Vandeniui atsparus žibintuvėlis - KINFIRE KCH CREE T6 (18650) su reguliuojamu ryškumu. Žibintuvėlio ryškumo valdymas. Schema, aprašymas LED žibintuvėlių schemos su ryškumo reguliavimu

Straipsnyje „Flashlight Brightness Control“, paskelbtame Radijo 1986 m. Nr. 7, buvo kalbama apie elektroninį žibintuvėlio ryškumo valdymo įrenginį. Šiandien šio straipsnio autorius siūlo patobulintą įrenginio versiją, kuri suteikia galimybę žibintuvėliui suteikti papildomą šviesos švyturio funkciją.

Žinoma, galite reguliuoti žibintuvėlio lempos ryškumą su kintamu rezistoriumi, sujungtu nuosekliai. Deja, didelė rezistoriaus galia prarandama nenaudingai, o tokio reguliatoriaus efektyvumas bus mažas. Pagrindinis reguliatorius yra ekonomiškesnis, jo veikimo principas grindžiamas tuo, kad apkrova yra prijungta prie maitinimo šaltinio (baterijos) ne nuolat, o periodiškai - tam tikram laikui, kurį galima sklandžiai keisti. Dėl to pasikeis vidutinė srovė per kaitinamąją lempą, taigi ir jos ryškumas.

Siūlomas reguliatorius (1 pav.), kaip ir minėtasis, yra įmontuotas į žibintuvėlio korpusą ir leidžia ne tik reguliuoti kaitrinės lempos ryškumą nuo maksimalaus iki silpno švytėjimo. Su jo pagalba jūs galite lengvai paversti žibintą šviesos švyturėliu.

Tokio reguliatoriaus pagrindas yra integruotas laikmatis DD1. Jame yra impulsų generatorius. Galima keisti jų pasikartojimo dažnį (nuo 200 iki 400 Hz) ir darbo ciklą. Tranzistorius VT1 veikia kaip elektroninis raktas – jo veikimą valdo generatorius. Reguliatoriaus veikimo principą iliustruoja oscilogramos, parodytos fig. 2.

Ryškumo valdymo režimu jungiklio SA1 kontaktai kartu su kintamu rezistoriumi R3 yra uždaryti. Perkeliant rezistoriaus slankiklį, keičiama kondensatoriaus C1 įkrovimo ir iškrovimo trukmė, o įkrovimas atliekamas per diodą VD2, o iškrovimas - per VD3. Santykinai didelės varžos rezistoriai R1 ir R2 praktiškai neturi įtakos generatoriaus darbui.

Vienoje iš kraštutinių rezistoriaus slankiklio padėčių generatoriaus išėjime (4 kontaktas) susidaro trumpi įtampos impulsai, atidarantys tranzistoriaus jungiklį (2 pav., a). Šiuo atveju lempa trumpam prijungiama prie baterijos, jos švytėjimo ryškumas yra minimalus.

Vidurinėje rezistoriaus slankiklio padėtyje laikas, kol lemputė prijungta prie akumuliatoriaus, yra lygi pauzės trukmei (2b pav.). Dėl to lempa išskiria galią, lygią maždaug pusei maksimumo, t.y. lempa degs visu intensyvumu.

Kitoje kraštutinėje variklio padėtyje lemputė dažniausiai lieka prijungta prie akumuliatoriaus ir užgęsta tik trumpam (2 pav., c). Todėl lempa švies beveik maksimaliu ryškumu.

Kai tranzistoriaus jungiklis atidarytas, įtampos kritimas yra maždaug 0,2 V, o tai rodo gana aukštą tokio reguliatoriaus efektyvumą.

Šviesos švyturio režimu jungiklio SA1 kontaktai yra atviri, o kondensatorius C1 įkraunamas daugiausia per rezistorių R2 ir diodą VD1, o iškraunamas per rezistorių R1. Šiuo režimu lemputė jungiama prie akumuliatoriaus kelioms dešimtosioms sekundės dalims kelių sekundžių intervalais.

Jungiklis SA2 yra paties žibintuvėlio jungiklis, kondensatorius C2 veikia kaip buferinis energijos kaupiklis, palengvinantis baterijos GB1 veikimą.

