Лазерні указки, що з'явилися в останнім часом у продажу, призначені, насамперед, для викладачів навчальних закладів, щоб користуватися ними при поясненнях графічних матеріалів. Однак така указка може знайти застосування і в побуті, скажімо, для дистанційного управління роботою електро - та радіоприладів. Про те, як це здійснити, розповідається в опублікованій статті. Лазерна указка, незважаючи його зовнішню простоту, порівняно складний виріб. Вона містить напівпровідниковий лазер, автоматику підтримки певного струму протікає через нього, оптичну систему, батарею гальванічних елементів напругою 3...4,5 В, кнопку включення.
Споживаний лазером струм складає 30... 50 мА. Хоча випромінювана указкою потужність (довжина хвилі 630...650 нм) не перевищує 5 мВт, за рахунок концентрації її в вузьконаправленому лучі втрати на поширення невеликі. Випромінювання лазера можна зафіксувати на великій відстані. Проте категорично не допускається направляти промінь указки на очі - це небезпечно. Указка може працювати в охоронних пристроях, светотелефонах, саморобні іграшки, пристроях відлякування птахів і т. д. Поки ж обмежимося розповіддю про будівництво автомата, здатного за сигналом указки включати і вимикати побутові електро - і радіоприлади. Сама указка при цьому ніякої переробки не вимагає.
Рис. 1
Автомат (рис. 1) містить фотоприймач на фотодиоде VD1, компаратор напруги на логічних елементах DD1.1, DD1.2, генератор імпульсів на елементах DD1.3, DD1.4, D-тригер DD2, два електронних ключа на транзисторах VT1, VT2, виконавчий елемент - електромагнітне реле К1 і блок живлення. Блок живлення виконаний по бестрансформаторной схеми з гасить конденсатором Сб. Змінна напруга мережі випрямляється діодами VD6, VD7, згладжується конденсатором С5 і стабілізується стабілітронами VD4, VD5. Харчування на мікросхеми поступає з стабілітрона VD4 через діод VD2 і згладжує конденсатор З 1.
Працює пристрій. У початковий момент часу, після підключення пристрою до мережі, високий логічний рівень через ланцюжок C4R7 надходить на вхід R тригера і очищує його. На виході тригера - низький логічний рівень, ключ на транзисторі VT2 закритий, реле знеструмлено, відключене від мережі. На вході і виході компаратора буде високий логічний рівень, а на входах елементів DD1.3, DD1.4 - низький, генератор не працює. При цьому на виході елемента DD1.4 встановлюється високий рівень, транзистор VT1 відкривається і включає світлодіод HL1.
Як відбувається перемикання? Фотодіод VD1 освітлюють лазерним променем, і напруга на ньому значно зменшується. Компаратор після розрядки конденсатора С2 спрацьовує, і на його виході з'являється низький рівень. На висновки елементів DD1.3, DD1.4 надходить високий рівень, генератор починає працювати, світлодіод блимає, засвідчуючи про освітлені фотодіода. Якщо тепер вимкнути лазер або прибрати промінь в сторону від фотодіода, то напруга на ньому збільшиться, компаратор встановиться в стан з високим рівнем на виході, і тригер переключиться. На його виході з'явиться високий логічний рівень, транзистор VT2 відкриється, реле спрацює і замыкающимися контактами К1.1 подасть навантаження на мережеве напруга. У разі повторного короткочасного освітлення фотодіода (поки не спалахне світлодіод) пристрій перемикається в початковий стан і навантаження обесточится.
Завдяки використанню реле, до пристрою допустимо підключати найрізноманітнішу радіоелектронну апаратуру: радіоприймачі, телевізори, відеомагнітофони і т. д. з будь-якими блоками харчування, а також електроприлади з електродвигунами, наприклад вентилятори.
Рис. 2
Всі деталі пристрою, крім реле і діода VD3, розміщують на друкованій платі (рис. 2) з одностороннього фольгованого склотекстоліти. Вона розрахована на використання транзисторів КТ315А-КТ315Е, КТ312А-КТ312В, КТ3102А-КТ3102Д, мікросхем серій До 176, К561, 564, будь світлодіода з серії АЛ307 (бажано в пластмасовому корпусі). Діоди VD2, VD3 - будь-які випрямні, VD6, VD7 - КД102Б або аналогічні малопотужні з максимально допустимою зворотною напругою не менше 400 В і струмом не менше 100 мА, стабілітрони - на напругу стабілізації 8...10 Ст. Полярні конденсатори - серій К50, К52, С6 - К73, решта - КМ, КОР, ДО 10. Підлаштування резистор R2 - СПЗ-19, постійні - МЛТ, С2-33. Реле слід підібрати з напругою спрацьовування 12... 15 В при струмі не більше 30 мА, наприклад, РЭС9 (паспорт РС4.524.200, РС4.524.201), його контакти повинні витримувати напругу мережі і струм, споживаний навантаженням.
