Admin

Гирлянда для малогабаритной ёлочки ... из гирлянды для бутылки

И. НЕЧАЕВ, г. Москва

В названии статьи нет ошибки или опечатки. Действительно, светодиодные гирлянды для бутылок существуют и продаются, причём их выбор в Интернете не так уж и мал. Не будем спорить о вкусах и пользе от таких устройств. Как говорится — кому что нравится. Некоторые из таких гирлянд питаются от сменных гальванических элементов, поэтому поддерживать их работоспособность нетрудно, надо только своевременно менять элемент питания. Но есть и такие гирлянды, которые питаются от встроенного аккумулятора малой ёмкости, который заряжается от встроенной солнечной батареи. Такая гирлянда показана на рис. 1 и рис. 2. Естественно, что её конструкция упрощена до предела, а схема показана на рис. 3. На печатной плате установлены микросхема DA1 (маркировка —YX805F), накопительный дроссель L1, аккумулятор и выключатель питания SA1 (рис. 4). Солнечная батарея размерами 15x17 мм установлена на крышке корпуса, который стилизован под пробку для бутылки. Собственно длина гирлянды около 1 м, она составлена из десяти бескорпусных светодиодов белого свечения, припаянных к обмоточным проводам и залитых для защиты от механических повреждений термоклеем. После включения питания гирлянда светит постоянно.


Используемую систему питания можно считать неудачной. Дело в том, что ёмкость используемого Ni-Cd дискового аккумулятора невелика, всего 40 мА*ч, а потребляемый устройством ток — 6...8 мА, поэтому продолжительность работы от полностью заряженного аккумулятора невелика. Но это только полбеды, возникает проблема зарядки аккумулятора. Обусловлено это тем, что размеры солнечной батареи всего 15x17 мм, поэтому большого зарядного тока от неё не получить, да и достаточным солнечным освещением в нашей стране могут похвастаться только южные регионы, и то не в течение всего года. В результате такая гирлянда быстро становится неработоспособной.

Но и её можно применить с пользой, если доработать и сделать из неё светодиодную гирлянду для малогабаритной настольной ёлочки. При этом для питания лучше использовать гальванический элемент типоразмера АА или ААА. Продолжительность непрерывной работы увеличится, и не будет проблемы с зарядкой аккумулятора. А ненужный аккумулятор и солнечную батарею можно будет использовать в других радиолюбительских конструкциях.
В самом простом случае никаких существенных доработок не потребуется. Надо удалить аккумулятор и солнечную батарею, а плату вместе с держателем элемента питания разместить в корпусе подходящего размера. В этом случае гирлянда будет светить постоянно. Но ёлочка будет выглядеть интересней, если она будет мигать. Для этого потребуется добавить всего несколько элементов. Рассмотрим далее, как это можно сделать.
Преобразователь собран на микросхеме повышающего преобразователя напряжения серии YX805 [1—3]. Она является аналогом микросхемы YX8018, о которой в "Радио" было несколько статей [4, 5]. Особенностью этих микросхем является наличие управляющего входа (SOL для YX805), подача напряжения на который обеспечивает включение или выключение преобразователя. В светильниках на этих микросхемах управляющее напряжение поступает с солнечной батареи. Основное отличие между этими микросхемами заключается именно в её подключении. Для микросхем серии YX805 солнечную батарею надо включить между общим проводом и управляющим входом. Для микросхем серии YX8018 её надо включить между плюсовой линией питания и управляющим входом. Обусловлено это тем, что микросхемы серии YX805 включаются при подаче низкого уровня напряжения, а микросхемы серии YX8018 — при подаче высокого уровня напряжения.

