Inspiracją do moich eksperymentów stał
się artykuł Pawła Hoffmanna, który uka-
zał się w sierpniowym numerze EdW
(8/2013). Przyznam na wstępie, że lubię
jeździć na rowerze. Mój pojazd wyposażo-
ny jest w dynamo. Pomimo że ma ono dwa
łożyska kulkowe, obciążone tradycyjnymi
żarówkami, niegdyś potrafiło dać się nie-
źle we znaki na dłuższych trasach. Dlatego
w miarę możliwości starałem się stopnio-
wo żarówki zastępować diodami LED.
Na początku w lampce tylnej umieściłem
bardziej ekonomiczną diodę elektrolumi-
nescencyjną (opisaną w EdW 4/2001),
którą z czasem doposażyłem w funkcję
oświetlenia postojowego (EdW 6/2002
i 8/2003). Najdłużej broniła się żarówka
umieszczona w lampce przedniej. Po pro-
stu brak diod o odpowiednich parametrach
nie pozwalał na jej wymianę. Dopiero gdy
na rynku szerzej dostępne stały się diody
białe o dużej światłości, najbardziej prą-
dożerną żarówkę mogłem wreszcie wyrzu-
cić. Na jej miejscu zamontowałem układ
złożony z czterech diod LED rozmieszczo-
nych w dwóch gałęziach (EdW 04/2005).

Przez kilka lat układ pracował bezawa-

ryjnie. Jednak po lekturze wspomnianego
artykułu Pawła Hoffmanna postanowiłem
go unowocześnić. Wybrałem się zatem do
sklepu. Szybko znalazłem białe 1-watowe
diody i odpowiedni do nich driver. Kłopoty
zaczęły się przy wyborze radiatora. Nie było
jakiegoś zgrabnego modelu, który pasował-
by do dwukołowego wehikułu, a co najważ-
niejsze, który pozwalałby na zabezpieczenie
całego układu przed wpływem zmiennych
warunków atmosferycznych. Nie było też
soczewek pozwalających odpowiednio
ukształtować strumień świetlny.

Przypadek sprawił, że trafiłem na

promocję reflektorów LED w pobliskim
hipermarkecie. Długo oglądałem produk-
ty oferowane przez różnych producentów.
W większości przypadków były to solidne
konstrukcje, których bez uszkodzenia nie
można było rozebrać, a o ponownym zło-
żeniu nawet marzyć. Po dobrej godzinie
znalazłem jeden egzemplarz, który rokował
jako takie nadzieje. W domu okazało się, że

dokonałem trafne-
go wyboru. Z dużą
łatwością rozło-
żyłem reflektorek
niemal na czynniki
pierwsze. Okazało
się, że za kilkana-
ście złotych zdoby-
łem prawie wszyst-
ko, co potrzebne
do budowy lampki
rowerowej: dobre diody,
mostek prostowniczy,
radiator (obudowa)
i zestaw soczewek.

Opis układu

Oryginalny reflektorek
wyposażony był w trzo-
nek GU10. W prosty
sposób nie dało się go
zamocować nad przed-
nim kołem. Szczęśli-
wym zbiegiem oko-
liczności moja stara,
tradycyjna lampka
miała kołnierz o odpowiedniej średnicy
i pasował, jak ulał. Jego montaż wymagał
zaledwie skrócenia plastikowej końcówki
reflektorka. W pierwszej chwili pomy-
ślałem, że najwygodniej będzie potem te
dwie części ze sobą skleić, ale przypo-
mniałem sobie, że wibracje występujące
na polskich, dziurawych drogach mogą
łatwo zniszczyć taką konstrukcję. Żeby ją
wzmocnić – oprócz kleju – postanowiłem
użyć dodatkowo dwóch małych wkrętów.

Jeżeli chodzi o elektronikę, to pier-

wotnie wszystkie cztery diody połączone
były szeregowo. Przy zasilaniu z sieci
przetwornica bez problemu jest w stanie
dostarczyć wymagane napięcie rzędu 12V.
W przypadku instalacji rowerowej zależy
nam na tym, aby nasz pojazd był oświet-
lony, kiedy zajdzie potrzeba jego popro-

wadzenia. Musiałem
zatem wybrać jedną
z diod i oddzie-
lić ją od reszty. Jej
zadaniem miało być
zapewnienie oświet-
lenia przy obniżo-
nym napięciu.

Połączenia diod

w lampie zmodyfi-
kowałem zgodnie ze
schematem z rysun-
ku 1. Tuż za soczew-
kami znalazło się
jeszcze miejsce dla
układu scalonego

LM317LZ, któremu powierzyłem funk-
cję ogranicznika prądu płynącego przez
pojedynczą diodę LED (fotografia 1).
Po drugiej stronie, we wnęce obudowy-
-radiatora umieściłem pozostałe elementy:
mostek Graetza, kondensator wygładza-
jący i układ LM317T wraz z rezystorem.
Zaznaczone na schemacie diody Zene-
ra 18V/3W pełnią funkcję ogranicznika
napięcia. Są one niezbędne w terenie
górzystym, gdy prędkości na stromych
zjazdach nierzadko przekraczają 50km/h.
W mojej instalacji znajdują się one
w lampce tylnej.

Dobór parametrów pracy
układu

W reflektorku producent zastosował białe
diody o mocy 1W o maksymalnym prą-

E l e k t r o n i k a d l a Ws z y s t k i c h

58

Forum Czytelników

Forum Czytelników

Rowerowy

Rowerowy

Rys. 1

Fot. 1

reflektorek LED

reflektorek LED

Forum Czytelników

E l e k t r o n i k a d l a Ws z y s t k i c h

59

Ciąg dalszy ze strony 53
Możesz łatwo zwiększyć częstotliwość
graniczna filtru, proporcjonalnie zmniej-
szając wartości kondensatorów C3, C4,
C5. Na przykład przy wartościach C3 =
680nF, C4=68nF, C5 = 15nF częstotli-
wość graniczna wyniesie około 230Hz.

Rysunek 20 pochodzi z kolejnego bar-

dzo interesującego i pożytecznego progra-
mu LTspiceIV udostępnionego bezpłat-
nie przez znaną firmę Linear Technology
(www.linear.com/designtools/software).
Ten program z rodziny SPICE to pro-
gram do dokładnej symulacji układów
elektronicznych. Wystarczy narysować
schemat, określić wartości elementów
i ich właściwości, a potem dokonać
symulacji. Programy tego typu mają
ogromne możliwości i oprócz charakte-
rystyk, jak na rysunku 20, można przez
symulację określić wiele innych właści-
wości danego układu.

Moglibyśmy też na wzmacniaczu ope-

racyjnym zrealizować tzw. filtr kroków,
który w torze mikrofonowym obcina
sygnały o najniższych częstotliwościach,
poniżej 100Hz, których nie ma w głosie
człowieka, a które czasem mocno prze-
szkadzają, jak właśnie odgłos kroków na
estradzie czy porywy wiatru. Jednak nasz
wzmacniacz LM358 jest powolny i niebyt
dobrze nadaje się do takich zastosowań.

Wspomnijmy jeszcze, że oprócz fil-

trów dolno-, górno- i pasmowoprzepu-

stowych, dość często wykorzystywane są
filtry zaporowe, zwykle nazywane notch
filters. Najczęściej ich zadaniem jest usu-
nięcie jednej określonej częstotliwości.
Popularny podręcznikowy schemat filtru
zwanego podwójne T (TT) z rysunku
21 okazuje się praktycznie bezużyteczny,
ponieważ ma małą dobroć, a jego dostro-
jenie do pożądanej częstotliwości jest
bardzo kłopotliwe.

Opracowano mnóstwo filtrów zaporo-

wych o lepszych parametrach, w których
strojenie częstotliwości i dobroci jest nie-
zależne. Przykładem może być pokazany
na rysunku 22 filtr
Fliege’a, którego
układ i zasady dzia-
łania trudno wytłu-
maczyć intuicyjnie.
Pary (w miarę) jed-
nakowych rezysto-
rów R

F

i konden-

satorów C

F

wyzna-

czają częstotliwość
zaporową. Jedna-
kowe rezystory R

Q

określają dobroć.

