Электронные фокусы для любознательных детей
Шрифт:
Эффективно используют такие светильники практически везде: в коридоре и жилых комнатах, устанавливая их чуть выше плинтуса и, таким образом, включая свет ногой (объединяют несколько светильников в параллельную электрическую цепь, и получают оригинальную световую цепочку из нескольких точек мягкого света), на стене на уровне пояса или головы человека, при входе в квартиру для подсветки между дверного пространства (если две двери), для подсветки основных приборов включения света и в аналогичных случаях. Спектр их возможной установки для обеспечения комфорта в быту практически не ограничен.
Только несколько недостатков (замеченных автором) упрощают их применение и бросают легкую тень на все, казалось бы, положительные их качества:
– необходимость в автономном питании;
– необходимость в «ручном» выключении света.
Оба эти недостатка легко исправить, собрав простую электронную схему узла задержки выключения и отрегулировав ее на заданный интервал времени. Такое усовершенствование автоматизирует использование рассматриваемых светильников, привнесет в быт радиолюбителя комфорт и удовлетворение. Усовершенствование под силу произвести практически любому человеку, знакомому с законом Ома, цифровыми микросхемами и паяльником.
Необходимость в автономном питании от батарей отпадает, если в качестве источника питания применить промышленно изготовленные сетевые адаптеры с возможностью регулировки выходного постоянного напряжения 3…12 В (например, TY-1002, ХМ-308 и аналогичные).
Как правило, на таких простейших адаптерах установлены переключатели режима выходного напряжения, а само выходное напряжение не стабилизировано. Мощность данных адаптером невысока – полезный ток в нагрузку реально не превышает 70… 100 мА. На практике эффект от таких «китайских игрушек» – адаптеров питания невелик – они даже не способны к нормальному питанию аудиоплеера (не смотря на то, какие сказки рассказывают покупателям «эрудированные» продавцы). Китай и есть Китай.
Однако, для рассматриваемого случая такие источники питания вполне подходят и работают успешно.
Вместо «китайских» можно применить отечественные адаптеры (качественнее и дороже) если такие завалялись в запасах радиолюбителя. Подойдет источник питания (ИП) от калькуляторов (например, «Электроника БП-20-0,5»), блок питания для радиоприемников (ПУ-1М) – в последнем случае необходима доработка с тем, чтобы выходное напряжение соответствовало 3 В или 6 В в зависимости от применяемого светильника.
Можно изготовить источник питания самостоятельно, но это усложненный и неоправданный путь для описываемого усовершенствования. Проще применить любой промышленный адаптер с выходным напряжением 3.. 6 В.
Бестрансформаторный узел питания в данном случае нежелателен, так как сложный импульсный источник для подобных самоделок изготавливать неэффективно и неоправданно, а простой бестрансформаторный источник, как правило, содержит во входном каскаде схемы балластные конденсаторы, вследствие чего в моменты включения и выключения нагрузки происходят скачки напряжения – для электронного узла они не страшны, а вот лампы накаливания с таким источником питания чаще выходят из строя.
Рассмотрим практический вариант электронной начинки для усовершенствования светильников. Смысл доработки в том, чтобы после «ручного» включения света он автоматически выключался по прошествии определенного времени.
Например, для узла локального освещения антресоли (как и для большинства вариантов с использованием миниатюрных светильников в быту) достаточно задержки выключения света 3…10 мин.
Для обеспечения кратковременного характера работы электронного узла после подачи на него питания с автоматическим отключением по прошествии заданного временного интервала удобно использовать микросхемы К561 серии.
Кроме простоты схемы, она имеет отличие в виде управляющего нагрузкой мощного полевого транзистора. Когда требуется управлять устройствами с током нагрузки 10.. 50 мА, поможет простая схема задержки выключения, представленная на рис. 3.3.
Подключение светильника производят так, чтобы электронный узел (микросхема K561TЛ1) была подключена к источнику питания постоянно.
При первом включении питания оксидный конденсатор С1 (представляющий в первый момент времени малое сопротивление электрическому току) начинает заряжаться через резистор R2 от источника питания. На входе элемента DD1.1 микросхемы K561TЛ1 высокий логический уровень.
Поскольку элементы микросхемы включены как инверторы, то на выходе элемента DD1.2 также высокий уровень напряжения. Полевой транзистор VT1 открыт, и напряжение поступает на лампу накаливания ELI– штатную лампу светильника.
Рис. 3.3. Простая схема задержки выключения нагрузки
По мере зарядки оксидного конденсатора С1 на выводах
1 и 2 элемента DD1.1 напряжение постепенно уменьшается (относительно общего провода). Достигнув порога переключения логического элемента с передаточной характеристикой триггера Шмита (таковы все однотипные элементы микросхемы K561TЛ1), на выходе DD1.1 напряжение изменяется на противоположное – то есть на высокий логический уровень. После инвертирования элементом DD1.2 на выводе 4 последнего присутствует низкий уровень. Транзистор закрыт, лампа ELI обесточена.
Таким образом, при первом включении (при разомкнутых контактах штатной кнопки SA1) произойдет самопроизвольное включение освещения и прекратиться автоматически по мере заряда оксидного конденсатора С1.
При изначально замкнутых контактах SA1 устройство готово к включению света и началу отсчета времени задержки включения, которые произойдут, если разомкнуть SA1, ручным нажатием на кнопку.
Для того, чтобы снова активировать узел (после того как лампа погасла), замыкают контакты штатной кнопки SA1 до включения света (как правило, два нажатия), специально разряжая конденсатор и запуская цикл его зарядки сначала. Устройство начинает свой цикл отсчета времени каждый раз сначала (после каждой новой разрядки оксидного конденсатора С1).
О деталях
При указанных на схеме значениях элементов С1 и R2 время задержки выключения составит 8 мин (при указанном на схеме сопротивлении резистора R2) и около 90 мин при сопротивлении R2– 4,7 Мом, а емкости С1 3300 мкФ.
Оксидный конденсатор С1 применяют с насколько возможно малым током утечки, например К53-18.
Если необходима регулировка выдержки времени – постоянный резистор R2 заменяют переменным с сопротивлением 4,7… 10 МОм. Если требуется выдержка времени, рассчитанная на единицы и десятки минут, применять оксидный конденсатор большой емкости нецелесообразно, достаточно емкости в 47.. 200 мкФ.