Появление сверхъярких светодиодов позволяет реализовать световые эффекты, которые невозможно получить при использовании обычных светодиодов. Об одном из них и ночнике, в котором применены источники света с использованием этого эффекта, и идет речь в предлагаемой вниманию читателей статье.
Если в отрезок трубочки для коктейля с торцов вставить яркие светодиоды разного цвета свечения и питать один нарастающим, а другой убывающим током, то в темноте можно наблюдать интересный эффект: свечение одного цвета как бы «выдавливает» свечение другого, образуя движущуюся от одного торца трубочки к другому область смешанного сияния. На рис. 1 показаны фазы смены цветов свечения в нескольких таких трубочках,
играющих роль источников света в предлагаемом ночнике (рис. 2).
Он может работать в 2-х режимах: ручного регулирования, при котором можно зафиксировать любые яркость и сочетание цветов свечения, и автоматической плавной смены холодного 3-хцветия «белый – синий – красный» мягким сочетанием «оранжевый – желтый – зеленый», и наоборот.
Схема ночника изображена на рис. 3.
Он содержит генератор прямоугольных импульсов на микросхеме DA1 и три транзисторных ключа. Два из них (VT2, VT3) нагружены разноцветными светодиодами HL1, HL3, HL5 и HL2, HL4, HL6, третий (VT1) обеспечивает противофазную работу первых 2-х. Резисторы R1, R2 и конденсатор С1 определяют частоту следования импульсов генератора (при указанных на схеме номиналах она равна примерно 0,1 Гц), резисторы R9-R14 ограничивают ток через светодиоды.
При установке переключателя SA1 в положение «Ручн.» (ручное управление) напряжение батареи питания GB1 через резисторы R16, R15, диоды VD3, VD4 и токоограничивающие резисторы R9-R14 поступает на светодиоды. Перемещая движок переменного резистора R15 из одного крайнего положения в другое, изменяют соотношение яркости свечения светодиодов пар (HL1 и HL2, HL3 и HL4, HL5 и HL6) и соответствующее ему положение области смешанного свечения в трубках.
С переводом переключателя в положение «Авт.» (автоматическое управление) начинает работать генератор на микросхеме DA1. Импульс, возникший на ее выходе (вывод 3), через диод VD1 и цепь R5C3R7 воздействует на базу транзистора VT2, он довольно медленно открывается, и включенные в его эмиттерную цепь светодиоды плавно зажигаются. По окончании импульса транзистор некоторое время поддерживается в открытом состоянии разрядным током конденсатора СЗ, но поскольку он убывает, яркость свечения светодиодов также плавно снижается. С приходом следующего импульса все повторяется – светодиоды вновь начинают светить ярче и т. д.
В момент появления первого импульса мгновенно открывается транзистор VT1, напряжение на его коллекторе понижается практически до нуля и остается таким до наступления паузы. По этой причине остается закрытым транзистор VT3, поэтому светодиоды HL2, HL4, HL6 не горят. С наступлением паузы транзистор VT1 закрывается, напряжение на его коллекторе резко возрастает, и этот перепад через цепь VD2R6C4R8 воздействует на базу транзистора VT3, заставляя его открыться, а указанные светодиоды – зажечься.
С приходом следующего импульса транзистор VT1 вновь открывается, и заряженный к этому времени конденсатор С4 начинает медленно разряжаться через резистор R8 и эмиттерный переход VT3, ток через него уменьшается и яркость свечения светодиодов HL2, HL4, HL6 плавно уменьшается. Так, благодаря противофазному изменению тока через светодиоды создается эффект движения смешанных областей вверх – вниз – вверх и т. д.
Большинство деталей устройства монтируют на основной печатной плате (рис. 4), изготовленной из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм. Все резисторы – МЛТ, конденсаторы С1, СЗ, С4 – оксидные серии ТК фирмы Jamicon, C2 – керамический КМ. Переменный резистор R15 — регулировочный любого типа, переключатель SA1 – движковый ПД21-3.
Светодиоды HL1-HL6 указанных на схеме цветов свечения – любые сверхъяркие с максимальным прямым током не менее 20 мА в корпусах диаметром 5 мм с прозрачными линзами. Из отечественных подойдут КИПД40Т20-К4-П7 (красного цвета свечения), КИПД40П30-Р-Д7 (оранжевого), КИПД40П30-Л4-Д7 (зеленого), КИПД40Н20-С1-П7 (синего), КИПД40-С20-Ж-П7 (желтого), КИПД80С20-Б1-П (белого). Светодиоды монтируют на 2-х круглых печатных платах (рис. 5), диаметр которых подбирают таким, чтобы при сборке они плотно входили в имеющиеся в распоряжении пластмассовые крышки 4 и 8 (рис. 6).
Впаяв светодиоды 6 на место и расположив платы 1 и 5 таким образом, чтобы напротив HL1 оказался HL2, а напротив HL3 и HL5 – соответственно HL4 и HL6, на корпусы светодиодов надевают трубки 3 одинаковой длины (120…140 мм), концы которых предварительно обмотаны одним-двумя слоями липкой ленты 2 черного цвета (это желательно сделать для лучшего проявления областей смешанного свечения при работе ночника). Скрепив, таким образом, платы одну с другой, соединяют их печатные проводники четырьмя отрезками 7 обмоточного провода марки ПЭВ-2 или ПЭВТЛ диаметром 0,4…0,5 мм. После этого к печатным проводникам нижней платы 1 в местах, помеченных светлыми квадратами с номерами 1-7 (цифры соответствуют номерам в позиционных обозначениях светодиодов на рис. 3), припаивают жгут из семи разноцветных проводов (желательно тех же цветов, что и цвета свечения светодиодов).
Для лучшего проявления эффекта перемещения области смешанного свечения в трубках необходимо до установки на место подобрать резисторы R9-R14. Собрав макет в соответствии со схемой, изображенной на рис. 7 (позиционные обозначения резисторов и светодиодов соответствуют рис. 3), подбором указанных резисторов в далеененной комнате добиваются того, чтобы в крайних положениях движка переменного резистора трубки со светодиодами светились с примерно одинаковой яркостью. При перемещении движка из одного крайнего положения в другое смена цветов должна происходить плавно и по возможности одновременно.
Далее в центре нижней (по рис. 6) крышки 8 сверлят отверстие диаметром 7…8 мм, приклеивают к ней с наружной стороны цоколь 9 (отрезок пластиковой трубки диаметром 12…15 мм), после чего надевают крышки на соответствующие платы. Для защиты трубок со светодиодами от повреждений снаружи на крышки надевают цилиндр, свернутый из прозрачной оберточной пленки и склеенный скотчем.
Основную плату вместе с батареей питания 6F22 («Крона»), переключателем SA1 и переменным резистором R15 монтируют в пластмассовом основании лампы (см. рис. 2), предварительно вырезав в его стенках отверстия под соединительные провода и органы управления устройством.
После закрепления всех узлов пропускают жгут проводов через отверстие в верхней части основания, приклеивают к нему цоколь светильника и, наконец, припаивают к плате соединительные провода (цифры 1-6 у отверстий под них соответствуют номерам в позиционных обозначениях светодиодов на рис. 3).
Потребляемый ночником ток достигает 40 мА, поэтому питать его от батареи есть смысл лишь в том случае, если он будет включаться на непродолжительное время. Если же предполагается использовать его в дежурном режиме, то целесообразно изготовить или приобрести готовый сетевой источник питания (адаптер) с понижающим трансформатором, обеспечивающий на выходе постоянное напряжение 9…10 В при токе не ниже указанного.
Радио №07, 2010г.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1
Программируемый таймер и осцилляторNE5551
VT1-VT3
Биполярный транзисторКТ315Б3
VD1-VD4
ДиодКД522Б4
С1
Электролитический конденсатор470 мкФ 16 В1
С2
Конденсатор0.047 мкФ1
С3
Электролитический конденсатор100 мкФ 16 В1
С4
Электролитический конденсатор220 мкФ 16 В1
R1, R5, R8
Резистор15 кОм3
R2
Резистор3.9 кОм1
R3
Резистор22 кОм1
R4
Резистор2 кОм1
R6, R7
Резистор7.5 кОм2
R9
Резистор1 кОм1
R10
Резистор160 Ом1
R11
Резистор220 Ом1
R12, R13
Резистор100 Ом2
R14, R16
Резистор120 Ом2
R15
Переменный резистор470 Ом1
HL1
СветодиодКрасный1
HL2
СветодиодЗеленый1
HL3
СветодиодБелый1
HL4
СветодиодОранжевый1
HL5
СимисторСиний1
HL6
СветодиодЖелтый1
SA1
ПереключательТри положения1
GB1
Батарея питания9 Вольт1
Х1
Разьем для подключения батареи питания1
Добавить все