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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Lanterna turística. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Iluminação. Esquemas de controle A lanterna descrita possui alto brilho, que é proporcionado por 16 LEDs montados em uma matriz. A característica de emissão direcional dos LEDs cria um poderoso fluxo luminoso a uma distância de pelo menos 3 m sem o uso de refletores e ilumina uma grande área.
A lanterna é ligada por meio de um microinterruptor. Os modos de operação definidos por um interruptor adicional permitem que você use esta lanterna para diversas necessidades. Por exemplo, use-o diretamente como lanterna, lâmpada ou farol poderoso. No modo beacon, a lanterna produz flashes de luz ultrabrilhantes que são visíveis a uma distância considerável. A lanterna pode ser colocada no modo de espera, quando será ligada automaticamente ao anoitecer ou no escuro. O esquema da lanterna é mostrado na Fig.1.
Usando a seção de chave SB 1.1, a sensibilidade da lanterna ao nível de luz ambiente é definida. Assim, na posição em que os contatos SB1.1 estão fechados, a sensibilidade ao nível de iluminação é máxima, e a lanterna acenderá apenas na escuridão total. Este modo de operação pode ser combinado tanto com iluminação contínua quanto com iluminação pulsada, definida pela posição dos contatos na seção SB1.2. Na posição em que os contatos SB1.1 estão abertos e o nível de luz é mínimo, a lanterna pode girar mesmo à sombra ou com tempo nublado. Ambas as opções de instalação permitem utilizar a lanterna como lâmpada com acendimento automático, por exemplo, em uma barraca. A segunda seção da chave SB1.2 define o modo dos pulsos de luz emitidos pela lanterna (posição “farol” ou “lanterna”). No modo Beacon, os LEDs emitem flashes de luz curtos e brilhantes. Este modo de operação pode ser usado para pesquisar, marcar um local ou atrair atenção. Na posição “lanterna”, os LEDs emitem luz branca brilhante e uniforme, como uma lanterna normal. A lanterna é alimentada por um elemento tamanho AAA com tensão de 1,5 V, o que é muito conveniente durante caminhadas, quando cada grama de peso conta. O circuito (Fig. 1) consiste em um gerador de pulsos curtos nos elementos do microcircuito DD1.1, DD1.2, elementos buffer DD1.3...DD1.6, uma chave eletrônica nos transistores VT2...VT4 e um centelhador no capacitor C2. Os LEDs HL1...HL16, localizados em uma placa de circuito impresso em forma de matriz, piscam periodicamente em alta frequência. A lanterna é ligada pelo interruptor SB2. Imediatamente após ligar a energia, o gerador começa a trabalhar nos elementos DD1.1 e DD1.2. Ao introduzir o circuito R2-VD1 na estrutura do gerador, foram obtidos pulsos positivos curtos com pausa mais longa em sua saída. Isto é necessário para carga e descarga normais do capacitor C2. Digamos que após ligar a energia, um amplo pulso negativo apareça na saída do gerador. Tendo passado pelos elementos DD1.3, DD1.4 e invertido duas vezes, este pulso abre o transistor VT2 e conecta a placa positiva do capacitor C2 à fonte de alimentação “+”. O mesmo pulso, após ser invertido uma vez pelo elemento DD1.4, abre o transistor VT4, conectando a placa negativa do capacitor C2 ao fio comum. O capacitor C2 carrega rapidamente. Depois de alterar o pulso negativo na saída do gerador para um pulso positivo curto, os transistores VT2, VT4 são fechados e mantidos fechados durante o pulso positivo. Este pulso positivo com duração de cerca de 10 ms da saída 4 do DD1.2 entra pelos elementos DD1.5, DD1.6 até a base do transistor VT3 e o abre. Como resultado, o capacitor carregado C2 é conectado em série com a fonte de energia a uma carga de LEDs HL1...HL16. Por um curto período, o dobro da tensão de alimentação é conectado aos terminais do LED, ou seja, cerca de 3 V. A corrente flui através dos LEDs e dos resistores limitadores de corrente R7...R22, e os LEDs piscam, iluminando o espaço à frente deles. Um pulso negativo aparece novamente na saída do gerador, que fecha o