LED լապտերը մեկ տրանզիստորի սխեմայի վրա: Ինչպես պատրաստել տնտեսապես LED լապտեր մեկ մարտկոցի վրա

Արգելափակող գեներատորը ազդանշանի գեներատոր է խորը տրանսֆորմատորային հետադարձ կապով, որը ստեղծում է կարճաժամկետ (սովորաբար մոտ 1 µs) էլեկտրական իմպուլսներ, որոնք կրկնվում են համեմատաբար մեծ ընդմիջումներով: Դրանք օգտագործվում են ռադիոտեխնիկայում և իմպուլսային տեխնոլոգիայի սարքերում։ Դրանք կատարվում են մեկ տրանզիստորի կամ մեկ լամպի միջոցով։ (վիքիպեդիա)

Ես որոշեցի հավաքել լուսադիոդային լապտեր, որը շատ երկար կփայլի և տնտեսապես կլինի։ Արգելափակող գեներատորը թույլ է տալիս սնուցել ցածր լարման միջոցով: LED, օրինակ, 5 մմ LED 20-50 մԱ հոսանքով:
Նախատեսվում էր օգտագործել «MP37» ապրանքանիշի գերմանիումի ցածր էներգիայի տրանզիստորներ, լուսադիոդային ժապավեն, «AAA» տեսակի փոքրիկ մատի մարտկոցներ և մանրանկարչական պատյան։
Որպես դեպք, ես վերցրեցի ներկի մարկեր, նախատեսվում էր նաև դրա մեջ մարտկոցներ տեղադրել, արգելափակող գեներատոր, կպցնել LED ժապավենը և ամբողջը լցնել ականջակալների համար նախատեսված պլաստիկ կոլբայի մեջ:

Սկզբում ներկի մարկերը ներկից մաքրեցի լուծիչով, սրբեցի անձեռոցիկով։ Այնուհետև ներքևում կտրեցի 3 AAA մարտկոցների համար նախատեսված խցիկ, կտրեցի կոնտակտները թիթեղից և ամրացրեցի դրանք ներքևից, մարկերի ներսում տաք հալվող սոսինձով, որպեսզի դրանք մեկուսացված լինեն մարկերի մետաղից: Վերին կոնտակտների համար ես բարակ տեքստոլիտից կտրեցի լվացքի մեքենա և դրա վրա սոսնձեցի կոնտակտները երկկողմանի կպչուն ժապավենի վրա: Մարտկոցները միացված են շարքով:

Ալյումինե կոլբը պատռվել էր, ուստի ստիպված էի այն զոդել F64 հոսքով։

P.S. Ես ունեմ մի քանի այլ լապտերներ, և եթե ցանկանում եք, կարող եմ ձեզ ցույց տալ իմ աշխատանքը:

Նախազգուշացում. Սպիտակ LED-ները համեմատաբար թանկ են, ուստի ես առաջարկում եմ մի փոքր դիմադրություն (1-ից մինչև 10 ohms) տեղադրել LED կաթոդի հետ՝ առավելագույն հոսանքը սահմանափակելու և չափելու համար: Շղթայի փորձարկման ընթացքում դուք կարող եք չափել լարման անկումը այս ռեզիստորի վրա՝ օգտագործելով օսցիլոսկոպ կամ պիկ դետեկտոր՝ համոզվելու համար, որ առավելագույն հոսանքը չի գերազանցում LED արտադրողի առաջարկած արժեքը: Այս առաջարկությունների հիման վրա ավելի մեծ հուսալիության համար մենք կփորձենք ստանալ առավելագույն հոսանքը առավելագույնի կեսից ոչ ավելի:

Վերանայում

Կոմպակտ փոխարկիչ փոխարկիչը, որը կարող է բավարար լարում ապահովել սպիտակ լուսադիոդների սնուցման համար, պատրաստված է նվազագույն թվով մասերից: Լույսը, որը մենք ստանում ենք, շատ ավելի արդյունավետ է լյումեն-ժամով մեկ ֆունտ մարտկոցի քաշի առումով, քան շիկացած լամպը: Բացի այդ, փայլի գույնը որոշվում է LED-ի ֆոսֆորի արտանետմամբ, ուստի փայլի գույնը գործնականում չի փոխվում, նույնիսկ երբ մարտկոցը ամբողջությամբ լիցքաթափված է: Արդյունքում մարտկոցը երկար է աշխատում։ Սա էժան է և հարմար է լապտերների, վթարային լուսավորության և այլ ծրագրերի համար, որոնք պետք է միացնեն սպիտակ LED-ները մեկ կամ երկու հիմնական մարտկոցից:

Սխեման

Չի կարող լինել ավելի պարզ սխեմա, քան այս մեկը: Արգելափակող օսլիլատորը բաղկացած է տրանզիստորից, 1 կՕմ ռեզիստորից և ինդուկտորից։ Երբ հոսանքի կոճակը սեղմված է, տրանզիստորը միանում է 1 կՕմ ռեզիստորի միջով հոսող հոսանքով: Լարումը, որը հայտնվում է ինդուկտորում միջանկյալ կետից մինչև տրանզիստորի կոլեկտորը, առաջացնում է լարում 1 կՕմ ռեզիստորի վրա, որը կարող է նույնիսկ ավելի բարձր լինել, քան մարտկոցի լարումը, դրանով իսկ ապահովելով դրական արձագանք: Երբ կծիկի ծորակի և տրանզիստորի կոլեկտորի միջև լարում կա, կոլեկտորի հոսանքն անընդհատ աճում է: Դրական արձագանքների շնորհիվ տրանզիստորը մնում է հագեցվածության մեջ, մինչև ինչ-որ բան տեղի ունենա իր բազային հոսանքի հետ:

Ինչ-որ պահի, ինդուկտորի վրա լարման անկումը նրա միջնակետից մինչև տրանզիստորի կոլեկտորը մոտենում է մարտկոցի լարման արժեքին (իրականում մարտկոցի լարումը մինուս տրանզիստորի կոլեկտոր-էմիտրի հագեցվածության լարումը): Այս պահից սկսած, կծիկում այլևս լարում չի առաջանում ծորակից մինչև 1 կՕմ ռեզիստորը, և հիմքում լարումը սկսում է ընկնել և դառնում բացասական՝ դրանով իսկ արագացնելով տրանզիստորի անջատումը։ Չնայած տրանզիստորն այժմ անջատված է, ինդուկտորը մնում է ընթացիկ աղբյուր, և կոլեկտորի լարումը բարձրանում է:

Կոլեկտորի լարումը արագորեն բավական բարձր է դառնում LED-ում հոսանք առաջացնելու համար, և այն հոսում է մինչև ինդուկտիվությունը լիցքաթափվի: Այնուհետև կոլեկտորի լարումը սկսում է զնգալ, գետնից ճոճվելով դեպի իշխանություն, միացնելով տրանզիստորը և սկսել մեկ այլ ցիկլ:

Ինդուկտիվություն

Եթե ​​դուք նախագծում եք այս սխեման ոչ առևտրային կիրառման համար, դուք ունեք ինդուկտիվ դիզայնի լայն տեսականի, որոնցից կարող եք ընտրել: Միջուկի չափը, նրա թափանցելիությունը և հագեցվածության բնութագրիչը (ֆիզիկական չափերը, μ և Bs) որոշում են, թե քանի ամպեր պտույտ կարող է հասցնել մինչև հագեցվածությունը: Եթե ​​միջուկը հագեցնում է ավելի արագ, քան լարման անկումը ինդուկտորում ծորակից մինչև տրանզիստորի կոլեկտորը հասնում է մարտկոցի լարմանը, միացումն, այնուամենայնիվ, անմիջապես կանցնի, քանի որ միջուկի հագեցվածությունը կծիկը դարձնում է դիմադրության նման, իսկ ինդուկտիվ միացումը: կծիկի կոլեկտորը և հիմքը (կողմը 1 կՕմ ռեզիստորով) շատ ուժեղ է ընկնում: Սա ունի նույն ազդեցությունը, ինչ կծիկի լարման անկումը մոտեցնելով մարտկոցի լարմանը: Լարաչափը որոշում է, թե քանի ամպեր կմիացնի շղթան միացումից առաջ՝ լարման աճող անկման պատճառով: Ինդուկտորի միջուկի պարամետրերը (հիմնականում ֆիզիկական չափերը և մագնիսական թափանցելիությունը) որոշում են, թե քանի միկրովայրկյան կծիկ է լիցքավորվում կոլեկտորի հոսանքով, որը կավելանա մինչև տրանզիստորն անջատվի: Այս կարգավորումները նաև որոշում են, թե որքան ժամանակ կհոսի հոսանքը LED-ի միջով, երբ տրանզիստորն անջատված է: Ինդուկտորի գրեթե բոլոր բնութագրերը ազդում են այս սխեմայի աշխատանքի վրա:

