В этой заметке опубликовано несколько разных конструкций, созданных мною в разное время. Надеюсь, кому-нибудь они будут полезны.

[Сетевой светодиодный ночник]

Лампа была разработана (20 июня 2010 г.) для ночного освещения коридора, и включалась в сеть параллельно выключателю основного освещения. Она выполнена в круглом корпусе лампы дневного света на 7 Вт, вышедшей из строя.

Светодиоды неизвестной марки были взяты из плоского батарейного фонаря-блюдца. Качество их было очень плохое, к тому же они боятся перегрева. Поэтому ток через светодиоды был выбран около 16mA (вместо 20), однако яркость лампы была достаточной для ночного освещения.

Начальный бросок тока, который происходит при включении лампы, поглощает R1 и лампа накаливания общего освещения (при размыкании настенного выключателя они получается последовательная цепочка из R1, мощная лампа в люстре, C1 и диодный мост D1..D4), а также конденсаторы C2..C5.

Для увеличения общей надежности светильника была введена "средняя точка" питания на стабилитронах D5 и D6 с общим напряжением стабилизации 61V. В нормальном рабочем режиме они ничего не стабилизируют, так как на светодиодах падает 56V. Этот подход себя оправдал - через пару месяцев один из светодиодов вышел из строя, но лампа продолжала работать в половину яркости еще полгода, пока не дошли руки до её ремонта.

[Указатель направления протекания тока]

Этот индикатор разрабатывался (21 октября 2012 г.) для исследования взаимодействия аккумуляторной батареи и солнечной батареи на 12V, и проверялась в диапазоне напряжений от 4V до 15V. Падение напряжения на датчике (R1, D1, D2) при токе 1A составляет 0.38V. Минимальное падение напряжения, при котором начинается индикация - 100mV при U_пит 5V, и 130mV при U_пит 15V. Максимальный возможный отслеживаемый ток определяется допустимым прямым током диодов D3..D6 и мощностью резистора R1, а минимальный сопротивлением R1. При указанном номинале 1Ω минимальный ток 100mA.

DA1 LM358 D1, D2 1N5822 D3..D6 КДС523 D7 и D8 АЛ307

Желательно, чтобы диоды D3..D6 должны быть в едином корпусе для исключения температурной зависимости показаний (диодная сборка). При применении обычных диодов КД212 падение напряжения на них при токе 1A составляет 0.73V. Резисторы R2, R3 и R4, R5 должны быть попарно одинаковы.

Цвет светодиодов D7, D8 выбран зеленый и красный, резисторы R6 и R7 подбираются по необходимой яркости свечения - можно просто поставить одинаковые. Однако следует помнить, что иногда на одинаковом токе яркость красных светодиодов намного выше, чем зеленых.

Индикатор симметричен, т. е. он одинаково реагирует на ток, протекающий в любом направлении, хотя присутствует небольшой начальный дисбаланс, возможно из-за небольшого (около 10mA) собственного тока потребления.

[Выключатель - ограничитель разряда аккумулятора]

Конструкция была разработана (1 мая 2013 г.) для включения освещения в темное время суток без использования мощных ключей или реле. Была задача получить максимальную экономичность, даже если нагрузка отсутствует совсем (например, освещение было выключено на другом конце линии). Кроме того, схема обеспечивает защиту от короткого замыкания в нагрузке - если это произошло, то нагрузка отключается. Максимально допустимый ток нагрузки определяется параметрами аккумулятора и полевого транзистора, и может составлять десятки ампер.

При указанных параметрах схемы ток в нагрузке 0.3A вызывает падение напряжения на полевом транзисторе IRF4905 составляет 10mV. Ток потребления схемы во включенном состоянии составляет 2mA, а в выключенном около 1mkA. Напряжение отключения нагрузки (для защиты аккумулятора от переразряда) устанавливается подстроечным резистором 470Ω, и для аккумуляторной батареи 12V было выбрано на уровне 10V. Для улучшения помехозащищенности возможно стоит добавить конденсатор на затвор-исток полевого транзистора IRF4905, и поставить последовательно с катодом TL431 токоограничительный резистор (получится RC-фильтр для устранения импульсных помех).

Для дистанционного управления (например, от фотореле или таймера) могут быть добавлены транзисторные ключи, как показано на схеме ниже. Включение или выключение осуществляется подачей коротких импульсов на соответствующий вход.

[Два таймера для блоков питания]

Первый таймер задержки включения анодного напряжения изготавливался для лампового УНЧ на 6П3С, а второй - для лабораторного БП настройки ламповых схем. Схемы разрабатывались 29 января 2014 г.

На первом рисунке показан вариант схемы таймера 3..50 секунд. Схема питается выпрямленным напряжением накала ~6.3V, под него подобран паспорт реле РЭС-9 (напряжение срабатывания 5.5V, ток срабатывания 80mA). Две пары переключающих контактов используются для управления двумя анодными напряжениями (150V и 250V).

V1..V3 КТ3102 V4 КТ815А D1, D2 КД521 P1 РЭС-9 РС4524202

Время срабатывания таймера определяется в основном постоянной времени R1C1, и также немного напряжением Uпит (длительностью его отсутствия, за которое C1 успеет полностью разрядиться). Пороговое напряжение C1 триггера Шмитта V2V3 составляет около 2V, оно определяется суммой падений напряжения на эмиттерных переходах V1 и V2, и падением напряжения на D1. R7 выбирается по падению напряжения на переходе коллектор-эмиттер V4 (должно быть не более 0.3V). При нормальном времени срабатывания 40 секунд пропадание Uпит на 2 секунды приводит к перезапуску таймера на 25 секунд, что для моего применения было вполне допустимо. Если нужно стабилизировать время срабатывания, то схема дополняется стабилизатором напряжения и блоком разряда конденсатора C1.

На втором рисунке показана усовершенствованная схема таймера. Время срабатывания при R1+R2=500kΩ составляет 46 секунд, при 230kΩ 20 секунд, а при 30kΩ 3 секунды. Собственный ток потребления, когда реле обесточено, при 6.5V составляет 7mA, при 9V около 10.5mA. Когда реле сработало, ток потребления составляет 90mA при 6.5V и 140mA при 9V. В обоих схемах тестировались электролитические конденсаторы 100..330 мкФ на напряжение 6V..35V (C1) и 22..100 мкФ на 10V..16V (C2, C4 и C5).

V5, V6 КТ3102 D3 КД521 DA1 78L05

[Универсальный пробник]

Этот пробник очень прост и имеет широкий диапазон индицируемых напряжений. Он подходит для проверки наличия как постоянных, так и переменных напряжений в диапазоне от 2 до 250V, с определением полярности.

L1 лампа накаливания 230V 7W E14 D1 светодиод яркий синий D2 светодиод яркий красный D3 КС433 D4 КС447

Вся конструкция выполнена (27 февраля 2014 г.) в корпусе от большой шариковой ручки с прозрачным колпачком из оргстекла (см. фотографии ниже). Лампа L1 это лампочка от освещения холодильника на 7 Вт, сопротивление её спирали в холодном состоянии составляет примерно 600Ω. Перед установкой в пробник желательно лампу потренировать включением/выключение 50 раз.

Контакт пробника, который припаян к центральному контакту лампочки, сделан из обычной велосипедной спицы.

На переменном токе потребление пробника составляет: 250V около 40mA, 160V 31mA, 100V 23mA, 4V 2mA. На постоянном токе: 15V 6.2mA, 10V 4.7mA, 5V 2.5mA и при 2V (начало заметной индикации) 0.25mA. Стабилитроны служат для уменьшения перегрузки светодиодов, когда на пробник подается высокое напряжение (особенно в начальный момент, при низком сопротивлении нити накала лампы, когда она не успела раскалиться). Обратите внимание, что стабилитроны выбраны разные, чтобы уравнять яркость свечения светодиодов - по той причине, что светодиоды разного цвета имеют разную пороговое напряжение и разную яркость при одинаковом токе. Красный светодиод светится при подаче плюса на "центральный" щуп, а синий светодиод светится при подаче минуса. На переменном напряжении светятся оба светодиода, и при напряжении свыше 50V..60V начинает дополнительно светиться лампочка.

Благодаря ограничению напряжения на стабилитронах ток через светодиоды не превышает 25mA при подаче напряжения 250V. Стабилитроны применены в металлических корпусах - такие стабилитроны намного лучше выдерживают импульсный ток. В процессе длительной работы все элементы схемы (кроме лампочки, конечно) остаются холодными.