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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 태양 전지의 신호 손전등. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
어떤 종류의 위험 경고 장치가 필요했는데, 그런 장치가 없었던 상황에 처한 적이 있습니까? 예를 들어, 봄에 화단 주변에 도랑을 파거나 잔디밭을 파다가 갑자기 저녁에 손님이 있다는 것을 기억했습니다. 아마도 수영장을 짓고 있거나 건물 입구에 큰 구덩이가 있을 수도 있습니다. 특정 상황과 관계없이 위험 경고 장치가 필요한 경우가 있습니다. 경고 시스템의 목적은 주의를 끄는 것입니다. 인간의 눈은 빛을 움직임(변화)으로 인식하기 때문에 끊임없이 빛을 발하는 것보다 섬광이 사람의 관심을 끄는 데 가장 효과적입니다. 인간의 시각은 정지된 물체보다 움직이는 물체에 훨씬 더 민감하다는 것을 우리 모두는 잘 알고 있습니다. 이 장에 설명된 깜박이는 경고등은 위험이 발생할 경우 주의를 끌기 위해 특별히 설계되었습니다. 회로의 작동 원리 보안 회로는 단일 집적 회로 LM3909를 사용하여 구축되었습니다. 이 마이크로 회로는 전력을 거의 소비하지 않고 최소한의 추가 요소가 필요한 독특한 펄스 발생기입니다. 깜박이는 손전등 장치의 단순성은 그림 1의 다이어그램에서 판단할 수 있습니다. XNUMX, XNUMX개의 첨부 파일만 필요합니다.
마이크로 회로는 본질적으로 음의 저항을 갖는 생성기이며, 펄스 반복 주기는 내부 요소와 커패시터 C1의 커패시턴스에 의해 결정됩니다. 전원이 켜지는 순간 커패시터 C1이 충전되기 시작합니다. 충전 속도와 시간 상수는 IC1에 의해 설정되고 제어됩니다. 커패시터 양단의 전압이 설정된 트리거 레벨에 도달하면 IC1이 켜지고 커패시터 C1을 LED LED1로 방전합니다. 다이오드를 통한 커패시턴스가 방전되면 전류가 트랜지스터 Q1의 베이스를 통해 흐르고 포화 모드로 들어갑니다. 저항 R1은 커패시터 C1의 방전 전류를 제한하고 방전 주기의 시상수를 결정하며, 이는 차례로 트랜지스터의 온 시간을 결정합니다. 저항의 저항이 클수록 커패시터는 더 느리게 방전되고 시정수는 증가하며, 저항이 작을수록 감소합니다. 경고등은 스위칭 트랜지스터와 직렬로 연결되어 있으므로 트랜지스터에 전류가 흐르면 켜집니다. 커패시터의 전압이 설정된 하한값으로 떨어지면 IC1은 초기 상태로 들어가고 커패시터 C1은 다시 충전을 시작합니다. 작업주기가 반복됩니다. 켜짐 및 꺼짐 기간(듀티 사이클)의 비율은 R1/C1 비율에 의해 결정됩니다. 우리 회로는 램프가 전체 사이클 시간의 약 6% 동안 켜져 있도록 설계되었습니다. 이는 15분에 빛이 약 1번 깜박이는 것과 같습니다. 전원 공급 장치 손전등 회로는 태양 전지로 구동되지만 주요 목적은 시력이 훨씬 덜 효과적이며 장애물에 직면할 가능성이 있는 밤에 위험을 경고하는 것입니다. 따라서 나중에 밤에 사용하기 위해 낮 동안 에너지를 저장해야 합니다. 이를 위해 비교적 일정한 방전 전압이 존재하기 때문에 납산 배터리보다 선호되는 니켈-카드뮴 배터리가 선택되었습니다. 밤에 배터리가 방전되면서 빛의 밝기가 감소한다면 매우 부적절할 것입니다. 니켈-카드뮴 배터리를 사용하면 완전히 방전될 때까지 조명이 밝게 유지됩니다. 전체적으로 회로에 전원을 공급하려면 납땜된 리드가 있는 0,5개의 AA 크기 니켈-카드뮴 배터리 셀이 필요하며 각 셀은 XNUMXAh의 전기를 저장할 수 있습니다. 요소는 반대 단자를 사용하여 서로 납땜됩니다. 한 요소의 양극 단자는 다음 요소의 음극 단자에 납땜됩니다. 그런 다음 케이스 역할을 하는 두꺼운 종이 한 장을 배터리 주위에 감싸고 전체 제품은 안정적인 수분 절연을 위해 적합한 폴리머 구성으로 채워집니다. 태양 전지 니켈-카드뮴 배터리는 태양광으로 충전됩니다. 이 디자인에서는 사각형 모양을 만들기 위해 직경 10cm의 둥근 요소 세그먼트를 절단하여 얻은 초승달 모양 요소가 선택됩니다. 50mA 이상의 전류를 생성하는 요소가 있지만 이러한 요소의 출력 전류는 80~125mA 범위에 있습니다. 이러한 태양전지 설계로 해결되는 주요 문제점은 니켈-카드뮴 전지를 재충전 없이 지속적으로 충전된 상태로 유지하는 것이다. 챕터에서 보여진 것처럼. 10, 니켈-카드뮴 배터리는 과충전되면 쉽게 손상됩니다. 이 설계에 사용된 디스크 배터리는 손상될 염려 없이 50mA 전류로 충전할 수 있습니다. 따라서 우리는 약 50mA의 전류를 생성하는 태양전지를 만들 것이다. 위험을 경고하는 손전등은 크기가 작으므로 작은 태양전지를 만드는 것이 좋다. 이를 위해 90 - 100mA의 전류를 발생시키는 초승달 모양의 요소를 선택해야 합니다. 초승달을 반으로 나눕니다. 이는 십자형 칼날을 요소의 직선 가장자리 근처 영역으로 세게 누르면 쉽게 수행할 수 있습니다. 초승달 요소가 부서진 원래의 둥근 요소는 벽개선이 초승달 요소의 직선 모서리에 수직인 결정질 재료에서 얻어졌습니다. 이 가장자리를 누르면 요소가 두 부분으로 분할됩니다. 결과 요소의 크기는 클릭이 이루어진 위치에 따라 결정됩니다. 가운데를 클릭하면 두 개의 동일한 요소가 생성됩니다. 아시다시피 요소를 세그먼트로 나누면 요소가 파괴되지 않고 출력 전류만 감소합니다. 따라서 요소를 절반으로 나누면 각 절반은 45-50mA의 전류를 생성합니다. 요소를 여러 부분으로 나눌 필요가 없으며 전체 초승달 모양 요소를 사용하여 단 50mA의 전류를 생성할 수 있습니다. 이러한 요소를 선택하는 데 유용합니다. 시험 장치. 저전류 셀은 배터리에서 더 많은 공간을 차지한다는 점을 기억해야 합니다. 14개의 요소를 직렬로 연결하면 태양전지를 얻을 수 있습니다. 작은 플라스틱이나 유리 위에 놓고 밀봉하여 외부 요소로부터 보호하세요. 차단 다이오드(D1)는 밤에 태양광 패널에 의해 배터리가 방전되는 것을 방지합니다. 약 0,3V의 낮은 순방향 전압과 200mA의 최대 전류를 갖는 게르마늄 다이오드입니다. 신호등 디자인 전자 회로는 인쇄 배선을 사용하여 만들어집니다. 인쇄 회로 기판이 그림에 나와 있습니다. 2, 부품 배치 - 그림. 3. 제조에는 복잡한 것이 없습니다. 모든 반도체 장치의 단자 극성을주의 깊게 관찰하고 연결부를 조심스럽게 납땜하십시오.