Ես այս միացումն արեցի մի քանի միլիմետր տրամագծով ֆերիտային օղակների վրա և մինչև մի քանի սանտիմետր խաչմերուկով շրջանաձև միջուկների վրա (նկատի ունեցեք ստորև նկարագրված ժանգոտ եղունգների ինդուկտիվությունը):

Ահա, ընդհանուր առմամբ, միջուկի չափերի և ինդուկտորների բնութագրերի միջև կապը.

• Խոշոր միջուկը՝ հեշտ քամու, միացման ցածր հաճախականություն, բարձր հզորություն:
• Փոքր միջուկ. դժվար է քամել, ավելի բարձր միացման հաճախականություն, ցածր հզորություն:

Ինչպես սկսել. Վերցրեք կծիկի միջուկը, նախընտրելի է ֆերիտը, և դրա շուրջը քամեք 20 պտույտով: Հեռացրեք մետաղալարերի կարճ օղակի տեսքով, այնուհետև շարունակեք ոլորել ևս 20 պտույտ: Շրջադարձների քանակի ավելացումը հանգեցնում է գործառնական հաճախականության նվազմանը, նվազումը` հաճախականության ավելացմանը: Ես պտտեցի ընդամենը 10 պտույտ մեջտեղից ծորակով (5 + 5) և այս կծիկը աշխատում էր 200 կՀց հաճախականությամբ։ Նայեք ստորև նկարագրված սխեմային, որը հավաքված է լույսի լամպի հիմքում, որն աշխատում է մոտ 200 կՀց հաճախականությամբ:

Բարելավված միացում

Այս սխեման գրավիչ է, քանի որ այն պարունակում է նվազագույն թվով տարրեր: LED-ը սնուցվում է իմպուլսային հոսանքի միջոցով: Զարկերակը սկսվում է, երբ LED լարումը հասնում է իր առաջ գործող լարմանը, որն ավելի բարձր է, քան մարտկոցի լարումը, ինչը չի ազդում տրանզիստորի միացման վրա: Թերությունն այն է, որ գագաթնակետային հոսանքի և միջին LED հոսանքի հարաբերակցությունը բավականին բարձր է, այն կարող է լինել 3:1 կամ 5:1՝ կախված շղթայի պարամետրերից (հիմնականում կծիկի ինդուկտիվությունը և մարտկոցի լարումը): Եթե ​​ցանկանում եք, որ LED-ն ավելի պայծառ փայլի տվյալ առավելագույն հոսանքի համար, կարող եք ավելացնել դիոդ և կոնդենսատոր, ինչպես ցույց է տրված ստորև ներկայացված գծապատկերում:

Քննադատներից մեկը լավ գաղափար առաջարկեց. եթե տարածություն կա, ավելացրե՛ք անջատող կոնդենսատոր մարտկոցի բացասական տերմինալի և ինդուկտորի միջին կետի միջև: Որոշ մարտկոցներ ունեն բարձր ելքային դիմադրություն, և այս կոնդենսատորը կարող է մեծացնել շղթայի ելքային հոսանքը: 10 μF կոնդենսատորը պետք է բավարար լինի, բայց եթե դուք օգտագործում եք շատ մեծ ինդուկտոր, ավելի լավ է մեծացնել հզորությունը:

Որտե՞ղ եք տեղադրելու էլեկտրամատակարարումը:

