutturalmente, il regolatore è più facile da installare in una torcia con un cosiddetto corpo "quadrato", progettata per utilizzare batterie 3336, "Rubin" e loro analoghi stranieri, nonché in una torcia "rotonda" con metà pieghevoli di plastica alloggiamento. In questo caso, il resistore R3 viene prima montato sull'alloggiamento, quindi vengono posizionate le parti rimanenti. Inoltre, in qualsiasi forma di realizzazione, è più conveniente installarli utilizzando il metodo di montaggio a cerniera: diodi e resistori R1, R2 possono essere saldati ai terminali del resistore R3 e dell'interruttore SA1. Dopo l'installazione e l'ispezione, le parti devono essere fissate e isolate, ad esempio, con colla epossidica.
Se non è richiesta la modalità beacon, il regolatore può essere semplificato eliminando gli elementi R1, R2, VD1 e utilizzando la resistenza R3 senza interruttore SA1.
La configurazione del dispositivo si riduce alla selezione dei resistori R1, R2, R5. In modalità faro, selezionando il resistore R1 si imposta la durata della pausa tra i lampeggi e il resistore R2 la durata del flash. Il valore del resistore R5 dipende dal tipo e dai parametri del transistor, nonché dalla tensione della fonte di alimentazione. Per selezionarlo è necessario applicare una tensione di alimentazione circa due volte inferiore alla massima o alla minima alla quale il regolatore funziona stabilmente. Successivamente, il resistore R3 viene impostato sulla posizione di massima luminosità e un voltmetro è collegato ai terminali di collettore ed emettitore del transistor. Tra la base del transistor e il pin 4 del microcircuito, viene temporaneamente installata una catena di un resistore costante collegato in serie con una resistenza di 30 Ohm e un resistore alternato di 2,2 kOhm. Modificando la resistenza del resistore variabile dal massimo al minimo, viene controllata la tensione sul collettore del transistor. Notare la posizione del cursore in cui un'ulteriore diminuzione della resistenza del resistore non porta ad una notevole diminuzione della tensione sul collettore. Successivamente, viene misurata la resistenza totale risultante della catena e viene installata una resistenza costante dello stesso valore.
Affinché il regolatore funzioni con potenti lampade a incandescenza che consumano una corrente di 1 A o più con una tensione di alimentazione fino a 10...15 V, è sufficiente utilizzare un potente transistor composito con un coefficiente di trasferimento di corrente di diverse centinaia come VT1 (da quelli di piccole dimensioni sono adatti KT829A - KT829G KT973A, KT973B). È solo necessario che la tensione di alimentazione non superi il massimo consentito per il microcircuito. Ovviamente dovrai utilizzare condensatori all'ossido con la tensione nominale appropriata.
Ogni radioamatore ha familiarità con il microcircuito NE555 (analogo a KR1006). La sua versatilità consente di progettare un'ampia varietà di prodotti fatti in casa: da un semplice impulso a vibratore singolo con due elementi nel cablaggio a un modulatore multicomponente. Questo articolo discuterà il circuito per l'accensione di un timer nella modalità di un generatore di impulsi rettangolare con regolazione dell'ampiezza dell'impulso.
Schema e principio del suo funzionamento
Con lo sviluppo dei LED ad alta potenza, NE555 è entrato nuovamente nell'arena come dimmer, ricordandone gli innegabili vantaggi. I dispositivi basati su di esso non richiedono una profonda conoscenza dell'elettronica, vengono assemblati rapidamente e funzionano in modo affidabile.
È noto che la luminosità di un LED può essere controllata in due modi: analogico e ad impulsi. Il primo metodo prevede la modifica del valore dell'ampiezza della corrente continua attraverso il LED. Questo metodo presenta uno svantaggio significativo: bassa efficienza. Il secondo metodo prevede la modifica dell'ampiezza dell'impulso (fattore di lavoro) della corrente con una frequenza da 200 Hz a diversi kilohertz. A tali frequenze lo sfarfallio dei LED è invisibile all'occhio umano. Nella figura è mostrato il circuito di un regolatore PWM con un potente transistor di uscita. È in grado di funzionare da 4,5 a 18 V, il che indica la capacità di controllare la luminosità sia di un potente LED che di un'intera striscia LED. L'intervallo di regolazione della luminosità varia dal 5 al 95%. Il dispositivo è una versione modificata di un generatore di impulsi rettangolare. La frequenza di questi impulsi dipende dalla capacità C1 e dalle resistenze R1, R2 ed è determinata dalla formula: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Hz
Il principio di funzionamento del controllo elettronico della luminosità è il seguente. Nel momento in cui viene applicata la tensione di alimentazione, il condensatore inizia a caricarsi attraverso il circuito: +Usupply – R2 – VD1 –R1 –C1 – -Usupply. Non appena la tensione raggiunge il livello di 2/3U, il transistor del timer interno si aprirà e inizierà il processo di scarica. La scarica inizia dalla piastra superiore C1 e prosegue lungo il circuito: R1 – VD2 –7 pin IC – -U alimentazione. Dopo aver raggiunto il segno 1/3U, il transistor di potenza del timer si chiuderà e C1 inizierà nuovamente ad acquisire capacità. Successivamente il processo viene ripetuto ciclicamente, formando impulsi rettangolari sul pin 3.
