Юный техник, 2012 № 08

Самое трудное — это найти достаточное количество плотной пластиковой пленки, чтобы хорошенько закрыть окна в вашей комнате от света. В одном полотнище примерно посредине проделайте отверстие по величине чуть меньше, чем диаметр вашей линзы. Линзу проще всего прикрепить к пластику скотчем.

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Электронный «защитник» аккумуляторной батареи

Гальванические элементы нынче дороги… Однако в в некоторых случаях без них никак нельзя обойтись, и не только в походе, но даже в городе. Например, если вы хотите послушать радио на средних волнах.

Подключение приемника к сети через блок питания гарантирует вам помехи, сквозь которые пробиваются, в лучшем случае, только самые мощные радиостанции. А про дальние (DX) лучше сразу забыть…

Современные фабричные приемники потребляют много, и батарей на них не напасешься. Резонно перейти на аккумуляторы, которые можно многократно заряжать. Аккумуляторы дороже батарей и окупаются только в том случае, если «живут» долго.

А для этого их надо правильно эксплуатировать — не перезаряжать и не подвергать глубокому разряду, при котором в элементах происходят необратимые химические изменения.

Можно, конечно, внимательно следить, не допуская чрезмерного разряда батареи, но лучше поручить это электронике.

Кстати, такие устройства есть почти во всех сотовых телефонах. Первоначально описываемое устройство предназначалось именно для этой цели — оно должно было отключать нагрузку при падении напряжения батареи ниже допустимого предела. Но в процессе разработки выяснилось, что оно может служить еще и электронным выключателем, если добавить всего две кнопки — «Вкл» и «Выкл».

Автомат проектировался для приемников с 9-вольтовым питанием от аккумуляторных батарей типа 7Д-0,115, 7Д-0Д25, «Ника» и им подобных, содержащих 7 дисковых щелочных элементов и по габаритам соответствующих батарее «Крона». Название расшифровывается так: 7 — число элементов, Д — дисковые, 0,115 — емкость в ампер-часах. Нижняя граница допустимого напряжения этих батарей — около 7 В.

На рисунке 1 показана схема автомата, отключающего радиоприемник при падении напряжения аккумуляторной батареи именно до такого уровня.

Включают приемник кнопкой без фиксации S1. При этом напряжение питания поступает на приемник, и одновременно происходит обратимый лавинный пробой эмиттерного перехода транзистора VT3, включенного как стабилитрон (вывод коллектора не используется). Вместо этого транзистора можно использовать и маломощный стабилитрон на напряжение 5,5…6 В, желательно с малым током утечки. Такие стабилитроны, размером с самый маленький диод в стеклянном корпусе, можно найти на платах старых импортных телевизоров. Кстати сказать — это неисчерпаемый источник и других, весьма полезных электронных компонентов!

Ток стабилитрона проходит через ограничивающий резистор R3 и эмиттерный переход транзистора VT2 и открывает его. Коллекторный ток VT2, в свою очередь, открывает транзистор VT1, который замыкает накоротко контакты кнопки S1.

Все описанные процессы происходят практически мгновенно, и после короткого нажатия кнопку можно отпустить — приемник останется включенным.

Чтобы выключить приемник, надо также кратковременно нажать кнопку S2. Ее контакты замкнут эмиттерный переход транзистора VT2, он закроется, и вслед за ним закроется транзистор VT1, отключив питание приемника. В выключенном состоянии от батареи питания потребляется ничтожный ток, не превосходящий долей микроампера, и значительно меньший тока саморазряда батареи.

Его уменьшению способствуют резисторы R1 и R4. Резисторы R2 и R3 нужны для ограничения токов базы транзисторов.

Когда при работе приемника напряжение аккумуляторной батареи падает ниже допустимого, стабилитрон VT3 и оба транзистора закрываются и батарея отключается от приемника.

После изготовления выявились и дополнительные достоинства предлагаемого устройства. Если приемник отключился в связи с разрядкой батареи, но необходимо прослушать какое-то важное сообщение, например, сводку погоды, это можно сделать, удерживая нажатой кнопку S1.

Более того, оказалось, что устройство обладает и функцией защиты от коротких замыканий в нагрузке! Короткое замыкание проводов, идущих к приемнику, обесточивает цепь стабилитрона и вызывает мгновенное отключение нагрузки, спасая батарею. Такая защита крайне полезна, например, в лабораторных источниках питания, используемых радиолюбителями в своих экспериментах, при которых короткие замыкания — отнюдь не редкость.

Описанный автомат пригоден не только для радиоприемников, но и для других устройств, например, плееров, карманных аккумуляторных фонарей. На рисунке 2 приведена схема устройства для карманного фонаря с питанием от трех дисковых аккумуляторов Д-0,25 или Д-0,55 с общим напряжением 3,6 В.

Оно срабатывает при падении напряжения батареи ниже 2,5 В. Поскольку стабилитроны на столь низкое напряжение найти трудно, его заменяет цепочка из трех последовательно включенных маломощных кремниевых диодов. Диоды открываются при напряжении около 0,6 В на каждом, еще около 0,6 В нужно для открывания транзистора VT2, таким образом и набирается общее напряжение срабатывания.

Поскольку ток, потребляемый лампочкой фонаря, довольно велик, пришлось применить более мощный транзистор VT1.

Обратите также внимание на другой вариант включения кнопки S2 «Выкл».

Любой из вариантов годится для каждого из описанных устройств. Налаживание автоматов сводится к установке необходимого напряжения срабатывания подбором экземпляра транзистора VT1 (рис. 1) или числа и типа включенных последовательно диодов (рис. 2). Следует заметить, что транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом имеют довольно большой разброс напряжения открывания при использовании их в режиме стабилитрона, поскольку этот параметр техническими условиями не регламентируется. Вообще же в автоматах можно применять транзисторы самых разных марок, подходящие по типу проводимости и мощности.

Уже через несколько лет после разработки описанного устройства автору встретилось на одном из радиолюбительских интернет-форумов краткое описание электронного выключателя, работающего на том же самом принципе, но собранного на современных деталях. Автор указан не был. Схема устройства приведена на рисунке 3.

Как видим, здесь вместо переключающего транзистора применена специальная микросхема, содержащая два полевых транзистора с изолированными затворами, специально предназначенная для подобных целей. Оба транзистора включены параллельно для уменьшения внутреннего сопротивления в положении «включено». Конденсатор С1 повышает помехозащищенность выключателя, устраняя его срабатывание от случайных помех.

Функцией защиты батареи от глубокого разряда этот выключатель не обладает. Однако его очень легко доработать, включив вместо резистора R2 цепочку из последовательно включенных резистора R2' меньшего номинала и стабилитрона VD1 на нужное напряжение, как показано на схеме стрелками.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос — ответ