Քանի որ այս սխեման պարունակում է մի քանի տարրեր, ես կառավարեցի դրանք բոլորը, ներառյալ ինդուկտորը, 1 կՕմ ռեզիստորը, 2N4401 տրանզիստորը (ի դեպ, TO-92 փաթեթում), ուղղիչ դիոդ, չիպային կոնդենսատոր և Nichia NSPW315BS LED: , սոսինձի մի փոքր կաթիլով տեղադրեք գրիչի լամպի հիմքում:

Լամպի փոխարեն LED-ի օգտագործումը թույլ է տալիս մշակել կոմպակտ լապտեր: Այն բավականաչափ լույս է տալիս անլուսին գիշերը փողոցով քայլելու համար: Ես գնահատեցի 1,5 վ լարման մարտկոցից մոտ 35 մԱ լարող լապտերի աշխատանքի ժամանակը: Պարզվեց, որ այն անդադար կաշխատի առնվազն 30 ժամ: Սա բավականին երկար ժամանակ է։ Մի քանի Duracell ալկալային մարտկոցների պարամետրերը կարելի է գտնել:

Փայլի գույնը մնում է նույն կապտավուն սպիտակը, նույնիսկ երբ մարտկոցի լարումն իջնում ​​է։Եթե նման սարքը լավ մշակվի, այն շատ երկար կծառայի։ Ես 18 ամիս ունեի այդպիսի մի լապտեր, որը հավաքվել էր ըստ վերջին գծապատկերի, և ես այն օգտագործում էի ամեն երեկո։ Մարտկոցը միայն երկու անգամ եմ փոխել։ Եթե ​​մարտկոցի կոնտակտները կոռոզիայից չփչանային, ես չէի իմանա, որ այն փոխարինելու ժամանակն է, քանի որ լապտերը հիանալի էր աշխատում։

Ժանգոտ մեխի գիշերային լույս

Այս արգելափակող տատանողական սխեմաները լավագույնս աշխատում են ֆերիտային միջուկների հետ, բայց երբեմն դժվար է գտնել: Որոշ ընթերցողներ մտահոգություն են հայտնել ինդուկտորների արտադրության վերաբերյալ, և դա հասկանալի է, քանի որ ինդուկտորները շատերի համար առեղծվածային աուրա ունեն:

Ես պարտավորվում եմ ապացուցել, որ ինդուկտորների մեջ ոչ մի բարդ բան չկա, և որ դրանք շատ կարևոր են: Մի օր մեքենայի վթարի պատճառով քարշակին սպասելիս ճանապարհի մոտ ժանգոտված մեխ նկատեցի։ Այն ուներ 6,5 սմ երկարություն, և ես որոշեցի օգտագործել այն ինդուկտորի միջուկի համար:

Ես երկար CAT-5 (Ethernet) մալուխից հանեցի ø0,5 մմ պինդ պղնձե մետաղալարերի ոլորված զույգ: Այս մետաղալարը նման է այն մետաղալարին, որն օգտագործվում է շենքերի ներսում հեռախոսագծեր անցկացնելու համար: Ես 60 պտույտ ոլորված զույգով մոտ երեք շերտով փաթաթեցի մեխի վրա, հետո մի հաղորդիչի սկիզբը միացրի մյուս հաղորդիչի ծայրին, և ստացվեց 120 պտույտով ինդուկտոր՝ մեջտեղից ծորակով:

Ես դրան միացրել եմ 2N2222 տրանզիստոր, 1 կՕմ ռեզիստոր, 1,5 Վ AA մարտկոց և սպիտակ LED: Ոչինչ չի պատահել. Այնուհետև ես 0,0027 uF կոնդենսատոր միացրեցի 1 կՕմ ռեզիստորի վրա (այն ավարտվեց աշխատասեղանի վրա) և LED-ը կենդանացավ: Ձեզ կարող է անհրաժեշտ լինել մոտ 0,001 uF կոնդենսատոր: LED-ը հիանալի փայլում է, և միացումը 20 մԱ հոսանք է վերցնում AA մարտկոցից: Օսցիլոսկոպի էկրանի ազդանշանը սարսափելի է թվում, բայց գլխավորն այն է, որ միացումն այրվել է նույնիսկ այս ժանգոտ մեխի վրա, և AA բջիջի սկզբնական 1,5 Վ-ը մեծացրել է մինչև 3 Վ-ից ավելի, ինչը բավարար է LED-ը լուսավորելու համար:

