LED lukturītis uz viena tranzistora ķēdes. Kā izveidot ekonomisku LED lukturīti ar vienu akumulatoru

Bloķējošs ģenerators ir signālu ģenerators ar dziļu transformatora atgriezenisko saiti, kas ģenerē īstermiņa (parasti aptuveni 1 µs) elektriskos impulsus, kas atkārtojas salīdzinoši lielos intervālos. Tos izmanto radiotehnikā un impulsu tehnoloģiju ierīcēs. Tos veic, izmantojot vienu tranzistoru vai vienu lampu. (wikipedia)

Nolēmu salikt LED lukturīti, kas spīdētu ļoti ilgi un būtu ekonomisks. Bloķējošais ģenerators ļauj darbināt no zemsprieguma. LED, piemēram, 5 mm LED ar strāvu 20-50 mA.
Plānos bija izmantot zīmola "MP37" germānija mazjaudas tranzistorus, LED lenti, "AAA" tipa mazo pirkstiņu baterijas un miniatūru korpusu.
Kā maciņu paņēmu krāsas marķieri, vēl bija plānots ielikt tajā baterijas, bloķējošo ģeneratoru, uzlīmēt LED lenti un sabāzt to visu plastmasas kolbā austiņām.

Vispirms ar šķīdinātāju notīrīju krāsas marķieri no krāsas, noslaucīju ar salveti. Tad apakšā izgriezu nodalījumu 3 AAA baterijām, izgriezu no skārda kontaktus un no apakšas, marķiera iekšpusē ar karsti kausētu līmi nostiprināju tā, lai tie būtu izolēti no marķiera metāla. Augšējiem kontaktiem no plānas tekstolīta izgriezu paplāksni un uz 2-pusējās līmlentes uzlīmēju kontaktus. Baterijas, kas savienotas virknē.

Alumīnija kolba bija saplēsta, tāpēc nācās to lodēt ar F64 plūsmu.

P.S. Man ir vēl daži lukturīši, un, ja vēlaties, varu jums parādīt savus darbus.

Brīdinājums: baltās gaismas diodes ir salīdzinoši dārgas, tāpēc es iesaku ievietot nelielu rezistoru (1 līdz 10 omi) virknē ar LED katodu, lai ierobežotu un izmērītu maksimālo strāvu. Pārbaudot ķēdi, varat izmērīt sprieguma kritumu šajā rezistorā, izmantojot vai nu osciloskopu, vai pīķa detektoru, lai nodrošinātu, ka maksimālā strāva nepārsniedz LED ražotāja ieteikto vērtību. Pamatojoties uz šiem ieteikumiem, lai nodrošinātu lielāku uzticamību, mēs centīsimies iegūt maksimālo strāvu, kas nav lielāka par pusi no maksimālās.

Pārskats

Kompakts pārslēgšanas pārveidotājs, kas var nodrošināt pietiekamu spriegumu balto gaismas diožu darbināšanai, ir izgatavots no minimāla detaļu skaita. Gaisma, ko mēs iegūstam, ir daudz efektīvāka lūmenstundu izteiksmē uz akumulatora svara mārciņu nekā kvēlspuldze. Turklāt mirdzuma krāsu nosaka gaismas diodes fosfora emisija, tāpēc mirdzuma krāsa praktiski nemainās pat tad, kad akumulators ir pilnībā izlādējies. Tā rezultātā akumulators kalpo ilgu laiku. Šis ir lēts un piemērots lukturīšiem, avārijas apgaismojumam un citām lietojumprogrammām, kurās baltas gaismas diodes ir jādarbina ar vienu vai divām primārajām baterijām.