La modifica della resistenza del resistore di regolazione porta ad una diminuzione (aumento) del tempo di impulso sull'uscita del timer (pin 3) e, di conseguenza, il valore medio del segnale di uscita diminuisce (aumenta). La sequenza di impulsi generata viene fornita attraverso il resistore limitatore di corrente R3 al gate VT1, che è collegato secondo un circuito con una sorgente comune. Il carico sotto forma di striscia LED o LED ad alta potenza collegati in sequenza è collegato al circuito di drain aperto VT1.
In questo caso è installato un potente transistor MOSFET con una corrente di drain massima di 13 A. Ciò consente di controllare la luminosità di una striscia LED lunga diversi metri. Ma il transistor potrebbe richiedere un dissipatore di calore.
Il condensatore di blocco C2 elimina l'influenza delle interferenze che possono verificarsi lungo il circuito di alimentazione quando il timer viene acceso. Il valore della sua capacità può essere compreso nell'intervallo 0,01-0,1 µF.
Scheda e parti di assemblaggio del controllo della luminosità
Il circuito stampato monofaccia ha dimensioni di 22x24 mm. Come puoi vedere dall'immagine, non c'è nulla di superfluo che possa sollevare domande.
Dopo l'assemblaggio, il circuito dimmer PWM non richiede regolazioni e il circuito stampato è facile da realizzare con le proprie mani. La scheda, oltre al resistore di sintonia, utilizza elementi SMD.
- DA1-IC NE555;
- VT1 - transistor ad effetto di campo IRF7413;
- VD1,VD2 – 1N4007;
- R1 – 50 kOhm, rifinitura;
- R2, R3 – 1 kOhm;
- C1 – 0,1 µF;
- C2 – 0,01 µF.
Il transistor VT1 deve essere selezionato in base alla potenza del carico. Ad esempio, per modificare la luminosità di un LED da un watt, sarà sufficiente un transistor bipolare con una corrente di collettore massima consentita di 500 mA.
La luminosità della striscia LED deve essere controllata da una fonte di tensione di +12 V e corrispondere alla sua tensione di alimentazione. Idealmente, il regolatore dovrebbe essere alimentato da un alimentatore stabilizzato appositamente progettato per il nastro.
Il carico sotto forma di singoli LED ad alta potenza viene alimentato in modo diverso. In questo caso, la fonte di alimentazione del dimmer è uno stabilizzatore di corrente (chiamato anche driver LED). La sua corrente di uscita nominale deve corrispondere alla corrente dei LED collegati in serie.
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Porto alla tua attenzione un semplice circuito di torcia a LED con controllo della luminosità PWM. La creazione di questo design è stata ispirata dalla necessità di regolare la luminosità di una lampada frontale cinese. Poiché i LED non sono controllati dalla tensione, ma dalla corrente, era impossibile collegare semplicemente un resistore variabile all'interruzione della linea di alimentazione, quindi la scelta è caduta su PWM. Non mi è piaciuta l'opzione di un regolatore PWM su un timer integrato e ho deciso di utilizzare la logica CMOS. Il circuito si basa sul generatore PWM più semplice sul microcircuito K561LE5. Non differisce molto da un generatore convenzionale, solo due diodi e un resistore variabile. Sono questi tre elementi che determinano il ciclo di lavoro degli impulsi. Come amplificatore di potenza, ho utilizzato un inseguitore di emettitore su un transistor KT315. Ha abbastanza successo, poiché funziona in modalità a impulsi (nel mio caso sono stati utilizzati LED a bassa potenza; quando si utilizzano quelli potenti, è necessario prendere un transistor più potente, ad esempio uno ad effetto di campo).