Նրանք, ովքեր ծանոթ են կծիկի միջուկի ընտրության որոշ ասպեկտներին, անմիջապես կնկատեն, որ պտտվող հոսանքները հսկայական կլինեն, քանի որ երկաթը ցածր դիմադրություն ունի՝ համեմատած ֆերիտի կամ, օրինակ, օդի հետ, և հավանաբար այլ կորուստներ կլինեն: Եվ այնպես չէ, որ պետք է վազել և մեխեր գնել LED լամպ պատրաստելու համար, այլ այն, որ այս սխեման շատ գործունակ է ստացվել։ Եթե ​​ժանգոտված մեխը և հեռախոսի լարը բավական են սպիտակ լուսադիոդը լուսավորելու համար, ապա խեղդվողը խնդիր չէ: Այսպիսով, ընդմիջեք, գնացեք և գնեք ֆերիտի միջուկ և սկսեք աշխատել նախագծի վրա:

Որտեղ ստանալ ֆերիտի միջուկներ

Գերմանացի Վոլֆգանգ Դրիհաուսը գրել է, որ ֆերիտի միջուկներն օգտագործվում են կոմպակտ լյումինեսցենտային լամպերում, և որ նա հաջողությամբ կիրառել է դրանք LED հոսանքի սխեմաների վրա: Հաջորդ օրը ես նայեցի և տեսա, որ լամպերի մի մասը պետք է փոխարինվի:

Իմ տան կոմպակտ լյումինեսցենտային լամպերից մի քանիսը այրվել են: Նոր լամպեր գնելուց և այրվածները փոխարինելուց հետո գնացի ավտոտնակ՝ լամպերից մեկը ապամոնտաժելու: Առաջին խնդիրը լամպի բազայի էլեկտրոնիկան հասնելն էր: Հետագա նամակում Վոլֆգանգն ինձ ասաց, որ լամպի լամպը կարելի է բացել, և տպատախտակը հեռացնել՝ առանց ապակին կոտրելու: Զգույշ եղեք, որ չջարդեք լամպի ապակե խողովակները, քանի որ դրանք պարունակում են թունավոր սնդիկ:

Ես ուզում էի համոզվել, որ այս միջուկները օգտակար կլինեն ինձ համար և հանեցի ոլորունները «համրից» և պտտվող կծիկից։ EE միջուկի կծիկը ապամոնտաժելու գործընթացում ֆերիտը մի քանի տեղից ճաքեց, այնպես որ ես չկարողացա փորձել այն իմ միացումում:

Համրի միջուկի վրա ես փաթաթել եմ ø0,2 մմ էմալապատ մետաղալարով 50 պտույտ, սարքել եմ կենտրոնական ծորակ, ապա պտտել ևս 50 պտույտ: Ես այս կծիկից հավաքեցի սարք՝ 2N4401 տրանզիստոր, տրանզիստորի հիմքին միացված 330 օմ ռեզիստոր և սպիտակ լուսադիոդ՝ հոդվածի սկզբում տրված գծապատկերին համապատասխան։ Երբ ես միացրի 1,5 Վ սնուցման աղբյուրը, լուսադիոդը վառ բռնկվեց: Սա հաստատեց, որ նման միջուկով կծիկ կարող է օգտագործվել այս շղթայում:

Ես 10 պտույտ ø0,4 մմ մետաղալար եմ փաթաթել տորոիդային միջուկի վրա, ծորակ արեցի և ևս 10 պտույտ փաթաթեցի։ Միացնելով կծիկը նույն շղթային (2N4401, 330 օհմ, սպիտակ LED) 1,5 վոլտ սնուցմամբ, ես տեսա, որ LED-ը միացված է, չնայած ոչ այնքան վառ, որքան նախորդ կծիկը, բայց տորոիդի վրա ընդամենը 20 պտույտ կար: .

