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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Puntatore laser nell'attuatore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / L'elettronica nella vita di tutti i giorni I puntatori laser, recentemente apparsi sul mercato, sono destinati principalmente agli insegnanti delle istituzioni educative per utilizzarli nella spiegazione dei materiali grafici. Un simile puntatore può però essere utilizzato anche nella vita di tutti i giorni, ad esempio per il controllo remoto di apparecchi elettrici e radio. Come farlo è descritto nell'articolo pubblicato. Un puntatore laser, nonostante la sua apparente semplicità, è un prodotto relativamente complesso. Contiene un laser a semiconduttore, il mantenimento automatico di una certa corrente che lo attraversa, un sistema ottico, una batteria di celle galvaniche con una tensione di 3...4,5 V e un pulsante di accensione. La corrente consumata dal laser è 30...50 mA. Sebbene la potenza emessa dal puntatore (lunghezza d'onda 630...650 nm) non superi i 5 mW, a causa della sua concentrazione in un raggio stretto, le perdite di propagazione sono piccole. La radiazione laser può essere rilevata a lunga distanza. Tuttavia, è severamente vietato puntare il raggio del puntatore verso gli occhi: questo è pericoloso. Il puntatore può funzionare in dispositivi di sicurezza, luci telefoniche, giocattoli fatti in casa, dispositivi scaccia-uccelli, ecc. Per ora ci limiteremo a parlare della costruzione di una macchina automatica in grado di accendere e spegnere elettrodomestici e apparecchi radiofonici basata su un sistema segnale dal puntatore. Il puntatore stesso non richiede alcuna modifica.
La macchina (Fig. 1) contiene un fotorilevatore sul fotodiodo VD1, un comparatore di tensione sugli elementi logici DD1.1, DD1.2, un generatore di impulsi sugli elementi DD1.3, DD1.4, D-trigger DD2, due interruttori elettronici accesi transistor VT1, VT2 , l'attuatore è un relè elettromagnetico K1 e un alimentatore. L'alimentazione è realizzata secondo un circuito senza trasformatore con condensatore di spegnimento Sb. La tensione alternata viene raddrizzata dai diodi VD6, VD7, livellata dal condensatore C5 e stabilizzata dai diodi zener VD4, VD5. L'alimentazione viene fornita ai microcircuiti dal diodo zener VD4 attraverso il diodo VD2 e il condensatore di livellamento C 1. Ecco come funziona il dispositivo. Nel momento iniziale, dopo aver collegato il dispositivo alla rete, un livello logico alto attraverso la catena C4R7 viene fornito all'ingresso R del trigger e lo ripristina a zero. L'uscita del trigger è a livello logico basso, l'interruttore sul transistor VT2 è chiuso, il relè è diseccitato e il carico è disconnesso dalla rete. L'input e l'output del comparatore avranno un livello logico elevato e gli input degli elementi DD1.3, DD1.4 saranno bassi, il generatore non funzionerà. In questo caso, l'uscita dell'elemento DD1.4 è impostata su un livello alto, il transistor VT1 si apre e accende il LED HL1. Come avviene il passaggio? Il fotodiodo VD1 è illuminato da un raggio laser e la tensione ai suoi capi è significativamente ridotta. Dopo aver scaricato il condensatore C2, il comparatore viene attivato e alla sua uscita appare un livello basso. Viene applicato un livello elevato ai terminali degli elementi DD1.3, DD1.4, il generatore inizia a funzionare, il LED lampeggia, indicando che il fotodiodo è illuminato. Se ora si spegne il laser o si allontana il raggio dal fotodiodo, la tensione ai suoi capi aumenterà, il comparatore verrà impostato su un livello di uscita elevato e il trigger commuterà. Alla sua uscita apparirà un livello logico alto, il transistor VT2 si aprirà, il relè funzionerà e, utilizzando i contatti di chiusura K1.1, fornirà la tensione di rete al carico. Se il fotodiodo si illumina nuovamente brevemente (fino a quando il LED non lampeggia), il dispositivo ritornerà allo stato originale e il carico verrà diseccitato. Grazie all'utilizzo dei relè è possibile collegare al dispositivo un'ampia varietà di apparecchiature radioelettroniche: radio, televisori, videoregistratori, ecc. con eventuali alimentatori, nonché apparecchi elettrici con motori elettrici, come i ventilatori.
Tutte le parti del dispositivo, ad eccezione del relè e del diodo VD3, sono posizionate su un circuito stampato (Fig. 2) realizzato in fibra di vetro a foglio singolo. È progettato per utilizzare transistor KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, microcircuiti delle serie K 176, K561, 564, qualsiasi LED della serie AL307 (preferibilmente in una custodia di plastica). Diodi VD2, VD3 - qualsiasi raddrizzatore, VD6, VD7 - KD102B o simili a bassa potenza con una tensione inversa massima consentita di almeno 400 V e una corrente di almeno 100 mA, diodi Zener - per tensione di stabilizzazione 8...10 V. Condensatori polari - serie K50, K52, C6 - K73, il resto - KM, KLS, K 10. Resistore trimmer R2 - SPZ-19, costanti - MLT, S2-33. Il relè deve essere selezionato con una tensione operativa di 12...15 V con una corrente non superiore a 30 mA, ad esempio RES9 (passaporto RS4.524.200, RS4.524.201), i suoi contatti devono resistere alla tensione di rete e corrente consumata dal carico. Qualche parola sul relè RES9. Secondo i dati di riferimento, i suoi contatti sono progettati per una tensione di 115 V. Tuttavia, la pratica a lungo termine dell'uso dei relè in vari dispositivi ha dimostrato un funzionamento affidabile dei contatti con una tensione di rete di 220 V. Naturalmente, puoi optare per relè dei tipi RKN, MKU-48, ma le dimensioni del progetto aumenteranno in modo significativo. La scheda assieme al relè è collocata in un alloggiamento di adeguate dimensioni, realizzato in materiale isolante. Il fotodiodo e il LED sono affiancati nei fori dell'alloggiamento in modo che il LED serva da guida e segnali con i suoi lampeggi che il raggio laser colpisce il fotodiodo. Per evitare interferenze e malfunzionamenti è necessario installare la macchina in modo che il fotodiodo sia protetto dalla luce proveniente dai dispositivi di illuminazione che lo colpiscono. La configurazione del dispositivo si riduce all'impostazione della sua sensibilità (con il resistore di regolazione R2), della velocità di risposta all'illuminazione laser (selezionando il condensatore C2) e della frequenza di lampeggio del LED (all'incirca selezionando il condensatore C3, gradualmente selezionando il resistore R5 ). La macchina può essere leggermente semplificata eliminando il generatore. In questo caso, il terminale sinistro del resistore R8 nello schema deve essere disconnesso dal pin 3 del microcircuito DD1 e collegato al pin 11. Gli elementi R5, C3 vengono rimossi, la connessione tra i pin 2 e 4 di DD1 viene rimossa e gli ingressi non utilizzati degli elementi DD1.3, DD1.4 sono collegati al filo comune. In questo caso, quando il raggio laser colpisce il fotodiodo e il comparatore viene attivato, il LED si spegne.
Una versione più semplice della macchina è possibile (Fig. 3), se utilizza tiristori sensibili 2U107A-2U107E, che si aprono con una piccola tensione (meno di un volt) sull'elettrodo di controllo e una piccola corrente (diversi microampere) nel suo circuito . La sua base è un trigger sui tiristori VS1.VS2, che è alimentato, come nel progetto precedente, da un blocco con un condensatore di spegnimento. Analizziamo il funzionamento della macchina. Dopo averlo collegato alla rete, entrambi gli SCR verranno chiusi e il relè verrà diseccitato. Se illumini il fotodiodo VD2 con un raggio laser, a causa dell'effetto fotoelettrico, su di esso apparirà una tensione, che andrà all'elettrodo di controllo del tiristore VS2 e si aprirà. Il relè funzionerà e accenderà il carico sulla rete: ciò sarà segnalato dal LED HL2 acceso. Il condensatore C1 inizierà a caricarsi (meno sul terminale destro nel diagramma). Per spegnere il carico, il fotodiodo VD1 è illuminato. In questo caso il tiristore VS1 si apre accendendo il LED HL1. SCR VS2 si chiude perché il suo anodo viene brevemente alimentato con tensione negativa dal condensatore C1. Il relè è diseccitato, il LED HL2 si spegne e il carico è disconnesso dalla rete. Se ora illuminiamo nuovamente il fotodiodo VD2, il tiristore VS2 si aprirà e VS1 si chiuderà, poiché al suo anodo verrà applicata una tensione negativa dal condensatore C1. Il carico riceverà tensione. Gli esperimenti hanno dimostrato che i LED AL360A, AL360B funzionano bene come fotodiodo in questa macchina, poiché sono basati su diodi che emettono IR. Inoltre sono dotati di un riflettore focalizzante che ne aumenta la sensibilità alla radiazione laser del puntatore.
Le parti della macchina sono progettate per funzionare con il relè RES9 (passaporto RS4.524.200). Possono essere collocati in un piccolo alloggiamento (Fig. 4), realizzato in materiale isolante. Sulla parete anteriore del case sono praticati fori per LED e fotodiodi e sulla parete posteriore è installata una presa di corrente. Quando si configura la macchina, vengono innanzitutto selezionati il condensatore C3 e un diodo zener. La tensione di stabilizzazione del diodo zener dovrebbe essere di circa 4...5 V maggiore della tensione di funzionamento del relè e la capacità del condensatore dovrebbe essere tale che la corrente che attraversa il relè sia di 15...20 mA maggiore della sua corrente di funzionamento. Lo svantaggio della macchina è la sua bassa sensibilità, che ne limita il raggio di controllo. Durante l'installazione della macchina è necessario osservare le misure di sicurezza elettrica, poiché le sue parti sono collegate galvanicamente alla rete. Tutte le saldature devono essere eseguite solo con la macchina disconnessa dalla rete. Autore: I. Nechaev, Kursk; Pubblicazione: cxem.net
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