Inteligentna
lampka nocna
dla dzieci
2485
Do czego to służy? ny nie tylko w pokoju dziecinnym, ale też wracające wzmacniacza operacyjnego U1A.
Wszyscy rodzice wiedzą, jak uciążliwe bywa w każdej sypialni. Jeśli ktoś zechce, równole- Kostka LM358 pracuje tu w nietypowy spo-
wstawanie w środku nocy w celu uspokoje- gle do zwykłych diod LED można włączyć sób. Zasilana pojedynczym napięciem ma
nia płaczącego dziecka. Prezentowany układ diodę(-y) migającą, ewentualnie moduł z me- wejście nieodwracające na potencjale masy.
pomoże rodzicom spełniać takie nieprzyjem- lodyjką i zamiast lampki nocnej otrzyma W spoczynku drugie wejście oraz wyjście
ne obowiązki, a w niektórych wypadkach na- wtedy elektroniczną zabawkę. U1A także są na potencjale masy. Wzmac-
wet ich wyręczy. Opisywana lampka zasilana jest napię- niacz nie może więc wzmacniać prawidłowo
Opisywana lampka jako z
ródła światła wy- ciem stałym. Ze względu na fakt, że w spo- przebiegu zmiennego. Wzmacnia tylko do-
korzystuje diody LED. Praktyka pokazuje, że czynku pobiera niewielki prąd, rzędu 1mA, datnie połówki sygnału przychodzącego
nawet jedna dioda LED przy prądzie 10mAda- należy ją zasilać raczej z dowolnego zasila- z mikrofonu. Jest więc swego rodzaju pro-
je tyle światła, że w nocy do wykonania wielu cza 6...12V niż z baterii. stownikiem aktywnym. Jego wzmocnienie
czynności nie trzeba żadnego innego oświetle- jest wyznaczone przede wszystkim przez sto-
nia. W środku nocy nie trzeba, a nawet nie po- Jak to działa? sunek rezystancji PR1 i R4.
winno się zaświecać nawet najmniejszych ża- Schemat inteligentnej lampki pokazany jest Przeprowadzone próby wykazały, że war-
rówek, bo ich jasne światło wręcz razi w oczy. na rysunku 1. Elementy R1, R2, C1 tworzą tość R4 można śmiało zmniejszyć do zera.
Rodzice mający małe dzieci, zmuszeni do obwód polaryzacji dwukońcówkowego mi- Nie znaczy to, że wzmocnienie będzie
wstawania w celu uspokojenia płaczącego krofonu elektretowego M1. Sygnał zmienny
dziecka, dobrze znają ten problem. Włącze- z mikrofonu jest podany na wejście nieod- Rys. 1 Schemat ideowy
nie żarówek jest nieprzyjemne zarówno dla
nich, jak i dla dzieci.
Aby uniknąć stresu, niektórzy zostawiają
na noc jakąś mała lampkę, która stale świeci.
Opisywana lampka świeci spokojnym,
żółtozielonym światłem i włącza się tylko
wtedy, gdy jest potrzebna.
W stanie spoczynku diody LED sÄ… wyga-
szone. Pojawienie się dowolnego głośniej-
szego dz
więku spowoduje zaświecenie się
lampek na dłuższy czas, a potem powolne,
płynne ich wygaszenie.
Gdy dziecko zacznie płakać, lampki się
zaświecą. W niektórych przypadkach już sa-
mo zaświecenie się kolorowych lampek
uspokoi dziecko. Jeśli nie, zrobią to rodzice,
korzystając z delikatnego oświetlenia, jakie
dajÄ… diody LED. Czynnikiem sprzyjajÄ…cym
jest fakt, że lampki gasną płynnie, dodatko-
wo skłaniając dziecko do zaśnięcia.
Ponieważ można regulować czułość oraz
czas gaśnięcia, układ może być wykorzysta-
Elektronika dla Wszystkich
50
nieskończenie wielkie. Przy niskich często- Dla dociekliwych mijając kwestię chrapania). Czułość można
tliwościach wzmocnienie będzie ograniczone i zaawansowanych regulować, zmieniając odległość urządzenia
przez reaktancję kondensatora C4. Przykła- Czas gaśnięcia można zmieniać w szerokim od śpiącego dziecka. Zbyt duża czułość nie
dowo przy częstotliwości 100Hz reaktancja zakresie, stosując różne wartości R5 jest ani potrzebna, ani zalecana, ponieważ
ta wynosi okoÅ‚o 7,2k&!. Z kolei przy wyso- (10k&!...2,2M&!) i C2 (10µF...1000µF). Moż- lampka reagowaÅ‚aby na każdy szelest oraz
kich częstotliwościach wzmocnienie nie mo- na także zmienić jasność świecenia diod, do- dalekie odgłosy.
że być większe niż wzmocnienie kostki bierając wartość rezystora R7 w zakresie Robert Abram
LM358 z otwartą pętlą. Jak wskazuje kata- 68&!...1k&!. Przy mniejszych wartościach na-
log, przy częstotliwości 10kHz wynosi ono pięcia zasilającego wartość R7 należy
około 100. jak z tego wynika, nawet przy zmniejszyć (wypróbowano działanie modelu
Wykaz elementów
zmniejszeniu R4 do zera i maksymalnej war- przy 6V z R7=100&!). W każdym razie prąd
tości PR2, wzmocnienie wyniesie co najwy- diody LED nie powinien przekraczać dopu- Rezystory
&!
żej 1000. szczalnych wartości katalogowych, które R1,R4* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&!
&!
W stanie spoczynku napięcie na wyjściu zwykle wynoszą 20...30mA. Gdyby w jakimś R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&!
&!
U1A będzie bliskie zeru. Także na wejściach szczególnym zastosowaniu potrzebna była R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M&!
&!
i wyjściach wzmacniacza U1B będzie bliskie większa jasność, można połączyć kilka jed- R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k..1M&!
&!
zeru. Kondensator C2 naładuje się całkowi- nakowych diod równolegle i zwiększyć prąd. R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,7k&!
&!
cie przez rezystor R5. Tranzystor T1 będzie Przy wyższych napięciach zasilania można R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220&!
&!
zatkany, a diody LED D1, D2 pozostaną wy- szeregowo połączyć więcej niż dwie diody PR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M&!
gaszone. LED: przy 9V - 3szt. przy 12V - 4szt.
Dodatnie połówki wzmocnionego prze- Kondensatory
µ
biegu, dziÄ™ki diodzie D3, bÄ™dÄ… szybko rozÅ‚a- C1,C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
dowywać kondensator C2, czyli napięcie na C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
rezystorze R5, mierzone względem masy, bę- C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220nF
dzie rosnąć. Takie samo napięcie pojawi się
na wyjściu U1B, który pracuje jako wtórnik. Półprzewodniki
Jeśli napięcie na wyjściu U1B przekroczy D1 . . . . . . . . . . . . . . . . .dioda LED żółta
0,6V, tranzystor T1 zacznie się otwierać. D2 . . . . . . . . . . . . . . .dioda LED zielona
Czym wyższe będzie to napięcie, tym jaśniej D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
będą świecić lampki LED. Rys. 2 Schemat montażowy T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548
W praktyce okazuje się, że głośniejszy U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM358
dz
więk powoduje szybkie rozładowanie C2 W modelu nie zastosowano diody czer-
i zaświecenie lampek pełnym światłem. Jeśli wonej, uznając, że czerwone światło może Inne
potem nastąpi cisza, kondensator C2 zacznie działać pobudzająco, a nie uspokajająco. M1 . . . . . . . . . . . . .mikrofon elektretowy
się powoli ładować przez rezystor R5 i z cza- Kto chciałby, może dodać układ z melo-
sem lampki zaczną stopniowo gasnąć. Rezy- dyjką. Ponieważ moduły takie zwykle zasila-
stor R5 i kondensator C2 wyznaczają czas ne są napięciem 1,5...3V, można wykorzystać
Komplet podzespołów z płytką jest
gaśnięcia. spadek napięcia na diodzie LED (ok. 2,2V).
dostępny w sieci handlowej AVT jako
Wypróbowano działanie modelu z kostką
kit szkolny AVT-2485
Montaż i uruchomienie TLC272, zawierającą wzmacniacze wykonane
Układ można z powodzeniem zmontować na w technologii
małej płytce drukowanej, pokazanej na ry- CMOS oraz z różny-
sunku 2. Montaż nie powinien nikomu spra- mi egzemplarzami
wić trudności, a układ nie zawiera żadnych kostek LM358. Cho-
szczególnie delikatnych elementów. Podczas dziło między innymi
montażu warto zacząć od elementów naj- o sprawdzenie, jaki
mniejszych, a na koniec wlutować mikrofon wpływ na działanie
i przewody do diod LED. urzÄ…dzenia majÄ…
Układ zmontowany ze sprawnych ele- prąd polaryzacji wej-
mentów nie wymaga uruchamiania i od razu ścia, płynący przez
powinien pracować. Czułość można ustawić R3, oraz napięcie
według potrzeb za pomocą PR1. niezrównoważenia
Warto pamiętać, że po pierwszym włącze- wzmacniacza U1A.
niu kondensator C2 najprawdopodobniej bę- Okazało się, że na-
dzie niezaformowany, przez co czas gaśnięcia wet w niekorzyst-
będzie znacznie krótszy, niż wskazuje stała nych przypadkach
czasowa R5C2. Kondensator zaformuje się po działanie układu jest
kilku...kilkunastu godzinach pozostawania pod prawidłowe.
napięciem i dopiero wtedy należy podjęć decy- Czułość tego
zję o ewentualnej zmianie wartości R5, C2. prostego układu
Gotowy układ można umieścić w jakiej- uznano za zupełnie
kolwiek obudowie. wystarczajÄ…cÄ… (po-
Elektronika dla Wszystkich
51