Reguliatoriaus bandymai parodė, kad jis veikia normaliai, kai maitinimo įtampa yra sumažinta iki 2,2...2,1 V, todėl gali būti naudojama žibintuvėje net ir su dviejų galvaninių elementų baterijomis. Diagramoje nurodytam tranzistoriui kaitrinė lempa gali turėti iki 400 mA srovę.

Įrenginyje galima naudoti laikmatį KR1006VI1, diodus KD103A, KD103B, KD104A, KD522B, taip pat tranzistorių, specialiai sukurtą darbui perjungimo arba impulsinėse grandinėse - su kolektoriaus-emiterio įtampa soties režimu 0,2...0,3 V, maksimali kolektoriaus srovė yra ne mažesnė už kaitinamos lempos suvartojamą srovę, o srovės perdavimo koeficientas yra ne mažesnis kaip 40. Kaitrinei lempai, kurios srovė yra iki 300 mA, be nurodytų diagramoje, tranzistoriai KT630A - Tinka KT630E, KT815A - KT815G, KT817A - KT817G. Patartina naudoti mažo dydžio oksidinius kondensatorius, pvz., K52, K53, K50 - 16 serijos, kintamasis rezistorius - SPZ - 3 su jungikliu, pastovus - MLT, C2 - 33. Rezistorius R3 taip pat gali būti naudojamas su kelis kartus didesnę reikšmę, pavyzdžiui, 10, 22 , 33, 47 kOhm, tačiau tokiu atveju reikės proporcingai sumažinti kondensatoriaus C1 talpą, kad generatoriaus dažnis išliktų praktiškai toks pat.

Struktūriškai reguliatorių lengviau montuoti į žibintuvėlį su vadinamuoju „kvadratiniu“ korpusu, skirtu naudoti baterijas 3336, „Rubin“ ir jų užsienio analogus, taip pat į „apvalų“ žibintuvėlį su sulankstomomis plastiko puselėmis. būstą. Tokiu atveju rezistorius R3 pirmiausia montuojamas ant korpuso, o tada dedamos likusios dalys. Be to, bet kuriame įgyvendinimo variante patogiau juos montuoti naudojant šarnyrinio tvirtinimo būdą: diodai ir rezistoriai R1, R2 gali būti lituojami prie rezistoriaus R3 ir jungiklio SA1 gnybtų. Po montavimo ir patikrinimo dalys turi būti pritvirtintos ir izoliuotos, pavyzdžiui, epoksidiniais klijais.

Jei švyturio režimas nereikalingas, reguliatorių galima supaprastinti pašalinant elementus R1, R2, VD1 ir naudojant rezistorių R3 be jungiklio SA1.

Įrenginio nustatymas apima rezistorių R1, R2, R5 pasirinkimą. Švyturio režimu, pasirinkus rezistorių R1, nustatoma pauzės tarp blyksnių trukmė, o rezistorius R2 - blyksnio trukmė. Rezistoriaus R5 vertė priklauso nuo tranzistoriaus tipo ir parametrų, taip pat nuo maitinimo šaltinio įtampos. Norėdami jį pasirinkti, turite įjungti maitinimo įtampą, maždaug du kartus mažesnę nei maksimali arba minimali, kai reguliatorius veikia stabiliai. Po to rezistorius R3 nustatomas į didžiausią ryškumo padėtį ir prie tranzistoriaus kolektoriaus ir emiterio gnybtų prijungiamas voltmetras. Tarp tranzistoriaus pagrindo ir mikroschemos 4 kaiščio laikinai sumontuota nuosekliai sujungto pastovaus rezistoriaus, kurio varža yra 30 omų, ir kintamo 2,2 kOhm rezistoriaus grandinė. Keičiant kintamo rezistoriaus varžą nuo didžiausios iki minimalios, valdoma įtampa tranzistoriaus kolektorius. Atkreipkite dėmesį į slankiklio padėtį, kurioje tolesnis rezistoriaus varžos sumažėjimas nesukelia pastebimo kolektoriaus įtampos sumažėjimo. Po to išmatuojamas gautas bendras grandinės pasipriešinimas ir sumontuotas tos pačios vertės pastovus rezistorius.

