1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Переливающийся светодиод в качестве генератора импульсов

Переливающийся светодиод в качестве генератора импульсов

С. РЮМИК, г. Чернигов, Украина
Радио, 2000 год, №2

В каталогах зарубежных фирм, производящих полупроводниковые приборы и торгующих ими, появились так называемые «Blinking LED Lamps» — светодиоды, на вид обычные, но при подключении к источнику постоянного напряжения вспыхивающие и гаснущие примерно два раза в секунду. Эти приборы нередко можно приобрести на радиорынках. В предлагаемой статье описаны несколько простых устройств, в которых «мигающий» светодиод служит генератором не только световых, но и электрических импульсов.

Прежде всего ответим на вопрос, почему такой светодиод мигает? Внутри него, как показано на схеме (рис. 1), кроме собственно светоизлучающей полупроводниковой структуры HL1, находятся генератор импульсов и электронный ключ. Иногда предусмотрен гасящий резистор R1, в других случаях его функции выполняет внутреннее сопротивление ключа. Диод VD1 защищает устройство от подачи питающего напряжения обратной полярности.

Кстати, именно этот диод бывает причиной выхода прибора из строя. Часто случается, что, проверяя светодиод, сравнительно мощную батарею напряжением 9 В подключают к нему, перепутав полярность. В результате ток силой в сотни миллиампер разогревает защитный диод до температуры, опасной не только для него самого, но и для других компонентов прибора. Поэтому при проверке светодиода последовательно с ним необходимо включить резистор сопротивлением 100. 200 Ом. В процессе эксплуатации, когда приложенное к светодиоду напряжение имеет правильную полярность и находится в допустимых пределах, дополнительный резистор не нужен.

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Наиболее распространены «мигающие» светодиоды серий V621, V622, V623 (фирмы Diverse); LTL 4213,LTL 4223, LTL 4233 (Lite On Opto); TLBG5410, TLBR5410, TLBY5410 (Temic Telefunken); L-36, L-56, L-616, L-796, L-816 (Kingbright Reinhold). По внешнему виду они напоминают обычный АЛ307БМ, имеют корпус диаметром 3. 10 мм, угол обзора 40. 1400, цвет свечения — красный, оранжевый, желтый или зеленый. Типичные их параметры следующие: рабочее напряжение — 3,5. 13 В, максимальный прямой ток — 60. 70 мА, максимальная рассеиваемая мощность — 200 мВт, частота вспышек — 1,5. 2,5 (иногда до 5 Гц), яркость — 1,3. 1000 мкд.

В светящемся состоянии свойства «мигающего» светодиода подобны обыкновенному. Экспериментально снятый начальный участок его вольт-амперной характеристики показан на рис. 2 (кривая 1). В интервалах между вспышками «светодиодная» цепь разорвана и при том же напряжении ток, протекающий через прибор, значительно меньше, так как его потребляет только внутренний генератор. Этому состоянию соответствует кривая 2.

Если последовательно с «мигающим» светодиодом включить резистор, падение напряжения на нем будет изменяться в такт со вспышками. С помошью осциллографа можно убедиться, что генерация продолжается даже при увеличении сопротивления резистора до значения, при котором вспышек света уже не видно. Проведенная на рис. 2 нагрузочная прямая (3) соответствует резистору сопротивлением 33 кОм и напряжению питания 5 В. Разность падений напряжения на резисторе во время вспышки и паузы AU превышает 2 В. Этого достаточно, например, для срабатывания логического элемента.

Читать еще:  Светодиодные новогодние звезды

Устройства, схемы которых приведены на рис. 3 и 4, по аналогии с RC-генераторами можно было бы назвать RHL-генераторами. Типы светодиодов и логических элементов на схемах не указаны, так как были проверены и устойчиво работали самые разные их комбинации. Длительность высокого логического уровня на выходе — 280. 320, низкого — 340. 370 мс. Эти значения в небольших пределах зависят от сопрогивления резистора R1 и типа применяемого логического элемента. В устройстве по схеме на рис. 3 интервал возможных сопротивлений резистора R1 в килоомах при использовании микросхем указанных в скобках серий составляет 0,1. 1,8 (К155). 0,1. 5,6 (К555). 0,15. 30 (КР1533) или 0,15. 91 (К561). При приближении сопротивления к одному из граничных значений полному срыву колебаний часто предшествует «дребезг» — генерация пачек коротких импульсов на фронтах основных. В генераторе по схеме рис. 4 могут работать только микросхемы структуры КМОП (серии К561 и подобные), а сопротивление R1 должно находиться в пределах 0,8. 300 кОм.

