Generatori di impulsi su un LED lampeggiante. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Nei cataloghi delle aziende straniere che producono e vendono dispositivi a semiconduttore sono apparse le cosiddette "lampade LED lampeggianti": LED che sembrano normali, ma quando collegati a una fonte di tensione costante lampeggiano e si spengono circa due volte al secondo. Questi dispositivi possono spesso essere acquistati nei mercati radiofonici. Questo articolo descrive diversi semplici dispositivi in ​​cui un LED "lampeggiante" funge da generatore non solo di luce, ma anche di impulsi elettrici.

Prima di tutto, rispondiamo alla domanda: perché un LED del genere lampeggia? Al suo interno, come mostrato nello schema (Fig. 1), oltre all'effettiva struttura a semiconduttore emettitore di luce HL1, sono presenti un generatore di impulsi e un interruttore elettronico. A volte viene fornita una resistenza di spegnimento R1, in altri casi le sue funzioni sono svolte dalla resistenza interna della chiave. Il diodo VD1 protegge il dispositivo dalla fornitura di tensione di alimentazione con polarità inversa.

A proposito, è questo diodo che causa il guasto del dispositivo. Accade spesso che durante il controllo di un LED venga collegata una batteria da 9 V relativamente potente con la polarità invertita. Di conseguenza, una corrente di centinaia di milliampere riscalda il diodo protettivo a una temperatura pericolosa non solo per se stesso, ma anche per altri componenti del dispositivo. Pertanto, quando si controlla un LED, è necessario collegare in serie ad esso un resistore con una resistenza di 100...200 Ohm. Durante il funzionamento, quando la tensione applicata al LED ha la polarità corretta e rientra nei limiti accettabili, non è necessaria una resistenza aggiuntiva.

I più comuni sono i LED “lampeggianti” delle serie V621, V622, V623 (di Diverse); LTL 4213,LTL 4223, LTL 4233 (Lite su Opto); TLBG5410, TLBR5410, TLBY5410 (Temic Telefunken); L-36, L-56, L-616, L-796, L-816 (Reinluce Reinhold). In apparenza, assomigliano ad un normale AL307BM, hanno un corpo con un diametro di 3...10 mm, un angolo di visione di 40...1400, e un colore luminoso rosso, arancione, giallo o verde. I loro parametri tipici sono i seguenti: tensione operativa - 3,5...13 V, corrente diretta massima - 60...70 mA, massima dissipazione di potenza - 200 mW, frequenza flash - 1,5...2,5 (a volte fino a 5 Hz) , luminosità - 1,3... 1000 mcd.

Nello stato luminoso, le proprietà di un LED “lampeggiante” sono simili a quelle di un LED normale. La sezione iniziale misurata sperimentalmente della sua caratteristica corrente-tensione è mostrata in Fig. 2 (curva 1). Negli intervalli tra i lampeggi il circuito del “LED” è interrotto e a parità di tensione la corrente che attraversa il dispositivo è molto minore, poiché viene consumata solo dal generatore interno. La curva 2 corrisponde a questo stato.

Se si collega un resistore in serie con un LED “lampeggiante”, la caduta di tensione ai suoi capi cambierà nel tempo con i lampeggi. Utilizzando un oscilloscopio, è possibile verificare che la generazione continui anche quando la resistenza del resistore viene aumentata fino a un valore al quale i lampi di luce non sono più visibili. Condotto in Fig. 2 linea di carico (3) corrisponde a un resistore con una resistenza di 33 kOhm e una tensione di alimentazione di 5 V. La differenza nella caduta di tensione attraverso il resistore durante un flash e una pausa AU supera 2 V. Questo è sufficiente, ad esempio, per attivare un elemento logico.

Dispositivi, i cui schemi sono mostrati in Fig. 3 e 4, per analogia con i generatori RC, potrebbero essere chiamati generatori RHL. I tipi di LED e di elementi logici non sono indicati negli schemi, poiché diverse combinazioni sono state testate e hanno funzionato stabilmente. La durata del livello logico alto sull'uscita è 280...320, basso - 340...370 ms. Questi valori dipendono entro piccoli limiti dalla resistenza del resistore R1 e dal tipo di elemento logico utilizzato. Nel dispositivo secondo lo schema di Fig. 3, l'intervallo delle possibili resistenze del resistore R1 in kilo-ohm quando si utilizzano i microcircuiti della serie indicata tra parentesi è 0,1... 1,8 (K155). 0,1...5,6 (K555). 0,15...30 (KR1533) o 0,15...91 (K561). Quando la resistenza si avvicina a uno dei valori limite, la completa rottura delle oscillazioni è spesso preceduta da un "rimbalzo" - la generazione di treni di brevi impulsi sui fronti di quelli principali. Nel generatore secondo lo schema di Fig. 4, possono funzionare solo i microcircuiti CMOS (serie K561 e simili) e la resistenza R1 deve essere compresa tra 0,8 e 300 kOhm.

Nella fig. La Figura 5 mostra un diagramma di un generatore di impulsi economico contenente un solo elemento logico: un trigger di Schmitt. Durante il lampeggio del LED “lampeggiante” HL1, il livello di tensione sull'ingresso 1 dell'elemento DD1.1 corrisponde a 0 logico. Nella pausa tra i lampeggi, questa tensione aumenta al livello logico di 1 e il generatore RC inizia a funzionare. formato dagli elementi R2, C1, DD1.1. All'uscita si possono osservare raffiche di impulsi che si susseguono alla stessa frequenza con cui il LED lampeggia. Il segnale può essere ascoltato collegando un trasduttore acustico BF1 all'uscita del generatore, ad esempio un emettitore piezoelettrico ZP - 1, ZP - 19 o ZP - 22. I valori nominali degli elementi indicati nel diagramma corrispondono a una frequenza di impulsi in un pacchetto da 2kHz. il periodo di ripetizione dei pacchetti è 500, e la durata di ciascuno di essi è 230 ms. Quando la resistenza del resistore R1 aumenta da 620 Ohm a 150 kOhm, il periodo di ripetizione dei burst aumenta da 450 a 600 ms e la loro frequenza di riempimento diminuisce da 2,2 a 1,5 kHz. È possibile selezionare tale resistenza (circa 135 kOhm). in cui si genera una triade melodica coerente. Scambiando R1 e HL1 e selezionando lo stesso resistore, si ottiene un effetto interessante come il "glissando" - un cambiamento graduale di intonazione.

Va tenuto presente che per tutti i generatori qui discussi, con valori di resistenza di carico elevati, la luminosità degli impulsi luminosi diminuisce così tanto che diventano invisibili. Tuttavia, la generazione di impulsi elettrici continua.

Autore: S.Ryumik, Chernihiv, Ucraina

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