PRACTICAL ELECTRONICS

Транзисторный пробник Простая, но полезная схема проверки транзисторов, показанная на рисунке, была разработана для проверки основной функции транзисторов, т.е. работоспособности. Схема основана на элементах 2И-НЕ 4011. Основной частью схемы является генератор (IC1a и IC1b) с частотой около 250 Гц, который управляет эмиттером (E). Элемент IC1c инвертирует импульс и управляет базой (B) проверяемого транзистора через резистор R2. В цепи коллектора (С) включен двухцветный светодиод D1. При подключении n-p-n транзистора низкий импульс с вывода 4 инвертируется IC1c, вызывая протекание базового тока. Теперь, когда транзистор находится в проводящем состоянии, ток течет через красную часть светодиода D1 к коллектору. Транзистор p-n-p обнаруживается по высокому импульсу от тактового сигнала, а короткозамкнутые устройства отображаются включенными обоими светодиодами (или желтым цветом, если используется двухцветный светодиод).

Оптический бесконтактный выключатель Принцип прост: инфракрасный светодиод излучает невидимый сигнал, который в обычных условиях не достигает инфракрасного приемника. Однако, как только вы поднесете руку к выключателю, сигнал отражается, чтобы активировать приемник, который, в свою очередь, управляет реле, используемым для включения или выключения чего-либо. Схема состоит из двух частей: передатчика и приемника. Для упрощения конструкции используется стандартный инфракрасный приемопередающий модуль (IC2), который обычно применяется в сочетании с инфракрасными пультами дистанционного управления. Передатчик образован микросхемой 4060 (IC1). Эта микросхема объединяет схему генератора и 14-ступенчатый двоичный счетчик. Для предотвращения проблем с калибровкой разработана схема кварцевого генератора. На выходе Q8 (вывод 14) микросхемы IC1 частота генератора, разделенную на 28 (256), что составляет сигнал ровно 36 кГц. Микросхема IC2, приемник, настроена на прием именно этой частоты. Имейте в виду, что SFH5110 также доступен для использования с другими частотами, поэтому убедитесь, что вы действительно приобрели SFH5110-36. Эта частота используется для мигания обычного инфракрасного светодиода (D2). Потенциометр P1 добавлен для управления чувствительностью всей схемы. Это делается на передатчике, поскольку SFH5110 не содержит никаких параметров калибровки. Диод D1 соединяет базу T1 с выходом Q14 (вывод 3) микросхемы 4060. Именно здесь проявляется особенность IC2. Поскольку модуль был разработан для приема информации от пультов дистанционного управления, он игнорирует непрерывные немодулированные несущие волны. Немодулированный сигнал, который не может содержать никакой информации, поэтому интерпретируется как «отсутствие сигнала» и обрабатывается соответствующим образом. Благодаря D1, T1 включается и выключается на частоте сигнала на выводе 3 IC1 (которая составляет 9,216 МГц, деленное на 214, или 562,5 Гц). Это приводит к идеально 50%-модулированному сигналу, который не игнорируется, что позволяет нам обнаруживать наличие инфракрасного сигнала. Как только приемный модуль видит отраженный от D2 сигнал, на его выходе появляется прямоугольная волна с частотой приблизительно 563 Гц. Компоненты R8 и C5 действуют как фильтр и создают аккуратный переключающий сигнал, который управляет транзистором T2 через делитель напряжения R9/R10. Делитель напряжения предотвращает слишком резкую реакцию схемы на сигналы от обычных пультов дистанционного управления. Для T2 был выбран PNP-транзистор, поскольку выход инфракрасного модуля IC2 находится в высоком состоянии в режиме ожидания (когда инфракрасный сигнал не принимается). При приеме сигнала транзистор будет проводить ток и включать все, что подключено к его выходу. При использовании указанных значений компонентов дальность составляет около 20 см. При желании дальность можно увеличить, уменьшив значение резистора R4.

Диммер с сенсорным управлением Схема диммера, помимо сенсорного управления, также имеет память настроек, позволяющую, например, включать освещение на том же уровне, который был установлен в последний раз при выключении. В схеме используется LS7534 с питанием напрямую от бытовой сети переменного тока. В качестве элемента управления используется симистор, который включается при пересечении нулевой отметки сетевого напряжения посредством синхронизирующей информации, передаваемой на LS7534 через R1 и C2, и выключается после большей или меньшей части синусоидального сигнала, чтобы иметь возможность регулировать яркость до требуемого уровня. Сенсорные панели подключены к входам UP и DOWN через два последовательно соединенных резистора с высоким номиналом, которые по соображениям безопасности нельзя уменьшать по номиналу или заменять одним резистором эквивалентного номинала. Обратите внимание, что значения подтягивающих резисторов R4 и R5 можно регулировать в диапазоне от 1 МОм до 4,7 для настройки чувствительности сенсорного управления. Симистор может быть любого типа на 400 В, 2…4 А с током запуска не более 50 мА, иначе LS7534 не сможет правильно его открывать. Хотя на принципиальной схеме указана максимальная мощность лампы как 200 Вт, можно использовать и большую, но в этом случае симистор потребуется оснастить радиатором, что увеличит габариты проекта. Когда свет выключен, короткое касание (обычно 34…325 мс, согласно техническому описанию) кнопки UP постепенно увеличивает яркость лампы до максимального значения, достигнутого в последний раз при выключении. Когда свет включен, короткое касание кнопки DOWN постепенно гаснет. Длительное касание кнопки UP (обычно более 334 мс) постепенно увеличивает яркость до максимума, после чего эффект прекращается. Длительное касание кнопки DOWN уменьшает ту же яркость до минимума.

