Laserpointer im Antrieb. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Elektronik im Alltag

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Laserpointer, die seit Kurzem auf dem Markt sind, sind in erster Linie für Lehrer von Bildungseinrichtungen gedacht, die sie bei der Erläuterung grafischer Materialien einsetzen möchten. Ein solcher Zeiger kann aber auch im Alltag eingesetzt werden, beispielsweise zur Fernbedienung von Elektro- und Funkgeräten. Wie das geht, ist im veröffentlichten Artikel beschrieben. Ein Laserpointer ist trotz seiner scheinbaren Einfachheit ein relativ komplexes Produkt. Es enthält einen Halbleiterlaser, die automatische Aufrechterhaltung eines bestimmten durch ihn fließenden Stroms, ein optisches System, eine Batterie galvanischer Zellen mit einer Spannung von 3...4,5 V und einen Netzschalter.

Der vom Laser verbrauchte Strom beträgt 30...50 mA. Obwohl die vom Zeiger abgegebene Leistung (Wellenlänge 630...650 nm) 5 mW nicht überschreitet, sind die Ausbreitungsverluste aufgrund seiner Konzentration in einem schmalen Strahl gering. Laserstrahlung kann über große Entfernungen erfasst werden. Es ist jedoch strengstens verboten, den Zeigerstrahl auf Ihre Augen zu richten – das ist gefährlich. Der Zeiger kann in Sicherheitsgeräten, Lichttelefonen, selbstgebautem Spielzeug, Vogelabwehrgeräten usw. eingesetzt werden. Im Moment beschränken wir uns darauf, über den Bau einer automatischen Maschine zu sprechen, die in der Lage ist, elektrische Haushaltsgeräte und Funkgeräte auf der Grundlage von a ein- und auszuschalten Signal vom Zeiger. Der Zeiger selbst erfordert keine Änderung.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Die Maschine (Abb. 1) enthält einen Fotodetektor auf der Fotodiode VD1, einen Spannungskomparator auf den Logikelementen DD1.1, DD1.2, einen Impulsgenerator auf den Elementen DD1.3, DD1.4, einen D-Trigger DD2 und zwei elektronische Schalter Transistoren VT1, VT2 , der Aktor ist ein elektromagnetisches Relais K1 und eine Stromversorgung. Die Stromversorgung erfolgt nach einer transformatorlosen Schaltung mit einem Löschkondensator Sb. Die Wechselspannung wird durch die Dioden VD6, VD7 gleichgerichtet, durch den Kondensator C5 geglättet und durch die Zenerdioden VD4, VD5 stabilisiert. Die Stromversorgung der Mikroschaltungen erfolgt von der Zenerdiode VD4 über die Diode VD2 und den Glättungskondensator C 1.

Das Gerät funktioniert so. Im ersten Moment, nachdem das Gerät mit dem Netzwerk verbunden wurde, wird über die C4R7-Kette ein hoher logischer Pegel an den Eingang R des Triggers angelegt und dieser auf Null zurückgesetzt. Der Triggerausgang hat einen niedrigen logischen Pegel, der Schalter am Transistor VT2 ist geschlossen, das Relais ist stromlos und die Last ist vom Netzwerk getrennt. Der Ein- und Ausgang des Komparators hat einen hohen logischen Pegel und die Eingänge der Elemente DD1.3, DD1.4 sind niedrig, der Generator funktioniert nicht. In diesem Fall wird der Ausgang des Elements DD1.4 auf einen hohen Pegel gesetzt, der Transistor VT1 öffnet und schaltet die LED HL1 ein.

