Появление сверхъярких светодиодов позволяет реализовать световые эффекты, которые невозможно получить при использовании обычных светодиодов. Об одном из них и ночнике, в котором применены источники света с использованием этого эффекта, и идет речь в предлагаемой вниманию читателей статье.

Если в отрезок трубочки для коктейля с торцов вставить яркие светодиоды разного цвета свечения и питать один нарастающим, а другой убывающим током, то в темноте можно наблюдать интересный эффект: свечение одного цвета как бы «выдавливает» свечение другого, образуя движущуюся от одного торца трубочки к другому область смешанного сияния. На рис. 1 показаны фазы смены цветов свечения в нескольких таких трубочках,

играющих роль источников света в предлагаемом ночнике (рис. 2).

Он может работать в двух режимах: ручного регулирования, при котором можно зафиксировать любые яркость и сочетание цветов свечения, и автоматической плавной смены холодного трехцветия «белый – синий – красный» мягким сочетанием «оранжевый – желтый – зеленый», и наоборот.

Схема ночника изображена на рис. 3.

Он содержит генератор прямоугольных импульсов на микросхеме DA1 и три транзисторных ключа. Два из них (VT2, VT3) нагружены разноцветными светодиодами HL1, HL3, HL5 и HL2, HL4, HL6, третий (VT1) обеспечивает противофазную работу первых двух. Резисторы R1, R2 и конденсатор С1 определяют частоту следования импульсов генератора (при указанных на схеме номиналах она равна примерно 0,1 Гц), резисторы R9-R14 ограничивают ток через светодиоды.

При установке переключателя SA1 в положение «Ручн.» (ручное управление) напряжение батареи питания GB1 через резисторы R16, R15, диоды VD3, VD4 и токоограничивающие резисторы R9-R14 поступает на светодиоды. Перемещая движок переменного резистора R15 из одного крайнего положения в другое, изменяют соотношение яркости свечения светодиодов пар (HL1 и HL2, HL3 и HL4, HL5 и HL6) и соответствующее ему положение области смешанного свечения в трубках.

С переводом переключателя в положение «Авт.» (автоматическое управление) начинает работать генератор на микросхеме DA1. Импульс, возникший на ее выходе (вывод 3), через диод VD1 и цепь R5C3R7 воздействует на базу транзистора VT2, он довольно медленно открывается, и включенные в его эмиттерную цепь светодиоды плавно зажигаются. По окончании импульса транзистор некоторое время поддерживается в открытом состоянии разрядным током конденсатора СЗ, но поскольку он убывает, яркость свечения светодиодов также плавно снижается. С приходом следующего импульса все повторяется – светодиоды вновь начинают светить ярче и т. д.

В момент появления первого импульса мгновенно открывается транзистор VT1, напряжение на его коллекторе понижается практически до нуля и остается таким до наступления паузы. По этой причине остается закрытым транзистор VT3, поэтому светодиоды HL2, HL4, HL6 не горят. С наступлением паузы транзистор VT1 закрывается, напряжение на его коллекторе резко возрастает, и этот перепад через цепь VD2R6C4R8 воздействует на базу транзистора VT3, заставляя его открыться, а указанные светодиоды – зажечься.

С приходом следующего импульса транзистор VT1 вновь открывается, и заряженный к этому времени конденсатор С4 начинает медленно разряжаться через резистор R8 и эмиттерный переход VT3, ток через него уменьшается и яркость свечения светодиодов HL2, HL4, HL6 плавно уменьшается. Так, благодаря противофазному изменению тока через светодиоды создается эффект движения смешанных областей вверх – вниз – вверх и т. д.

Большинство деталей устройства монтируют на основной печатной плате (рис. 4), изготовленной из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1…1,5 мм. Все резисторы – МЛТ, конденсаторы С1, СЗ, С4 – оксидные серии ТК фирмы Jamicon, C2 – керамический КМ. Переменный резистор R15 — регулировочный любого типа, переключатель SA1 – движковый ПД21-3.

Светодиоды HL1-HL6 указанных на схеме цветов свечения – любые сверхъяркие с максимальным прямым током не менее 20 мА в корпусах диаметром 5 мм с прозрачными линзами. Из отечественных подойдут КИПД40Т20-К4-П7 (красного цвета свечения), КИПД40П30-Р-Д7 (оранжевого), КИПД40П30-Л4-Д7 (зеленого), КИПД40Н20-С1-П7 (синего), КИПД40-С20-Ж-П7 (желтого), КИПД80С20-Б1-П (белого). Светодиоды монтируют на двух круглых печатных платах (рис. 5), диаметр которых подбирают таким, чтобы при сборке они плотно входили в имеющиеся в распоряжении пластмассовые крышки 4 и 8 (рис. 6).

