Умный автоматизированный ночник

      Умный автоматизированный ночник не боится тря­ски, падений, скачков напряжения. Ночник оснащен двумя видами электронных реле: фото и акустическим. Светодиоды светятся только с наступлением темноты при условии, что на мембрану микрофона оказывается достаточное звуковое воздействие. Такой режим работы не только экономит электроэнергию, но и создает более комфортные условия для отдыха.

 

    Интенсивности светового потока, создаваемого описываемым устройством, достаточно, чтобы, не напрягая зрение, читать газетный текст на расстоянии двух-трех метров от ночника. В процессе эксплуа­тации этого ночника не требуется его обслуживания. Схема ночника показана на рис. 1.

 

Рис. 1. Схема автоматизированного ночника

   Микрофонный усилитель собран на микромощном малошумящем операционном усилителеDA1. Его коэффициент усиления определяется отношением сопротивлений резисторов R3 и R5. Для нормальной работы микросхемы напряжение на ее неинвертирующем входе (вывод 3) должно составлять примерно половину от напряжения на выводе питания 7. В делитель напряжения для ОУ входят Rl, R4 и микрофон ВМ1.

     Резистором R2 задается ток покоя ОУ на уровне 180-300 мкА.

   Усиленное ОУ DA1 напряжение звуковой частоты снимается с его выхода и через разделительный конденсатор С4 поступает на одно-полупериодный выпрямитель, собранный на диодах VD1, VD2. Когда уровень звукового сигнала достаточен, конденсатор С5 заряжается до 2,5-6 В, полевой n-канальный транзистор VT2 обогащенного типа открывается.

    Если в это время фототранзистор VT1 не освещен, то транзистор VT3 закрывается, a VT4 и VT5 открываются, что приводит к зажиганию ультраярких светодиодов HL1-HL10. Длительность их свечения после наступления тишины, в основном, зависит от параметров времязадающей цепи C5R9. Цепь включения транзисторов VT3, VT4 представ­ляет собой триггер Шмитта, что обеспечивает работу высоковольтного транзистора VT5 в ключевом режиме. Конденсатор С8 предназначен для более четкого переключения транзисторов триггера.

     Чувствительность фотореле к искусственному и естественному освещению задается резисторомR7, она тем выше, чем больше его сопротивление.

     Устройство питается сетевым напряжением переменного тока 220 В. Напряжение +10 В для питания узлов управления формиру­ется на стабилитроне VD4. Резистор R16 предотвращает обесточивание узлов при закрытом высоковольтном транзисторе VT5. Когда VT5 закрыт, напряжение на его коллекторе относительно общего провода составляет 14-18 В, что мало для зажигания светодиодов, но вполне достаточно для работы параметрического стабилизатора на VD4R16.

      Резистор R17 предназначен для разрядки конденсатора С9 после отключения устройства от сети. Резистор R18 уменьшает броски тока через выпрямительный мост VD5 при включении питания ночника.

    В конструкции можно использовать постоянные резисторы С2-23, С2-33, С1-4, МЛТ соответствующей мощности. Подстроечный резистор R3 - типа РП1-63м, СПЗ-19а, СГ13-38а. Конденсатор С5 - танталовый или ниобиевый с малым током утечки из серий К53, К52 или импортный.

      Гасящий конденсатор С9 - типа К73-24, К73-17, К73-16 или импортный аналог на напряжение не ниже 630 В и указанной на прин­ципиальной схеме емкости. Конденсатор С4 - обязательно пленоч­ный, например, К73-17 емкостью 1 мкФ на 63 В. Керамический С6 - К10-17, КМ-5.

     Остальные конденсаторы - оксидные малогабаритные. По воз­можности конденсаторы следует использовать производства извест­ных зарубежных фирм, например, Samsung, Keltron, Rubycon или оте­чественные последних разработок.

      Замены. Диоды VD1-VD3 можно заменить кремниевыми маломощ­ными диодами серий КД503, КД512, КД521, КД522. Стабилитрон VD4 заменяется на КС406Б, КС210Ж, КС207А, Д814В, 1N4710,TZMC-10.

     Диодный мост VD5 можно установить DB104, DB107, КС407А, КС422Г или установить четыре выпрямительных диода, например, типа КД243Ж, 1N4004, 1N4007.

     Полевой МОП-транзистор VT2 можно заменить на любой из серии КП301 или на аналогичный токовый ключ КР1014КТ1А, КР1064КТ1А.

     Транзистор VT3 заменяется любым из серий КТ3102,2SC1222,2SC1845.

      VT4 заменим на КТ940А, КТ969А, MPSA42, 2SC2330. Вместо мощ­ного высоковольтного КТ851Б можно использовать 2SA1400,2SA1776 или КТ9115А, КТ9178А.

    Микрофон можно применить любой малогабаритный электретный с током потребления не более 500 мкА.

    Фототранзистор с темновым током менее 100 нА можно заменить на L-51P3, L-32P3C или аналогичный. В этой конструкции можно при­менить HL1-HL5, любые белые светодиоды с номинальным током 20-30 мА.

     Совет.

При разводке печатной платы следует минимизировать подогрев транзистора VT5 резисторами R16, R18. Световой поток от све­тодиодов не должен попадать на фототранзистор.

     В большинстве случаев будет полезна экранировка медной или латун­ной фольгой каскада на операционном усилителе DA1.

    Наладка правильно собранного устройства сводится к установке баланса ОУ подбором резистора R1, установке порога акустической чувствительности резистором R3 и светочувствительности рези­стором R7. Для удобства эксплуатации чувствительность «органов чувств» ночника устанавливается максимально возможной.

     Если при светящихся светодиодах напряжение между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT5 будет более 7 В, следует заме­нить этот транзистор на экземпляр с большим коэффициентом пере­дачи тока базы. Если чувствительность микрофона окажется недо­статочной, то перед детектором на VD1, VD2 можно установить один дополнительный усилительный каскад на биполярном р-п-р транзи­сторе, работающий с током коллектора 300-400 мкА.

   Параллельно резистору R7 можно установить малогабаритную кнопку с фиксацией, что позволит принудительно включать свето­диоды вне зависимости от состояния обоих датчиков.

smoldomrem.ru № по популярности в Смоленске