В останні роки для розробників електронної апаратури і радіоаматорів стала доступною новітня елементна база провідних зарубіжних і вітчизняних виробників, що дозволяє створювати нові версії звичних у побуті пристроїв, значно підвищуючи їх експлуатаційні характеристики.

Відносно недавно з’явилися в роздрібному продажі світлодіоди з високою світловіддачею майже всіх основних кольорів світіння дозволяють створити компактну конструкцію домашнього нічника без використання архаїчних ламп розжарювання (рис. 1.40). Інтенсивності світлового потоку, створюваного описуваним пристроєм, достатньо, щоб, як мінімум не напружуючи зір, читати газетний текст на відстані двох-трьох метрів.

В процесі експлуатації цього нічника не потрібно його обслуговування. Він не боїться тряски, падінь, стрибків напруги. Для роботи без обслуговування він оснащений двома видами електронних реле – фото і акустичним. Світлодіоди світяться тільки з настанням темряви, за умови, що на мембрану мікрофона виявляється достатня звукове вплив. Такий режим роботи не тільки економить електроенергію, але й створює більш комфортні умови для відпочинку.

Мікрофонний реалізований зібраний на Мікропотужні малошу-мящем операційному підсилювачі DA1. Його коефіцієнт підсилення визначається відношенням опорів резисторів R4 і R5. Для нормальної роботи мікросхеми напруга на її неінвертуючий вході (вив. 3), має становити приблизно половину від напруги на вив. 7 (введення харчування). У дільник напруги для ОУ входять R1, R4 і мікрофон ВМ1. Резистором R2 задається струм спокою ОУ на рівні 180 … 300 мкА.

Рис. 1.40

Посилене DA1 напруга звукової частоти знімається з виходу ОУ і через розділовий конденсатор С4 надходить на од-нополуперіодний випрямляч, виконаний на діодах VD1, VD2. Коли рівень звукового сигналу достатній, конденсатор С5 заряджається до 2,5 … 6 В, польовий n-канальний транзистор VT2 збагаченого типу відкривається. Якщо в цей час фототранзистор VT1 не освітлений, то транзистор ѴТЗ закривається, a ѴТ4 і ѴТ5 відкриваються, що призводить до запалювання ультраяскравих світлодіодів HL1-HL10. Тривалість періоду (після настання тиші), протягом якого транзистори будуть знаходитися в такому стані, залежить в основному від параметрів времязадающей ланцюга C5R9. Схема включення транзисторів ѴТЗ, ѴТ4 являє собою тригер Шмітта, що забезпечує роботу високовольтного транзистора ѴТ5 в ключовому режимі. Конденсатор С8 призначений для більш чіткого перемикання транзисторів тригера.

Чутливість фотореле до штучного і природного освітлення задається опором резистора R7: вона тим вище, чим більше його опір.

Пристрій живиться мережевим напругою змінного струму 220 В. Напруга +10 В для живлення вузлів керування формується на стабілітроні VD4. Резистор R17 запобігає знеструмлення вузлів схеми при закритому високовольтному транзисторі ѴТ5. Коли ѴТ5 закритий, напруга на його колекторі відносно загального проводу складає 14 … 18 В, що мало для запалювання світлодіодів, але цілком достатньо для роботи параметричного стабілізатора на елементах VD4, R16.

Резистор R18 призначений для розрядки конденсатора С9 після відключення пристрою від мережі. Резистор R19 зменшує кидки струму через випрямний міст VD5 при включенні живлення нічника.

У конструкції можна використовувати постійні резистори С2-23, С2-33, С1-4, МЯТ відповідної потужності. Змінний резистор R3 типу РП1-63м, СПЗ-19а, СПЗ-зва. Конденсатор С5 танталовий або ниобиевая з малим струмом витоку із серій К53, К52. Конденсатор С9, гасящий надлишок потужності мережевої напруги, типу К73-24, «73-17, К73-16 або імпортний аналог на напругу не нижче 400 В і зазначеної на принциповій схемі ємності. Конденсатор С4 обов’язково плівковий, наприклад, К73-17 на 1 мкФхбЗ В. Конденсатор С6 – керамічний типу К10-17, КМ-5. Решта конденсатори – оксидні, малогабаритні, по можливості, виробництва відомих зарубіжних фірм, наприклад, SAMSUNG, KELTRON, RUBYCON або вітчизняні останніх розробок.

Діоди VD1-VD3 можна замінити кремнієвими малопотужними діодами серій КД503, КД512, КД521, КД522. Стабілітрон VD4 замінюється на КС406Б, КС210Ж, КС207А, Д814В, 1N4710, TZMC-10. Діодний міст VD5 можна встановити DB104, DB107, КС407А, КС422Г або чотири випрямних діод, наприклад, типу КД102Б, КД243Ж, 1N4007. Польовий МОП-транзистор VT2 можна замінити на будь-який з серії КП501, ZVN2120 або на аналогічний струмовий ключ КР1014КТ1А, КР1064КТ1А. Цоколевка цих та деяких інших приладів дана на рис. 1.41.

Рис. 1.41

Транзистор ѴТЗ замінюється будь-яким із серій КТ3102, 2SC1222, 2SC1845, ѴТ4 – на КТ940АМ, Кт969а, MPSA42, 2SC2330. Замість потужного високовольтного транзистора КТ851Б можна використовувати 2SA1400, 2SA1776 або КТ9115А, КТ9178А.

Мікрофон можна застосувати будь-який малогабаритний Електрети-ний з струмом споживання не більше 500 мкА. Детальну інформацію про мікросхемі КР1407УД2 можна знайти в [3, 60], а рекомендації щодо її заміні в [50]. Фототранзистор з темнова струмом менше 100 нА можна замінити на L51P3, L32P3C або аналогічним.

У цій конструкції використані імпортні ультраяскравих світлодіодів фірми KINGBRIGHT діаметром 5 мм в прозорому корпусі: HL1-HL5 – «червоні» L1513SRC / F (4500 мкд), замість них можна встановити L1503SRC / F, L1543SRC / E, КІПД40С20-1/К4-П6; HL6-HL10 – «зелені» L1513SGC (300 мкд). Їх можна замінити на L1503SGT, L1543SGC, КІПД40С20-1/Л1-П6. Користуючись докладними каталогами торговельних організацій чи фірм виробників, їх можна замінити іншими з аналогічними або ще кращими параметрами. Дуже гарні результати будуть отримані, якщо замість двох-трьох світлодіодів зазначених типів встановити ультраяскравих світлодіодів білого кольору світіння NSPW500BS (5500 … 6400 мвс) або синього L7113PBC, L7113PBT (450 … 1000 мкд, з кристалами зі сплаву InGaN). Застосування в нічнику світлодіодів різного кольору світіння дає більш м’яке і природне «вечірній» освітлення.

Всі деталі пристрою можна встановити на платі розмірами 65х 55 мм і розмістити в корпусі габаритами 105x70x45 мм («активна вилка», «шкатулка», «мильниця» і т.п.). Зі зворотного або бічних сторін необхідно просвердлити декілька десятків вентиляційних отворів діаметром 2,5 мм. При розводці друкованої плати потрібно мінімізувати підігрів транзистора VT5 резисторами R16, R18. Світловий потік від світлодіодів не повинен потрапляти на фототранзистор. У більшості випадків може знадобитися екранування мідної або латунної фольгою каскаду на операційному підсилювачі DA1.

Налагодження правильно зібраного пристрою зводиться до встановлення балансу ОУ підбором резистора R1, установці порогу акустичної чутливості резистором R3 і світлочутливості резистором R7. Для зручності експлуатації сприйняття «органів чуття» нічника встановлюють максимально можливим. Якщо при світяться світлодіодах напруга на висновках колектора і емітера транзистора VT5 буде більше 7 В, то слід заме

нитка цей транзистор на екземпляр з великим коефіцієнтом передачі струму бази. Якщо чутливість мікрофона виявиться недостатньою, то перед детектором на VD1, VD2 можна встановити один додатковий підсилювальний каскад на біполярному р-п-р транзисторі, що працює зі струмом колектора 300 … 400 мкА.

Паралельно з резистором R7 можна встановити малогабаритну кнопку з фіксацією, що дозволить примусово запалювати світлодіоди незалежно від стану обох датчиків. Цоколевка деяких деталей дана на рис. 1.41.

Так як всі елементи пристрою знаходяться під напругою освітлювальної мережі, то для зручності налаштування готового виробу необхідно дотримуватись заходів електробезпеки. При монтажі світлодіодів необхідно ретельно стежити за їх полярністю і не допускати розриву їх ланцюга.

Література: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радіоаматорам схеми, Москва 2008