Указанная особенность микросхем серии YX805 позволяет за счёт введения нескольких элементов сделать гирлянду мигающей. Схема такой гирлянды показана на рис. 5. Дополнительные элементы выделены цветом, солнечную батарею и аккумулятор удаляют. Питать устройство лучше от гальванического элемента или Ni-Cd, Ni-Mh аккумулятора типоразмера АА или ААА. Работает устройство следующим образом. После подачи напряжения питания конденсатор С2 разряжен, поэтому преобразователь начинает работать и светодиоды светят. Импульсы напряжения амплитудой около 2,8 В, поступающие на светодиоды, выпрямляет диод VD1, и конденсатор С1 быстро заряжается практически до амплитудного значения. Через резистор R1 начинается зарядка конденсатора С2. Когда напряжение на нём достигнет напряжения выключения преобразователя, светодиоды погаснут и конденсатор С2 начнёт разряжаться через вход SOL микросхемы. При разрядке этого конденсатора до напряжения включения преобразователь начнёт работать и светодиоды снова включатся. Поскольку при напряжении питания 1,2 В напряжение выключения (около 0.34 В) превышает напряжение включения (около 0,28 В) на значение гистерезиса (около 0,06 В), конденсатор С2 будет заряжаться/разряжаться между ними.

При этом светодиоды гирлянды будут мигать с частотой, которую можно изменить подборкой конденсатора С2. Чем больше его ёмкость, тем меньше частота миганий. Для указанных на схеме номиналов частота миганий — около 1 Гц. Работоспособность сохраняется при снижении напряжения питания до 0,75 В, т. е. энергия элемента питания расходуется почти полностью. Когда он разряжается и его напряжение падает, частота миганий возрастает. Это может быть информацией о необходимости его скорой замены.


В устройстве можно применить резистор МЛТ, С2-23, оксидный конденсатор К50-35 или импортный, конденсатор С1 — керамический К10-17 или импортный, диод Шоттки желательно применить маломощный. После удаления с платы аккумулятора эти элементы без проблем можно установить на освободившемся месте, используя навесной монтаж (рис. 6). При желании дополнительные элементы можно разместить и на макетной печатной плате, соединив её с основной отрезками монтажного провода. Для этого варианта подойдут и детали для поверхностного монтажа.
Добиться устойчивой работы устройства можно подборкой резистора R1. Его сопротивление должно быть таким, чтобы в интервале питающего напряжения 0,8...1,5 В сбоев в работе не было. При слишком малом сопротивлении этого резистора преобразователь может не запускаться при максимальном напряжении питания. При слишком большом сопротивлении этого резистора преобразователь будет постоянно работать при минимальном напряжении питания.
Увеличить яркость свечения гирлянды можно, если взамен штатного дросселя установить дроссель с меньшей индуктивностью. Например, при установке дросселя индуктивностью 39 мкГн потребляемый ток увеличился до 50 мА (когда светодиоды включены), соответственно возросла и яркость. Такой дроссель был намотан на ферритовом кольцевом магнитопроводе диаметром 9 мм от трансформатора КЛЛ, обмотка — шесть витков обмоточного провода диаметром 0,4...0,6 мм. Устанавливая дроссели с разной индуктивностью, можно подобрать желаемую яркость свечения светодиодов. Минимальная индуктивность накопительного дросселя — 22 мкГн.
На ёлочке можно разместить две и более таких гирлянд, при этом из-за разброса параметров элементов они будут мигать с разными частотами. Если возможно, платы лучше разместить в основании ёлочки (рис. 7). Держатель элемента питания и платы приклеивают эпоксидным или секундным клеем с так называемым сварочным гранулятом. Для выключателя можно сделать в корпусе прямоугольное отверстие. Запитывают платы от одного элемента, для этого используют выключатель на одной плате, запитав другую от неё.

Данная гирлянда позволит украсить вашу елку и порадовать вашего ребенка. Но не стоит забывать и про активный отдых - секция по футболу для детей в Калининграде сделает вашего ребенка здоровым и выносливым, что благоприятно скажется на всей его дальнейшей жизни.

ЛИТЕРАТУРА

1. YX805/805A. - URL: https://pdf 1. alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/ 1 1 33527/SHININGIC /YX80 5.html (12.10.23).
2. Уличный садовый фонарь. — URL: https://peling.ru/2023/03/27/ulichnyj-sadovyj-fonar-4-varianta-na-mikroshemah-ух861 а-ух8018-ух805а-ух807-12-volta/ (12.10.23).
3. YX805A. — URL: https://www.chipli.cn/ uploadfile/2016/0716/20160716023359 320.pdf (12.10.23).
4. Нечаев И. Стабилизированный преобразователь напряжения на микросхеме YX8018. — Радио, 2014, № 5, с. 47.
5. Нечаев И. Мигалка на микросхеме YX8018. — Радио, 2014, № 10, с. 52.