Geradores de pulso em um LED piscando. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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As chamadas "lâmpadas LED intermitentes" apareceram nos catálogos de empresas estrangeiras que fabricam e vendem dispositivos semicondutores - diodos emissores de luz que parecem comuns, mas quando conectados a uma fonte de tensão constante, piscam e apagam cerca de duas vezes por segundo. Esses dispositivos geralmente podem ser adquiridos em mercados de rádio. Este artigo descreve vários dispositivos simples nos quais um LED "piscando" serve como gerador não apenas de luz, mas também de impulsos elétricos.

Em primeiro lugar, vamos responder à pergunta: por que esse LED pisca? Dentro dele, conforme mostrado no diagrama (Fig. 1), além da própria estrutura do semicondutor emissor de luz HL1, há um gerador de pulsos e uma chave eletrônica. Às vezes, um resistor de extinção R1 é fornecido, em outros casos, suas funções são executadas pela resistência interna da chave. O diodo VD1 protege o dispositivo da tensão de alimentação de polaridade reversa.

A propósito, é esse diodo que causa a falha do dispositivo. Muitas vezes acontece que, ao verificar um LED, uma bateria relativamente potente de 9 V é conectada a ele com a polaridade invertida. Como resultado, uma corrente de centenas de miliamperes aquece o diodo de proteção a uma temperatura perigosa não apenas para ele, mas também para outros componentes do dispositivo. Portanto, ao verificar o LED em série com ele, é necessário incluir um resistor com resistência de 100 ... 200 Ohms. Durante a operação, quando a tensão aplicada ao LED tem a polaridade correta e está dentro dos limites aceitáveis, não é necessário um resistor adicional.

Os mais comuns são os LEDs "piscantes" das séries V621, V622, V623 (Diverse); LTL 4213, LTL 4223, LTL 4233 (Lite On Opto); TLBG5410, TLBR5410, TLBY5410 (Temic Telefunken); L-36, L-56, L-616, L-796, L-816 (Kingbright Reinhold). Na aparência, eles se assemelham ao AL307BM usual, têm um corpo com diâmetro de 3 ... 10 mm, um ângulo de visão de 40 ... 1400, a cor do brilho é vermelha, laranja, amarela ou verde. Seus parâmetros típicos são os seguintes: tensão operacional - 3,5 ... 13 V, corrente direta máxima - 60 ... 70 mA, dissipação máxima de energia - 200 mW, frequência de flash - 1,5 ... 2,5 (às vezes até 5 Hz) , brilho - 1,3 ... 1000 mcd.

No estado luminoso, as propriedades de um LED "piscante" são semelhantes às de um LED comum. O segmento inicial tomado experimentalmente de sua característica corrente-tensão é mostrado na Fig. 2 (curva 1). Nos intervalos entre os flashes, o circuito do “LED” é interrompido e, na mesma tensão, a corrente que circula pelo aparelho é bem menor, já que apenas o gerador interno a consome. A curva 2 corresponde a este estado.

Se um resistor estiver conectado em série com o LED "piscando", a queda de tensão sobre ele mudará no tempo com os flashes. Usando um osciloscópio, você pode garantir que a geração continue mesmo quando a resistência do resistor aumenta para um valor no qual os flashes de luz não são mais visíveis. Realizado na fig. 2 linha de carga (3) corresponde a um resistor com uma resistência de 33 kOhm e uma tensão de alimentação de 5 V. A diferença de tensão cai no resistor durante o flash e a pausa AU excede 2 V. Isso é suficiente, por exemplo, para disparar um elemento lógico.

Dispositivos, cujos esquemas são mostrados na fig. 3 e 4, por analogia com osciladores RC, pode-se chamar osciladores RHL. Os tipos de LEDs e elementos lógicos não são indicados nos diagramas, pois várias combinações deles foram testadas e funcionam de forma estável. A duração do nível lógico alto na saída é 280...320, baixo - 340...370 ms. Esses valores dentro de uma pequena faixa dependem da resistência do resistor R1 e do tipo de elemento lógico utilizado. No dispositivo de acordo com o esquema da Fig. 3, o intervalo de possíveis resistências do resistor R1 em kiloohms ao usar microcircuitos da série indicada entre colchetes é de 0,1 ... 1,8 (K155). 0,1...5,6 (K555). 0,15...30 (KR1533) ou 0,15...91 (K561). Quando a resistência se aproxima de um dos valores limite, a quebra completa das oscilações é frequentemente precedida por um "salto" - a geração de rajadas de pulsos curtos nas frentes dos principais. No gerador de acordo com o esquema da Fig. 4, apenas microcircuitos da estrutura CMOS (série K561 e similares) podem funcionar, e a resistência R1 deve estar na faixa de 0,8 ... 300 kOhm.

Na fig. 5 mostra um diagrama de um gerador de rajada econômico contendo apenas um elemento lógico - um gatilho Schmitt. Durante o piscar do LED "piscando" HL1, o nível de tensão na entrada 1 do elemento DD1.1 corresponde à lógica 0. Na pausa entre os flashes, essa tensão aumenta para o nível de lógica 1 e o gerador RC começa a funcionar . formado pelos elementos R2, C1, DD1.1. Na saída, você pode observar rajadas de pulsos seguindo com a frequência de flashes de LED. O sinal pode ser ouvido conectando um transdutor acústico BF1 à saída do gerador, por exemplo, um emissor piezo ZP - 1, ZP - 19 ou ZP - 22. Os valores dos elementos indicados no diagrama correspondem a uma frequência de pulso em um pacote de 2 kHz. o período de repetição das rajadas é de 500, e a duração de cada uma delas é de 230 ms. Com um aumento na resistência do resistor R1 de 620 Ohm para 150 kOhm, o período de repetição da explosão aumenta de 450 para 600 ms e sua frequência de preenchimento diminui de 2,2 para 1,5 kHz. Você pode pegar essa resistência (aproximadamente 135 kOhm). em que uma tríade melódica sequencial é gerada. Ao trocar R1 e HL1, selecionando o mesmo resistor, eles conseguem um efeito tão interessante como "glissando" - uma mudança suave de tom.

Deve-se ter em mente que para todos os geradores aqui considerados, com grandes valores do resistor de carga, o brilho dos pulsos de luz diminui tanto que eles se tornam invisíveis. No entanto, a geração de impulsos elétricos continua.

Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrânia

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