Ecco lo schema del mio regolatore:
Il circuito stampato è stato sviluppato per componenti SMD (ad eccezione del microcircuito, del transistor e del resistore variabile). Ecco un disegno del circuito stampato del regolatore:
Per quanto riguarda i dettagli, non sono critici nella selezione: è possibile utilizzare qualsiasi transistor, strutture n-p-n (ad eccezione di quelle a bassa frequenza), diodi - qualsiasi SMD al silicio, un condensatore nel pacchetto 0805, un resistore anche nel 0805. Per risparmiare spazio, il microcircuito può essere preso nella versione SMD, ma poi bisognerà rifare il circuito stampato.
Elenco dei radioelementi
| Designazione | Tipo | Denominazione | Quantità | Nota | Negozio | Il mio blocco note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | Valvola | CD4001B | 1 | K561LE5 | Al blocco note | |
| T1 | Transistor bipolare | KT315A | 1 | Al blocco note | ||
| D1-D2 | Diodo raddrizzatore | 1N4148 | 2 | 1N4007 | Al blocco note | |
| C1 | Condensatore | 100 nF | 1 | Al blocco note | ||
| R1 | Resistore variabile | 1 kOhm | 1 | Al blocco note | ||
| R2 | Resistore | 1 kOhm | 1 | Al blocco note | ||
| LED-LED4 | Diodo ad emissione luminosa | 30mA | 4 | Seleziona la quantità di cui hai bisogno |
Lo schema di un tale regolatore è mostrato in Fig. 80, a. Sugli elementi DD1.1, DD1.2 è assemblato un generatore di impulsi rettangolare con una frequenza di ripetizione di 100...200 Hz. Il resistore R1 regola il ciclo di lavoro degli impulsi da circa 1,05 a 20. Gli impulsi del generatore vengono forniti allo stadio di corrispondenza assemblato sugli elementi DD1.3, DD1.4 e dalla sua uscita all'interruttore elettronico VT1, nel circuito del collettore di cui è accesa una lampada a incandescenza ELI.
Il regolatore elettronico viene acceso tramite l'interruttore SA1 abbinato alla resistenza R1. Utilizzando l'interruttore SA2 della torcia stessa, è possibile fornire tensione dalla batteria GB1 direttamente alla lampada ad incandescenza, bypassando il regolatore.
La scheda del regolatore (Fig. 81) è fissata sulla parete laterale della lampada accanto al riflettore. Nella parete posteriore della lanterna è stato praticato un foro rettangolare per la maniglia del resistore variabile. Il condensatore G2 viene posizionato in qualsiasi spazio libero, preferibilmente più vicino al circuito stampato.
Riso. 80. Schema del controllo della luminosità della torcia (a) e una versione del suo stadio di uscita (b)
Il regolatore è progettato per funzionare insieme a una lampada a incandescenza che consuma una corrente non superiore a 160 mA. Per una lampada che consuma corrente fino a 400 mA, l'interruttore del regolatore elettronico è integrato con un secondo transistor, come mostrato in Fig. 80.6.
Diagramma di un'altra versione del controllo della luminosità della torcia ( circuito della lampada touch) è mostrato in Fig. 82. In esso, la funzione dell'elemento di regolazione è svolta da un elemento sensore a due contatti, che è posizionato sul corpo della torcia. Sugli elementi DD1.1, DD1.2 è montato un generatore che produce oscillazioni quadrate con un ciclo di lavoro di circa 1,05, ciò significa che quasi costantemente l'uscita dell'elemento DD1.2 avrà un livello di tensione elevato e solo in periodi molto brevi di tempo una tensione di basso livello. Questi impulsi vengono inviati attraverso il condensatore C2 all'elemento sensore El, E2 e all'ingresso dell'elemento DD1.3. Se la resistenza tra i contatti dell'elemento sensore è elevata, all'ingresso dell'elemento DD1.3 ci saranno impulsi simili all'uscita del generatore.
Riso. 81. Circuito stampato (a) e posizionamento degli elementi dimmer della torcia (b)
Riso. 82. Schema del controllo touch della luminosità della torcia
Riso. 83. Progettazione del circuito stampato (b) e dell'elemento sensore
Pertanto, nella maggior parte dei casi, l'uscita dell'elemento DD1.3 avrà un livello di bassa tensione, ovvero i transistor sono chiusi per la maggior parte del tempo e la lampada a incandescenza ELI non si accende. Se ora tocchi l'elemento sensore, la resistenza tra i suoi contatti diminuirà e il condensatore C 2 inizierà a caricarsi attraverso questa resistenza. Più bassa è questa resistenza, più veloce viene eseguita la carica e più lungo è l'intervallo di tempo all'ingresso dell'elemento DDil.3 la tensione sarà bassa e alla sua uscita, al contrario, alta, cioè più lunghi sono i transistor VT1, VT2 sarà aperto, il che significa più luminosità di una lampada a incandescenza. Premendo i contatti dell'elemento sensore con il dito, è possibile modificare la resistenza tra di loro, ovvero regolare la luminosità della lampada della torcia.