Shēma

Nevar būt vienkāršākas shēmas par šo. Bloķējošais oscilators sastāv no tranzistora, 1 kΩ rezistora un induktora. Nospiežot barošanas pogu, tranzistors ieslēdzas ar strāvu, kas plūst caur 1 kΩ rezistoru. Spriegums, kas parādās pāri induktors no viduspunkta līdz tranzistora kolektoram, inducē spriegumu pāri 1 kΩ rezistoram, kas var būt pat lielāks par akumulatora spriegumu, tādējādi nodrošinot pozitīvu atgriezenisko saiti. Ja starp spoles krānu un tranzistora kolektoru ir spriegums, kolektora strāva pastāvīgi palielinās. Pozitīvas atgriezeniskās saites dēļ tranzistors paliek piesātināts, līdz kaut kas notiek ar tā bāzes strāvu.

Kādā brīdī sprieguma kritums pāri induktors no tā viduspunkta līdz tranzistora kolektoram tuvojas akumulatora sprieguma vērtībai (faktiski akumulatora spriegums mīnus tranzistora kolektora-emitera piesātinājuma spriegums). No šī brīža spolē no krāna uz 1 kΩ rezistoru vairs netiek inducēts spriegums, un spriegums pie pamatnes sāk kristies un kļūst negatīvs, tādējādi paātrinot tranzistora izslēgšanos. Lai gan tranzistors tagad ir izslēgts, induktors joprojām ir strāvas avots, un kolektora spriegums palielinās.

Kolektora spriegums ātri kļūst pietiekami augsts, lai inducētu strāvu LED, un tas plūst, līdz induktivitāte tiek izlādēta. Pēc tam kolektora spriegums sāk zvanīt, pāriet no zemes uz strāvu, ieslēdz tranzistoru un sāk citu ciklu.

Induktivitāte

Ja plānojat šo shēmu nekomerciālam lietojumam, jums ir pieejams plašs induktora dizainu klāsts. Kodola izmērs, caurlaidība un piesātinājuma raksturlielumi (fiziskie izmēri, µ un Bs) nosaka, cik ampēru apgriezienus tas spēj nodrošināt pirms piesātinājuma. Ja serde piesātinās ātrāk, nekā sprieguma kritums pāri induktors no krāna uz tranzistora kolektoru sasniedz akumulatora spriegumu, ķēde tik un tā nekavējoties pārslēgsies, jo serdeņa piesātinājums padara spoli kā rezistoru un induktīvo savienojumu starp kolektoru un kolektoru. bāzes (puse ar 1 kΩ rezistoru) spoles pusītes ļoti stipri krīt. Tam ir tāds pats efekts kā spoles sprieguma krituma pietuvināšana akumulatora spriegumam. Vadu mērītājs nosaka, cik ampēru ķēde izslēgs pirms pārslēgšanas pieaugoša sprieguma krituma dēļ. Induktora serdes parametri (galvenokārt fiziskie izmēri un magnētiskā caurlaidība) nosaka, cik mikrosekundes spoli uzlādē ar kolektora strāvu, kas palielināsies līdz tranzistors izslēgsies. Šie iestatījumi arī nosaka, cik ilgi strāva plūst caur LED, kamēr tranzistors ir izslēgts. Gandrīz visi induktora raksturlielumi ietekmē šīs ķēdes darbību.

Es izveidoju šo ķēdi uz ferīta gredzeniem, kuru diametrs ir daži milimetri, un uz toroidālajiem serdeņiem, kuru šķērsgriezums ir līdz dažiem centimetriem (ņemiet vērā tālāk aprakstīto sarūsējušo naglu induktivitāti).

Šeit ir vispārīga saistība starp serdes izmēriem un induktora raksturlielumiem:

• Liels kodols: viegli uztīts, zema pārslēgšanas frekvence, liela jauda.
• Mazs kodols: grūti uztīt, augstāka pārslēgšanas frekvence, mazāka jauda.

