Экономичный маяк

Рассказать в:

                                                                                              Экономичный маяк

Введение

Экономичный маяк (далее про­сто ЭМ) - компактное устройство с автономным питанием, предназ­наченное для временного обозначения мест повышенной опаснос­ти, привлечения внимания к высту­пающим за габариты или аварий­но расположенным предметам на проезжей части. ЭМ может также применяться по своему прямому назначению, заложенному в его на­звание, как настоящий или игру­шечный маяк, обозначающий фарватер судна. ЭМ оснащен тайме­ром автоматического выключения. Таймер (до 90 минут = 2,66 мин х 32) позволяет предотвратить разряд батареи, если ЭМ оставлен без внимания и по забывчивости не выключен вручную.

Отличительной особенностью ЭМ является повышенная эконо­мичность "off - режима". Высокая экономичность этого (дежурного) режима обеспечивается снятием питающего напряжения с основно­го (при отключенном осветитель­ном светодиоде) энергопотребите­ля ЭМ - МСД (мигающего светодиода) по окончании работы цифро­вого таймера. Потребляемый ток "off - режима" ЭМ не превышает 0,1 мкА, что меньше тока самораз­ряда батареи. Поэтому в "off - ре­жиме" ЭМ может находиться сколь угодно долго, не разряжая батарею. Повторно включить ЭМ можно "пе­редернув" (выключив и снова вклю­чив) тумблер питания "Вкл".

Вторая отличительная особен­ность ЭМ в том, что в устройстве применен экономичный светодиод высокой яркости, поэтому при хо­рошей заметности, ЭМ довольно экономичен и в рабочем режиме.

Основной недостаток ЭМ - низ­кая временная стабильность такто­вого генератора r1, hl1 - оправ­дывается простотой схемы.

Схема

ЭМ состоит из:

 генератора прямо­угольных импульсов на элементах hl1, r1; логических элементов "2И-НЕ" dd1.1, dd1.3;

 цепи преду­становки в ноль на элементах С2, r2: двоичного синхронного 14-раз­рядного счетчика dd2;

инверторов dd1.2, dd1 4, ключа на полевом транзисторе vt1 с его стоковой на­грузкой - светодиодом - минипро- жектором hl2 и токоограничительным резистором r3; конденсатора фильтра С1.

Экономичный маяк

При включении питания тумбле­ром sa1 "Вкл," (см. рис. 1), напря­жение +4,5 В с батареи gb1 пода­ется на ЭМ. Конденсатор С2 начи­нает заряжаться через резистор r2 и в начале заряда на обкладке "-" С2 присутствует напряжение высо­кого уровня (логическая 1). Эта ло­гическая 1 устанавливает двоич­ный счетчик dd2 по входу "r" (вы­вод 11) в исходное (нулевоеосто­яние.

Тактовый генератор на МСД hl1 и его токоограничительном ре­зисторе r1 вырабатывает импуль­сы прямоугольной формы. hl1 ра­ботает в экономичном микротоко­вом режиме, его мерцание практи­чески малозаметно, однако такого токового режима работы достаточ­но для выработки импульсов согла­сующихся с логическими элемента­ми КМОП ИМС 561-й серии.

В исходном состоянии на всех выходах dd2 логические нули, на выходе инвертора dd1.2 единица, элемент dd1.1 открыт для прохож­дения счетных импульсов. Ключ на полевом транзисторе vt1 также от­крыт, сопротивление его канала ис­ток - сток минимально, а стоковая нагрузка - светодиод hl2 включен и его свечение манипулируется (прерывается) тактовыми импуль­сами, снимаемыми с катода hl1.

По окончании действия логи­ческой 1 на приоритетном входе r "reset" ("Сброс") - выводе 11 счетчика dd2, содержимое счетчика начинается увеличиваться на 1 с каждым счетным импульсом. При досчете до 128 на выходе "2е" (вы­вод 12) dd2 появляется логическая 1, которая инвертируется в ноль инвертором dd1.2, подается на вход (вывод 12) элемента dd1.1 и останавливает работу счетчика dd2, напряжение с анода hl1 снимается, на счетном входе С (вывод 10) dd2 устанавливается высокий уровень (логическая 1). При этом (так как на выводе 2 элемента dd1.3 логический ноль) на затво­ре vt1 через элементы dd1.3 и dd1.4 также устанавливается логи­ческий ноль, vt1 закрывается и све­тодиод hl2 выключается. В таком состоянии ЭМ может находиться сколь угодно долго, практически не разряжая батарею, даже если тум­блер "Пуск" остается включенным. Нормально замкнутый контакт sa1 разряжает С1 при выключении питания. Разряд С1 необходим для приведения в исходное состояние цепи предустановки в ноль (С2, r2) при быстром повторном включении ЭМ (если таковое понадобится).

Время работы таймера, вклю­ченного по схеме (рис. 1), состав­ляет 2 минуты 20 секунд и зависит от "веса" выхода счетчика dd2, к которому подключен вход инвертоpa dd1.2 и типа примененного МСД. В небольших пределах изме­нить выдержку можно подбором номинала r1* (от 3 до 100 кОм), а больших пределах - выбором тре­буемого выхода dd2. Время работы таймера в широких пределах можно изменить исходя из "разряд­ности" выходов dd2: уменьшить в 2...6 раз или увеличить в 2...6 раз. Так, например, для увеличения времени работы hl2 в 2 раза сле­дует использовать выход 29 (выв. 14 dd2) счетчика dd2 [вместо вы­хода 28 (вывод 12) dd2]. Практичес­ки грубо изменить время работы таймера можно предварительным изменением трассировки ПП или после изготовления ПП - разреза­нием медной дорожки, ведущей к 12 выводу dd2, и впайки перемыч­ки между дорожкой и выбранным выходом dd2.