Kad reguliatorius veiktų su galingomis kaitrinėmis lempomis, vartojančiomis 1 A ar didesnę srovę, kurių maitinimo įtampa iki 10...15 V, pakanka naudoti galingą kompozitinį tranzistorių, kurio srovės perdavimo koeficientas yra keli šimtai. kaip VT1 (iš mažų tinka KT829A - KT829G KT973A, KT973B ). Tik būtina, kad maitinimo įtampa neviršytų maksimalios leistinos mikroschemos. Žinoma, turėsite naudoti atitinkamos vardinės įtampos oksidinius kondensatorius.

Kiekvienas radijo mėgėjas yra susipažinęs su NE555 mikroschema (analogiška KR1006). Jo universalumas leidžia kurti įvairiausius naminius gaminius: nuo paprasto vieno vibratoriaus impulso su dviem elementais diržuose iki kelių komponentų moduliatoriaus. Šiame straipsnyje bus aptarta laikmačio įjungimo grandinė stačiakampio impulsų generatoriaus režimu su impulso pločio reguliavimu.

Jo veikimo schema ir principas

Sukūrus didelės galios šviesos diodus, NE555 vėl pateko į areną kaip reguliatorius, primindamas neginčijamus savo pranašumus. Jo pagrindu sukurti įrenginiai nereikalauja gilių elektronikos žinių, greitai surenkami ir veikia patikimai.

Yra žinoma, kad šviesos diodo ryškumą galima valdyti dviem būdais: analoginiu ir impulsiniu. Pirmasis metodas apima nuolatinės srovės amplitudės vertės keitimą per šviesos diodą. Šis metodas turi vieną reikšmingą trūkumą – mažą efektyvumą. Antrasis metodas apima srovės impulso pločio (darbo koeficiento) keitimą nuo 200 Hz iki kelių kilohercų. Esant tokiam dažniui, šviesos diodų mirgėjimas žmogaus akiai nepastebimas. PWM reguliatoriaus grandinė su galingu išėjimo tranzistoriumi parodyta paveikslėlyje. Jis gali veikti nuo 4,5 iki 18 V, o tai rodo galimybę valdyti tiek vieno galingo LED, tiek visos LED juostos ryškumą. Ryškumo reguliavimo diapazonas svyruoja nuo 5 iki 95%. Įrenginys yra modifikuota stačiakampio impulsų generatoriaus versija. Šių impulsų dažnis priklauso nuo talpos C1 ir varžų R1, R2 ir nustatomas pagal formulę: f=1/(ln2*(R1+2*R2)*C1), Hz

Elektroninio ryškumo valdymo veikimo principas yra toks. Įjungus maitinimo įtampą, kondensatorius pradeda krauti per grandinę: +Pamaitinimas – R2 – VD1 –R1 –C1 – -Įmaitinimas. Kai tik jo įtampa pasieks 2/3U lygį, atsidarys vidinis laikmačio tranzistorius ir prasidės iškrovimo procesas. Iškrovimas prasideda nuo viršutinės plokštės C1 ir toliau palei grandinę: R1 – VD2 –7 IC kaištis – -U maitinimas. Pasiekęs 1/3U ženklą, laikmačio galios tranzistorius užsidarys ir C1 vėl pradės didinti talpą. Vėliau procesas kartojamas cikliškai, formuojant stačiakampius impulsus 3 kaištyje.

Pakeitus apipjaustymo rezistoriaus varžą, sumažėja (padidėja) impulso laikas laikmačio išėjime (3 kaištis), todėl vidutinė išėjimo signalo vertė mažėja (padidėja). Sukurta impulsų seka per srovę ribojantį rezistorių R3 tiekiama į vartus VT1, kurie yra sujungti pagal grandinę su bendru šaltiniu. Apkrova šviesos diodų juostos arba nuosekliai sujungtų didelės galios šviesos diodų pavidalu yra prijungta prie atviros išleidimo grandinės VT1.

Tokiu atveju sumontuotas galingas MOSFET tranzistorius, kurio maksimali nutekėjimo srovė yra 13A. Tai leidžia valdyti kelių metrų ilgio LED juostos švytėjimą. Tačiau tranzistoriui gali prireikti šilumos kriauklės.