На рис. 5 показана схема экономичного генератора пачек импульсов, содержащего всего один логический элемент — триггер Шмитта. Во время вспышки «мигающего» светодиода HL1 уровень напряжения на входе 1 элемента DD1.1 соответствует логическому 0. В паузе между вспышками это напряжение увеличивается до уровня логической 1 и начинает работать RC-генератор. образованный элементами R2, C1, DD1.1. На выходе можно наблюдать пачки импульсов, следующие с частотой вспышек светодиода. Сигнал можно услышать, подключив к выходу генератора акустический преобразователь BF1, например, пьезоизлучатель ЗП — 1, ЗП — 19 или ЗП — 22. Указанным на схеме номиналам элементов соответствуют частота импульсов в пачке 2 кГц. период повторения пачек — 500. а длительность каждой из них — 230 мс. При увеличении сопротивления резистора R1 от 620 Ом до 150 кОм период повторения пачек возрастает с 450 до 600 мс, а частота их заполнения уменьшается с 2,2 до 1,5 кГц. Можно подобрать такое сопротивление (приблизительно 135 кОм). при котором генерируется последовательное мелодичное трезвучие. Поменяв местами R1 и HL1, подбором того же резистора добиваются такого интересного эффекта, как «глиссандо» — плавного изменения высоты звука.

Следует иметь в виду, что у всех рассмотренных здесь генераторов при больших номиналах нагрузочного резистора яркость световых импульсов уменьшается настолько, что они становятся невидимы. Однако генерация электрических импульсов продолжается.

Переливающийся светодиод в качестве генератора импульсов

Эти два зажима-крокодила ни с чем не соединены электрически, они предназначены для механического закрепления макетной платы на подставке при сборке:

На плату мастер устанавливает обычные светодиоды, все анодами к торцу:

Устанавливает панельку для микросхемы:

Выполняет соединения по схеме проводами:

Ставит разъём, изначально предназначенный для подключения светодиодов и кнопок к материнской плате, здесь он нужен, чтобы подключать различные переливающиеся светодиоды:

Устанавливает тот самый резистор:

Помещает в разъём переливающийся светодиод:

Читать еще:  Интерактивная светодиодная матрица с функцией часов и эффектом песка, тетриса и т.д.

Берёт колодку для батареи:

Из-за применения переливающегося светодиода старого типа, периодически переключающегося между плавным и резким режимами, частота переключения обычных светодиодов меняется. Когда переливающийся светодиод работает в резком режиме, импульсы следуют редко, и счётчик считает медленно. Когда же режим меняется на плавный, вступает в действие ШИМ, и частота импульсов становится большой. Более новые переливающиеся светодиоды работают только во втором из этих режимов.
Источник

Переливающийся светодиод в качестве генератора импульсов

Мигающий светодиод можно использовать буквально любой, цвет и размеры не имеют значения. Мигающий светодиод у нас будет играть роль задающего генератора. Обычно, частота миганий таких светодиодов 1-4 Герц. Диапазон питающих напряжений 2-4 вольт, на практике светодиод отлично работает и от более высокого напряжения, поскольку это не просто светодиод. В него встроен чип, который работает на определенной частоте, что-то вроде низкочастотного мультивибратора. Схема не содержит дополнительных компонентов и может быть изготовлена за несколько секунд.

В качестве звукового излучателя можно использовать любую ВЧ головку или пьезоизлучатель (но эффект получается более хорошим, если использовать высокочастотные головки). Можно использовать динамические головки любой мощности и с любым сопротивлением катушки.

Источником питания может служить один аккумулятор от мобильного телефона или две пальчиковые батарейки. Вся схема из себя представляет последовательное включение мигающего светодиода и ВЧ динамической головки. При подаче питания схема может не заработать. В таком случае нужно менять полярность питания.

Светодиод будет мигать с определенной частотой, этим подавая кратковременные импульсы на катушку динамической головки. Мы получим эффект, который более похож на тиканье настенных часов. Такой простейший звуковой генератор может быть использован в самых разных электронных игрушках (музыкальные шкатулки, простейшие сигнализации и т.п.). Если дополнить конструкцию кнопкой, то можно получить простейший дверной звонок. Конечно, сигнал, который поступает на динамическую головку достаточно слаб, но его можно усилить применением простого усилителя мощности низкой частоты. Такая система может быть использована в качестве сигнализатора уровня воды, влажности и даже радиации. Устройство не только излучает звуковой сигнал, не нужно забыть о мигающем светодиоде, который играет роль генератора. Такая простая конструкция имеет полное право называться свето-звуковым генератором. Светодиод может быть заменен простым мультивибратором. Применение последнего даст нам возможность регулировать частоту генерируемых импульсов. Автор — АКА

3 варианта реализации простой схемы с мигающим светодиодом

Схема с мигающим светодиодом похожа на электронную версию программы «Hello World». Она такая же простая как и эта программа, которую пишет любой начинающий программист.

