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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Novas profissões de ponteiro laser. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante Os ponteiros laser, que surgiram recentemente à venda, destinam-se principalmente a professores de instituições de ensino para usá-los na explicação de materiais gráficos. No entanto, esse ponteiro também pode ser usado na vida cotidiana, por exemplo, para controle remoto da operação de aparelhos elétricos e de rádio. Como fazer isso é descrito no artigo publicado. Um apontador laser, apesar de sua simplicidade externa, é um produto relativamente complexo. Ele contém um laser semicondutor, manutenção automática de uma certa corrente que flui através dele, um sistema óptico, uma bateria de células galvânicas com tensão de 3 ... 4,5 V e um botão liga / desliga. A corrente consumida pelo laser é de 30...50 mA. Embora a potência emitida pelo ponteiro (comprimento de onda 630...650 nm) não exceda 5 mW, devido à sua concentração em um feixe estreito, as perdas de propagação são pequenas. A radiação laser pode ser fixada a uma grande distância. No entanto, é estritamente proibido direcionar o feixe do ponteiro para os olhos - isso é perigoso. O ponteiro pode funcionar em dispositivos de segurança, telefones leves, brinquedos caseiros, espantadores de pássaros, etc. Por enquanto, vamos nos limitar a uma história sobre a construção de um autômato capaz de ligar e desligar eletrodomésticos e rádios em o sinal do ponteiro. O ponteiro em si não requer nenhuma alteração. O autômato (Fig. 1) contém um fotodetector em um fotodiodo VD1, um comparador de tensão nos elementos lógicos DD1.1, DD1.2, um gerador de pulsos nos elementos DD1.3, DD1.4, um D-trigger DD2, dois eletrônicos liga os transistores VT1, VT2 , elemento atuador - relé eletromagnético K1 e fonte de alimentação.
A fonte de alimentação é feita de acordo com um circuito sem transformador com um capacitor de extinção C6. A tensão alternada é retificada pelos diodos VD6, VD7, suavizada pelo capacitor C5 e estabilizada pelos diodos zener VD4, VD5. A energia é fornecida aos microcircuitos do diodo zener VD4 através do diodo VD2 e do capacitor de suavização C1. O aparelho funciona assim. Quando o dispositivo está conectado à rede, um alto nível lógico através da cadeia C4R7 entra na entrada R do gatilho e o redefine. A saída do gatilho é um nível lógico baixo, a chave no transistor VT2 está fechada, o relé está desenergizado, a carga está desconectada da rede. Na entrada e na saída do comparador haverá um nível lógico alto, e nas entradas dos elementos DD1.3, DD1.4 - baixo, o gerador não está funcionando. Ao mesmo tempo, um nível alto é definido na saída do elemento DD1.4, o transistor VT1 abre e acende o LED HL1. Como ocorre a troca? O fotodiodo VD1 é iluminado com um feixe de laser e a tensão através dele é significativamente reduzida. O comparador, após descarregar o capacitor C2, é acionado e um nível baixo aparece em sua saída. Um nível alto é fornecido às saídas dos elementos DD1.3, DD1.4, o gerador começa a funcionar, o LED pisca, indicando que o fotodiodo está aceso. Se agora desligarmos o laser ou movermos o feixe para longe do fotodiodo, a tensão aumentará, o comparador será definido para um nível de saída alto e o gatilho será alterado. Um nível lógico alto aparecerá em sua saída, o transistor VT2 abrirá, o relé funcionará e os contatos de fechamento K1.1 fornecerão a tensão de rede à carga. No caso de iluminação repetida de curto prazo do fotodiodo (até que o LED pisque), o dispositivo voltará ao seu estado original e a carga será desenergizada. Graças ao uso de um relé, é possível conectar uma grande variedade de equipamentos eletrônicos ao dispositivo: rádios, TVs, videocassetes, etc. com quaisquer fontes de alimentação, bem como aparelhos elétricos com motores elétricos, como ventiladores. Todas as partes do dispositivo, exceto o relé e o diodo VD3, são colocadas em uma placa de circuito impresso (Fig. 2) feita de fibra de vidro de folha unilateral. Ele é projetado para usar transistores KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, microcircuitos das séries K176, K561, 564, qualquer LED da série AL307 (de preferência em uma caixa de plástico). Diodos VD2, VD3 - qualquer retificador, VD6, VD7 - KD102B ou similares de baixa potência com tensão reversa máxima permitida de pelo menos 400 V e corrente de pelo menos 100 mA, diodos zener - para uma tensão de estabilização de 8 .. 10 V. Capacitores polares - série K50, K52, C6 - K73, o resto - KM, KLS, K10. Resistor trimmer R2 - SP3-19, constante - MLT, S2-33. O relé deve ser selecionado com uma tensão de resposta de 12 ... 15 V a uma corrente não superior a 30 mA, por exemplo, RES9 (passaporte RS4.524.200, RS4.524.201), seus contatos devem suportar a tensão e a corrente da rede consumida pela carga.
Algumas palavras sobre o relé RES9. De acordo com os dados de referência, seus contatos são projetados para uma tensão de 115 V. No entanto, a prática de longo prazo de usar o relé em vários dispositivos mostrou operação confiável dos contatos em uma tensão de rede de 220 V. Claro, você pode optar por relés dos tipos RKN, MKU-48, mas as dimensões do projeto aumentarão significativamente. A placa junto com o relé é colocada em uma caixa de dimensões adequadas, feita de material isolante. O fotodiodo e o LED são colocados nas aberturas da caixa lado a lado para que o LED sirva de guia e sinalize com seus flashes que o raio laser atinge o fotodiodo. Para evitar interferências e mau funcionamento, é necessário instalar a máquina de forma que o fotodiodo fique protegido da luz dos dispositivos de iluminação. A configuração do dispositivo se resume a definir sua sensibilidade (com um resistor de ajuste R2), a velocidade de resposta à iluminação do laser (selecionando o capacitor C2), a frequência de piscamento do LED (aproximadamente selecionando o capacitor C3, suavemente pelo resistor R5) . O autômato pode ser um pouco simplificado eliminando o gerador. Nesse caso, a saída do resistor R8, deixada de acordo com o esquema, deve ser desconectada da saída 3 do microcircuito DD1 e conectada à saída 11. Os elementos R5, C3 são removidos, a conexão entre os terminais 2 e 4 do DD1 é removido e as entradas não utilizadas dos elementos DD1.3, DD1.4 são conectadas ao fio comum. Nesse caso, quando o raio laser atingir o fotodiodo e o comparador for acionado, o LED se apagará. É possível uma variante de uma máquina mais simples (Fig. 3), se ela usar trinistores sensíveis 2U107A-2U107E, que abrem com uma tensão pequena (menos de um volt) no eletrodo de controle e uma corrente pequena (vários microamperes) em seu circuito . Sua base é um gatilho nos trinistores VS1, VS2, que é alimentado, como no projeto anterior, por um bloco com um capacitor de extinção.
Vamos analisar o funcionamento da máquina. Após conectá-lo à rede, ambos os trinistores serão fechados e o relé será desenergizado. Se você iluminar o fotodiodo VD2 com um feixe de laser, devido ao efeito fotoelétrico, aparecerá uma tensão nele, que irá para o eletrodo de controle do trinistor VS2, e ele se abrirá. O relé funcionará e ligará a carga na rede - isso será sinalizado pelo LED HL2 aceso. O capacitor C1 começará a carregar (menos na saída direita de acordo com o diagrama). Para desligar a carga, ilumine o fotodiodo VD1. Nesse caso, o trinistor VS1 abre, incluindo o LED HL1. O trinistor VS2 fecha, pois uma tensão negativa do capacitor C1 é aplicada brevemente ao seu ânodo. O relé é desenergizado, o LED HL2 apaga, a carga é desconectada da rede. Se agora o fotodiodo VD2 acender novamente, o trinistor VS2 abrirá e VS1 fechará, pois uma tensão negativa do capacitor C1 será aplicada ao seu ânodo. A carga será energizada. Experimentos mostraram que os LEDs AL360A, AL360B funcionam bem como um fotodiodo nesta máquina, pois são baseados em diodos emissores de infravermelho. Além disso, eles são equipados com um refletor de foco, o que aumenta sua sensibilidade à radiação laser do ponteiro. Os detalhes da máquina são projetados para funcionar com o relé RES9 (passaporte RS4.524.200). Eles podem ser colocados em um pequeno alojamento (Fig. 4) feito de material isolante. Furos para LEDs e fotodiodos são perfurados na parede frontal do gabinete e uma tomada elétrica é instalada na parte traseira.
Ao configurar a máquina, um capacitor C3 e um diodo zener são selecionados preliminarmente. A tensão de estabilização do diodo zener deve ser aproximadamente 4 ... 5 V a mais que a tensão de operação do relé, e a capacitância do capacitor deve ser tal que a corrente através do relé seja 15 ... 20 mA a mais que sua corrente de operação . A desvantagem da máquina é sua baixa sensibilidade, o que limita sua faixa de controle. Ao configurar a máquina, devem ser observadas as medidas de segurança elétrica, pois suas partes são conectadas galvanicamente à rede. Todas as soldas devem ser feitas apenas com a máquina desconectada da rede. Autor: I. Nechaev, Kursk
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