Wie erfolgt der Wechsel? Die Photodiode VD1 wird mit einem Laserstrahl beleuchtet und die Spannung an ihr wird deutlich reduziert. Nach dem Entladen des Kondensators C2 wird der Komparator ausgelöst und an seinem Ausgang erscheint ein Low-Pegel. An die Anschlüsse der Elemente DD1.3, DD1.4 wird ein hoher Pegel angelegt, der Generator beginnt zu arbeiten, die LED blinkt und zeigt damit an, dass die Fotodiode leuchtet. Wenn Sie nun den Laser ausschalten oder den Strahl von der Fotodiode wegbewegen, erhöht sich die Spannung an ihm, der Komparator wird auf einen hohen Ausgangspegel eingestellt und der Trigger schaltet. An seinem Ausgang erscheint ein hoher logischer Pegel, der Transistor VT2 öffnet, das Relais schaltet und versorgt über die Schließkontakte K1.1 die Last mit Netzspannung. Wenn die Fotodiode erneut kurz aufleuchtet (bis die LED blinkt), wechselt das Gerät in den Ausgangszustand und die Last wird stromlos.

Dank der Verwendung eines Relais ist es zulässig, verschiedenste elektronische Geräte an das Gerät anzuschließen: Radios, Fernseher, Videorecorder usw. mit beliebigen Netzteilen, sowie Elektrogeräte mit Elektromotoren, wie z.B. Ventilatoren.

Fig. 2

Alle Teile des Gerätes, mit Ausnahme des Relais und der Diode VD3, sind auf einer Leiterplatte (Abb. 2) aus einseitiger Glasfaserfolie untergebracht. Es ist für die Verwendung der Transistoren KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, Mikroschaltungen der Serien K 176, K561, 564 und beliebiger LEDs der Serie AL307 (vorzugsweise in einem Kunststoffgehäuse) ausgelegt. Dioden VD2, VD3 – beliebiger Gleichrichter, VD6, VD7 – KD102B oder ähnliche stromsparende Dioden mit einer maximal zulässigen Sperrspannung von mindestens 400 V und einem Strom von mindestens 100 mA, Zenerdioden – zur Stabilisierungsspannung 8...10 V. Polarkondensatoren - K50-Serie, K52, C6 - K73, der Rest - KM, KLS, K 10. Trimmerwiderstand R2 - SPZ-19, Konstanten - MLT, S2-33. Das Relais sollte mit einer Betriebsspannung von 12...15 V bei einem Strom von nicht mehr als 30 mA ausgewählt werden, zum Beispiel RES9 (Pass RS4.524.200, RS4.524.201), seine Kontakte müssen der Netzspannung standhalten und die von der Last verbrauchter Strom.

Ein paar Worte zum RES9-Relais. Den Referenzdaten zufolge sind seine Kontakte für eine Spannung von 115 V ausgelegt. Der langjährige Einsatz des Relais in verschiedenen Geräten hat jedoch gezeigt, dass die Kontakte bei einer Netzspannung von 220 V zuverlässig funktionieren. Natürlich Sie können sich für Relais der Typen RKN, MKU-48 entscheiden, allerdings werden die Baumaße deutlich zunehmen.

Die Platine wird zusammen mit dem Relais in einem Gehäuse geeigneter Größe aus Isoliermaterial untergebracht. Fotodiode und LED werden nebeneinander in den Gehäuselöchern platziert, sodass die LED als Orientierung dient und mit ihren Blitzen signalisiert, dass der Laserstrahl auf die Fotodiode trifft. Um Störungen und Fehlfunktionen zu vermeiden, müssen Sie das Gerät so installieren, dass die Fotodiode vor dem Licht von auf sie treffenden Beleuchtungsgeräten geschützt ist. Beim Einrichten des Geräts kommt es auf die Einstellung seiner Empfindlichkeit (mit Trimmwiderstand R2), der Reaktionsgeschwindigkeit auf Laserbeleuchtung (durch Auswahl von Kondensator C2) und der Blinkfrequenz der LED (ungefähr durch Auswahl von Kondensator C3, sanft durch Auswahl von Widerstand R5) an ).