Blokuojantis kondensatorius C2 pašalina trikdžių, kurie gali atsirasti maitinimo grandinėje, kai perjungiamas laikmatis, įtaką. Jo talpos vertė gali būti bet kokia 0,01–0,1 µF diapazone.

Ryškumo valdymo plokštės ir surinkimo dalys

Vienpusės spausdintinės plokštės matmenys yra 22x24 mm. Kaip matote iš paveikslėlio, jame nėra nieko nereikalingo, kas galėtų sukelti klausimų.

Po surinkimo PWM reguliatoriaus grandinės nereikia reguliuoti, o spausdintinę plokštę lengva padaryti savo rankomis. Plokštėje, be derinimo rezistoriaus, naudojami SMD elementai.

DA1 – IC NE555;
VT1 – lauko efekto tranzistorius IRF7413;
VD1,VD2 – 1N4007;
R1 – 50 kOhm, apdaila;
R2, R3 – 1 kOhm;
C1 – 0,1 µF;
C2 – 0,01 µF.

Tranzistorius VT1 turėtų būti pasirinktas atsižvelgiant į apkrovos galią. Pavyzdžiui, norint pakeisti vieno vato šviesos diodo ryškumą, pakaks dvipolio tranzistoriaus, kurio didžiausia leistina kolektoriaus srovė yra 500 mA.

LED juostos ryškumas turi būti valdomas iš +12 V įtampos šaltinio ir atitikti jo maitinimo įtampą. Idealiu atveju reguliatorius turėtų būti maitinamas iš stabilizuoto maitinimo šaltinio, specialiai sukurto juostai.

Apkrova atskirų didelės galios šviesos diodų pavidalu maitinama skirtingai. Šiuo atveju reguliatoriaus maitinimo šaltinis yra srovės stabilizatorius (taip pat vadinamas LED tvarkykle). Jo vardinė išėjimo srovė turi atitikti nuosekliai sujungtų šviesos diodų srovę.

Taip pat skaitykite

Atkreipiu jūsų dėmesį į paprastą LED žibintuvėlio grandinę su PWM ryškumo valdikliu. Sukurti šį dizainą įkvėpė poreikis reguliuoti kiniško priekinio žibinto ryškumą. Kadangi šviesos diodai valdomi ne įtampa, o srove, tiesiog prijungti kintamąjį rezistorių prie maitinimo linijos pertraukos buvo neįmanoma, todėl pasirinkimas teko PWM. Man nepatiko PWM reguliatoriaus galimybė integruotame laikmatyje, todėl nusprendžiau naudoti CMOS logiką. Grandinė pagrįsta paprasčiausiu K561LE5 mikroschemos PWM generatoriumi. Jis mažai kuo skiriasi nuo įprasto generatoriaus, tik du diodai ir kintamasis rezistorius. Būtent šie trys elementai lemia impulsų darbo ciklą. Kaip galios stiprintuvą naudojau KT315 tranzistoriaus emiterio sekiklį. Tai pakankamai sėkmingai, nes veikia impulsiniu režimu (mano atveju buvo naudojami mažos galios šviesos diodai; naudojant galingus, reikia paimti galingesnį tranzistorių, pavyzdžiui, lauko efektą).

Štai mano reguliatoriaus schema:

Spausdintinė plokštė buvo sukurta SMD komponentams (išskyrus mikroschemą, tranzistorių ir kintamąjį rezistorių). Čia yra reguliatoriaus plokštės brėžinys:

Kalbant apie detales, jie nėra kritiški renkantis: gali būti naudojamas bet koks tranzistorius, n-p-n struktūros (išskyrus žemo dažnio), diodai - bet koks silicio SMD, kondensatorius 0805 pakuotėje, rezistorius taip pat 0805. Norint sutaupyti vietos, mikroschemą galima paimti SMD versijoje, bet tada teks perdaryti spausdintinę plokštę.