Кілька слів про реле РЭС9. За довідковим даними його контакти розраховані на напругу 115 В. багаторічна практика використання реле в різних пристроях показала надійну роботу контактів при мережевому напрузі 220 В. Звичайно, можна зупинити вибір на реле типів РКН, МКУ-48, але габарити конструкції значно зростуть.
Плату разом з реле розміщують у корпусі відповідних габаритів, виконаний з ізоляційного матеріалу. Фотодіод і світлодіод розташовують в отворах корпусу поруч, щоб світлодіод служив орієнтиром і своїми спалахами сигналізував про попаданні лазерного променя на фотодіод. Щоб уникнути перешкод і збоїв у роботі, потрібно встановити так автомат, щоб фотодіод був захищений від попадання на нього світла від освітлювальних приладів. Налагодження пристрою зводиться до встановлення його чутливості (підлаштування резистором R2), швидкості реагування на освітлення лазером (підбором конденсатора С2), частоти мигання світлодіода (грубо - підбором конденсатора СЗ, плавно - резистора R5).
Автомат можна дещо спростити, виключивши генератор. При цьому лівий по схемі виведення резистора R8 треба від'єднати від виводу 3 мікросхеми DD1 і з'єднати з виводом 11. Елементи R5, СЗ видаляють, з'єднання між висновками 2 і 4 DD1 прибирають, а невикористані входи елементів DD1.3, DD1.4 з'єднують із загальним проводом. У цьому випадку при попаданні променем лазера на фотодіод і спрацьовування компаратора, світлодіод буде гаснути.
Рис. 3
Можливий варіант більш простого автомата (мал. 3), якщо у ньому використовувати чутливі тріністори 2У107А-2У107Е, які відкриваються при невеликому (менше вольт) напруги на керуючому електроді і малому (кілька мікроампер) струм у його ланцюзі. Його основою є тригер на тринисторах VS1.VS2, який харчується, як і в попередній конструкції, від блоку з гасить конденсатором. Розберемо роботу автомата. Після підключення його до мережі обидва будуть тріністора закриті, а реле знеструмлено.
Якщо освітити фотодіод VD2 лазерним променем, то за рахунок фотоефекту на ньому з'явиться напруга, яка надійде на керуючий електрод тріністора VS2, і він відкриється. Реле спрацює і включить навантаження в мережу - про це просигналізує загорівся світлодіод HL2. Почне заряджатися конденсатор С1 (мінус на правому за схемою виведення). Щоб відключити навантаження, висвітлюють фотодіод VD1. При цьому тріністор VS1 відкривається, включаючи світлодіод HL1. Тріністор VS2 закривається, оскільки на його анод короткочасно надходить негативний напруга з конденсатора С1. Реле знеструмлюється, світлодіод HL2 гасне, навантаження відключається від мережі.
Якщо тепер знову висвітлити фотодіод VD2, відкриється тріністор VS2, a VS1 закриється, оскільки на його анод надійде негативне напруга з конденсатора С1. На навантаження надійде напруга. Експерименти показали, що в якості фотодіода в цьому автоматі непогано працюють світлодіоди АЛ360А, АЛ360Б, оскільки їх основою є випромінюючі діоди ІЧ діапазону. Крім того, вони забезпечені фокусирующим відбивачем, що підвищує їх чутливість до лазерному випромінювання указки.
Рис. 4
Деталі автомата розраховані для роботи з реле РЭС9 (паспорт РС4.524.200). Їх можна розмістити в корпусі невеликих габаритів (рис. 4) виготовлений з ізоляційного матеріалу. На передній стінці корпуса свердлять отвори під світлодіоди і фотодіоди, на задній встановлюють мережеву розетку.
При налагодженні автомата попередньо підбирають конденсатор СЗ і стабілітрон. Напруга стабілізації стабілітрона повинне бути приблизно на 4...5 більше напруги спрацьовування реле, а ємність конденсатора такий, щоб забезпечувався струм через реле на 15...20 мА більше струму його спрацювання. Недолік автомата - низька чутливість, обмежує дальність управління ним. При налагодженні автомата слід дотримуватися заходів електробезпеки, оскільки його деталі гальванічно зв'язані з мережею. Всі перепаювання потрібно робити тільки при відключеному від мережі автоматі.
Автор: І. Нечаєв, р. Курськ; Публікація: www.cxem.net