Der Automat kann etwas vereinfacht werden, indem der Generator weggelassen wird. In diesem Fall muss der Ausgang des Widerstands R8, der gemäß dem Schema übrig bleibt, vom Ausgang 3 der Mikroschaltung DD1 getrennt und mit Ausgang 11 verbunden werden. Die Elemente R5, C3 werden entfernt, die Verbindung zwischen den Anschlüssen 2 und 4 von DD1 wird entfernt und die nicht genutzten Eingänge der Elemente DD1.3, DD1.4 werden mit der gemeinsamen Leitung verbunden. Wenn in diesem Fall der Laserstrahl auf die Fotodiode trifft und der Komparator ausgelöst wird, erlischt die LED.

Fig. 3

Eine einfachere Version der Maschine ist möglich (Abb. 3), wenn empfindliche Thyristoren 2U107A-2U107E verwendet werden, die bei einer kleinen Spannung (weniger als einem Volt) an der Steuerelektrode und einem kleinen Strom (mehrere Mikroampere) in ihrem Stromkreis öffnen . Seine Basis ist ein Trigger an den Thyristoren VS1.VS2, der wie im vorherigen Design von einem Block mit einem Löschkondensator gespeist wird. Lassen Sie uns den Betrieb der Maschine analysieren. Nach dem Anschluss an das Netzwerk werden beide SCRs geschlossen und das Relais abgeschaltet.

Wenn Sie die Photodiode VD2 mit einem Laserstrahl beleuchten, entsteht aufgrund des photoelektrischen Effekts eine Spannung an ihr, die zur Steuerelektrode des Thyristors VS2 gelangt und diese öffnet. Das Relais wird betätigt und schaltet die Last zum Netzwerk ein – dies wird durch die leuchtende LED HL2 signalisiert. Der Kondensator C1 beginnt sich aufzuladen (Minus am rechten Anschluss im Diagramm). Zum Ausschalten der Last wird die Fotodiode VD1 beleuchtet. In diesem Fall öffnet der Thyristor VS1 und schaltet die LED HL1 ein. Der SCR VS2 schließt, weil seine Anode vom Kondensator C1 kurzzeitig mit negativer Spannung versorgt wird. Das Relais fällt ab, die HL2-LED erlischt und die Last wird vom Netz getrennt.

Wenn wir nun die Fotodiode VD2 erneut beleuchten, öffnet sich der Thyristor VS2 und VS1 schließt, da an seiner Anode eine negative Spannung vom Kondensator C1 anliegt. Die Last erhält Spannung. Experimente haben gezeigt, dass die LEDs AL360A und AL360B als Fotodioden in dieser Maschine gut funktionieren, da sie auf IR-emittierenden Dioden basieren. Darüber hinaus sind sie mit einem fokussierenden Reflektor ausgestattet, der ihre Empfindlichkeit gegenüber der Laserstrahlung des Zeigers erhöht.

 
Fig. 4

Die Details der Maschine sind für den Betrieb mit dem RES9-Relais (Pass RS4.524.200) ausgelegt. Sie können in einem kleinen Gehäuse (Abb. 4) aus Isoliermaterial untergebracht werden. An der Vorderwand des Gehäuses sind Löcher für LEDs und Fotodioden gebohrt, an der Rückseite ist eine Steckdose angebracht.

Beim Einrichten der Maschine werden zunächst der Kondensator C3 und eine Zenerdiode ausgewählt. Die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode sollte etwa 4 bis 5 V höher sein als die Betriebsspannung des Relais, und die Kapazität des Kondensators sollte so bemessen sein, dass ein Strom durch das Relais 15 bis 20 mA höher ist als sein Betriebsstrom. Der Nachteil der Maschine ist ihre geringe Empfindlichkeit, die ihren Regelbereich einschränkt. Beim Aufstellen der Maschine sind elektrische Sicherheitsmaßnahmen zu beachten, da ihre Teile galvanisch mit dem Netz verbunden sind. Sämtliche Lötarbeiten dürfen nur durchgeführt werden, wenn die Maschine vom Netzwerk getrennt ist.

Autor: I. Nechaev, Kursk; Veröffentlichung: cxem.net

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