Kā sākt. Paņemiet spoles serdi, vēlams ferītu, un aptiniet to 20 apgriezienus. Paceliet īsas stieples cilpas veidā, pēc tam turpiniet tīt vēl 20 apgriezienus. Pagriezienu skaita palielināšanās noved pie darbības frekvences samazināšanās, samazināšanās - pie frekvences palielināšanās. Es uztinu tikai 10 apgriezienus ar krānu no vidus (5 + 5), un šī spole strādāja ar frekvenci 200 kHz. Apskatiet tālāk aprakstīto shēmu, kas ir samontēta spuldzes pamatnē un darbojas ar frekvenci aptuveni 200 kHz.

Uzlabota ķēde

Šī shēma ir pievilcīga, jo tajā ir minimāls elementu skaits. Gaismas diode tiek darbināta ar impulsa strāvu. Impulss sākas, kad LED spriegums sasniedz savu tiešā darba spriegumu, kas ir lielāks par akumulatora spriegumu, kas neietekmē tranzistora pārslēgšanu. Trūkums ir tāds, ka maksimālās strāvas attiecība pret vidējo LED strāvu ir diezgan augsta, tā var būt 3:1 vai 5:1, atkarībā no ķēdes parametriem (galvenokārt spoles induktivitāte un akumulatora spriegums). Ja vēlaties, lai gaismas diode spīdētu spožāk noteiktai maksimālās strāvas stiprumam, varat pievienot diodi un kondensatoru, kā parādīts zemāk esošajā diagrammā.

Viens kritiķis ieteica labu ideju: ja ir pieejama vieta, pievienojiet atdalīšanas kondensatoru starp negatīvo akumulatora spaili un induktora viduspunktu. Dažām baterijām ir augsta izejas pretestība, un šis kondensators var palielināt ķēdes izejas strāvu. Ar 10 µF kondensatoru vajadzētu būt pietiekamam, bet, ja izmantojat ļoti lielu induktors, labāk ir palielināt kapacitāti.

Kur ievietosiet barošanas bloku?

Tā kā šajā shēmā ir maz elementu, es pārvaldīju tos visus, ieskaitot induktors, 1 kΩ rezistoru, 2N4401 tranzistoru (starp citu, TO-92 iepakojumā), taisngrieža diode, mikroshēmas kondensatoru un Nichia NSPW315BS LED. , kopā ar nelielu līmes pilienu novietojiet pildspalvas lampas pamatnē.

Gaismas diodes izmantošana spuldzes vietā ļauj izstrādāt kompaktu lukturīti. Tas dod pietiekami daudz gaismas, lai staigātu pa ielu bezmēness naktī. Novērtēju kabatas lukturīša darbības laiku, kas no 1,5 V akumulatora velk apmēram 35 mA. Izrādījās, ka tas darbosies nepārtraukti vismaz 30 stundas. Tas ir diezgan ilgs laiks. Var atrast vairāku Duracell sārma bateriju parametrus.

Mirdzuma krāsa paliek tāda pati zilgani balta, pat ja akumulatora spriegums krītas.Ja šāda ierīce ir labi apstrādāta, tā kalpos ļoti ilgi. Man bija viens šāds lukturītis, kas salikts pēc pēdējās shēmas, 18 mēnešus, un es to izmantoju katru vakaru. Akumulatoru esmu nomainījis tikai divas reizes. Ja akumulatora kontakti nebūtu sabojājušies korozijas dēļ, es nezinātu, ka ir pienācis laiks to nomainīt, jo lukturītis strādāja perfekti.

Sarūsējuša naga nakts gaisma

Šīs bloķējošās oscilatoru shēmas vislabāk darbojas ar ferīta serdeņiem, taču dažreiz tās ir grūti atrast. Daži lasītāji ir pauduši bažas par induktoru izgatavošanu, un tas ir saprotams, jo daudziem induktoriem ir noslēpumaina aura.

Es apņemos pierādīt, ka induktoros nav nekā sarežģīta un ka tie ir ļoti svarīgi. Kādu dienu, gaidot evakuatoru automašīnas bojājuma dēļ, pie ceļa pamanīju sarūsējušu naglu. Tas bija 6,5 ​​cm garš, un es nolēmu to izmantot induktora kodolam.

