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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Steuerung der Taschenlampenhelligkeit. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur In dem Artikel „Flashlight Brightness Control“, veröffentlicht in Radio, Nr. 7, 1986, ging es um ein elektronisches Gerät zur Steuerung der Helligkeit einer Taschenlampe. Heute bietet der Autor dieses Artikels eine verbesserte Version des Geräts an, die es ermöglicht, der Taschenlampe die zusätzliche Funktion einer Leuchtfeuerleuchte zu verleihen. Sie können die Helligkeit einer Taschenlampe natürlich auch mit einem in Reihe geschalteten variablen Widerstand einstellen. Aber leider geht am Widerstand viel Strom nutzlos verloren und die Effizienz eines solchen Reglers ist gering. Ein Schlüsselregler ist wirtschaftlicher; sein Funktionsprinzip basiert auf der Tatsache, dass die Last nicht ständig, sondern periodisch an die Stromquelle (Batterie) angeschlossen wird – für Zeiträume, die reibungslos geändert werden können. Dadurch ändert sich der durchschnittliche Strom durch die Glühlampe und damit ihre Helligkeit. Der vorgeschlagene Regler (Abb. 1) ist wie der oben erwähnte in das Gehäuse der Taschenlampe eingebaut und ermöglicht nicht nur die Einstellung der Helligkeit der Glühlampe von maximal bis schwach. Mit seiner Hilfe können Sie eine Laterne ganz einfach in einen Leuchtfeuer verwandeln.
Die Basis eines solchen Reglers ist der Integraltimer DD1. Es enthält einen Impulsgenerator. Ihre Wiederholfrequenz (von 200 bis 400 Hz) und der Arbeitszyklus können geändert werden. Der Transistor VT1 fungiert als elektronischer Schlüssel – sein Betrieb wird vom Generator gesteuert. Das Funktionsprinzip des Reglers wird durch die in Abb. dargestellten Oszillogramme veranschaulicht. 2.
Im Helligkeitsregelungsmodus sind die Kontakte des Schalters SA1 in Kombination mit dem variablen Widerstand R3 geschlossen. Durch Bewegen des Widerstandsschiebers wird die Dauer des Ladens und Entladens des Kondensators C1 geändert und das Laden erfolgt über die Diode VD2 und das Entladen über VD3. Die relativ hochohmigen Widerstände R1 und R2 haben praktisch keinen Einfluss auf den Betrieb des Generators. In einer der Extremstellungen des Widerstandsschiebers entstehen am Ausgang des Generators (Pin 4) kurze Spannungsimpulse, die den Transistorschalter öffnen (Abb. 2, a). In diesem Fall ist die Lampe für kurze Zeit an die Batterie angeschlossen, die Helligkeit ihres Leuchtens ist minimal. In der Mittelstellung des Widerstandsschiebers entspricht die Zeitdauer, während die die Lampe an die Batterie angeschlossen ist, der Dauer der Pause (Abb. 2b). Dadurch gibt die Lampe etwa die Hälfte der maximalen Leistung ab, d.h. Die Lampe brennt mit voller Intensität. In der anderen Extremstellung des Motors bleibt die Lampe die meiste Zeit an der Batterie angeschlossen und schaltet sich nur für kurze Zeit aus (Abb. 2, c). Daher leuchtet die Lampe nahezu mit maximaler Helligkeit. Bei geöffnetem Transistorschalter beträgt der Spannungsabfall etwa 0,2 V, was auf einen recht hohen Wirkungsgrad eines solchen Reglers hinweist. Im Leuchtfeuermodus sind die Kontakte des Schalters SA1 geöffnet und der Kondensator C1 wird hauptsächlich über den Widerstand R2 und die Diode VD1 geladen und über den Widerstand R1 entladen. In diesem Modus wird die Lampe im Abstand von mehreren Sekunden für einige Zehntelsekunden an die Batterie angeschlossen. Der Schalter SA2 ist der taschenlampeneigene Schalter, der Kondensator C2 fungiert als Puffer-Energiespeicher und ermöglicht den Betrieb der Batterie GB1. Tests des Reglers haben gezeigt, dass er normal funktioniert, wenn die Versorgungsspannung auf 2,2...2,1 V reduziert wird, sodass er in Taschenlampen auch mit Batterien mit zwei galvanischen Zellen verwendet werden kann. Für den im Diagramm angegebenen Transistor kann eine Glühlampe einen Strom von bis zu 400 mA haben. Das Gerät kann den Timer KR1006VI1, die Dioden