30.03.21

[Домашняя]

В последние годы для разработчиков электронной аппаратуры и радиолюбителей стала доступна новейшая элементная база ведущих зарубежных и отечественных производителей, что позволяет создавать новые версии привычных в быту устройств, значительно повышая их эксплуатационные характеристики. Относительно недавно появившиеся в розничной продаже светодиоды с высокой светоотдачей почти всех основных цветов свечения позволяют создать компактную конструкцию домашнею ночника без использования архаичных ламп накаливания. Интенсивности световою потока, создаваемого описываемым устройством, достаточно, чтобы, не напрягая зрение читать газетный текст на расстоянии двух-трех метров от ночника. В процессе эксплуатации этого ночника не требуется его обслуживания. Он не боится тряски, падений, скачков напряжения. Ночник оснащен двумя видами электронных реле фото и акустическим. Светодиоды светятся только с наступлением темноты при условии, что на мембрану микрофона оказывается достаточное звуковое воздействие. Такой режим работы не только экономит электроэнергию, но и создает более комфортные условия для отдыха. Схема ночника приведена на рисунке ниже.

Микрофонный усилитель собран на микросхемном малошумящем операционном усилителе DA1. Его коэффициент усиления определяется отношением сопротивлений резисторов R3 и R5. Для нормальной работы микросхемы напряжение на ее неинвертирующем входе (вывод 3) должно составлять примерно половину от напряжения на выводе питания 7. В делитель напряжения для ОУ входят R1, R4 и микрофон ВМ1. Резистором R2 задается ток покоя ОУ на уровне 180…300 мкА. Усиленное ОУ DA1 напряжение звуковой частоты снимается с его выхода и через разделительный конденсатор С4 поступает на однополупериодный выпрямитель, собранный на диодах VD1, VD2. Когда уровень звукового сигнала достаточен, конденсатор С5 заряжается до 2,5...6 В, полевой п-канальный транзистор VT2 обогащенного типа открывается. Если в это время фототранзистор VT1 не освещен, то транзистор VT3 закрывается, a VT4 и VT5 открываются, что приводит к зажиганию ультраярких светодиодов HL1 HL10. Длительность их свечения после наступления тишины в основном, зависит от параметров время задающей цепи C5R9. Цепь включения транзисторов VT3, VT4 представляет собой триггер Шмитта, что обеспечивает работу высоковольтного транзистора VT5 в ключевом режиме. Конденсатор С8 предназначен для более четкого переключения транзисторов триггера. Чувствительность фотореле к искусственному и естественному освещению задается резистором R7, она тем выше, чем больше его сопротивление. Устройство питается сетевым напряжением переменного тока 220 В. Напряжение +10 В для питания узлов управления, формируется на стабилитроне VD4. Резистор R16 предотвращает обесточивание узлов при закрытом высоковольтном транзисторе VT5. Когда VT5 закрыт, напряжение на ею коллекторе относительно общего провода составляет 14…18 В, что мало для зажигания светодиодов, но вполне достаточно для работы параметрического стабилизатора на VD4R16. Резистор R17 предназначен для разрядки конденсатора С9 после отключения устройства от сети. Резистор R18 уменьшает броски тока через выпрямительный мост VD5 при включении питания ночника. В конструкции можно использовать постоянные резисторы С2 23, С2 33, С14, МЛТ соответствующей мощности. Подстроечный резистор R3 — типа РП1-63м, СПЗ 19а. СПЗ-38а Конденсатор С5 — танталовый или ниобиевый с малым током утечки из серий К53, К52. Гасящий конденсатор С9 — типа К73-24, К73-17, К73-16 или импортный аналог на напряжение не ниже 400 В и указанной на принципиальной схеме емкости. Конденсатор С4 — обязательно пленочный, например К73-17 емкостью 1 мкФ на 63 В. Керамический С6 — К10-17, КМ-5. Остальные конденсаторы — оксидные малогабаритные. По возможности конденсаторы следует использовать производства известных зарубежных фирм, например Samsung, Keltron,  Rubycon или отечествеинные последних разработок. Диоды VD1 VD3 можно заменить кремниевыми маломощными Диодами серий КД503, КД512. КД521, КД522 Стабилитрон VD4 заменяется на КС406Б, КС210Ж, КС207А, Д814В, 1N4710, TZMC 10. Диодный мост VD5 можно установить DB104, DB107, КС407А, КС422Г или установить четыре выпрямительных диода, например, типа КД243Ж, 1N4004. Полевой МОП-транзистор VT2 можно заменить на любой из серии КП301 или на аналогичный токовый ключ КР1014КТ1А. КР1064КТ1А. Транзистор VT3 заменяется любым из серий КТ3102, 2SC1222, 2SC1845 VT4 заменим на КТ940А, КТ969А, MPSA42, 2SC2330. Вместо мощного высоковольтного КТ851Б можно использовать 2SA1400, 2SA1776 или КТ9115А. КТ9178А. Микрофон можно применить любой малогабаритный электретный с током потребления не более 500 мкА. Фототранзистор с темновым током менее 100 нА можно заменить на L 51РЗ. L 32P3C или аналогичный. В этой конструкции желательно использовать импортные ультраяркие светодиоды фирмы Kingbrigh диаметром 5 мм в прозрачном корпусе HL1—HL5 — красные L 1513SRC/F (4500 мКд). Вместо них можно установить L1503SRC/F. L-1543SRC/E, КИПД40С20- 1/ К4П6 HL6-  HL10     зеленые    L-1513S6C (300 мКд) Их можно заменить на L 1503SGT, L 1543SGC, КИПД40С20-1/Л1 П6. Пользуясь подробными каталогами торговых организаций или фирм производителей, можно подобрать им другие замены с аналогичными или еще лучшими параметрами. Очень хорошие результаты будут получены, если вместо двух-трех светодиодов указанных типов установить ультраяркие светодиоды белого цвета свечения NSPW500BS (5500.. .6400 мКд) или синего 1-7113РВС, L-7113PBT (450 .1000 мКд) Применение в ночнике светодиодов разного цвета свечения дает более мягкое и естественное «вечернее» освещение. Все детали устройства можно установить на плате размерами 65x55 мм и разместить в корпусе габаритами 105x70x45 мм («активная вилка», «шкатулка», «мыльница» и т. п.). С обратной или боковых сторон необходимо просверлить несколько десятков вентиляционных отверстий диаметром 2 5 мм. При разводке печатной платы следует минимизировать подогрев транзистора VT5 резисторами R16, R18. Световой поток от светодиодов не должен попадать на фототранзистор. В большинстве случаев может потребоваться экранировка медной или латунной фольгой каскада на операционном усилителе DA1. Налаживание правильно собранного устройства сводится к установке баланса ОУ подбором резистора R1, установке порога акустической чувствительности резистором R3 и светочувствительности резистором R7. Для удобства эксплуатации чувствительность «органов чувств» ночника устанавливается максимально возможной. Если при светящихся светодиодах напряжение между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT5 будет более 7 В, следует заменить этот транзистор на экземпляр с большим коэффициентом передачи тока базы. Если чувствительность микрофона окажется недостаточной, то перед детектором на VD1, VD2 можно установить один дополнительный усилительный каскад на биполярном  p-n-п транзисторе, работающий с током коллектора 300...400 мкА. Параллельно резистору R7 можно установить малогабаритную кнопку с фиксацией, что позволит принудительно включать светодиоды вне зависимости от состояния обоих датчиков. При монтаже светодиодов необходимо тщательным образом следить за полярностью и не допускать разрыва их цепи.

Схемотехника №3 2003г стр. 28