Mnogi so videli miniaturne žepne žepke, ki tečejo iz ene 1,5-voltne baterije. Teoretično ta napetost ni dovolj za osvetlitev bele LED. To pomeni, da v primeru obstaja skrita naprava, ki poveča napetost na želeno raven. To napravo lahko naredite z lastnimi rokami pol ure, z uporabo poceni in cenovno ugodnih delov. O tem, kako povezati LED z 1,5 V baterijo v vseh podrobnostih, bo povedal ta članek.
Shema in načelo njenega dela
Napajanje LED iz akumulatorja 1,5 V je prikazano na sliki.
Glavni funkcionalni elementi so enostopenjski tranzistorski ojačevalnik in impulzni transformator, s katerim se doseže globoka pozitivna povratna informacija. Tranzistorski bazni tok je omejen na upor R1, za optimizacijo izhodnih parametrov pa sta nastavljena VD1 dioda in kondenzator C1, o čemer bomo govorili kasneje.
Shema napajanja svetleče diode iz ene baterije deluje na principu blokiranja-generatorja. Vzpostavitev impulza se izvede z odklepanjem tranzistorja in preklopom v način zasičenja s pozitivno povratno zvezo. Zaradi zasičenosti se zmanjša tok bazne postaje. Tranzistor je zaprt, energija transformatorja pa se vrne na obremenitev. Zato LED utripa za kratek čas.
Zdaj, podrobneje, upoštevajte delo sheme, predstavljeno na sliki. Znano je, da se tok v tuljavi induktivnosti ne more takoj spremeniti.Najprej, v trenutku napajanja iz akumulatorja je tranzistor v zaprtem stanju. Postopno povečanje toka v kolektorju in nato v navitju baze povzroči nemoteno sprostitev tranzistorja. To vodi do povečanja kolektorskega toka, ki teče skozi navitje kolektorja. To povečanje toka se pretvori v osnovno navitje in dodatno poveča tok baze.
Zaradi takšnega procesa, podobnega plazovi, tranzistor vključuje nasičenost. V načinu zasičenja se kolektorski tok preneha povečevati, kar pomeni, da bo napetost na osnovnem navitju postala nič. To bo zmanjšalo bazni tok in izhod tranzistorja iz nasičenja. Napetost na osnovnem navitju spremeni polarnost, kar prispeva k skoraj trenutnemu zapiranju tranzistorja. Posledično se vsa zbrana energija usmeri na obremenitev. LED utripa in skozi sebe preide tok, ki se iz vrednosti kolektorskega toka zmanjša na nič. V tem časovnem intervalu v transformatorju je proces povratnega blokiranja, ki vodi do naslednjega odklepanja tranzistorja. Nato se cikel ponovi.
Shema deluje s frekvenco več deset kilohercev. Torej človeško oko zaznava tisoče utripov na sekundo kot trajni sijaj. Toda vezje je mogoče rahlo izpopolniti, tako da se trenutna odpoved prek LED-ja odpravi na nič, dodajanje kondenzatorja in diode pa se gladi. Kondenzator C1 je priključen vzporedno na svetlečo diodo, sledi polarnost in dioda VD1 je zaporedno v tokovnem tokokrogu. VD1 preprečuje praznjenjekondenzator na odprtem tranzistorju.
Priključitev LED na baterijo, v skladu s tem vezjem, zahteva skladnost z enim pravilom: nemogoče je vključiti sestavljeno napravo brez obremenitve (lahko sežge tranzistor).
Izračun in podrobnosti montaže
Vse radio komponente, ki so potrebne za praktično izvajanje, so poceni ali so na zalogi radioamaterjev. Izjema je transformator, ki bo moral malo delati.
Transformator je izdelan ročno s feritnim obročem, razstavljenim z napako kompaktne fluorescentne žarnice ali impulzno napajanje. Zunanji premer obroča je približno 10 mm z možno toleranco na obe strani. Za navijanje sta uporabljeni dve enosmerni žici enake dolžine s prerezom 0,5 mm 2. Posukan par je idealen za omrežno LAN povezavo.
Obe žici (po možnosti različnih barv) se zložita skupaj in navita na obroč, zlaganje se zlaga v krog. Na splošno naj bi bilo 20 zavojev. Istočasno prihaja začetek žic na eni strani, konci pa na drugi strani. Po tem se začetek žic iste barve poveže s koncem žice druge barve in jih poveže s plusom baterije. Preostala dva konca sta povezana s kolektorjem tranzistorja in upora.
Tranzistor se izbere na podlagi največjega toka kolektorja z dvojno rezervo, da se prepreči pregrevanje. V tem primeru se ujemata KT315B ali KT3102A. Namesto tega lahko uvozite BC547A s parametri:
- največji tokzbiralnik - 100 mA;
- največja napetost kolektorja-oddajnika - 45V;
- dobiček h21E - 100-220.
Priporočljivo je izbrati tranzistor z vrednostjo h21E blizu 100.
S tem, ko se postavi na največji delovni tok kolektorja 25 mA, lahko izračunamo tok podnožja: IB = IK /h21E = 25/100 = 0,25 mA.
Teoretično se upor upora R1 lahko izračuna po formuli: R1 = (UBAT-UBE) /ib = (1,5-0,6) /0,00025 = 3600 ohmov.
V praksi pa zadostuje upor z nazivno vrednostjo 1 kOm, ker se v izračunu ne upoštevajo vhodna impedanca vira energije in visokofrekvenčni način delovanja ter tok magnetizacije, ki je balastna komponenta toka zbiralnika. Upoštevati je treba tudi dejstvo, da bo EMC akumulator zmanjšan, zato bo učinkovitejši upor z manjšo upornostjo. Z uporom 1kΩ-0,125W ± 5% amplitudna vrednost toka LED ne presega 26 mA.
Program lahko napaja ne samo baterija z napetostjo 1,5 V, temveč tudi baterija s prstnim odtisom 1,2 V.
V tem primeru bi morala imeti dioda VD1 majhen padec napetosti v odprtem stanju. V ta namen so primerne Schottky diode tipa 1N5817-1N5819, pri katerih je padec napetosti na majhnih tokovih 0,2-0,4 V. Kondenzator C1 - elektrolitsko na 10 μF-6,3. Ta zmogljivost je dovolj za gladkost pulziranja toka na LED.
Med delovanjem baterija izgubi svojo zmogljivost in napetost na njenih izhodih se zmanjša. LED se bo nadaljevala, dokler ne bo izpolnjen pogoj: UBAT & gt; UBE (povprečno 0,6). Tako napajalna shema LED iz ene baterije omogoča največjo učinkovitostuporabite utripajočo baterijo.
Tiskana vezja
Tiskano vezje najpreprostejšega generatorja za blokiranje lahko prenesete tukaj. Ta enostranska plošča je velikosti 10 x 20 mm, ki jo lahko enostavno namestite v primeru svetilke. Končna plošča z deli in žicami na LED je zaželena, da se postavi v termo-boben in postavi poleg baterije. Če uporabite smd tranzistor in upor, z izklopom diode s kondenzatorjem, lahko naredite ploščo še manjšo za najmanjšo svetilko.
Post mortem
Rešitev za načrtovanje vezja se učinkovito upošteva pri vključitvi 1-3 LED diod katerekoli barve z največjim tokom do 30 mA. Za napajanje močnejših LED iz ene baterije je potrebno nekaj prilagoditev. V dani shemi je mogoče zmanjšati upor upora, s čimer se poveča amplituda kolektorskega toka (vendar ne presega največje vrednosti potnega lista).
Za priključitev LED 1W je treba vse vezje zamenjati z močnejšim: večjim transformatorjem s kolektorskim tokom najmanj 500 mA. Ko nastavljate vezje za luč na eni bateriji, morate uporabiti osciloskop za nadzor toka LED.
Na internetu lahko najdete veliko shem za priključitev svetleče diode na baterijo. V tem primeru avtorji ne oklevajo prikazati fotografije svojih meritev, kjer tok v obremenitvi presega dovoljeno vrednost za LED z majhno močjo (30 mA). Zakaj LED ne utripa? Dejstvo je, da je večinaMultimeter meri izmenično napetost in tok samo v območju 40-400 Hz, kar je navedeno v priročniku. Toda mnogi radioamaterji tega ne poznajo. Seveda multimeter ne more meriti toka LED, ki utripa s frekvenco deset kHz, in na zaslonu prikaže naključno število.