Это простая электронная схема, которая дает визуальную подсказку, работает ли она. Это была одна из первых схем, которую я когда-то давно построил.

Цель её состоит в том, чтобы светодиод мигал.

Три разных способа создания такой схемы

Есть несколько способов сделать схему с мигающим светодиодом. Вы можете сделать один вариант с помощью реле. А второй вариант — используя транзисторы. Или вы можете сделать 3 вариант, используя компоненты, такие как инвертор, 555 таймер или микроконтроллер.

Я собираюсь показать вам три способа построения схемы с мигающим светодиодом, используя:

Вариант 1: Схема на основе реле

Самый простой способ заставить диод мигать (или, по крайней мере, самый простой для понимания) заключается в следующем:

Читать еще:  Аквариум в секретере, со светодиодной подсветкой

В приведенной выше схеме вы видите батарею, реле (в красном квадрате) и лампочку (вы можете взять и светодиод). Чтобы понять схему, вам нужно знать, как работает реле .

Когда на катушку реле подается питание, переключатель отключит питание от электромагнита и вместо этого подключит питание к лампочке, чтобы она загорелась.

Но когда на реле больше не подается питание, оно переключится назад и отключит питание от лампочки и снова выдаст питание на электромагнит.

Затем цикл начинается заново.

Проблема с вышеописанной схемой заключается в том, что она будет переключаться так быстро, что вы не увидите, что лампочка мигает.

Для решения этой проблемы вы можете ввести временную задержку, используя резистор и конденсатор (см. рисунок ниже).

Когда вы подаете питание на вышеуказанную цепь, аккумулятор начинает заряжать конденсатор через резистор R2.

Через некоторое время катушка реле переводит реле в другое положение.

Это заставит светодиод включиться.

Поскольку конденсатор теперь заряжен, он будет удерживать реле в этом положении. Но конденсатор обладает достаточной энергией только для того, чтобы электромагнит в реле немного работал до того, как он разрядится.

Когда на конденсаторе нет энергии, реле возвращается в исходное состояние и снова выключает светодиод.

Затем цикл повторяется.

Для этой схемы с указанными выше значениями компонентов я рекомендую реле DS2Y-S-DC5V или аналогичное.

Вариант 2. Схема с 2 мигающими светодиодами на основе транзисторов

Схема мигания светодиода с использованием транзисторов называется нестабильным мультивибратором (см. рисунок ниже).

Чтобы понять эту схему, вам нужно знать, как напряжения и токи ведут себя вокруг резисторов, конденсаторов и диодов .

Выжимка по этой схеме:

Два конденсатора С1 и С2 будут попеременно заряжаться и разряжаться и, таким образом, включать и выключать транзисторы Q1 и Q2. Когда транзистор включен, он пропускает ток через себя, и, как итог, соответствующий светодиод L1 или L2 загорается.

Вариант 3. Схема на основе логического инвертора

Это, вероятно, самая легкая схема с мигающим светодиодом, когда речь идет о количестве компонентов: вам нужно всего три компонента!

Инвертор — это логический компонент, который выдает противоположный сигнал входному сигналу. Если он получает высокое напряжение, он выдает низкое напряжение. И наоборот.

Высокое напряжение — это напряжение, близкое к напряжению питания. Низкое напряжение — это напряжение, близкое к нулю.

На принципиальной схеме видно, что выход инвертора (U1) подключен обратно к входу с помощью резистора R1. Это означает, что если на входе присутствует высокое напряжение, выходной сигнал будет низким. Но так как выход подключен обратно к входу, вход будет низким. Теперь, когда входной сигнал низкий, выходной сигнал будет высоким. Это означает, что вход снова будет высоким, и так далее…

То есть он будет продолжать прыгать между высоким и низким напряжением.

Чтобы замедлить прыжок вперед и назад, я использовал конденсатор на входе инвертора. Резистор R1 контролирует, какой ток возвращается на зарядку конденсатора на входе. Следовательно, номинальное значение R1 и конденсатора C1 будет определять скорость мигания.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector