Mnogi su vidjeli minijaturne džepne svjetiljke koje rade od jedne 1,5 voltne baterije. Teoretski, ovaj napon nije dovoljan za osvjetljavanje bijele LED diode. To znači da se u kućištu nalazi skriveni uređaj koji povećava napon na željenu razinu. Ovaj uređaj može se obaviti vlastitim rukama pola sata, koristeći jeftine i pristupačne dijelove. O tome kako spojiti LED na 1,5 V bateriju u svim detaljima reći će ovaj članak.
Shema i načelo njezina rada
Napajanje LED diode od 1,5 V baterije je prikazano na slici.
Glavni funkcionalni elementi su jednofazno tranzistorsko pojačalo i impulsni transformator, preko kojih se postiže duboka pozitivna povratna sprega. Tranzistorska baza trenutno je ograničena na R1 otpornik, a za optimiziranje izlaznih parametara postavljena je VD1 dioda i kondenzator C1, o čemu ćemo kasnije raspravljati.
Shema napajanja svjetleće diode iz jedne baterije radi na principu blokiranja-generatora. Formiranje impulsa provodi se otključavanjem tranzistora i prebacivanjem u režim zasićenja pomoću pozitivnih povratnih informacija. Iz zasićenja dolazi zbog smanjenja struje baze. Tranzistor je zatvoren, a energija transformatora se vraća na opterećenje. Rezultat toga je da LED treperi kratko vrijeme.
Sada, detaljnije, razmotrite rad sheme prikazan na slici. Poznato je da se struja u svitku induktivnosti ne može odmah promijeniti.Prvo, u trenutku napajanja iz akumulatora, tranzistor je u zatvorenom stanju. Postupno povećanje struje u kolektoru, a zatim u osnovnom namotu, dovodi do glatkog otključavanja tranzistora. To dovodi do povećanja struje kolektora, koja teče kroz namotaj kolektora. Ovo povećanje struje pretvara se u osnovni namot i dodatno povećava struju baze.
Kao rezultat takvog procesa lavine, tranzistor uključuje zasićenje. U načinu zasićenja struja kolektora prestaje rasti, što znači da će napon na namotu baze postati nula. To će smanjiti struju baze i izlaz tranzistora od zasićenja. Napon na osnovnom namotu mijenja polaritet, što pridonosi gotovo trenutnom zatvaranju tranzistora. Kao rezultat, sva akumulirana energija usmjerena je na opterećenje. LED treperi i prolazi kroz sebe struju koja se smanjuje od vrijednosti struje kolektora na nulu. U tom vremenskom intervalu u transformatoru postoji postupak obrnutog blokiranja, što dovodi do sljedećeg otključavanja tranzistora. Tada se ciklus ponavlja.
Shema radi s učestalošću od nekoliko desetaka kilohertza. Zbog toga ljudsko oko doživljava tisuće bljeskova u sekundi kao trajni sjaj. No, krug se može malo rafinirati, eliminirajući trenutni neuspjeh kroz LED na nulu, i dodajući mu da izglađuje kondenzator i diodu. Kondenzator C1 je spojen paralelno s LED-om, slijedeći polaritet, a VD1 dioda je u nizu, u strujnom krugu protoka. VD1 sprječava pražnjenjekondenzator na otvorenom tranzistoru.
Priključivanje LED diode na bateriju, prema ovom krugu, zahtijeva usklađenost s jednim pravilom: nemoguće je uključiti sastavljeni uređaj bez opterećenja (može izgorjeti tranzistor).
Detalji izračuna i sastavljanja
Sve radio komponente potrebne za praktičnu primjenu su jeftine ili su u zalihi radioamatera. Iznimka je transformator, koji će morati malo raditi.
Transformator se izrađuje ručno s feritnim prstenom rastavljenim s neispravnim kompaktnim fluorescentnim svjetiljkama ili pulsnim napajanjem. Vanjski promjer prstena je oko 10 mm s mogućom tolerancijom na obje strane. Za namatanje koriste se dvije jednožilne žice iste duljine s poprečnim presjekom od 0,5 mm 2. Uvijeni par je idealan za mrežnu LAN vezu.
Obje žice (po mogućnosti različitih boja) složene su zajedno i namotane na prsten, slaganje se okreće u krug. Općenito, trebalo bi biti 20 okreta. U isto vrijeme početak žica dolazi s jedne strane, a krajevi - s druge strane. Nakon toga, početak žica iste boje spaja se s krajem žice druge boje i povezuje ih s plusom baterije. Dva preostala kraja povezana su s kolektorom tranzistora i otpornika.
Tranzistor se bira na temelju maksimalne struje kolektora s dvostrukom rezervom kako bi se izbjeglo pregrijavanje. U tom slučaju, KT315B ili KT3102A će stati. Umjesto toga, možete uvesti uvezeni BC547A s parametrima:
- maksimalna strujakolektor - 100 mA;
- maksimalni napon kolektora-emitera - 45V;
- dobitak h21E - 100-220.
Preporučljivo je odabrati tranzistor s vrijednošću h21E od blizu 100.
Postavljanjem najveće radne struje kolektora 25 mA može se izračunati struja baze: IB = IK /h21E = 25/100 = 0,25 mA.
Teoretski, otpor otpornika R1 može se izračunati pomoću formule: R1 = (UBAT-UBE) /ib = (1,5-0,6) /0,00025 = 3600 ohma.
Međutim, u praksi je dovoljan otpornik nominalne vrijednosti 1 kOm, budući da se ulazna impedancija izvora napajanja i visokofrekventni način rada i struja magnetizacije, koja je balastna komponenta struje kolektora, ne uzimaju u obzir pri izračunu. Također, treba imati na umu da će EMC baterija biti smanjena, ali će otpornik s manjim otporom biti učinkovitiji. Kod otpornika 1kΩ-0,125W ± 5% amplitudna vrijednost struje LED ne prelazi 26 mA.
Program može pokrenuti ne samo baterija od 1,5 V, već i baterija od 1,2 V.
Dioda VD1 u ovom slučaju treba imati mali pad napona u otvorenom stanju. U tu svrhu prikladne su Schottky diode tipa 1N5817-1N5819, u kojima je pad napona na malim strujama 0,2-0,4 V. Kondenzator C1 - elektrolitički na 10 μF-6,3. Taj je kapacitet dovoljan da uguši pulsiranje struje na LED-u.
Tijekom rada, baterija gubi kapacitet, a napon na izlazima se smanjuje. LED će nastaviti svijetliti dok se ne zadovolji uvjet: UBAT & gt; UBE (prosječno 0,6). Dakle, shema napajanja LED iz jedne baterije omogućuje maksimalnu učinkovitostkoristite bateriju koja treperi.
Tiskana pločica
Tiskana pločica najjednostavnijeg generatora za blokiranje može se preuzeti ovdje. Ova jednostrana ploča je veličine 10 x 20 mm, koja se lako postavlja u slučaju svjetiljke. Završna ploča s dijelovima i žicama na LED je poželjno smjestiti u termo-bačvicu i postaviti pored baterije. Ako primijenite smd tranzistor i otpornik, isključivanjem diode s kondenzatorom, ploča može biti još manja za najmanju svjetiljku.
Post mortem
Rješenje projektiranja strujnog kruga učinkovito se razmatra u slučaju uključivanja 1-3 LED-a bilo koje boje s maksimalnom strujom do 30 mA. Kako bi se napajala snažnija LED dioda iz jedne baterije, potrebna su neka podešavanja. U danoj shemi moguće je smanjiti otpor otpornika, čime se povećava amplituda struje kolektora (ali ne prelazi maksimalnu vrijednost putovnice).
Za spajanje LED 1W, sve dijagrame treba zamijeniti snažnijom: većim transformatorom s kolektorskom strujom od najmanje 500 mA. Prilikom podešavanja kruga za fenjer na jednoj bateriji, trebate koristiti osciloskop za praćenje struje LED diode.
Na Internetu možete pronaći mnoge sheme za spajanje svjetleće diode na bateriju. U ovom slučaju autori ne oklijevaju prikazati fotografiju svojih mjerenja, gdje struja u opterećenju prelazi dopuštenu vrijednost za LED s malom snagom (30 mA). Zašto se LED ne diže? Činjenica je da je većinaMultimetar mjeri izmjenični napon i struju samo u rasponu 40-400 Hz i to je navedeno u priručniku. No, mnogi radioamateri ne znaju tu nijansu. Naravno, multimetar ne može izmjeriti struju LED diode, pulsirajući na frekvenciji od nekoliko desetaka kHz, i prikazuje slučajni broj na zaslonu.
