Impulsgeber auf einer blinkenden LED. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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In den Katalogen ausländischer Firmen, die Halbleiterbauelemente herstellen und verkaufen, tauchten sogenannte „blinkende LED-Lampen“ auf – Leuchtdioden, die gewöhnlich aussehen, aber bei Anschluss an eine Konstantspannungsquelle etwa zweimal pro Sekunde blinken und erlöschen. Diese Geräte können oft auf Radiomärkten erworben werden. In diesem Artikel werden mehrere einfache Geräte beschrieben, bei denen eine „blinkende“ LED nicht nur als Generator für Licht, sondern auch für elektrische Impulse dient.

Beantworten wir zunächst die Frage: Warum blinkt eine solche LED? Im Inneren befinden sich, wie in der Abbildung (Abb. 1) dargestellt, neben der eigentlichen lichtemittierenden Halbleiterstruktur HL1 ein Impulsgeber und ein elektronischer Schlüssel. Manchmal ist ein Löschwiderstand R1 vorgesehen, in anderen Fällen werden seine Funktionen vom Innenwiderstand des Schlüssels übernommen. Die Diode VD1 schützt das Gerät vor einer Versorgungsspannung mit umgekehrter Polarität.

Übrigens ist es diese Diode, die zum Ausfall des Geräts führt. Es kommt häufig vor, dass bei der Überprüfung einer LED eine relativ leistungsstarke 9-V-Batterie verpolt angeschlossen wird. Dadurch erhitzt ein Strom von Hunderten von Milliampere die Schutzdiode auf eine Temperatur, die nicht nur für sie selbst, sondern auch für andere Komponenten des Geräts gefährlich ist. Daher ist es bei der Prüfung der LED in Reihe mit ihr erforderlich, einen Widerstand mit einem Widerstandswert von 100 ... 200 Ohm einzubeziehen. Wenn im Betrieb die an die LED angelegte Spannung die richtige Polarität hat und innerhalb akzeptabler Grenzen liegt, ist kein zusätzlicher Widerstand erforderlich.

Am gebräuchlichsten sind „blinkende“ LEDs der Serien V621, V622, V623 (Diverse); LTL 4213, LTL 4223, LTL 4233 (Lite On Opto); TLBG5410, TLBR5410, TLBY5410 (Temic Telefunken); L-36, L-56, L-616, L-796, L-816 (Kingbright Reinhold). Im Aussehen ähneln sie dem üblichen AL307BM, sie haben einen Körper mit einem Durchmesser von 3 ... 10 mm, einen Betrachtungswinkel von 40 ... 1400, die Farbe des Leuchtens ist rot, orange, gelb oder grün. Ihre typischen Parameter sind wie folgt: Betriebsspannung - 3,5 ... 13 V, maximaler Durchlassstrom - 60 ... 70 mA, maximale Verlustleistung - 200 mW, Blitzfrequenz - 1,5 ... 2,5 (manchmal bis zu 5 Hz) , Helligkeit - 1,3 ... 1000 mcd.

Im leuchtenden Zustand ähneln die Eigenschaften einer „blinkenden“ LED denen einer gewöhnlichen LED. Der experimentell aufgenommene Anfangsabschnitt seiner Strom-Spannungs-Kennlinie ist in Abb. dargestellt. 2 (Kurve 1). In den Intervallen zwischen den Blitzen wird der „LED“-Stromkreis unterbrochen und bei gleicher Spannung fließt viel weniger Strom durch das Gerät, da ihn nur der interne Generator verbraucht. Kurve 2 entspricht diesem Zustand.