Впаяв светодиоды 6 на место и расположив платы 1 и 5 таким образом, чтобы напротив HL1 оказался HL2, а напротив HL3 и HL5 – соответственно HL4 и HL6, на корпусы светодиодов надевают трубки 3 одинаковой длины (120…140 мм), концы которых предварительно обмотаны одним-двумя слоями липкой ленты 2 черного цвета (это желательно сделать для лучшего проявления областей смешанного свечения при работе ночника). Скрепив, таким образом, платы одну с другой, соединяют их печатные проводники четырьмя отрезками 7 обмоточного провода марки ПЭВ-2 или ПЭВТЛ диаметром 0,4…0,5 мм. После этого к печатным проводникам нижней платы 1 в местах, помеченных светлыми квадратами с номерами 1-7 (цифры соответствуют номерам в позиционных обозначениях светодиодов на рис. 3), припаивают жгут из семи разноцветных проводов (желательно тех же цветов, что и цвета свечения светодиодов).

Для лучшего проявления эффекта перемещения области смешанного свечения в трубках необходимо до установки на место подобрать резисторы R9-R14. Собрав макет в соответствии со схемой, изображенной на рис. 7 (позиционные обозначения резисторов и светодиодов соответствуют рис. 3), подбором указанных резисторов в затемненной комнате добиваются того, чтобы в крайних положениях движка переменного резистора трубки со светодиодами светились с примерно одинаковой яркостью. При перемещении движка из одного крайнего положения в другое смена цветов должна происходить плавно и по возможности одновременно.

Далее в центре нижней (по рис. 6) крышки 8 сверлят отверстие диаметром 7…8 мм, приклеивают к ней с наружной стороны цоколь 9 (отрезок пластиковой трубки диаметром 12…15 мм), после чего надевают крышки на соответствующие платы. Для защиты трубок со светодиодами от повреждений снаружи на крышки надевают цилиндр, свернутый из прозрачной оберточной пленки и склеенный скотчем.

Основную плату вместе с батареей питания 6F22 («Крона»), переключателем SA1 и переменным резистором R15 монтируют в пластмассовом основании лампы (см. рис. 2), предварительно вырезав в его стенках отверстия под соединительные провода и органы управления устройством.

После закрепления всех узлов пропускают жгут проводов через отверстие в верхней части основания, приклеивают к нему цоколь светильника и, наконец, припаивают к плате соединительные провода (цифры 1-6 у отверстий под них соответствуют номерам в позиционных обозначениях светодиодов на рис. 3).

Потребляемый ночником ток достигает 40 мА, поэтому питать его от батареи есть смысл только в том случае, если он будет включаться на непродолжительное время. Если же предполагается использовать его в дежурном режиме, то целесообразно изготовить или приобрести готовый сетевой источник питания (адаптер) с понижающим трансформатором, обеспечивающий на выходе постоянное напряжение 9…10 В при токе не ниже указанного.

Радио №07, 2010г.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1
VT1-VT3	Биполярный транзистор	КТ315Б	3
VD1-VD4	Диод	КД522Б	4
С1	Электролитический конденсатор	470 мкФ 16 В	1
С2	Конденсатор	0.047 мкФ	1
С3	Электролитический конденсатор	100 мкФ 16 В	1
С4	Электролитический конденсатор	220 мкФ 16 В	1
R1, R5, R8	Резистор	15 кОм	3
R2	Резистор	3.9 кОм	1
R3	Резистор	22 кОм	1
R4	Резистор	2 кОм	1
R6, R7	Резистор	7.5 кОм	2
R9	Резистор	1 кОм	1
R10	Резистор	160 Ом	1
R11	Резистор	220 Ом	1
R12, R13	Резистор	100 Ом	2
R14, R16	Резистор	120 Ом	2
R15	Переменный резистор	470 Ом	1
HL1	Светодиод	Красный	1
HL2	Светодиод	Зеленый	1
HL3	Светодиод	Белый	1
HL4	Светодиод	Оранжевый	1
HL5	Симистор	Синий	1
HL6	Светодиод	Желтый	1
SA1	Переключатель	Три положения	1
GB1	Батарея питания	9 Вольт	1
Х1	Разьем для подключения батареи питания		1