Bibliografia: I. A. Nechaev, Mass Radio Library (MRB), numero 1172, 1992.
Il vantaggio di questa torcia è che non ha questi stupidi flash, ecc. Non ha bisogno di ricordare il regime precedente. Accendilo subito... e parti. La luminosità (tra le altre cose) può essere regolata
Lo hanno spedito nel solito sacchetto di carta, “bufolato” all'interno. Imballaggio in cartone all'interno. 
La scatola è chiaramente troppo grande. La torcia è arrivata senza istruzioni. E a volte sulla scatola sono scritte informazioni utili. Come possiamo vedere dalla foto, sulla scatola non è scritto da nessuna parte che consente l'utilizzo fino a 80 m di profondità. 
Diamo un'occhiata alla pagina del negozio. 
Questa è una foto dell'ordine con il prezzo di consegna in Russia. In altri paesi il prezzo è diverso.
Caratteristiche dalla pagina del venditore: 
La torcia era inoltre imballata in un pluriball. 
Ecco tutto quello che era incluso nel pacchetto. 
Torcia elettrica, caricabatterie (con nostra presa), batteria e cordino.
Puoi confrontarlo con un'altra torcia. 
L'eroe della recensione è a destra. Sembra più solido. E c'è più metallo e il peso di conseguenza. 
209 g senza batteria.
Il corpo della torcia è realizzato in alluminio verniciato. Non l'ho smontato. Avevo paura di rompere la tenuta dei collegamenti. Preferisco non intraprendere azioni i cui risultati dubito di poter correggere.
Lente in vetro. Più precisamente, vetro normale, non una lente. Ma è molto trasparente. 
Non è presente il solito (anzi molto scomodo) pulsante di accensione/spegnimento sulla coda della torcia.
Il pulsante di accensione (leva di controllo della luminosità) si trova in un luogo più familiare. 
La torcia può essere utilizzata con una mano. Tutto è situato in una posizione molto comoda. Questo è sicuramente un vantaggio. Ma c'è anche un aspetto negativo. Durante il trasporto, può verificarsi un'attivazione spontanea al contatto con oggetti estranei. Per fare ciò, in posizione retratta, consiglio di svitare leggermente la sezione di coda. È sufficiente un quarto di giro.
Il principio di regolazione è chiaro dal video (guardate l'oscilloscopio):
Ci sono guarnizioni in gomma sulle filettature della sezione di coda.
Dovrebbero proteggere la lanterna dall'ingresso di acqua. 
Dubito fortemente che questa torcia resisterà all'immersione in 80 metri d'acqua. Ma durerà sicuramente mezzo metro. Non c'è modo di controllare più in profondità.
Si adatta comodamente alla mano. 
Esiste una modalità operativa, ma con una regolazione fluida della luminosità. 
Ho scattato foto da diverse angolazioni di illuminazione. 
A causa della mancanza di una lente, la luminosità non è uniforme. Questo è un aspetto negativo. Non ha qualità di “polizia”, perché nessuna concentrazione.
Puoi vedere come brilla nella vita nel video. Salì le scale dell'ingresso buio. Le caratteristiche del bagliore sono ben comprese.
Ho testato la torcia utilizzando la batteria inclusa (tensione residua 3,67V senza carico, sotto carico sarà ancora più bassa). Quello che è arrivato è quello che ho inserito senza caricarlo.
Batteria con protezione.
Questa è la foto di una casa situata a 70 metri di distanza.
L'ABB della fotocamera rende difficile scattare foto corrette.
Temperatura colore - BIANCO CALDO.
Con una batteria appena caricata, la luminosità sarà notevolmente più elevata.
Il kit è arrivato con un caricabatterie.
Voltaggio massimo 4,45 V (senza batteria).
Durante la ricarica il LED si illumina di rosso. Quando è completamente carico: verde.
Ovviamente ho smontato il caricabatterie.
E ho visto il microcircuito.
E alla fine del video sull'annegamento:
È tutto. Spero di aver aiutato almeno qualcuno.
Dovrebbero esserci informazioni sufficienti per un output corretto.
Buona fortuna a tutti!
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