Radioelementų sąrašas

Paskyrimas	Tipas	Denominacija	Kiekis	Pastaba	Mano užrašų knygelė
U1	Vožtuvas	CD4001B	1	K561LE5	Į užrašų knygelę
T1	Bipolinis tranzistorius	KT315A	1		Į užrašų knygelę
D1-D2	Lygintuvo diodas	1N4148	2	1N4007	Į užrašų knygelę
C1	Kondensatorius	100 nF	1		Į užrašų knygelę
R1	Kintamasis rezistorius	1 kOhm	1		Į užrašų knygelę
R2	Rezistorius	1 kOhm	1		Į užrašų knygelę
LED-LED4	Šviesos diodas	30 mA	4	Pasirinkite kiekį, kurio jums reikia

Tokio reguliatoriaus schema parodyta fig. 80, a. Ant elementų DD1.1, DD1.2 surenkamas stačiakampis impulsų generatorius, kurio pasikartojimo dažnis yra 100... 200 Hz. Rezistorius R1 reguliuoja impulsų darbo ciklą nuo maždaug 1,05 iki 20. Generatoriaus impulsai tiekiami į derinimo pakopą, sumontuotą ant elementų DD1.3, DD1.4, o iš jos išėjimo į elektroninį jungiklį VT1, kolektoriaus grandinėje kurioje įjungta ELI kaitrinė lempa.

Elektroninis reguliatorius įjungiamas jungikliu SA1 kartu su rezistoriumi R1. Naudodami paties žibintuvėlio jungiklį SA2, galite tiekti įtampą iš baterijos GB1 tiesiai į kaitinamąją lempą, apeinant reguliatorių.

Reguliatoriaus plokštė (81 pav.) pritvirtinta prie lempos šoninės sienelės šalia reflektoriaus. Galinėje žibinto sienelėje buvo išpjauta stačiakampė skylė kintamo rezistoriaus rankenai. Kondensatorius G2 dedamas bet kurioje laisvoje vietoje, pageidautina arčiau spausdintinės plokštės.

Ryžiai. 80. Žibintuvėlio ryškumo valdymo schema (a) ir jo išėjimo pakopos versija (b)

Reguliatorius skirtas veikti kartu su kaitinama lempa, sunaudojančia ne didesnę kaip 160 mA srovę. Lempos, sunaudojančios srovę iki 400 mA, elektroninis reguliatoriaus jungiklis papildomas antruoju tranzistoriumi, kaip parodyta Fig. 80.6.

Kitos žibintuvėlio ryškumo valdymo versijos diagrama ( jutiklinės lempos grandinė) parodyta fig. 82. Jame reguliavimo elemento funkciją atlieka dviejų kontaktų jutiklio elementas, kuris dedamas ant žibintuvėlio korpuso. Ant elementų DD1.1, DD1.2 surenkamas generatorius, sukuriantis kvadratinius virpesius, kurių darbo ciklas yra apytiksliai 1,05, tai reiškia, kad beveik nuolat elemento DD1.2 išėjimas turės aukštą įtampą ir tik labai trumpais laikotarpiais. laiko žemo lygio įtampa. Šie impulsai per kondensatorių C2 siunčiami į jutiklio elementą El, E2 ir elemento DD1.3 įėjimą. Jei varža tarp jutiklio elemento kontaktų yra didelė, tada elemento DD1.3 įėjime bus impulsai, panašūs į generatoriaus išėjimą.

Ryžiai. 81. Spausdintinė plokštė (a) ir žibintuvėlio reguliatoriaus elementų išdėstymas (b)

Ryžiai. 82. Žibintuvėlio ryškumo jutiklinio valdymo schema

Ryžiai. 83. Grandinės plokštės (b) ir jutiklio elemento konstrukcija

Todėl dažniausiai elemento DD1.3 išėjimas bus žemos įtampos lygio, t.y. tranzistoriai dažniausiai būna uždaryti, o ELI kaitrinė lempa nedega. Jei dabar paliesite jutiklio elementą, pasipriešinimas tarp jo kontaktų sumažės ir kondensatorius C 2 pradės krauti per šią varžą. Kuo ši varža mažesnė, tuo greičiau vykdomas įkrovimas ir ilgesnis laiko intervalas prie elemento DDil.3 įėjimo bus žema įtampa, o jo išėjime, atvirkščiai, aukšta, t.y. kuo ilgesni tranzistoriai VT1, VT2 bus atidarytas, o tai reiškia didesnį kaitrinės lempos ryškumą. Pirštu paspaudę jutiklio elemento kontaktus, galite keisti pasipriešinimą tarp jų, t.y., reguliuoti žibintuvėlio lempos ryškumą.

