3.3. Простейший низковольтный светосигнализатор

Если главным требованием радиолюбителя является про­стота, то едва ли можно найти более простой вариант, чем однокомпонентная схема, показанная на рис. 3.5. Светодиод, используемый здесь, имеет небольшую встроенную интег­ральную схему, благодаря которой при подключении к ис­точнику питания постоянного тока напряжением 3 — 5 В он начинает мигать. Частота его мигания зависит от величины напряжения (чем оно ниже, тем выше частота мигания) и находится в пределах 2 - 5 Гц.

Рис. 3.5. Простейший низковольт­ный светосигнализатор.

Рис. 3.6. Простой светосигнализатор.

Д₁ — светодиод типа FRL-4403 с красным свечением.

Существенным преимуществом такого светодиода являет­ся то, что в отличие от обычных светокоммутаторов для его работы не требуется времязадающих конденсатора и рези­стора. Что касается практического применения, то подобный мигающий светодиод можно подключать к выводам стаби­лизированного источника питания постоянного тока напря­жением 5 В (см., например, рис. 2.1). При этом светодиод будет служить сигнализатором включения данного источника.

В схеме на рис. 3.6 светодиод подключается через микро­переключатель к группе из трех последовательно соединен­ных батарей типа АА напряжением по 1,5 В. Такое устрой­ство с источником напряжения 4,5 В может уместиться в маленькой пластмассовой коробочке.

Практическое применение этого устройства целиком зави­сит от фантазии его создателя. Так, можно положить коро­бочку рядом с предметом, который необходимо найти в тем­ноте, что может пригодиться в походах. Устройство, пока­занное на рис. 3.6, может работать непрерывно в течение нескольких дней.

3.4. Маломощный светокоммутатор

Небольшой светокоммутатор, который может непрерывно работать без смены батарей в течение от 3 мес до 1 года, выполняется по схеме, приведенной на рис. 3.7.

В этом светокоммутаторе частота мигания светодиода со­ставляет примерно 2 Гц. При использовании батарей типа АА он может проработать непрерывно в течение до 3 мес, а при применении батарей типов С и D время непрерывной работы увеличивается соответственно до 6 мес и 1 года. Практически длительность непрерывной работы зависит от качества и степени разряженности батарей. Изменение емко­сти конденсатора Ci позволяет регулировать частоту мига­ния светодиода: чем выше емкость, тем ниже частота.

Рис. 3.7. Маломощный светокоммутатор.

ИC₁ — генератор-коммутатор типа LM3909; Д₁ — любой светодиод; С₁ — электролити­ческий конденсатор 100 мкФ, 35 В.

3.5. «Мигающие ящики»

«Мигающий ящик» представляет собой светокоммутатор с несколькими светодиодами, которые включаются в совер­шенно произвольной последовательности. «Мигающий ящик» может служить забавной игрушкой для малышей, а в кра­сивом пластмассовом или деревянном оформлении — для ук­рашения квартиры или клуба.

В данном разделе рассмотрены три конструкции подоб­ного светокоммутатора. Все они работают одинаково, и ра­диолюбитель должен сам решить, какой из них изготовить в окончательном виде.

В светокоммутаторе на рис. 3.8 можно использовать лю­бое количество светодиодов красного свечения, причем он является простейшим из трех. Его единственный недостаток состоит в том, что эти светодиоды выпускаются промышлен­ностью только с красным свечением.

Этот светокоммутатор работает от двух батарей напря­жением по 1,5 В, соединяемых последовательно (что даст суммарное напряжение 3 В), или от стабилизированного источника питания напряжением 5 В (например, см. рис. 2.1). Батарейный источник питания обеспечивает небольшие раз­меры светокоммутатора и более удобен в случае, если све­токоммутатор редко используется. Однако если радиолюбителю нужен «мигающий ящик», который будет работать круглые сутки, то лучше подойдет внешний источник пи­тания.

Рис. 3.8. Принципиальная схема «мигающего ящика».

Д₁, Д₂, Д₃,…, Д_n — светодиод типа FRL-4403.

Светокоммутатор, показанный на рис. 3.9, более сложен по сравнению с описанным выше, но обладает таким явным Преимуществом, как возможность выбора комбинаций из трех основных цветов свечения светодиодов — красного, зеленого и желтого. Как и предыдущий «мигающий ящик», этот све­токоммутатор можно изготовить любых размеров.

Рис. 3.9. «Мигающий ящик» на базе интегральной схемы типа LM3909.

ИС₁, ИС₂ — генератор-коммутатор типа LM3909; Д, - любой светодиод: R₁, R₂ -резистор 1 кОм, 0.25 Вт; С, - электролитический конденсатор 470 мкФ, 35 D.

Рис. 3.10. «Мигающий ящик» с 16 светодиодами.

Д₁—Д₁₆— любой светодиод со свечением красного, зеленого или желтого цвета; ИC₁ — таймер типа 555; ИСг — шесть инверторов типа 7404; ИСз — 4-разрядный двоичный счетчик типа 7493; ИС₄ — четыре D-триггера «защелка» типа 7475; ИСб — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; R₁ — потенциометр 1 МОм; R₂ — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R₃ — резистор 10 кОм, 0,25 Вт; R₄ — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; А - конденсатор 1 мкФ; Сз — конденсатор 100 дФ.

Однако при сборке светокоммутатора по схеме рис. 3.9 следует учесть ряд экономических соображений. Так, для получения каждого цвета свечения требуется использовать интегральную схему типа LM3909, светодиод, два резистора и один электролитический конденсатор, суммарная стоимость которых выше стоимости одного светодиода, требующегося в светокоммутаторе на рис. 3.8. Так что выбор остается за самим радиолюбителем: цвет или расходы?

Интегральная схема ИC₁ может работать от одной бата­реи напряжением 9 В. Длительность работы зависит от ко­личества подключенных интегральных схем со светодиодами (на рис. 3.9 показаны лишь две интегральные схемы, но их количество может быть неограниченным). При использова­нии нестабилизированного источника питания напряжением !12 В (например, см. рис. 2.2) такой светокоммутатор может работать неограниченное время.

Наконец, «мигающий ящик» с 16 светодиодами, показан­ный на рис. 3.10, является наиболее сложным, так как в нем применяются пять различных типов интегральных схем. Он позволяет использовать 16 светодиодов с любым цветом све­чения. Кроме того, такой светокоммутатор является наибо­лее экономичным.

Рабочие характеристики «мигающего ящика» с 16 свето­диодами отличаются от рабочих характеристик первых двух рассмотренных светокоммутаторов, так как он действует на совершенно иных принципах. Во-первых, в нем в каждый данный момент не могут включаться одновременно два све­тодиода Во-вторых, в различные моменты времени в свето­коммутаторе загораются определенные световые рисунки. Хотя они длятся недолго, но создают характерную для дан­ного светокоммутатора последовательность.

Ввиду использования в данном светокоммутаторе в ос­новном микросхем ТТЛ серии 7400 его питание должно производиться от стабилизированного источника напряже­нием 5 В Возможность изменять частоту мигания светодио­дов с помощью регулятора компенсирует некоторые недостат­ки светокоммутатора с 16 светодиодами,