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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Alimentazione da rete della lampada LED K48. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione Dopo aver acquistato la lampada a LED che gli piaceva, l'autore ha subito scoperto che la durata di funzionamento di questo dispositivo senza sostituire gli elementi galvanici in esso installati è troppo breve. Ha acceso la lampada sull'alimentazione di rete e allo stesso tempo ha fornito diverse modalità operative. La lampada LED compatta, chiamata sulla confezione "ERA - Lanterna da campeggio LED K48", ha un buon design del corpo. I principali vantaggi di questo prodotto sono l'elevata luminosità e il basso prezzo della lampada, in base al quale il costo di ciascuno dei 48 LED bianchi super luminosi installati al suo interno è 4...5 volte inferiore al prezzo del singolo LED più economico LED “bianchi” nel commercio al dettaglio. La lampada è alimentata da tre celle galvaniche di dimensione AA. Tuttavia, il tempo di funzionamento promesso della lampada da un set di elementi alcalini, 15 ore, in realtà non supera le 2...3 ore. Il fatto è che tutti i 48 LED sono collegati in parallelo e la corrente totale da loro consumata dal La batteria raggiunge 0,8 A. Poiché il costo di un set di elementi alcalini nuovi di dimensione AA è paragonabile al prezzo della lampada stessa, si è deciso di adattarla per essere alimentata da una rete domestica a 220 V.
Lo schema della "lanterna da campeggio" convertita è mostrato in Fig. 1. Può funzionare nelle modalità di luminosità massima, media e bassa. L'acustica incorporata la commuta per un po' dalla modalità di luminosità media alla modalità di luminosità massima tramite un segnale acustico (ad esempio battendo le mani) relè La modalità a bassa luminosità viene commutata manualmente aprendo i contatti dell'interruttore SA1. Quando l'interruttore è chiuso, la tensione di rete 220 V AC viene fornita al raddrizzatore a ponte VD1-VD3 tramite il fusibile FU6, il condensatore limitatore di corrente C1 e la resistenza R4. Le ondulazioni di tensione raddrizzate attenuano i condensatori C7, C8, eliminando lo sfarfallio dei LED EL1-EL48 con una frequenza di 100 Hz e sopprimendo i picchi di corrente che li attraversano quando sono collegati alla rete e sotto l'influenza del rumore impulsivo. Un aumento eccessivo della tensione sui condensatori C7, C8 quando il circuito LED è interrotto è impedito dal varistore RU1. Se la stanza in cui è installata la lampada è silenziosa, il condensatore C10 è scarico, il transistor ad effetto di campo VT1 è chiuso, i transistor bipolari VT2 e VT3 sono aperti e parte della corrente fornita dalla fonte di alimentazione viene diramata dai LED nel resistore R20. I LED funzionano con una corrente di 6,5 mA, il che ne aumenta notevolmente la durata. Questa modalità è utile, ad esempio, se la lampada viene utilizzata come luce notturna e un'illuminazione troppo intensa interferisce con il riposo. Quando qualcuno è presente nella stanza e svolge le proprie attività, crea involontariamente rumore acustico. Il sensore del livello di rumore è un microfono elettrete VM1. Un amplificatore microfonico è assemblato sull'amplificatore operazionale DA1, il cui guadagno di tensione è determinato dal rapporto tra le resistenze dei resistori R8 e R3. Dall'uscita dell'amplificatore operazionale, la tensione della frequenza audio attraverso il condensatore di isolamento C6 e il resistore R9 viene fornita al rilevatore di ampiezza sui diodi VD5 e VD7. Quando il livello di rumore supera un certo valore, la tensione sul condensatore SY diventerà maggiore della tensione di soglia del transistor ad effetto di campo VT1. Si aprirà e i transistor VT2 e VT3 si chiuderanno. La corrente attraverso il resistore R20 si fermerà e attraverso i LED HL1 - HL48 aumenterà a 20 mA, inizieranno a brillare con la massima luminosità. Non vi è alcun aumento della corrente consumata dalla rete rispetto alla modalità di luminosità media. Va notato che la durata del bagliore con maggiore luminosità dopo la cessazione del suono che ha causato la transizione a questa modalità dipende principalmente dalla costante di tempo del circuito C10R11 e dal grado in cui la tensione di rumore raddrizzata supera la tensione di soglia del transistor VT1. Con una tensione di soglia di circa 0,9 V, il tempo di esposizione dopo un singolo battito delle mani sarà di 6...7 minuti. Il resistore R10 elimina l'influenza negativa della corrente di dispersione del condensatore C6 sul funzionamento del circuito di temporizzazione. A causa del fatto che i transistor VT1 e VT2 formano un trigger Schmitt, la luminosità dei LED cambia bruscamente e lo stato parzialmente aperto del transistor VT3, accompagnato dalla dissipazione di elevata potenza su di esso, viene eliminato. I condensatori C2 e C11 riducono la sensibilità del dispositivo al rumore impulsivo. La tensione di alimentazione del trigger Schmitt è limitata a circa 10 V dal diodo zener VD8. Per il nodo sull'amplificatore operazionale DA1, viene ridotto a 7,5 V utilizzando un diodo zener VD6. I condensatori C4, C5, C9, C13 sono condensatori di blocco nei circuiti di alimentazione. Quando l'interruttore SA1 è aperto, un resistore ad alta resistenza R5 è collegato al circuito di alimentazione di rete, limitando la corrente dei LED. La tensione sul diodo zener VD6 è ridotta a 1 V e tra i terminali di base e di emettitore del transistor VT2 - a 0,2 V, il che non è sufficiente per aprirlo e il transistor VT3. Pertanto, non c'è corrente attraverso il resistore R20 indipendentemente dallo stato del transistor VT1. In questa modalità, la luminosità dei LED e la potenza consumata dalla lampada da una rete a 220 V sono notevolmente ridotte. Nella progettazione, è possibile utilizzare resistori C1-4, C1-14, C2-23, MLT, RPM o simili importati di potenza adeguata, nonché resistori per il montaggio superficiale. Si consiglia di utilizzare resistenze di interruzione non infiammabili P6-12-1 o di importazione come R7 e R1. La resistenza ottimale del resistore R11 è 10...40 MOhm. Se non è presente un resistore di tale resistenza, può essere costituito da più resistori più piccoli collegandoli in serie. Per ridurre la corrente di dispersione, che influisce notevolmente sulla durata della velocità dell'otturatore, il punto di connessione del diodo VD7, del condensatore SY, del resistore R11 e del gate del transistor VT1 dovrebbe “sospendere in aria”. Il varistore FNR-10K241 può essere sostituito con FNR-14K221, FNR-20K221 e altri con una tensione di classificazione di 200...250 V. Puoi misurare questa tensione per un varistore di tipo sconosciuto con il dispositivo descritto nel mio articolo “Dispositivo per testare transistor ad alta tensione" ("Radio") ", 2003, n. 3, p. 22). Condensatori all'ossido: K50-68, K53-19 o importati. Il condensatore C3 è un condensatore a film con una tensione alternata nominale di 250...316 V o costante 630 V, ad esempio K73-17, K73-24 a 630 V. I condensatori C6, C10 sono multistrato ceramico per il montaggio superficiale. Per aumentare il tempo di esposizione, è possibile installare un condensatore C10 con una capacità fino a 47 μF. Ma va tenuto presente che per caricare completamente un condensatore con una capacità maggiore, sarà necessaria un'esposizione al suono più lunga. I restanti condensatori sono ceramici K10-17, K10-50 o loro analoghi. Il diodo Schottky a basso consumo BAS140W può essere sostituito con un altro simile con una tensione inversa di almeno 20 V e una corrente diretta massima possibilmente inferiore. Al suo posto, puoi provare i normali diodi al germanio a bassa potenza (D18, GD507A) o al silicio. Invece del diodo 1N914, andrà bene uno qualsiasi dei diodi 1SS176S, 1N4148, KD521, KDYu2A. I diodi 1N4006 possono essere sostituiti con 1 N4007, UF4006, UF4007, KD243E, KD247D e il diodo zener BZV55C7V5 può essere sostituito con TZMC-7V5, KS175A, KS175Zh, 2S175A, 2S175Zh. Invece del diodo zener KS5YuA, puoi installare 2S5YuA, 1 N5347. Il transistor KP504G può essere sostituito da qualsiasi serie KP501, KP504, KP505 o ZVN2120, BSS88 importati. Si consiglia di selezionare un'istanza con una tensione di soglia non superiore a 1 V. Invece del transistor BF422, è possibile installare BF459, MPSA42, 2N6515, 2N6516, KT940AM. Sostituzione transistor BF423 - BF492, BF493, MPSA92, 2N6518, 2N6519. I transistor dei tipi menzionati presentano differenze nella posizione e nello scopo dei terminali. Microfono VM1: qualsiasi elettrete di piccole dimensioni, ad esempio da un telefono cellulare. L'interruttore a pulsante SA1 è quello precedentemente installato nella lampada. Non è noto il tipo di LED bianchi ultraluminosi presenti nella lampada: sono in un alloggiamento trasparente e con una lente ampia e accorciata con un diametro di 5 mm. Se necessario, questi LED possono essere sostituiti, ad esempio, con ARL-5213UWC-35cd, ARL-5213UWC-25cd. La presenza del fusibile FU1 è strettamente necessaria.