KD103A, KD103B, KD104A, KD522B sowie einen Transistor verwenden, der speziell für den Betrieb in Schalt- oder Impulsschaltungen entwickelt wurde – mit einer Kollektor-Emitter-Spannung im Sättigungsmodus von 0,2...0,3 V Der maximale Kollektorstrom beträgt nicht weniger als der von einer Glühlampe verbrauchte Strom und der Stromübertragungskoeffizient beträgt nicht weniger als 40. Für eine Glühlampe mit einem Strom von bis zu 300 mA sind zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen Transistoren KT630A erforderlich - KT630E, KT815A - KT815G, KT817A - KT817G sind geeignet. Es empfiehlt sich, kleine Oxidkondensatoren zu verwenden, zum Beispiel die Serien K52, K53, K50 – 16, einen variablen Widerstand – SPZ – 3 mit Schalter, konstant – MLT, C2 – 33. Der Widerstand R3 kann auch mit verwendet werden einen um ein Vielfaches höheren Wert, zum Beispiel 10, 22, 33, 47 kOhm, aber in diesem Fall muss die Kapazität des Kondensators C1 proportional verringert werden, damit die Generatorfrequenz praktisch gleich bleibt. Strukturell lässt sich der Regler einfacher in eine Taschenlampe mit einem sogenannten „quadratischen“ Gehäuse einbauen, das für die Verwendung der Batterien 3336, „Rubin“ und deren ausländische Analoga ausgelegt ist, sowie in eine „runde“ Taschenlampe mit zusammenklappbaren Kunststoffhälften Gehäuse. In diesem Fall wird zunächst der Widerstand R3 am Gehäuse montiert und anschließend die restlichen Teile platziert. Darüber hinaus ist es in jeder Ausführungsform bequemer, sie mit der Scharniermontagemethode zu installieren: Dioden und Widerstände R1, R2 können an die Anschlüsse des Widerstands R3 und des Schalters SA1 angelötet werden. Nach der Montage und Prüfung müssen die Teile befestigt und isoliert werden, beispielsweise mit Epoxidkleber. Wenn der Beacon-Modus nicht erforderlich ist, kann der Regler vereinfacht werden, indem die Elemente R1, R2, VD1 weggelassen werden und der Widerstand R3 ohne Schalter SA1 verwendet wird. Beim Einrichten des Geräts kommt es auf die Auswahl der Widerstände R1, R2, R5 an. Im Beacon-Modus wird durch Auswahl des Widerstands R1 die Dauer der Pause zwischen den Blitzen und durch Widerstand R2 die Dauer des Blitzes eingestellt. Der Wert des Widerstands R5 hängt vom Typ und den Parametern des Transistors sowie von der Spannung der Stromquelle ab. Um es auszuwählen, müssen Sie eine Versorgungsspannung anlegen, die etwa doppelt so hoch ist wie das Maximum oder das Minimum, bei dem der Regler stabil arbeitet. Danach wird der Widerstand R3 auf die maximale Helligkeitsposition eingestellt und ein Voltmeter an die Kollektor- und Emitteranschlüsse des Transistors angeschlossen. Zwischen der Basis des Transistors und Pin 4 der Mikroschaltung ist vorübergehend eine Kette aus einem in Reihe geschalteten Konstantwiderstand mit einem Widerstand von 30 Ohm und einem Wechselwiderstand von 2,2 kOhm installiert. Durch Ändern des Widerstandswerts des variablen Widerstands von Maximum zu Minimum wird die Spannung am Kollektor des Transistors gesteuert. Beachten Sie die Position des Schiebers, bei der eine weitere Verringerung des Widerstandswerts nicht zu einem merklichen Abfall der Spannung am Kollektor führt. Anschließend wird der resultierende Gesamtwiderstand der Kette gemessen und ein konstanter Widerstand gleichen Wertes eingebaut. Damit der Regler mit leistungsstarken Glühlampen mit einem Stromverbrauch von 1 A oder mehr und einer Versorgungsspannung von bis zu 10...15 V funktioniert, reicht es aus, einen leistungsstarken Verbundtransistor mit einem Stromübertragungskoeffizienten von mehreren Hundert zu verwenden als VT1 (von den kleinen Modellen sind KT829A - KT829G, KT973A, KT973B geeignet). Es ist lediglich erforderlich, dass die Versorgungsspannung den für die Mikroschaltung zulässigen Höchstwert nicht überschreitet. Selbstverständlich müssen Sie Oxidkondensatoren mit der entsprechenden Nennspannung verwenden. Autor: I. Nechaev, Kursk
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