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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Puntero láser en el actuador. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Electrónica en la vida cotidiana. Los punteros láser, que han aparecido recientemente en el mercado, están destinados principalmente a que los profesores de instituciones educativas los utilicen al explicar materiales gráficos. Sin embargo, un puntero de este tipo también se puede utilizar en la vida cotidiana, por ejemplo, para el control remoto de dispositivos eléctricos y de radio. Cómo hacer esto se describe en el artículo publicado. Un puntero láser, a pesar de su aparente simplicidad, es un producto relativamente complejo. Contiene un láser semiconductor, un mantenimiento automático de una determinada corriente que lo atraviesa, un sistema óptico, una batería de celdas galvánicas con un voltaje de 3...4,5 V y un botón de encendido. La corriente consumida por el láser es de 30... 50 mA. Aunque la potencia emitida por el puntero (longitud de onda 630...650 nm) no supera los 5 mW, debido a su concentración en un haz estrecho, las pérdidas por propagación son pequeñas. La radiación láser se puede detectar a larga distancia. Sin embargo, está estrictamente prohibido apuntar el haz del puntero a los ojos; esto es peligroso. El puntero puede funcionar en dispositivos de seguridad, teléfonos ligeros, juguetes caseros, espantapájaros, etc. Por ahora nos limitaremos a hablar de la construcción de una máquina automática capaz de encender y apagar aparatos electrodomésticos y radioeléctricos basados en un señal del puntero. El puntero en sí no requiere ninguna modificación.
La máquina (Fig. 1) contiene un fotodetector en el fotodiodo VD1, un comparador de voltaje en los elementos lógicos DD1.1, DD1.2, un generador de impulsos en los elementos DD1.3, DD1.4, D-trigger DD2, dos interruptores electrónicos de encendido. transistores VT1, VT2 , el actuador es un relé electromagnético K1 y una fuente de alimentación. La alimentación se realiza mediante un circuito sin transformador con un condensador de extinción Sb. La tensión alterna se rectifica mediante diodos VD6, VD7, se alisa mediante condensador C5 y se estabiliza mediante diodos zener VD4, VD5. La energía se suministra a los microcircuitos desde el diodo zener VD4 a través del diodo VD2 y el condensador de suavizado C 1. El dispositivo funciona así. En el momento inicial, después de conectar el dispositivo a la red, se suministra un nivel lógico alto a través de la cadena C4R7 a la entrada R del disparador y lo restablece a cero. La salida del disparador es de nivel lógico bajo, el interruptor del transistor VT2 está cerrado, el relé se desactiva y la carga se desconecta de la red. La entrada y salida del comparador tendrá un nivel lógico alto, y las entradas de los elementos DD1.3, DD1.4 serán bajas, el generador no funcionará. En este caso, la salida del elemento DD1.4 se establece en un nivel alto, el transistor VT1 se abre y enciende el LED HL1. ¿Cómo ocurre el cambio? El fotodiodo VD1 se ilumina con un rayo láser y el voltaje a través de él se reduce significativamente. Después de descargar el condensador C2, el comparador se activa y aparece un nivel bajo en su salida. Se aplica un nivel alto a los terminales de los elementos DD1.3, DD1.4, el generador comienza a funcionar, el LED parpadea, indicando que el fotodiodo está iluminado. Si ahora apaga el láser o aleja el haz del fotodiodo, el voltaje a través de él aumentará, el comparador se configurará en un nivel de salida alto y el disparador cambiará. Aparecerá un nivel lógico alto en su salida, el transistor VT2 se abrirá, el relé funcionará y, utilizando los contactos de cierre K1.1, suministrará tensión de red a la carga. Si el fotodiodo se ilumina nuevamente brevemente (hasta que el LED parpadee), el dispositivo cambiará a su estado original y la carga se desactivará. Gracias al uso de un relé, es posible conectar una amplia variedad de equipos electrónicos al dispositivo: radios, televisores, videograbadoras, etc. con cualquier fuente de alimentación, así como aparatos eléctricos con motores eléctricos, como ventiladores.
Todas las partes del dispositivo, excepto el relé y el diodo VD3, se colocan en una placa de circuito impreso (Fig. 2) hecha de fibra de vidrio de una cara. Está diseñado para utilizar transistores KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, microcircuitos de las series K 176, K561, 564, cualquier LED de la serie AL307 (preferiblemente en una caja de plástico). Diodos VD2, VD3 - cualquier rectificador, VD6, VD7 - KD102B o similares de baja potencia con un voltaje inverso máximo permitido de al menos 400 V y una corriente de al menos 100 mA, diodos Zener - para voltaje de estabilización 8...10 V. Condensadores polares - serie K50, K52, C6 - K73, el resto - KM, KLS, K 10. Resistencia recortadora R2 - SPZ-19, constantes - MLT, S2-33. El relé debe seleccionarse con una tensión de funcionamiento de 12... 15 V a una corriente no superior a 30 mA, por ejemplo, RES9 (pasaporte RS4.524.200, RS4.524.201), sus contactos deben soportar la tensión de red y la corriente consumida por la carga. Algunas palabras sobre el relé RES9. Según los datos de referencia, sus contactos están diseñados para un voltaje de 115 V. Sin embargo, la práctica a largo plazo de usar el relé en varios dispositivos ha demostrado un funcionamiento confiable de los contactos a un voltaje de red de 220 V. Por supuesto, usted Puede optar por relés de los tipos RKN, MKU-48, pero las dimensiones de diseño aumentarán significativamente. La placa junto con el relé se coloca en una carcasa de dimensiones adecuadas, fabricada en material aislante. El fotodiodo y el LED se colocan uno al lado del otro en los orificios de la carcasa, de modo que el LED sirve de guía y señala con sus destellos que el rayo láser incide en el fotodiodo. Para evitar interferencias y fallos de funcionamiento, es necesario instalar la máquina de modo que el fotodiodo esté protegido de la luz procedente de los dispositivos de iluminación que lo golpeen. La configuración del dispositivo se reduce a configurar su sensibilidad (recortando la resistencia R2), la velocidad de respuesta a la iluminación láser (seleccionando el condensador C2) y la frecuencia de parpadeo del LED (aproximadamente seleccionando el condensador C3, suavemente seleccionando la resistencia R5). ). El autómata se puede simplificar algo eliminando el generador. En este caso, la salida de la resistencia R8, que queda según el esquema, debe desconectarse de la salida 3 del microcircuito DD1 y conectarse a la salida 11. Se eliminan los elementos R5, C3, la conexión entre los terminales 2 y 4 de DD1 se retira, y las entradas no utilizadas de los elementos DD1.3, DD1.4 se conectan al cable común. En este caso, cuando el rayo láser incide en el fotodiodo y se activa el comparador, el LED se apagará.
Es posible una versión más simple de la máquina (Fig.3) si utiliza tiristores sensibles 2U107A-2U107E, que se abren con un voltaje pequeño (menos de un voltio) en el electrodo de control y una corriente pequeña (varios microamperios) en su circuito. . Su base es un disparador de tiristores VS1.VS2, que se alimenta, como en el diseño anterior, desde un bloque con un condensador de extinción. Analicemos el funcionamiento de la máquina. Después de conectarlo a la red, ambos SCR se cerrarán y el relé se desenergizará. Si ilumina el fotodiodo VD2 con un rayo láser, debido al efecto fotoeléctrico, aparecerá un voltaje en él, que irá al electrodo de control del tiristor VS2 y se abrirá. El relé funcionará y encenderá la carga a la red; esto será indicado por el LED HL2 encendido. El condensador C1 comenzará a cargarse (menos en el terminal derecho del diagrama). Para apagar la carga, se ilumina el fotodiodo VD1. En este caso, el tiristor VS1 se abre encendiendo el LED HL1. SCR VS2 se cierra porque su ánodo recibe brevemente un voltaje negativo del capacitor C1. El relé se desactiva, el LED HL2 se apaga y la carga se desconecta de la red. Si ahora iluminamos nuevamente el fotodiodo VD2, el tiristor VS2 se abrirá y VS1 se cerrará, ya que se aplicará un voltaje negativo del capacitor C1 a su ánodo. La carga recibirá voltaje. Los experimentos han demostrado que los LED AL360A, AL360B funcionan bien como fotodiodo en esta máquina, ya que se basan en diodos emisores de infrarrojos. Además, están equipados con un reflector de enfoque que aumenta su sensibilidad a la radiación láser del puntero.
Los detalles de la máquina están diseñados para trabajar con el relé RES9 (pasaporte RS4.524.200). Se pueden colocar en una pequeña carcasa (Fig. 4) de material aislante. Se perforan orificios para LED y fotodiodos en la pared frontal de la caja, y se instala una toma de corriente en la parte posterior. Al configurar la máquina, primero se seleccionan el condensador C3 y un diodo zener. El voltaje de estabilización del diodo Zener debe ser aproximadamente 4...5 V mayor que el voltaje de operación del relé, y la capacitancia del capacitor debe ser tal que la corriente a través del relé sea 15...20 mA mayor que su corriente de operación. . La desventaja de la máquina es su baja sensibilidad, lo que limita su rango de control. Al configurar la máquina se deben observar medidas de seguridad eléctrica, ya que sus partes están conectadas galvánicamente a la red. Toda soldadura debe realizarse únicamente con la máquina desconectada de la red. Autor: I. Nechaev, Kursk; Publicación: cxem.net
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