Настройка

Настройка ЭМ, смонтированно­го без ошибок и из исправных де­талей, обычно не требуется. Час­тоту внутреннего генератора МСД hl1 в пределах ±10...20% можно изменить подбором номинала r1. Увеличивать рабочий ток hl2 до максимального значения 80 мА не целесообразно, так как при возрастании тока свыше 50 мА, яркость свечения hl2 субъективно возрас­тает незначительно. Уточнить ве­личину рабочего тока hl2 можно подборным резистором r3*. Ин­формация для любителей поэкспе­риментировать: если необходимо сделать свечение hl2 немигаю­щим, достаточно вывод 1 dd1.3 от­соединить от катода hl1 и соеди­нить с выводом 2 dd1.3. Кстати, уточнять рабочий ток hl2 следует именно в таком режиме непрерыв­ного свечения, включив милиамперметр постоянного тока в разрыв цепи r3, hl2. При желании сделать из hl1 яркий мигающий индикатор включения питания, номинал r1 следует уменьшить в несколько раз, а сам МСД вынести с печат­ной платы на монтажных провод­никах и установить на переднюю панель корпуса (см. рис. 4).

Экономичный маяк

ЭМ сохраняет раоотоспособность при снижении напряжения до +3 В. Верхний порог напряжения питания ЭМ составляет +6 В и ог­раничен параметрами примененно­го МСД hl1.

Детали

печатная плата

Экономичный маяк     Экономичный маяк

В ЭМ применены постоянные резисторы МЛТ. Конденсаторы С1 и С2 - оксидные зарубежного про­изводства (с малым током утечки для обеспечения экономичности off-режима). Тумблер sa1 - mts-102, особо миниатюрный smts-102 или подобный. Микросхемы серии К561 можно (с доработкой печатной пла­ты) заменить малогабаритной серией 564 с пленарным корпусом. hl1 может быть менее распростра­ненный msb557da (красный; 0,6.-1,8 Гц) или arl-5013urc-b (красный МСД, +2...+6 В). Транзи­стор vt1 можно заменить КТ501 (с любой буквой) или микросхемой КР1014КТ1А (с изменением трас­сировки платы). Батарея gb1 - "плоская" 3r12p. Вместо hl2 в крайнем случае можно применить 5-мипиметровые сверхяркие светодиоды белого свечения ahl- 5013uwc arl-5613uww, зелено­го - arl-5213pgs, красного - arl- 5613jpw или аналогичные.

Перед пайкой радиодеталей, в печатную плату следует впаять две монтажные перемычки. Перемыч­ки желательно выполнить из медного одножильного провода диа­метром не менее 0.7...1 мм. Пайку радиоэлектронных компонентов следует вести заземленным жалом паяльника. Обойтись без заземле­ния можно применив для ИМС спе­циальные розетки (панельки), и ус­тановив в них микросхемы по окон­чании пайки остальных деталей. Полевои транзистор vt1 также желателоно установить на плату при помощи "самодельной" 4 рехвыводной розетки. Такая розетка изго­тавливается из большой розетки для микросхем "deep" с шагом между выводами 2,5 мм. при помо­щи пинцета и монтажных кусачек. Четвертый с края вывод - гнездный контакт выталкивается из ро­зетки со стороны пайки пинцетом и трехвыводная часть розетки с двух сторон выкусывается монтаж­ными кусачками. Таким способом из 14-выводной розетки для ИМС можно сделать 4 маленькие розет­ки для транзисторов.

Печатная плата ЭМ выполнена из односторонне фольгированного гетинакса или стеклотекстолита размерами 41x26 мм толщиной 1,5...2,5 мм (см. рис. 2 и c. 3). Диаметр отверстий на печатной плате под микросхемы 0,7...0,8 мм, под остальные радиоэлектронные компоненты-0,8... 1 мм, под соеди­нительные проводники - 1 ...1,2 мм, под крепежные отверстия - 2,6...3,2 мм.

Плата ЭМ устанавливается, на­пример, в прямоугольном пластмас­совом корпусе - мыльнице размером 105x65x35 мм. Внешний вид воз­можного варианта оформления фальшпанели корпуса ЭМ приведен на рис. 4. Тумблер sa1 "Питание" крепится на передней панели кор­пуса после приклеивания к ней и заклеивания скотчем цветного чер­тежа фальшпанели (рис. 4). В от­верстие над тумблером вставляет­ся на трении и смачивается клеем ПВА МСД hl1. Светодиод hl2 вставляется на трении в отверстие d = 7,8...7,9 мм, просверленное в верхней стенке корпуса.

Рисунок печати - "трассировка печатной платы" - (см. рис. 3) мо­жет быть перенесен на медную фольгу методом термопереноса или переведен при помощи копир­ки и обведен кислотостойкими пер­манентными маркерами. Подойдут, например, маркеры cer.tropen 2846 СЕ permanent или другие, специ­ализированные, для подписывания компьютерных cd-дисков.

Схему таймера ЭМ можно при­менить также для совместной ра­боты с другими устройствами, ра­ботающими от постоянного напря­жения и потребляющими ток до 250 мА. Другие устройства можно включить параллельно цепи r3, hl2 или вместо нее. Важно толь­ко, чтобы суммарный ток нагрузки не превышал максимального тока стока vt1. Если на место vt1 ус­тановить транзистор большей мощности, например irf840, то ток в нагрузке может составлять до 8 А. Однако в таком случае вместо ба­тареи gb1 3r12 целесообразно применить более мощные элемен­ты (А373 х 3 шт.) или аккумулятор.


Александр Ознобихин

     г. Иркутск



Раздел: [Конструкции простой сложности]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru