У великих квартирах і приватних будинках у вечірній і нічний час важко проходити темними коридорами чи сходами, щоб на дотик знайти клавішу й увімкнути освітлення.
Є й альтернативний варіант — придбати автономні світильники «м’якого» світла: їх можна встановлювати в будь-якому зручному місці на розсуд господаря. Правда, окрім беззаперечних плюсів, і такі світильники мають кілька суттєвих недоліків. По-перше, вони живляться від батарей, які з часом виходять з ладу. По-друге, у таких приладах як джерела світла використовують лампи розжарювання, які (порівняно зі світлодіодами) споживають відносно великий струм, мають низький ККД і невеликий ресурс.
Як більш економічну альтернативу пропонується простий електронний прилад, схема якого показана на рисунку. У ньому як випромінювачі застосовано потужні світлодіоди з можливістю регулювання яскравості світіння.
Цей імпульсний низьковольтний регулятор потужності струму постійного дозволяє змінювати яскравість світіння потужних світлодіодів або величину струму в будь-якому активному навантаженні. Порівняно зі світильниками на лампах розжарювання такий прилад не має їхніх недоліків — ресурс світлодіодів відповідає десяткам тисяч годин, передбачено плавне регулювання потужності освітлення, прилад призначений для живлення як від автономних джерел (батарей, акумуляторів), так і від стаціонарного стабілізованого джерела з напругою 6…15 В. Крім того, його просто виготовити, оскільки в схемі лише одна КМОП-мікросхема, і зібрати її під силу навіть радіоаматору з невеликим досвідом. Застосування світлодіодів дозволяє також розширити можливості приладу.
Так, замість зазначених на схемі світлодіодів можна встановити діоди будь-якого кольору світіння (синього, жовтого, червоного, зеленого та інших), а крім того, можна поставити навіть блимаючі світлодіоди — тоді цей прилад можна з успіхом застосовувати для аварійної індикації різних процесів, причому яскравість світіння не поступається яскравості кількох мініатюрних ламп розжарювання (на напруги 6,3…13,5 В), виграючи за тривалістю роботи.
Прилад легко переобладнати для плавного регулювання освітленості в салоні автомобіля, а також яскравості підсвічування приладової панелі та в багатьох інших відповідних випадках. Для цього його треба включити в електричне коло автомобіля.
Принцип дії
У приладі (див. електричну схему) застосовано мікросхему К561ЛЕ5, обидва елементи якої увімкнено за схемою інверторів. У кожній мікросхемі К561ЛЕ5 — по чотири однотипні елементи. Фронт і зріз вихідного імпульсу не залежать від форми вхідного сигналу. На елементах DD1.1 і DD1.2 зібрано генератор прямокутних імпульсів з регульованим коефіцієнтом заповнення.
Імпульси з виходу другого елемента надходять на затвор потужного польового транзистора VT1, у коло якого через обмежувальні резистори R3 і R4 увімкнено навантаження — дві гілки по чотири світлодіоди HL1 — HL8. Транзистор VT1 за відсутності сигналу на вході має великий опір (порядку кількох МОм) переходу стік — витік, тому струм споживання приладу пренебіжно малий — лише кілька мкА (коли світлодіоди не світяться) і може сягати до 200 мА (залежно від режиму роботи приладу й типу використаних потужних світлодіодів).
Транзистор переходить у режим насичення, коли на виході інвертора DD1.2 присутні імпульси з переважаючим високим рівнем напруги. Коли на вході транзисторного ключа переважають прямокутні імпульси з низьким рівнем (це залежить від положення змінного резистора R2, що регулює коефіцієнт заповнення імпульсів), транзистор закривається, струм через світлодіоди зменшується майже до повного зникнення.
Яскравість світлодіодів HL1 — HL8 змінюється залежно від зменшення чи збільшення частоти появи позитивних піків імпульсів на виході елемента DD1.2. Усі невикористані входи двох решти елементів мікросхеми DD1 (виводи 9, 10, 12, 13) бажано з’єднати між собою й підключити до «+» живлення.
Транзистор слід установити на тепловідвід — він знадобиться при тривалому використанні приладу в увімкненому стані (у режимі цілодобово).
Перемикання транзистора відбувається з майже постійною частотою 330 Гц. За допомогою змінного резистора R2 (бажано застосувати СПО-1БВ) коефіцієнт заповнення імпульсів можна змінювати так, що потужність, що подається на навантаження, змінюється в межах від 5 до 95 % від граничного значення. Світіння світлодіодів виходить м’яким, мерехтіння непомітне.
Монтаж
Друковану плату для економії часу не розробляли. Елементи закріплювали на монтажній платі. Виводи з’єднували перемичками — дротами МГТФ перетином 0,6…0,8 мм.
Промисловий корпус світильника (фото на заставці) з регулятором усередині кріплять у зручному місці й з’єднують із провідниками від стаціонарного джерела живлення через компактний роз’єм (наприклад, РП10-5).
Ручка регулювання змінного резистора має бути доступною для зміни яскравості світлодіодів за потреби.
Налаштування прилад не потребує. У місці з’єднання виводів 1, 2, 4 мікросхеми DD1 за допомогою осцилографа зручно контролювати наявність імпульсів і при зміні положення рухомої частини змінного резистора R2 — їхній коефіцієнт заповнення.
Про деталі
Польовий транзистор КП743Б можна замінити на КП743А, КП510 з будь-яким літерним індексом або зарубіжний аналог — IRF511. Усі постійні резистори — МЛТ-0,5.
При тривалій експлуатації приладу резистори нагріваються до температури 40…50 °C. Якщо передбачається робота в режимі цілодобово — їх краще замінити потужнішими, з розсіюванням 1 Вт.
Конденсатор С1 — типу КМ-6. Діоди VD1, VD2 можна замінити на КД521, КД522, Д311 та аналогічні з будь-яким літерним індексом. Стабілітрон VD3 виконує роль захисного елемента при перенапрузі від джерела живлення (наприклад, при установці приладу в автомобіль). У наведеній схемі його можна замінити будь-яким іншим, що забезпечує стабілізацію напруги 12…13 В за струму не менше 25 мА; якщо використовувати прилад у квартирі з живленням від стабілізованого джерела струму — VD3 зі схеми слід повністю виключити.
Оксидний конденсатор С2 фільтрує пульсації напруги джерела живлення на низькій частоті. Він може бути будь-якого типу (наприклад, К50-29).
Замість мікросхеми К561ЛЕ5 можна застосувати К561ЛА7 або К1564ТЛ2, К561ЛН2 зі зміною схеми останніх двох через іншу цоколівку виводів.
Змінний резистор R2 (окрім рекомендованого СПО-1БВ) може бути типів СП3-12В, СП3-30В та аналогічних. Бажано, щоб вони мали лінійну характеристику зміни опору — літеру «В» в індексі.
Світлодіоди, окрім зазначених на схемі, допустимо замінити на тип RS276-143 та аналогічні. Якщо зазначені на схемі світлодіоди (8 штук) виявляться надто яскравими, їхню кількість без зміни номіналів схеми можна зменшити — завдяки передбаченому регулюванню завжди є можливість установити потрібну силу світіння. Потужні світлодіоди L793SRC-E мають силу світла 2,8 кд (кандела). Вона незрівнянна з силою світіння колись популярного індикаторного світлодіода АЛ307БМ (не більше 10 мкд), тому за світловим потоком, а також через можливість регулювання сили світіння, на мою думку, запропонований прилад залишатиметься актуальним і в майбутньому.
«Моделіст-конструктор» № 7’2011, А. КАШКАРОВ