Literatūra: I. A. Nechaev, Mass Radio Library (MRB), 1172 leidimas, 1992 m.

Šio žibintuvėlio privalumas yra tas, kad jame nėra šių kvailų blyksčių ir pan. Jam nereikia prisiminti ankstesnio režimo. Įjunkite jį iš karto... ir pirmyn. Ryškumą (be kita ko) galima reguliuoti
Jie atsiuntė jį įprastu popieriniu maišeliu, viduje „spuoguota“. Viduje kartoninė pakuotė.

Dėžutė aiškiai per didelė. Žibintuvėlis atkeliavo be nurodymų. O naudinga informacija kartais užrašoma ant dėžutės. Kaip matome iš nuotraukos, ant dėžutės niekur neparašyta, kad leidžia naudoti iki 80m gylyje.

Pažiūrėkime į parduotuvės puslapį.

Tai užsakymo nuotrauka su pristatymo kaina į Rusiją. Kitose šalyse kaina kitokia.
Charakteristikos iš pardavėjo puslapio:

Žibintuvėlis papildomai buvo supakuotas į burbulinę plėvelę.

Štai viskas, kas buvo pakuotėje.

Žibintuvėlis, pakrovėjas (su mūsų kištuku), baterija ir dirželis.
Galite palyginti jį su kitu žibintuvėliu.

Recenzijos herojus yra dešinėje. Atrodo solidžiau. Ir metalo yra daugiau, ir svoris atitinkamai.

209g be baterijos.
Žibintuvėlio korpusas pagamintas iš dažyto aliuminio. Aš jo neišardžiau. Bijojau nutraukti jungčių sandarumą. Nemėgstu imtis veiksmų, kurių rezultatais abejoju.
Stiklinis objektyvas. Tiksliau, paprastas stiklas, o ne objektyvas. Bet tai labai skaidru.

Žibintuvėlio uodegoje nėra įprasto (tiksliau labai nepatogaus) įjungimo/išjungimo mygtuko.
Maitinimo mygtukas (ryškumo valdymo svirtis) yra labiau pažįstamoje vietoje.

Žibintuvėlis gali būti naudojamas viena ranka. Viskas labai patogiai išdėstyta. Tai tikrai yra pliusas. Bet yra ir minusas. Nešiojant, kontaktuojant su pašaliniais daiktais, gali įvykti savaiminis aktyvavimas. Norėdami tai padaryti, sukrautoje padėtyje rekomenduoju šiek tiek atsukti uodegos dalį. Pakanka ketvirčio apsisukimo.
Reguliavimo principas aiškus iš vaizdo įrašo (pažiūrėkite į osciloskopą):

Ant uodegos dalies sriegių yra guminiai sandarikliai.

Jie turėtų apsaugoti žibintą nuo vandens patekimo į vidų.

Labai abejoju, ar šis žibintuvėlis atlaikys panardinimą į 80 m vandens. Bet tai tikrai užteks pusę metro. Jokiu būdu negalima patikrinti didesniame gylyje.
Patogiai telpa rankoje.

Yra vienas darbo režimas, bet su sklandžiu ryškumo reguliavimu.

Fotografavau iš skirtingų apšvietimo kampų.

Dėl objektyvo nebuvimo švytėjimas yra netolygus. Tai yra minusas. Jis neturi „policinių“ savybių, nes jokio dėmesio.
Kaip ji šviečia gyvenime, pamatysite vaizdo įraše. Jis užlipo tamsaus įėjimo laiptais. Švytėjimo savybės yra gerai suprantamos.

Žibintuvėlį išbandžiau naudodamas pridedamą bateriją (liekamoji įtampa 3,67V be apkrovos, apkrova bus dar mažesnė). Tas, kuris atkeliavo, buvo tas, kurį įdėjau jo neįkrovęs.

Baterija su apsauga.

Tai už 70 metrų esančio namo nuotrauka.

Dėl fotoaparato ABB sunku padaryti tinkamas nuotraukas.
Spalvos temperatūra – ŠILTA BALTA.
Šviežiai įkrauto akumuliatoriaus ryškumas bus pastebimai didesnis.
Komplekte buvo pakrovėjas.