Сенсорный выключатель с таймером Как и в случае с любым выключателем, напряжение на симисторе в выключенном состоянии будет равно напряжению питания (в данном случае 230 В переменного тока). Когда симистор включен, напряжение на нем будет составлять около 14 В переменного тока, в зависимости от тока. Следовательно, симистор рассеивает очень мало мощности, поэтому радиатор не требуется. В обычной бытовой электропроводке к настенному выключателю доступны только фазный провод и его провод к лампе. Нейтральный провод от лампы остается недоступным в потолке. Таким образом, невозможно просто понизить и выпрямить сетевое напряжение, чтобы обеспечить постоянное напряжение для цепи управления симистором, которое, следовательно, должно питаться «через» лампу, т.е. от напряжения на симисторе. Напряжение можно получить, задерживая момент открытия симистора в полупериоде сетевого напряжения. Это позволяет создать на нем более высокое напряжение, которое можно выпрямить и использовать для питания остальной части схемы. Стабилитрон подключен последовательно с симистором. Это вызывает достаточное падение напряжения, так что после выпрямления для цепей управления доступно постоянное напряжение от 3 до 4 В. В момент работы через стабилитрон протекает ток нагрузки, поэтому он рассеивает мощность, но для токов, используемых в освещении, это составляет всего несколько сотен милливатт, что вполне соответствует номинальным параметрам небольших стабилитронов с проволочными выводами. Схема обеспечивает достаточный ток для открытия симистора импульсами постоянного тока вместо обычно используемых коротких импульсов переменного тока. В результате симистор не выключается между полупериодами и, следовательно, не создает помех для сети переменного тока. Этот момент важен, поскольку он также позволяет использовать схему с маломощными люминесцентными и светодиодными лампами. Схемы сенсорного управления склонны к ложным переключениям в ответ на многочисленные сбои и импульсы, которые обычно возникают в сети переменного тока из-за включения или выключения другого оборудования. Короткие импульсы, характеризующие большую часть помех, игнорируются, и схема реагирует только на более длинные входные сигналы. Симистор CSR1 и стабилитрон D4 соединены последовательно с лампой. Напряжение на стабилитроне выпрямляется и сглаживается диодом D3 и конденсатором C4 для обеспечения постоянного напряжения около 4 В. Остальная часть схемы довольно стандартна и основана на четырехканальном КМОП-элементе Шмитта. Входной датчик – фольга. Она образует одну пластину конденсатора. При прикосновении руки, которая становится другой пластиной, образованный конденсатор соединяет базу транзистора TR1 с землей. Транзистор TR1 включается и заряжает конденсатор C1. Резистор VR1 – регулятор чувствительности. Когда превышен входной порог затвора IС1а, выход переключается в низкое состояние, вызывая зарядку конденсатора C2 через резистор R3, что вносит задержку включения, необходимую для повышения помехоустойчивости схемы. Если выход IС1a снова станет высоким из-за того, что транзистор TR1 был включен лишь на короткий период из-за шума, конденсатор C2 быстро разрядится через диод D1, так что вход IС1b не успеет перейти в низкое состояние. Умеренно длительный период входного сигнала, в течение которого выход IC1a остается низким, вход IClb также станет низким, что приведет к повышению его выхода и быстрой зарядке конденсатора C3 через диод D2. Это приведет к понижению выхода IClc и позволит току затвора протекать pnp-транзистор TR2 и резистор R5. В свою очередь, это вызовет открытие симистора и включение лампы. При указанных компонентах время включения можно регулировать от примерно 20 секунд до 214 минут. При необходимости его можно увеличить, увеличив сопротивление R4 или C3, или и то, и другое. Если нужно использовать устройство с двухпозиционной схемой переключения, чтобы включать и выключать свет из двух мест, это можно сделать без переподключения проводов. На рис. показана типичная схема двухпозиционного переключения, и новые переключатели можно использовать для замены существующих.

Экономичная схема включения светодиода Светодиод обязательно выйдет из строя, если ток через него слишком высок. Для решения проблемы достаточно простого резистора, включенного последовательно, но по мере увеличения напряжения питания все большее количество энергии расходуется впустую. Особенно это актуально, в случае с оборудованием, работающим от батарей, где целесообразно сделать энергосберегающую схему включения LED. Резистор R5 измеряет ток через катушку, а транзистор T2 «следит», чтобы он не стал слишком большим. Ток L1 никогда не перейдет в режим насыщения, что могло бы привести к выходу из строя транзистора T3. Как только ток через R5 увеличится примерно до 25 мА, транзистор T2 отпирается, индуктивность и транзистор T3 заблокируется. Как только ток упадет, транзистор T2 снова закроется. Схема работает примерно от пяти вольт, в зависимости от прямого напряжения светодиода. Примерно от 9 В вы отчетливо заметите улучшение эффективности. Схема подходит для всех типов светодиодов, включая синие и белые, которым требуется 3,5 В. Напряжение, генерируемое катушкой, будет автоматически адаптироваться. Максимальное напряжение питания составляет 24 В. Небольшое уточнение относительно выбора катушки индуктивности: её значение не критично, она может быть как 3,9 мГн, так и 6,8 мГн. Можно использовать даже 10 мГн, особенно если напряжение питания превышает 9 В. Катушка должна выдерживать ток не менее 25 мА.