Այսպիսով, հիմա մենք գիտենք, թե որտեղից կարելի է ստանալ ֆերիտի միջուկներ: Կոմպակտ լյումինեսցենտային լամպերը շատ մատչելի են և ի վերջո մաշվում են և փոխարինման կարիք ունեն:

Մեկ այլ ընթերցող նշեց, որ ֆերիտի միջուկների մեկ այլ աղբյուր համակարգչային ծայրամասային մալուխներն են: Մոնիտորի մալուխները, ստեղնաշարի մալուխները և որոշ USB մալուխներ ունեն պլաստիկ բռնակներ, որոնք իրականում պարունակում են ֆերիտի միջուկներ: Եթե ​​պատրաստվում եք ձեր հին ստեղնաշարը նետել աղբարկղը, ինչու՞ նախ չկտրել ֆերիտը:

Կարդացեք վերջը

Ինտերնետում հանդիպեցի մի հետաքրքիր սխեմայի՝ մայրական տախտակից թափոնների դաշտային սարքի վրա ամենապարզ միկրոհոսանքի վարորդի, պարզվեց, որ այն բավականին աշխատող էր: Շղթայի ավելի պարզ տարբերակ՝ երկբևեռ տրանզիստորով. Ահա մի փոքր շտկված սխեման՝ սկսնակների համար ավելի մանրամասն հասկանալու համար, թե ինչ, որտեղ և ինչպես զոդել.

Ես գտա մի փունջ նման APM2014 դաշտային տրանզիստորների հին մայրական տախտակներից և արագ զոդեցի դրանք փորձարկման համար, համրի փոխարեն ես ֆերիտ վերցրեցի շնչափողից, երբ սնուցվում է մեռած 1,1 Վ մարտկոցով, 1 Վտ LED-ը բավականին վառ է փայլում: , 1,4 Վ-ում այն ​​դեռ ավելի պայծառ է փայլում, բայց արդեն տաքացվող։ Հետագայում կստուգեմ տարբեր խեղդուկներով, բայց հավանաբար կանգ կառնեմ համրերի վրա, քանի որ դրանք ավելի հարմար են պատյաններում տեղադրելու համար։ 0,5 Վտ հզորությամբ 60 մԱ լուսադիոդը միացնելու փորձնական փորձի ժամանակ այն արագ այրվեց:

LED-ը վերցրեց 1 Վտ, դրա լույսը բավարար է մթության մեջ լուսավորելու համար, քանի որ սա դեկորատիվ լապտեր է և չափազանց շատ լույս չի պահանջվում: Ռեֆլեկտորի փոխարեն օգտագործվել է կոլիմատոր, միայն պետք էր մի փոքր սրել եզրով։

Գործողության ընթացքում LED- ը նկատելիորեն տաքանում է միայն թարմ մարտկոցից խեղդողով, գծապատկերում նշված տվյալներով, այս դեպքում ես օգտագործեցի CD75 խեղդուկ և շրջեցի այն: Քանի որ այստեղ բավարար տարածք չկա, դրա մեջ տեղավորվում են 0,43 մետաղալարերի ընդամենը 14 պտույտ, բայց թարմ տարրից LED- ի ջեռուցումը նույնպես նվազել է, չնայած պայծառությունը մի փոքր նվազել է:

Տպագիր տպատախտակի երկրորդ կողմը օգտագործվում է որպես լուսադիոդային մոնտաժ և որպես սառեցում, կոնտակտները նշված են մակագրության վրա կարմիր գույնով, դրանք կարող են մշակվել ձեռքի տակ եղած ցանկացած գործիքով: Ես մի քանի կտոր տեքստոլիտ դրեցի դաշտային էֆեկտի տրանզիստորի վրա, որպեսզի հարթեցնեմ ենթաշերտը դրական կոնտակտային սկավառակի տակ՝ թեքությունից:

Ստացված լապտերը փայլում է լուսավոր հոսքի նվազմամբ մինչև բջջային լարման 0,5 Վ, և եթե այն սկսում է թարթել, ապա մարտկոցն այժմ ամբողջովին մեռած է, չնայած նույն աղի մարտկոցները կարող են վերականգնվել աղի լուծույթով և հետագայում օգտագործել լապտերի մեջ: Նյութի հեղինակ - Իգորան.

Քննարկեք «ՊԱՐԶ ԼԱՊԱՐՏ ՄԵԿ AA մարտկոցի վրա» հոդվածը