Для реалізації схеми на макетної платі в першу чергу доведеться визначитися, які мікросхеми будуть використані Наприклад, мікросхеми серії К155 вимагають одного підходу у виборі резисторів (а, значить, і конденсатора), а мікросхеми серії К561 іншого Величина

резисторів в остаточному варіанті в тому і іншому випадку буде відрізнятися дуже сильно Тут є над чим подумати, оскільки можна застосувати й інші рішення

Однак конкретна реалізація схеми мало змінить її функціональний зміст Перетворювач сигналу COM-порту, модулятор і генератор несучої частоти – формувач сигналу, а на його виході транзисторний ключ, в колекторних ланцюг якого включений світлодіод

Тому почнемо міркувати, як би ми побудували реальну схему, з вибору цього світлодіода Сьогодні у продажу є багато світлодіодів, що працюють в інфрачервоному діапазоні

Для вибору конкретної моделі світлодіода можна вступити двояко: можна знайти готову схему пульта, якщо вона має хороший опис, і застосувати готове рішення але можна самостійно провести експерименти, визначивши своє рішення

Почнемо з того, що подивимося, які світлодіоди можна купити сьогодні Вибір ІЧ-світлодіодів досить великий, тому я порадив би зупинитися на такій моделі, довідка до якої достатньо докладна Наприклад, розглянемо модель TSAL5100:

Рис 458 Вид світлодіода TSAL5100

Габарити світлодіода нас зараз не дуже турбують, нам важливіше його електричні параметри Заглянемо в довідковий листок: прямий середній струм – 100 мА піковий струм – 200 мА при шпаруватості 05 і періоді 100 мкс

У довідковому листку є і графік залежності пікового струму через світлодіод від шпаруватості і частоти імпульсів, за яким ми постараємося визначити параметри імпульсів несучої частоти нашого інтерфейсу:

Рис 459 Графік залежності пікового струму

Якщо не було помилки, то піковий струм можна взяти 600 мА при шпаруватості 01 (відношення тривалості імпульсу до періоду) Чи вистачить при цьому яскравості світіння діода, це доведеться зясувати експериментально І залежати це буде від відстані, на якому ви хочете керувати роботом Але зараз ми визначилися з параметрами несучої частоти і величиною струму через світлодіод Прийшов час визначитися з транзистором, припускаючи, що напруга високого рівня на виході мікросхеми буде близько 4 В, а падіння напруги на світлодіоді при струмі 600 мА виявиться рівним 25 В

Рис 4510 Вибір транзистора для включення світлодіода

Як показує моделювання, струм через світлодіод (верхня діаграма) менше запланованого, а напруга на колекторі (нижня діаграма) більше, ніж потрібно Спробуємо зменшити величину резистора R3 або застосувати складовою транзистор

Подивимося, як працює схема при зменшенні величини резистора:

Рис 4511 Схема транзисторного ключа після зменшення величини резистора

Струм через транзистор збільшився майже до потрібної величини, напруга на колекторі транзистора (нижня діаграма) цілком прийнятне Однак величина резистора 300 Ом може виявитися непосильним навантаженням навіть для мікросхем серії К155 Використовуємо складовою транзистор

Рис 4512 Застосування складеного транзистора

Зараз при опорі навантаження на вихід модулятора в 10-20 кОм можна застосувати мікросхеми і тієї, і іншої серії Але складовою транзистор трохи збільшує падіння напруги на транзисторі Т1, коли транзистор відкривається Це не так страшно, оскільки потужність, що розсіюється на колекторі транзистора, не перевищує 600 мВт При струмі в 600 мА, нехай і імпульсному, краще використовувати транзистор, скажімо, КТ815, для якого і допустима потужність розсіювання, і допустимий струм колектора цілком «впишуться» в отримані дані Транзистор Т2 можна використовувати КТ3102

Оскільки застосування мікросхем серії К155 в даному випадку не дає ніякого виграшу, будемо орієнтуватися на застосування мікросхеми К561 Але, перш ніж перейти до розгляду цієї частини схеми, подумаємо (Щоб не повертатися до цього), а як ми могли б поліпшити схему, щоб вихідний транзистор відкривався повністю

Кілька відхиляючись від теми, я хочу зробити невелике зауваження про роботу програми Qucs

У програмі я, використовуючи бібліотеку компонентів, як світлодіода використовую інфрачервоний діод Його можна знайти в розділі LEDs бібліотеки компонентів Середній струм цього діода позначений як 20 мА Тому, моделюючи схему, як це показано нижче, я отримую припинення симуляції з причини виникнення сингулярності в рішенні Ось схема:

Рис 4513 Схема на двох транзисторах

Багатьох, я думаю, подібна ситуація відвернула б від використання програми – проста схема, нічого особливого, здавалося б немає, а програма працювати не бажає Погана програма ..

Давайте розберемося, хто ж неправий

Раніше ми говорили про те, що слід уважно поставитися до тривалості імпульсу і вибрати шпаруватість такий, щоб не вивести з ладу світлодіод А я, забувши про це і тому, що імпульс струму через світлодіод інвертується, включив світлодіод на 1 мілісекунду після проходження імпульсу від джерела Щоб було ясніше, де моя помилка, я в налаштуваннях джерела додав затримку в 10 мікросекунд до моменту появи імпульсу (і дещо змінив налаштування імпульсу) Ось результат моделювання процесу:

Рис 4514 Нове моделювання процесу після настроювання джерела

Саме початок процесу, коли джерело ще не відтворюватиме імпульс, змушує транзистор Т2 включитися, що призводить до появи струму через світлодіод Потім, коли зявляється керуючий імпульс 5 В, струм через світлодіод дорівнює, практично, нулю Але ось імпульс пройшов, а струм через світлодіод досягає максимуму При часу, заданому в попередньому експерименті, світлодіод, швидше за все, повинен був згоріти

Я не хочу сказати, що програма завжди працює чудово, але й не схильний свої помилки списувати на програму У всякому разі, використовуючи програму, можна отримати уявлення про те, яким буде результат, наприклад, підбираючи різні транзистори з бібліотеки компонентів

Рис 4515 Робота програми з транзисторами з бібліотеки компонентів

І програма дає можливість, звертаючись до підручників, постаратися розібратися у всіх процесах, що відбуваються в схемі Наприклад, відповісти на питання, чому різні транзистори дають різні осцилограми Або в чому причина того, що напруга на колекторі транзистора 2N2222A не повертається до 5 В

Вибравши транзистори і схему їх включення, можна повернутися до модулятору і генератору несучої частоти Як ми зясували, розумніше використовувати мікросхеми серії К561 Для схеми, зібраної на вентилях К561ЛА7, можуть змінитися значення резисторів і конденсатора

Перевіривши роботу схеми з новими елементами, її обовязково слід перевірити на макетної платі При інших елементах можуть змінитися і період повторення імпульсів, і тривалість імпульсів Ось приклад змін, які можуть виникнути у схемі:

Рис 4516 Зміни у схемі генератора при заміні серії цифрових мікросхем

Перевіривши роботу генератора (і підібравши всі елементи схеми), пора повернутися до основі схеми – сигналам управління

Джерело: Гололобов ВН, – Самовчитель гри на паяльнику (Про електроніці для школярів і не тільки), – Москва 2012