Es izvilku vītā pāra ø0,5 mm cietu vara stiepli no gara CAT-5 (Ethernet) kabeļa. Šis vads ir līdzīgs tam, ko izmanto telefona līniju vadīšanai ēkās. Es uztinu 60 vītā pāra apgriezienus apmēram trīs kārtās uz naglas, pēc tam savienoju viena vadītāja sākumu ar cita vadītāja galu, un rezultāts bija 120 apgriezienu induktors ar krānu no vidus.

Pieslēdzu 2N2222 tranzistoru, 1 kΩ rezistoru, 1,5 V AA bateriju un baltu LED. Nekas nav noticis. Tad es pievienoju 0,0027 uF kondensatoru 1 kΩ rezistoram (tas nokļuva uz darbvirsmas), un LED atdzīvojās. Jums var būt nepieciešams aptuveni 0,001 uF kondensators. LED spīd skaisti, un ķēde paņem 20 mA strāvu no AA akumulatora. Signāls uz osciloskopa ekrāna izskatās drausmīgs, bet galvenais ir tas, ka ķēde uzliesmoja pat šai sarūsējušajai naglai un palielināja AA šūnas sākotnējos 1,5 V līdz vairāk nekā 3 V, kas ir pietiekami, lai apgaismotu LED.

Tie, kas pārzina dažus spoles serdes izvēles aspektus, uzreiz pamanīs, ka virpuļstrāvas būs milzīgas, jo dzelzs pretestība ir zema salīdzinājumā ar, piemēram, ferītu vai gaisu, un, iespējams, būs arī citi zudumi. Un nav runa par to, ka jāskrien un jāpērk naglas, lai izgatavotu LED lampu, bet gan par to, ka šī shēma izrādījās ļoti praktiska. Ja baltā gaismas diodes iedegšanai pietiek ar sarūsējušu naglu un telefona vadu, tad ar droseles palīdzību nav problēmu. Tātad, paņemiet pārtraukumu, nopērciet ferīta serdi un sāciet strādāt pie projekta.

Kur iegūt ferīta serdeņus

Volfgangs Driehauss no Vācijas rakstījis, ka ferīta serdeņus izmanto kompaktajās dienasgaismas spuldzēs un viņš tos veiksmīgi pielietojis LED strāvas ķēdēs. Nākamajā dienā es paskatījos uz augšu un redzēju, ka dažas spuldzes ir jānomaina.

Dažas manas mājas kompaktās dienasgaismas spuldzes ir izdegušas. Pēc jaunu spuldžu iegādes un izdegušo nomaiņas devos uz garāžu izjaukt vienu no spuldzēm. Pirmā problēma bija tikt pie elektronikas lampas pamatnē. Papildu vēstulē Volfgangs man teica, ka lampas spuldzi var atvērt un noņemt shēmas plati, nesalaužot stiklu. Uzmanieties, lai nesalauztu lampas stikla caurules, jo tajās ir toksisks dzīvsudrabs.

Gribēju pārliecināties, vai šie serdeņi man noderēs un noņēmu tinumus no "hanteles" un toroidālās spoles. EE serdeņa spoles izjaukšanas procesā ferīts vairākās vietās saplaisāja, tāpēc es to nevarēju izmēģināt savā ķēdē.

Uz hanteles serdes uztinu 50 apgriezienus ø0,2 mm emaljētas stieples, izveidoju centrālo krānu un pēc tam uztinu vēl 50 apgriezienus. No šīs spoles es saliku ierīci, tranzistoru 2N4401, 330 omu rezistoru, kas savienots ar tranzistora pamatni, un baltu LED saskaņā ar diagrammu, kas sniegta raksta sākumā. Kad pieslēdzu 1.5V barošanas avotu, LED spoži mirgoja. Tas apstiprināja, ka šajā shēmā var izmantot spoli ar šādu serdi.

