ЭКОНОМИЧНАЯ ПОДСВЕТКА

В больших квартирах и частных домах в вечернее и ночное время трудно проследовать по тёмным коридорам или лестницам, чтобы на ощупь отыскать клавишу и включать освещение.
Есть и альтернативный вариант — приобрести автономные светильники «мягкого» света — их можно устанавливать в любом удобном месте, на усмотрение хозяина.

Правда, кроме безусловных «плюсов», и такие светильники имеют несколько существенных недостатков. Во-первых, питаются они от батарей, которые со временем приходят в негодность. Во-вторых, в качестве осветительных элементов в указанных устройствах задействованы лампы накаливания, потребляющие (сравнительно со светодиодами) относительно большой ток и имеющие низкий КПД, малый ресурс работы.

В качестве альтернативного и более экономичного варианта предлагается простое электронное устройство, схема которого показана на рисунке. В качестве осветительных элементов в нём применены светодиоды большой мощности, с возможностью регулировки яркости их свечения.

Этот импульсный низковольтный регулятор мощности постоянного тока позволяет изменять яркость свечения мощных светодиодов или значение тока в любой активной нагрузке. По сравнению со светильниками на основе ламп накаливания, такое устройство лишено их недостатков — ресурс работы светодиодов соответствует нескольким десяткам тысяч часов, предусмотрена возможность плавной регулировки мощности освещения, устройство предназначено для питания как от автономных источников тока (батареек, аккумуляторов), так и от стационарного стабилизированного источника питания с напряжением 6… 15 В. Кроме того, оно просто в изготовлении, поскольку содержит всего одну КМОП-микросхему и собрать его под силу даже радиолюбителю с небольшим опытом. Применение в схеме светодиодов позволяет и расширить возможности устройства.

Так, вместо указанных на схеме светодиодов, можно установить светодиоды любого цвета свечения (синего, жёлтого, красного, зелёного и других), а кроме того, установить даже мигающие светодиоды — тогда данное устройство можно с успехом применять в качестве аварийной индикации каких-либо процессов, причём яркость свечения не уступает яркости нескольких миниатюрных ламп накаливания (на напряжения 6,3. ..13,5 В), выигрывая в продолжительности работы.

Электрическая схема светильника с регулировкой мощности

Устройство легко переоборудовать для плавной регулировки освещённости в салоне автомобиля, а также яркости подсветки приборной панели и многих других подходящих случаев. Для этого его надо включить в электрическую цепь автомобиля.

Принцип работы

В устройстве (см. электрическую схему) применена микросхема К561ЛЕ5, оба элемента которой включены по схеме инверторов. В каждой микросхеме К561ЛЕ5 — по четыре однотипных элемента. Фронт и срез выходного импульса не зависят от формы входного сигнала. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью.

Импульсы с выхода второго элемента поступают на затвор мощного полевого транзистора VТ1, в цепь которого через ограничительные резисторы RЗ и R4 включена нагрузка — две цепи по четыре светодиода HL1 — HL8. Транзистор VТ1 при отсутствии сигнала на входе имеет большое сопротивление (порядка нескольких MОM) перехода сток — исток, поэтому ток потребления устройства ничтожно мал — всего несколько мкА (когда светодиоды не светятся) и может доходить до 200 мА (в зависимости от режима работы устройства и типа применённых мощных светодиодов).

Транзистор переходит в режим насыщения, когда на выходе инвертора DD1.2 присутствуют импульсы с преобладающим высоким уровнем напряжения. Когда на входе транзисторного ключа преобладают прямоугольные импульсы с низким уровнем (это зависит от положения переменного резистора R2, регулирующего скважность импульсов), транзистор закрывается, ток через светодиоды уменьшается вплоть до почти полного его отсутствия.

Яркость светодиодов HL1 — HL8 изменяется в зависимости от уменьшения или увеличения частоты появления положительных пиков импульсов на выходе элемента DD1.2. Все неиспользованные входы оставшихся двух элементов микросхемы DD1 (выводы 9, 10, 12, 13) желательно объединить между собой и подключить к «+» питания.

Транзистор следует установить на теплоотвод — он потребуется в случае длительного использования устройства во включенном состоянии (в режиме — 24 часа).

Переключение транзистора происходит с почти постоянной частотой 330 Гц. С помощью переменного резистора R2 (желательно применить СПО-1БВ) скважность импульсов можно изменять так, что мощность, подводимая к нагрузке, варьируется в пределах от 5 до 95 % от предельного значения. Свечение светодиодов получается мягким, мерцания не заметно.

Монтаж

Печатная плата для экономии времени не разрабатывалась. Элементы закреплялись на монтажной плате. Выводы соединялись перемычками — проводами МГТФ сечением 0,6…0,8 мм.

Промышленный корпус светильника (фото на заставке) с регулятором внутри крепят в удобном месте и соединяют с проводниками от стационарного источника питания через компактный разъём (например, РП10-5).

Ручка регулировки переменного резистора должна быть доступна для изменения яркости светодиодов в случае необходимости.

Налаживания устройство не требует. В месте соединения выводов 1, 2, 4 микросхемы DD1 осциллографом удобно контролировать наличие импульсов и при изменении положения движка переменного резистора Р2 их скважность.

О деталях

Полевой транзистор КП743Б можно заменить на КП743А, КП510 с любым буквенным индексом или зарубежный аналог— IRF511. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,5.

При длительной эксплуатации устройства резисторы будут нагреваться до температуры 40…50°С. Если предполагается работа в режиме 24 часа — их лучше заменить более сильными, с мощностью рассеяния 1 Вт.

Конденсатор С1 — типа КМ-6. Диоды VD1, VD2 можно заменить на КД521, КД522, Д311 и аналогичные с любым буквенным индексом. Стабилитрон VDЗ служит в качестве защитного элемента при перенапряжении от источника питания (к примеру, при установке устройства в автомобиль). В приведённой схеме его можно заменить на любой другой, обеспечивающий стабилизацию напряжения 12… 13 В стоком не менее 25 мА, а если использовать устройство в квартире с питанием от стабилизированного источника тока — VDЗ нужно из схемы исключить совсем.

Оксидный конденсатор С2 фильтрует пульсации напряжения источника питания по низкой частоте. Он может быть любого типа (например К50-29).

Вместо микросхемы К561ЛЕ5 можно применить микросхему К561ЛА7 или К1564ТЛ2, К561ЛН2 с изменением схемы последних двух из-за другой цоколёвки выводов.

Переменный резистор Р2 (кроме рекомендуемого СПО-1БВ) может быть типов СПЗ-12В, СПЗ-З0В и аналогичных. Желательно, чтобы они имели линейную характеристику изменения сопротивления — букву «В» в индексе.

Светодиоды, кроме указанных на схеме, допустимо заменить на тип RS276-143 и аналогичные. Если указанные на схеме светодиоды (8 штук) окажутся слишком яркими, их количество без изменения номиналов схемы можно сократить — благодаря предусмотренной регулировке всегда есть возможность установить необходимую силу их свечения. Мощные светодиоды L793RSС-Е имеют силу света 2,8 сd (кандел). Она не сравнима с силой свечения популярного некогда индикаторного светодиода АЛ307БМ (не более 10 миликандел), поэтому по световому потоку, а также из-за возможности регулировки силы свечения, предлагаемое устройство, на мой взгляд, останется актуальным и в будущем.

А.КАШКАРОВ, г. С а н к т-П етербург