Tutte le parti del gruppo si trovano nella parte centrale del corpo lampada (Fig. 2), dove un tempo si trovavano le batterie. L'amplificatore del microfono e i transistor sono montati su una piccola scheda, gli elementi a montaggio superficiale (alcuni condensatori e resistori, nonché un diodo Schottky VD5) sono montati sul retro di questa scheda, invisibile nella fotografia. Per fissare le parti del corpo lampada sono stati utilizzati adesivi Quintol, poliuretano trasparente Moment Crystal e adesivi hot-melt. L'alterazione della lampada dovrebbe iniziare cambiando la connessione parallela originale dei suoi LED in una seriale. Per fare ciò, un LED su due viene dissaldato dalla scheda ad arco su cui è installato e risaldato, ruotandolo di 180° attorno all'asse longitudinale e cambiando così la polarità di commutazione. I conduttori stampati tra i LED sono tagliati secondo uno schema a scacchiera. La corretta attivazione di ciascun LED deve essere attentamente monitorata. Per fare ciò, è possibile utilizzare una fonte di tensione costante di 12...18 V, collegandola alternativamente tramite una resistenza da 15...30 kOhm a un gruppo di più LED su ciascuna scheda. Si prega di notare che un LED collegato con la polarità sbagliata potrebbe danneggiarsi quando alla lampada viene applicata la tensione di rete. Un errore nella polarità di più LED può portare al guasto dell'intero set. Quando si installa e si utilizza la struttura, è necessario ricordare che tutti i suoi elementi sono sotto una tensione CA di 220 V. I condensatori C7, C8, C12 possono mantenere la carica per diversi giorni dopo che la lampada è stata disconnessa dalla rete. Si consiglia di verificare la funzionalità dell'unità di controllo prodotta senza collegare la lampada alla rete, ma utilizzando una sorgente di tensione da 9 V CC, che viene fornita al diodo zener VD8, rispettando la polarità. La resistenza del resistore R1 è selezionata in modo tale che la tensione tra i terminali del microfono a elettrete VM1 sia compresa tra 3 e 3.5 V. Minore è la resistenza del resistore R3, maggiore è la sensibilità del relè acustico. Selezionando il condensatore SY e il resistore R11 si imposta la durata di esposizione desiderata. Se la lampada convertita viene installata in modo che il suo coperchio posteriore sia premuto contro una superficie con scarsa conduttività termica (soffitto, parete), la temperatura all'interno del corpo della lampada con un condensatore C3 con una capacità di 0,68 μF e un funzionamento a lungo termine può superare la temperatura ambiente di 20...25 °C. Per ridurre il surriscaldamento, è consigliabile ridurre la capacità di questo condensatore a 0,47 μF, aumentare la resistenza del resistore R20 a 15 kOhm, aR21 a 1,8 kOhm. Per scollegare completamente la lampada dalla rete elettrica è possibile installare un ulteriore interruttore a chiave sul cavo di alimentazione. Autore: A. Butov
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