Rysunek 23 pokazuje wpływ rezystancji
R

Q

w przykładowym filtrze o częstotli-

wości zaporowej 50Hz (R

F

=3,2k

Ω, C

F

=1uF, R

S

= 52k

Ω). W praktyce elementy

R

F

, C

F

, R

Q

mogą mieć tolerancję 5...10%,

trzeba tylko skorygować wartości które-
goś z elementów R

F

, żeby dostroić się do

potrzebnej częstotliwości. Także jednako-
we rezystancje R

S

trzeba dobrać jak naj-

dokładniej, stąd obecność potencjometru.

W literaturze

i w Internecie można
znaleźć liczne sposo-
by realizacji najróż-
niejszych filtrów.

W następnym

wykładzie poznamy
kolejne interesu-
jące zastosowania
wzmacniaczy opera-
cyjnych.

Piotr Górecki

dzie około 300mA. Eksperymentalnie
ustaliłem, że absolutne minimum to około
30 mA. Poniżej tej wartości strumień
światła emitowany przez diody jest mizer-
ny. Musimy także pamiętać, że LM317LZ
charakteryzuje się dopuszczalną mocą
strat wynoszącą 0,5W. Przy napięciu 18V
(u mnie limit ten narzucają diody Zenera)
i prądzie 30mA moc strat na nim już osią-
ga wartość 0,45W. Dlatego prąd płynący
przez pojedynczą diodę LED1 nie powi-
nien znacząco przekraczać wspomnianej
wartości minimalnej (rezystor R1 dobie-
ra się według zależności I=1,25[V]/R).
W przypadku łańcucha diod LED2...
LED4 możemy sobie pozwolić na więcej
(np. prąd rzędu 260mA), o ile LM317T
przymocujemy do wspólnego radiatora.

Uwaga! Pomiędzy płytką drukowa-

ną a radiatorem znajduje się warstwa
pasty termoprzewodzącej. Warto o tym
pamiętać i delikatnie się z nią obchodzić,
jeżeli nie chcemy ponosić dodatkowych
kosztów związanych z jej odtwarzaniem.
Istotne też jest, aby klej, którego użyje-
my do połączenia elementów obudowy,
nie nadtrawiał powierzchni plastikowych.

Pozwoli to wielokrotnie rozmon-
towywać i składać nasz układ.
Będziemy mogli więc idealnie
dopasować obciążenie do naszej
kondycji.

Pierwsze wrażenia eksploata-

cyjne. Wieczorem przyszedł czas
na egzamin. Uruchomiłem dyna-
mo i ruszyłem powoli. Najpierw
zaświeciła się pojedyncza dioda.
Po przekroczeniu 9km/h dołączy-
ły do niej pozostałe. Muszę się przy-
znać, że w tym momencie zostałem mile
zaskoczony. Wszystkie elementy odbla-
skowe infrastruktury drogowej stały się
doskonale widoczne. Zacząłem się nawet

zastanawiać, czy nie oślepiam kierowców
nadjeżdżających z przeciwka.

Niestety, radość nie trwała długo. Efek-

tem ubocznym był wyraźnie wyczuwalny
wzrost obciążenia. Na dystansie przekra-
czającym 30km powiedziałbym nawet, że
trochę dokuczliwy. Toteż zaraz po powro-
cie obniżyłem prąd płynący przez diody
LED2...LED4. Strumień światła nieco się
zmniejszył, ale poprawił się za to kom-
fort podróżowania. I tak już pozostawi-
łem. Fotografia 2 pokazuje porównanie
wcześniejszej wersji z nową.

Robert Buchta

[e-mail]

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

Ω

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7

Ω /0,5W

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10

μF/25V tantalowy

DZ1,DZ2 dioda Zenera 18V/3W, np. BZW03C18
D1-D4 . . . . . .dioda prostownicza, np. 1N4001
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM317LZ
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM317T
LED . . . . . . . . . . . . . . . . biała dioda LED 1W
G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dynamo

Wykaz elementów

Fot. 2

C

C

R

2C

R

R

2

wy

f

0

we

1

2SfRC

f

0

=

1

2SfR

F

C

F

R

f

0

Q

=

=0,5

+

+

C

F

R

F

C

F

R

F

R

S

R

S

R

Q

R

Q

R

Q

Rys. 21

Rys. 22

Rys. 23