Wenn ein Widerstand in Reihe mit der „blinkenden“ LED geschaltet wird, ändert sich der Spannungsabfall an ihm im Takt des Blinkens. Mit einem Oszilloskop können Sie sicherstellen, dass die Erzeugung auch dann weitergeht, wenn der Widerstandswert des Widerstands auf einen Wert ansteigt, bei dem keine Lichtblitze mehr sichtbar sind. Ausgeführt in Abb. 2 Lastleitung (3) entspricht einem Widerstand mit einem Widerstandswert von 33 kOhm und einer Versorgungsspannung von 5 V. Der Spannungsunterschied am Widerstand während des Blitzes und der Pause AU überschreitet 2 V. Dies reicht beispielsweise aus ein Logikelement auslösen.

Geräte, deren Schemata in Abb. dargestellt sind. 3 und 4 könnte man in Analogie zu RC-Oszillatoren RHL-Oszillatoren nennen. Die Arten von LEDs und Logikelementen sind in den Diagrammen nicht angegeben, da verschiedene Kombinationen davon getestet wurden und stabil funktionieren. Die Dauer des High-Logikpegels am Ausgang beträgt 280...320, Low - 340...370 ms. Diese Werte hängen in einem kleinen Bereich vom Widerstandswert des Widerstands R1 und der Art des verwendeten Logikelements ab. Bei dem Gerät nach dem Schema in Abb. In Abb. 3 beträgt das Intervall der möglichen Widerstände des Widerstands R1 in Kiloohm bei Verwendung von Mikroschaltungen der in Klammern angegebenen Serie 0,1 ... 1,8 (K155). 0,1...5,6 (K555). 0,15...30 (KR1533) oder 0,15...91 (K561). Wenn sich der Widerstand einem der Grenzwerte nähert, geht einem vollständigen Zusammenbruch der Schwingungen oft ein „Abprallen“ voraus – die Erzeugung von Ausbrüchen kurzer Impulse an den Fronten der Hauptschwingungen. Im Generator nach dem Schema von Abb. 4 können nur Mikroschaltungen der CMOS-Struktur (K561-Serie und dergleichen) funktionieren und der Widerstand R1 muss im Bereich von 0,8 ... 300 kOhm liegen.

Auf Abb. In Abb. 5 zeigt ein Diagramm eines kostengünstigen Burst-Generators, der nur ein Logikelement enthält – einen Schmitt-Trigger. Während des Blinkens der „blinkenden“ LED HL1 entspricht der Spannungspegel am Eingang 1 des DD1.1-Elements der logischen 0. In der Pause zwischen den Blitzen steigt diese Spannung auf den Pegel der logischen 1 und der RC-Generator beginnt zu arbeiten . gebildet durch die Elemente R2, C1, DD1.1. Am Ausgang können Sie Impulsstöße beobachten, die mit der Frequenz von LED-Blitzen folgen. Das Signal kann gehört werden, indem an den Ausgang des Generators ein akustischer Wandler BF1 angeschlossen wird, beispielsweise ein Piezosender ZP - 1, ZP - 19 oder ZP - 22. Die Werte der Elemente sind im Diagramm angegeben entsprechen einer Pulsfrequenz im Paket von 2 kHz. Die Wiederholungsperiode der Bursts beträgt 500 und die Dauer jedes einzelnen Bursts beträgt 230 ms. Mit einer Erhöhung des Widerstandswerts des Widerstands R1 von 620 Ohm auf 150 kOhm erhöht sich die Burst-Wiederholungsperiode von 450 auf 600 ms und ihre Füllfrequenz sinkt von 2,2 auf 1,5 kHz. Sie können einen solchen Widerstand wählen (ca. 135 kOhm). bei dem ein sequenzieller melodischer Dreiklang entsteht. Durch den Austausch von R1 und HL1 und die Wahl desselben Widerstands erzielen sie einen so interessanten Effekt wie „Glissando“ – eine sanfte Tonhöhenänderung.

Es ist zu bedenken, dass bei allen hier betrachteten Generatoren bei großen Werten des Lastwiderstands die Helligkeit der Lichtimpulse so stark abnimmt, dass sie unsichtbar werden. Die Erzeugung elektrischer Impulse geht jedoch weiter.

Autor: S. Ryumik, Tschernihiw, Ukraine

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