깜박이는 램프는 외부 환경의 영향으로부터 보호하기 위해 유리 용기에 넣어야 합니다. 또한 유리 전구는 램프의 빛을 다양한 각도로 확산시키는 데 도움이 됩니다. 이를 위해서는 이전에 일부 자동차의 주차등에 사용되었던 구형 디퓨저가 적합합니다. 비슷한 캡으로 덮인 램프가 모든 방향에서 보입니다. 두 개의 렌즈 사이에 램프를 배치하는 것도 가능하며, 이는 일반적으로 길가 가드 라이트에 사용되는 디자인입니다. 렌즈는 둥글 필요는 없으며 어떤 모양이든 가능합니다. 주어진 권장 사항에 따라 램프를 보호하는 것은 어렵지 않습니다. 하지만 나 자신에게는 한 방향으로만 빛을 발하는 작은 신호등이 특별히 필요했습니다. 검색 결과, 내 요구 사항을 정확히 충족하는 저렴한 판매용 조명기를 찾았습니다(자세한 내용은 부품 목록 참조). 이는 차량용으로 제작되었으며 자석 홀더(금속 표면에 부착하는 데 매우 편리함)와 12V 시가 라이터 소켓에 연결하기 위한 커넥터가 장착되어 있습니다. 이 손전등을 신호등으로 사용하기 위해 첫 번째 단계는 약 12cm의 와이어가 부착된 상태로 유지되도록 10볼트 커넥터가 있는 연결 드라이브를 자르는 것이었습니다. 원할 경우 향후 디자인을 위해 담배 라이터 커넥터와 연결 와이어를 보관해 두십시오. 이제 제자리에 고정되어 있는 나사를 풀어 와이어 되감기 핸들을 제거합니다. 이 손전등의 전구는 12V용으로 설계되었으며 우리 회로에서는 제대로 작동하지 않습니다. 전구에 접근하려면 손전등의 전면 유리를 잡고 있는 외부 링을 시계 반대 방향으로 푸십시오. 램프를 50번 램프로 교체하고 손전등을 조립합니다. 그림에 표시된 인쇄 회로 기판. 2, 12볼트 커넥터의 홈에 정확히 맞도록 특별히 제작되었습니다. 보드와 보드의 모든 세부 사항은 "누워" 위치해야 하는 커패시터 C1을 제외하고 크기가 정확히 맞습니다. 마지막으로 램프, 배터리, 태양광 단자를 보드의 해당 패드에 납땜합니다. 최종 조립 중에 손전등이 배터리에 고정됩니다. 배터리의 무게가 늘어나면 손전등의 안정성이 높아집니다. 손전등에 부착되지 않은 태양전지는 햇빛이 비치는 어느 곳에나 위치할 수 있습니다.
비콘 사용 손전등에는 주간에 끌 수 있는 토글 스위치가 제공되지 않을 수 있습니다. 그것은 필요하지 않습니다. 내 경험에 따르면 새로 충전된 배터리 세트는 일주일 동안 손전등을 작동하기에 충분합니다. 완전히 방전된 니켈-카드뮴 전지는 10시간의 태양광 시간, 즉 태양전지 작동 기간 중 XNUMX일 만에 완전히 재충전됩니다. 이 작동 모드가 만족스럽지 않다면, 17mA의 전류를 생성하도록 태양전지의 크기를 늘리고, 이전 배터리 셀을 더 높은 용량의 셀(타입 C)로 교체해야 합니다. 이 경우 약 3배 더 많은 에너지가 저장됩니다. 이 작은 휴대용 손전등의 범위는 거의 무제한입니다. 물론, 이미 언급한 응용 프로그램이 즉시 떠오릅니다. 움푹 들어간 곳과 구멍, 보기 어려운 울타리 및 보이지 않는 장애물에 대한 적시의 가벼운 경고입니다. 보트, 부두, 고층 건물에 경고등을 설치하는 것도 좋은 생각입니다. 라디오 아마추어라면 안테나 마스트에 구형 캡이 달린 깜박이는 손전등을 장착할 수 있습니다. 주부들은 새로 광택이 난 바닥을 알리기 위해 이와 같은 장치를 사용하는 것을 좋아할 것입니다. 자석 홀더가 있는 손전등은 고속도로 옆에 주차된 자동차 지붕에 장착할 수 있습니다. 그런 손전등 덕분에 반짝이는 눈을 가진 재미있는 가면이 나옵니다! 저자: 바이어스 T.
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