Uz toroidālās serdes uztinu 10 apgriezienus ø0,4 mm stieples, uztaisīju krānu un uztinu vēl 10 apgriezienus. Pieslēdzot spoli tai pašai ķēdei (2N4401, 330 omi, balta LED) ar 1,5 voltu barošanu, es redzēju, ka LED deg, lai gan ne tik spilgti kā ar iepriekšējo spoli, bet toroidā bija tikai 20 pagriezieni. .

Tāpēc tagad mēs zinām, kur iegūt ferīta serdeņus. Kompaktās dienasgaismas spuldzes ir ļoti pieejamas, un galu galā tās nolietojas un ir jānomaina.

Kāds cits lasītājs norādīja, ka vēl viens ferīta serdeņu avots ir datoru perifērijas kabeļi. Monitora kabeļiem, tastatūras kabeļiem un dažiem USB kabeļiem ir plastmasas pogas, kurās faktiski ir ferīta serdeņi. Ja grasāties izmest veco tastatūru miskastē, kāpēc gan vispirms nenogriezt ferītu?

Izlasi beigas

Internetā es uzgāju interesantu shēmu, kurā ir izmantots vienkāršākais mikrojaudas draiveris atkritumu lauka ierīcē no mātesplates, tā izrādījās diezgan efektīva. Vienkāršāka shēmas versija ar bipolāru tranzistoru -. Šeit ir shēma nedaudz izlabota, lai iesācējiem būtu sīkāka izpratne par to, ko, kur un kā lodēt:

Atradu kaudzi tādu APM2014 lauka efekta tranzistoru no vecām mātesplatēm un ātri pielodēju uz testu, hanteles vietā paņēmu no droseļvārsta ferītu, barojot ar beigtu 1,1 V akumulatoru, diezgan spilgti spīd 1 W LED. , pie 1,4 V joprojām spīd spožāk, bet jau sakarsēts. Vēlāk pārbaudīšu ar dažādiem droseles, bet droši vien apstāšos pie hanteles, jo tās ir ērtāk ielikt futrāļos. Pārbaudes mēģinājuma laikā pieslēgt 0,5 W 60 mA gaismas diode ātri izdega.

Gaismas diode ieguva 1 W, tās gaismas pietiek apgaismošanai tumsā, jo šis ir dekoratīvs lukturītis un pārāk daudz gaismas nav nepieciešams. Atstarotāja vietā tika izmantots kolimators, tikai nācās nedaudz uzasināt gar malu.

Darbības laikā LED manāmi uzkarst tikai no svaiga akumulatora ar droseles ar diagrammā norādītajiem datiem, šajā gadījumā es izmantoju CD75 droseli un to pārtinu. Tā kā šeit nav pietiekami daudz vietas, tajā ietilpa tikai 14 0,43 stieples apgriezieni, bet arī LED sildīšana no svaigā elementa samazinājās, lai gan spilgtums nedaudz samazinājās.

Iespiedshēmas plates otrā puse tiek izmantota kā LED stiprinājums un kā dzesēšana, kontakti uz zīmoga ir norādīti sarkanā krāsā, tos var apstrādāt ar jebkuru instrumentu pie rokas. Es uzliku pāris tekstolīta gabalus uz lauka efekta tranzistora, lai izlīdzinātu substrātu zem pozitīvā kontakta diska, no šķībuma.

Iegūtais lukturītis spīd ar gaismas plūsmas samazināšanos līdz elementa spriegumam 0,5 V, un, ja tas sāk mirgot, tad akumulators tagad ir pilnībā izlādējies, lai gan tās pašas sāls baterijas var atjaunot ar fizioloģisko šķīdumu un izmantot tālāk lukturī. Materiāla autors - Igorāns.

Apspriediet rakstu VIENKĀRŠS AKUMA LAMPIS UZ VIENA AA AKUMULATORA