Светодиодный маячок

Найти в темное время суток различные предметы и объекты, в том числе подвижные (например, домашних животных), станет легче, если на них закрепить экономичный маячок, описание которого приведено ниже: с наступлением темноты он автоматически включается и начинает подавать световые сигналы.

Схема маячка показана на рис. 1. По сути, это несимметричный мультивибратор на транзисторах разной структуры VT2, VT3, который вырабатывает короткие импульсы с интервалом в не сколько секунд. Источником света служит излучающий диод HL1, датчиком освещенности - фототранзистор VT1.

Работает устройство следующим образом. Как видно из схемы, участок эмиттер-коллектор фототранзистора VT1 вместе с резисторами R1, R2 образует делитель напряжения в цепи базы транзистора VT2. В светлое время суток сопротивление этого участка невелико, поэтому напряжение на эмиттерном переходе транзистора VT2 мало, и он закрыт. Закрыт и транзистор VT3, поскольку напряжение смещения на его базе, зависящее от тока коллектора VT2, равно нулю. Иными словами, мультивибратор не работает и потребляемый им ток не превышает 2...3 мкА.

С наступлением темноты, когда из-за уменьшения освещенности сопротивление участка эмиттер-коллектор фототранзистора VT1 возрастает настолько, что падение напряжения на нем достигает примерно 0,6 В, транзистор VT2 начинает открываться. Увеличение создаваемого его коллекторным током падения напряжения на резисторе R4 приводит к тому, что начинает открываться и транзистор VT3. В результате напряжение на его коллекторе понижается и начинает заряжаться конденсатор С1. Зарядный ток протекает через резистор R1, участок эмиттер - коллектор VT1 и эмиттерный переход транзистора VT2, поэтому последний открывается еще больше и его коллекторный ток растет, что ведет к еще большему открыванию транзистора VT3 и т. д. Процесс протекает лавинообразно, и светодиод HL1 ярко вспыхивает.

По мере зарядки конденсатора С1 зарядный ток уменьшается, и в какой-то момент транзистор VT2, а вслед за ним и VT3 начинают закрываться. Происходит это быстро, поэтому светодиод резко гаснет. Далее конденсатор разряжается через светодиод HL1, резистор R5 и высокоомный резистор R2, и как только напряжение на нем понизится до определенного значения, транзистор VT2 вновь начнет открываться и весь процесс повторится. Из-за большого сопротивления разрядной цепи продолжительность разрядки конденсатора значительно больше, чем зарядки, поэтому интервал между вспышками светодиода достигает нескольких секунд.

Для того чтобы вспышки были более заметны, в устройстве применен сверхьяркий светодиод. Для минимизации питающего напряжения выбран светодиод TLWR9622 (красного цвета свечения) группы Y (прямое напряжение - 1,83.-.2,07 В). Это позволяет сохранить работоспособность маячка при снижении напряжения питания примерно до 2,3 В.

Все детали устройства размещают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, эскиз которой показан на рис. 2.

Помимо транзисторов, указанных на схеме, в маячке можно применить КТ361В, КТ361Г и КТ315В, КТ315Г, а также транзисторы серий КТ3107 (VT2) и КТ3102 (VT3) с любым буквенным индексом. Светодиод HL1 - любой сверхьяркий красного цвета свечения с возможно меньшим прямым напряжением и, желательно, с большим углом излучения. Можно использовать сверхьяркий светодиод и белого цвета свечения, но тогда придется увеличить напряжение питания (оно должно быть не менее 3,5 В). Конденсаторы С1, С2 - любые оксидные в цилиндрическом корпусе диаметром 5 мм (например, серии ТК фирмы Jamicon), резисторы - МЛТ, С2-33, Р1-4. Выключатель SA1 - любой малогабаритный.

Для расширения угла излучения светодиода можно закрепить на нем светорассеивающий пластмассовый колпачок (матовый или прозрачный с рифленой поверхностью).

Батарею питания маячка можно составить из различных гальванических или аккумуляторных элементов. Например, если он предназначен для установки на небольших подвижных объектах, то удобно использовать малогабаритные и легкие дисковые элементы типоразмера 357А, в других случаях целесообразно применить обладающие большей емкостью пальчиковые AAA.

Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже, маячок начинает работать сразу после включения питания - достаточно закрыть окошко фототранзистора непрозрачной шторкой. Требуемой яркости вспышек добиваются подбором резистора R5. Длительность вспышек зависит от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора С1, а паузы между ними - от емкости этого же конденсатора и сопротивления резистора R2.

Для увеличения дальности обнаружения маячка число светодиодов можно увеличить, например, до четырех, соединив их последовательно и разместив в конструкции таким образом, чтобы они излучали свет в разные стороны. В этом случае, конечно, напряжение питания надо повысить до 12 В и пропорционально увеличить сопротивление резисторов R1, R2, а резистор R5 подобрать по требуемой яркости вспышек.

Автор: И.Нечаев, г.Москва

C этой схемой также часто просматривают: