Уявіть, читач, ситуацію:в кімнаті досить темно (але не настільки, щоб не бачити знаходяться в нійпредмети), і ви за звичкою берете ліхтарик, а він раптом “заявляє”:”Поклади мене, будь ласка, на місце і не витрачай даремно енергію моєїбатареї, тут і так достатньо ясно! “- Неймовірно? Але щось подібнеможе стати реальністю, якщо виготовити пристрій, що описується в публікуєтьсянижче статті …

Пропоноване увазі читачівпристрій складається з світлодіодного ліхтаря з сенсорним вимикачем івиконаного у вигляді підставки під нього сигнального блоку, що стежить за тим,щоб ліхтарем користувалися тільки тоді, коли без нього не обійтися, тобто вповній темряві. При спробі скористатися ним за наявності навіть слабкоїосвітлення сигнальний блок подає переривчастий звуковий сигнал, нагадуючи, що вцьому немає необ-хідності. Сигнал припиняється після повернення ліхтаря на місцеабо після закінчення певного часу (навіть якщо це не зроблено), а також ввипадку аварійного вимкнення освітлення під час подачі сигналів, коливикористання ліхтаря визнається виправданим.

Схема ліхтаря показана на рис. 1.У стоковий ланцюг польового транзистора VT1 включений над’яскравих світлодіодів EL1 зеленогокольору світіння. У черговому режимі конденсатор С1 розряджений через резисторидільника R1R2, напруга на затворі транзистора VT1 дорівнює нулю, тому вінзакритий. Однак через світлодіод тече невеликий струм, визначається опоромрезистора R4, і він слабо світить (втім, цього освітлення достатньо для читаннятексту на відстані 200 … 300 мм від нього). Коли ж ліхтар виявляється в руціі долоню притискається до сенсорних контактам Е1 і Е2, напруга батареї живленняGB1 через опір шкіри надходить на конденсатор С1 і він починає заряджатися.Через деякий час напруга на ньому зростає настільки, що транзистор VT1відкривається, опір його каналу зменшується до кількох ом і світлодіодEL1 починаючи-ет яскраво світити. Струм через нього обмежує резистор R3. Часзатримки включення ліхтаря залежить від ємності конденсатора С1, стану шкіридолоні і зусилля, з яким вона притиснута до сенсорних контактів: чим воно більше,тим менше перехідний опір між контактами і шкірою долоні і,відповідно, менше затримка.

Ліхтар світить весь час, покизна-диться в руці. Повернення ліхтаря на місце призводить до його автоматичноговимиканню через деякий час, що залежить в основному від ємності конденсатораС1 і опору резисторів дільника R1R2. Таким чином, на відміну відтрадиційних ліхтарів, які, якщо забути їх вимкнути, можуть розрядитибатарею живлення, пропонований витрачає її тільки при використанні попризначенням. Сигнальний блок (рис. 2) складається з високочутливого фотореле (VT1,DA1), тактового генератора імпульсів на основі миготливого світлодіода HL1,таймера (VT2, DD1), активного (з вбудованим генератором 34) випромінювача звукуНА1 і електронного ключа (VT3).

У початковому стані ліхтар звбудованим в його підставу постійним магнітом вставлений в наявний всигнальному блоці стакан, під дном якого встановлений геркон SF1. Під дієюмагніту його контакти знаходяться в положенні, в якому ланцюг живлення відключенавід батареї GB1 і через резистор R9 з’єднана із загальним проводом. При вилученніліхтаря зі склянки геркон переходить в положення, показане на схемі, і якщозамкнуті контакти вимикача SA1, пристрій підключається до батареї живлення.При цьому відразу ж заряджається конденсатор С2 і на резисторі R6 формуєтьсяімпульс високого рівня. Через діод VD2 він надходить на входи R обох лічильниківмікросхеми DD1 і встановлює їх у нульовий стан, після чого лічильник DD1.1починає підрахунок імпульсів, що надходять на його вхід CN (висновок 1) з тактовогогенератора – миготливого світлодіода HL1. Останній працює в економічному режимі(Його мерехтіння практично непомітно), однак амплітуди вироблюваних їмімпульсів достатньо для чіткої роботи лічильників мікросхеми К561ІЕ10. Длязбільшення розрядності лічильника сигнал з виходу 8 (вивід 6) DD1.1 подається навхід CP (висновок 10) DD1.2. При цьому з виходу 1 (висновок 11) DD1.2 на його вхід CN (висновок9) для дозволу рахунку подається лог 0. Транзистор VT2 інвертує цей сигналі рівнем лог. 1 на вході CP (вивід 2) дозволяє роботу лічильника DD1.1. Зприходом 16-го тактового імпульсу на виході 1 (висновок 11) DD1.2 з’являєтьсярівень лог. 1, який надходить на його вхід CN і тим зупиняє роботу лічильника.А рівень лог. О, що виник на стоці транзистора VT2, надходить на вхід CP (висновок2) DD1.1 і затормажівая-ет його. У цьому стані лічильники залишаються до вимиканняхарчування герконом SF1 або вимикачем SA1.

При роботі лічильників імпульси звиходу 1 DD1.1 надходять на затвор польового транзистора VT3 і періодично, зчастотою вдвічі меншою тактовою, відкривають його. При цьому опір каналузменшується до кількох ом і активний дзвінок НА1 видає звукові сигнали.Таким чином, з моменту початку роботи лічильників та до їх зупинки сигнальнийблок формує вісім звукових сигналів. При необхідності їх число можназбільшити до 16, 32 або 64, якщо для зупинки лічильників використовувати сигналивідповідно з виходів 2, 4 і 8 (висновки 12, 13 і 14) DD1.2. Конденсатор-тор СЗсприяє збільшенню гучності сигналів, що генеруються дзвінком НА1.

Фотореле сигнального блоку виконанона фототранзистор VT1 і ОУ DA1, що виконує функції компаратора. На йогонеінвертуючий вхід (висновок 3) подано напругу, рівну половині напруги, здільника R1R2, а на інвертується (вивід 2) – з дільника, утвореногоділянкою емітер-колектор фототранзистора VT1 і резистором R3. У відсутністьосвітлення транзистор закритий, опір названого ділянки велике, томунапруга на вході інвертується менше, ніж на неінвертуючий, і вихіднанапруга ОУ близько до напруги харчування. Завдяки цьому діод \ Ю1 відкритий і навходи R лічильників DD1.1 і DD1.2 надходить високий рівень, утримуючи їх ввихідному (нульовому) стані. При висвітленні фототранзистора опір йогоділянки емітер-колектор різко зменшується, напруга на вході інвертуєтьсяОП DA1 стає більше, ніж на неінвертуючий, а на виході падаєпрактично до 0. У цьому випадку діод VD1 закритий, а низький рівень на входах R лічильниківDD1.1 і DD1.2 дозволяє їх роботу. Резистор R4 – атрибут типової схемивключення програмованого ОУ К140УД12 (КР140УД1208). Він задає керуючийструм.

Таким чином, якщо ліхтар витягнутийзі склянки-підставки при наявності хоча б невеликого освітлення, сигнальний блок”Визнає” це дія недоцільним і подає звукові сигнали,закликають повернути його на місце. При виконанні цієї вимоги геркон SF1 вимикаєхарчування сигнального блоку, і подача звукових сигналів припиняється. Якщо жвимога проігнорована, пристрій замовкає після восьмого сигналу (або 16-го,32-го, 64-го – в залежності від задіяного виходу лічильника DD1.2), післячого переходить в черговий режим енергозбереження. Сигнальний блок зберігаєпрацездатність при зниженні напруги живлення до 3 В. При напрузі 4,5В і наявності освітлення споживаний їм струм не перевищує 60 мкА, у відсутністьосвітлення – 80 мкА.

Фотореле сигнального блоку виконанона фототранзистор VT1 і ОУ DA1, що виконує функції компаратора. На йогонеінвертуючий вхід (висновок 3) подано напругу, рівну половині напруги, здільника R1R2, а на інвертується (вивід 2) – з дільника, утвореногоділянкою емітер-колектор фототранзистора VT1 і резистором R3. У відсутністьосвітлення транзистор закритий, опір названого ділянки велике, томунапруга на вході інвертується менше, ніж на неінвертуючий, і вихіднанапруга ОУ близько до напруги харчування. Завдяки цьому діод \ Ю1 відкритий і навходи R лічильників DD1.1 і DD1.2 надходить високий рівень, утримуючи їх ввихідному (нульовому) стані. При висвітленні фототранзистора опір йогоділянки емітер-колектор різко уменrmal “style =” text-align: justify “> Деталі ліхтаря і сигнального блокумонтують на друкованих платах з односторонньо фольгованого склотекстоліти,креслення яких представлені відповідно на рис. 3 і 4. У ліхтарі застосованірезистори МЯТ і керамічний конденсатор КМ-6. Батарея GB1 може бутискладена з п’яти-шести з’єднаних послідовно дискових акумуляторівД-0, 55. Освітлювальний світлодіод 10G4DHCBB20 замінимо над’яскравих білого кольорусвітіння 27W20C-D (пряме напруга – З.. Д6 В, струм – 20 мА, яскравість -18000 … 22000 мкд, кут випромінювання – 25 °) або в крайньому випадку 27W20C-C (9000 …12000 мкд, інші параметри такі ж, як у 27W20C-D).

У сигнальному блоці також використанірезистори МЯТ, а всі конденсатори – оксидні К50-35 або аналогічніімпортні, наприклад, серії ТК фірми Jamicon. Діоди VD1, VD2 – лю-бие серійКД503, КД510, КД521. Миготливий світлодіод червоного кольору світіння ARL-3014URD-B (діаметром3 мм) може бути замінений червоним ARL-5013URC-B або жовтим L-56BHD (обидвадіаметром 5 мм). Транзистор КП504А (VT3) замінимо будь-яким із серій КП501-КП505,імпортним BS170 і навіть потужним, наприклад, IRF540, IRF840. Замість фототранзистора2Ф20620 (узятий з ремонтного комплекту до ЕОМ ЕС5323 01) можна застосуватифоторезистор ФСД-1, проте чутливість фотореле в цьому випадку буде нижче.При можливості вибору перевагу слід віддати екземпляру, у якоготемнової опір більше. Вимикач SA1 – малогабаритний MTS-102 абомініа-тюрний SMTS-102.

Заміна ОУ К140УД12 (КР140УД1208)якими іншими, навіть здатними працювати при низьких напругах живлення,не рекомендується, так як вони менш економічні. В якості звуковипромінювача НА1можна застосувати будь-який активний (з вбудованим генератором 34) дзвінок,здатний працювати при напрузі 3 … 4.5 В і споживає струмі не більше80 … 100 мА. Щоб уникнути пошкодження польових транзисторів і мікросхем під часпайки (від перегріву або статичною електрикою) для них доцільновстановити на платі наявні в продажі спеціальні панелі. У цьому випадкутранзистори і мікросхеми приєднують в останню чергу, після закінченнямонтажу всіх інших деталей. Для установки в восьмігнездную панельмікросхеми К140УД12 (в металлостеклянном круглому корпусі) висновки необхідноукоротити і відповідним чином сформувати. Трьохгніздні панелі длятранзисторів неважко виготовити з мікросхемних, акуратно відокремивши монтажнимикусачками фрагменти з трьома гніздами.

Для живлення сигнального блокувикористовують плоску (“квадратну”) батарею 3R12 напругою 4,5 В (вітчизнянийаналог – 3336) або складену з трьох з’єднаних послідовногальванічних елементів типорозміру С (R14, LR14). Завдяки досить великийємності батарея з таких елементів прослужить кілька років, навіть якщо ланцюгживлення блоку буде постійно замкнута, тому вимикач SA1 можнавиключити.

Можливий варіант конструктивноговиконання пристрою показаний на рис. 5. Корпус ліхтаря 3 виготовляють зпластмасової труби з внутрішнім діаметром, на 1 … 2 мм більшим, ніж діаметрзастосованих дискових акумуляторів. На верхній торцевій стінці встановлюютьсвітлодіод 4, до нижньої приклеюють постійний магніт 5. Сенсорні контакти 2 ввигляді неповних напівциліндрів згинають з тонкої (0,2 … 0,3 мм) листової латуніабо лудженої жерсті і приклеюють до корпусу епоксидним клеєм.

Корпус 9 сигнального блокувиготовляють з листового металу або пластмаси. Усередині розміщують змонтовануплату і батарею живлення, зовні на пластмасовій кришці 7 закріплюютьпластмасовий стакан-підставку 6 під ліхтар, а на її внутрішньому боці -геркон 8. Фототранзистор 1, вимикач живлення 12 і дзвінок встановлюють напанелі керування 10, в якій свердлять декілька отворів 11 для проходузвуку.

Зібрані з справних деталей ібез помилок у монтажі ліхтар і сигнальний блок починають працювати, як правило,відразу після включення живлення. Знизити чутливість фотореле можназменшенням опору резистора R3 до 1 МОм. Частоту проходження тактовихімпульсів при використанні миготливого світлодіода іншого, ніж зазначено на схемі,типу встановлюють підбором резистора R8. При нечіткої роботі лічильників мікросхемиDD1 рекомендується паралельно цьому резистору підключити конденсатор ємністюприблизно 0,022 мкФ. Для узгодження рівнів вихідних сигналів миготливого світлодіодаз логічними вхідними рівнями лічильників мікросхеми DD1 допустимо зменшитиопір резистора R8 до 27 … 47 кОм, однак слід мати на увазі, щоце призведе до деякого збільшення струму, споживаного пристроєм в черговомурежимі.