transistor VT3, e o processo de carregamento do capacitor C2 é repetido. Isso garante que os LEDs acendam periodicamente. A energia do flash do LED é determinada pela capacitância do capacitor C2. Neste circuito, o capacitor acumula carga suficiente para que os LEDs brilhem intensamente. A fotocélula BL1 e o transistor VT1 controlam o liga/desliga do gerador no chip DD1 e, portanto, o acendimento dos LEDs HL1...HL16. A seção do interruptor SB 1.1 permite definir a sensibilidade ao nível de iluminação. Quando o SB1.1 está na posição fechada (sensibilidade máxima), o emissor do transistor VT1 é conectado ao fio comum, e o transistor se torna um amplificador. Se neste momento estiver escuro, o fotodiodo está fechado e o transistor VT1 também está fechado. O gerador liga automaticamente, ou seja, a luz acende. Quando BL1 está aceso, um potencial positivo aparece no ânodo do fotodiodo, que liga o transistor VT1. Através do VT1, um nível lógico baixo é fornecido ao pino 1 do elemento DD1.1 e bloqueia o funcionamento do gerador. O gerador permanece bloqueado enquanto o fotodiodo recebe pelo menos uma pequena quantidade de luz, e o gerador em DD1.1, DD1.2 é ligado apenas na escuridão total. Se SB1.1 estiver na posição desligada, o fotodiodo BL1 será conectado através da junção base-coletor do transistor VT1 à entrada do gerador em DD1.1, DD1.2. Não há amplificação de sinal adicional pelo transistor. Isto leva ao bloqueio do gerador pela corrente fraca do fotodiodo BL1 apenas em níveis elevados de luz. Em outras palavras, mesmo um leve escurecimento do fotodiodo faz com que o gerador do chip DD1 ligue e os LEDs da lanterna acendam. A segunda seção da chave - SB1.2 - define o modo de operação do gerador. O fechamento desta seção faz com que o resistor R3 seja conectado em paralelo com R1, o que provoca uma diminuição na frequência do gerador e o LED pisca. O dispositivo é montado sobre uma placa de circuito impresso em fibra de vidro unilateral com dimensões de 55x85 mm. O desenho da placa é mostrado na Fig. 2, e a localização dos componentes do rádio é mostrada na Fig. Os contatos para conexão da bateria foram retirados de um antigo controle remoto de TV.
Não é difícil desmontá-los, basta desmontar com cuidado o controle remoto e retirar os contatos que estão localizados nas ranhuras do compartimento da bateria. Os contatos são instalados na placa de circuito impresso de forma que toquem com segurança as extremidades da bateria e sejam vedados com fluxo neutro sem limpeza. Após a instalação da bateria, ela é fixada com um fio fino de cobre unipolar, que é soldado às placas de contato mostradas na Fig. 3 (próximo à bateria). A lista de componentes de rádio utilizados no dispositivo é apresentada na tabela. O chip 74HC14 pode ser substituído por um 74LV14, que funciona em tensões de alimentação muito baixas. Neste caso, a duração da lanterna com uma bateria aumentará. A lanterna usa LEDs ARL-3014UWZ (brancos, alto brilho). Mas é possível instalar outros LEDs. O principal é que eles aumentaram o brilho. Em caso de substituição, recomenda-se selecionar o modo de corrente dos LEDs aumentando ou diminuindo as resistências R7...R22. Se você não planeja usar a lanterna no modo foto-relé, o transistor VT1 e o fotodiodo BL1 não precisam ser soldados. Gostaria de ressaltar que o uso do modo fotorrelé aumenta o consumo total de corrente da bateria, o que também precisa ser levado em consideração. Para alimentar a lanterna, usei um elemento “GRUNDIG” “novo” (provavelmente chinês) de tamanho AAA com tensão (sem carga) de 1,66 V (1,5 V na etiqueta). Ao conectar o elemento, o consumo de corrente no modo “Lanterna” foi de 15 mA, no modo “Beacon” - 9...10 mA. Para expandir a faixa de tensão de alimentação “para baixo”, é necessário reduzir a resistência dos resistores limitadores de corrente para 15.20 Ohms e ao mesmo tempo reduzir a capacidade do capacitor de descarga (caso contrário, os LEDs queimarão) para 1500.. 2200 μF. Autor: A. Lechkin, Ryazan
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