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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Nouveaux métiers du pointeur laser. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant Les pointeurs laser, qui sont récemment apparus en vente, sont principalement destinés aux enseignants des établissements d'enseignement pour les utiliser lors de l'explication de supports graphiques. Cependant, un tel pointeur peut également être utilisé dans la vie de tous les jours, par exemple pour contrôler à distance le fonctionnement d'appareils électriques et radio. Comment faire cela est décrit dans l'article publié. Un pointeur laser, malgré sa simplicité extérieure, est un produit relativement complexe. Il contient un laser à semi-conducteur, le maintien automatique d'un certain courant qui le traverse, un système optique, une batterie de cellules galvaniques avec une tension de 3 ... 4,5 V et un bouton d'alimentation. Le courant consommé par le laser est de 30...50 mA. Bien que la puissance émise par le pointeur (longueur d'onde 630...650 nm) ne dépasse pas 5 mW, du fait de sa concentration dans un faisceau étroit, les pertes de propagation sont faibles. Le rayonnement laser peut être fixé à une grande distance. Cependant, il est strictement interdit de diriger le faisceau du pointeur vers les yeux - c'est dangereux. Le pointeur peut fonctionner dans des dispositifs de sécurité, des téléphones légers, des jouets faits maison, des dispositifs d'effarouchement des oiseaux, etc. Pour l'instant, nous nous limiterons à une histoire sur la construction d'un automate capable d'allumer et d'éteindre les appareils électroménagers et radio au signal du pointeur. Le pointeur lui-même ne nécessite aucune modification. L'automate (Fig.1) contient un photodétecteur sur une photodiode VD1, un comparateur de tension sur les éléments logiques DD1.1, DD1.2, un générateur d'impulsions sur les éléments DD1.3, DD1.4, un déclencheur D DD2, deux interrupteurs électroniques sur les transistors VT1, VT2, un actionneur - un relais électromagnétique K1 et une alimentation.
L'alimentation est réalisée selon un circuit sans transformateur avec un condensateur d'extinction C6. La tension alternative est redressée par les diodes VD6, VD7, lissée par le condensateur C5 et stabilisée par les diodes Zener VD4, VD5. L'alimentation est fournie aux microcircuits à partir de la diode Zener VD4 via la diode VD2 et le condensateur de lissage C1. L'appareil fonctionne comme ça. Lorsque l'appareil est connecté au réseau, un niveau logique haut via la chaîne C4R7 entre dans l'entrée R du déclencheur et le réinitialise. La sortie de déclenchement est un niveau logique bas, la clé du transistor VT2 est fermée, le relais est désexcité, la charge est déconnectée du réseau. À l'entrée et à la sortie du comparateur, il y aura un niveau logique haut, et aux entrées des éléments DD1.3, DD1.4 - bas, le générateur ne fonctionne pas. Dans le même temps, un niveau haut est défini à la sortie de l'élément DD1.4, le transistor VT1 s'ouvre et allume la LED HL1. Comment s'effectue le basculement ? La photodiode VD1 est éclairée par un faisceau laser et la tension à ses bornes est considérablement réduite. Le comparateur, après décharge du condensateur C2, se déclenche, et un niveau bas apparaît à sa sortie. Un niveau haut est fourni aux sorties des éléments DD1.3, DD1.4, le générateur commence à fonctionner, la LED clignote, indiquant que la photodiode est allumée. Si nous éteignons maintenant le laser ou éloignons le faisceau de la photodiode, sa tension augmentera, le comparateur sera réglé sur un niveau de sortie élevé et le déclencheur basculera. Un niveau logique haut apparaîtra à sa sortie, le transistor VT2 s'ouvrira, le relais fonctionnera et les contacts de fermeture K1.1 fourniront la tension secteur à la charge. En cas d'éclairage répété à court terme de la photodiode (jusqu'à ce que la LED clignote), l'appareil reviendra à son état d'origine et la charge sera mise hors tension. Grâce à l'utilisation d'un relais, il est permis de connecter une grande variété d'équipements électroniques à l'appareil : radios, téléviseurs, magnétoscopes, etc. avec toutes les alimentations électriques, ainsi que les appareils électriques équipés de moteurs électriques, tels que les ventilateurs. Toutes les pièces de l'appareil, à l'exception du relais et de la diode VD3, sont placées sur une carte de circuit imprimé (Fig. 2) en fibre de verre à feuille unilatérale. Il est conçu pour utiliser les transistors KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, les microcircuits des séries K176, K561, 564, toute LED de la série AL307 (de préférence dans un boîtier en plastique). Diodes VD2, VD3 - tout redresseur, VD6, VD7 - KD102B ou similaires à faible puissance avec une tension inverse maximale autorisée d'au moins 400 V et un courant d'au moins 100 mA, diodes zener - pour une tension de stabilisation de 8 ... 10 V. Condensateurs polaires - séries K50, K52, C6 - K73, le reste - KM, KLS, K10. Résistance ajustable R2 - SP3-19, constante - MLT, S2-33. Le relais doit être sélectionné avec une tension de réponse de 12 ... 15 V à un courant ne dépassant pas 30 mA, par exemple, RES9 (passeport RS4.524.200, RS4.524.201), ses contacts doivent résister à la tension secteur et au courant consommé par la charge.
Quelques mots sur le relais RES9. Selon les données de référence, ses contacts sont conçus pour une tension de 115 V. Cependant, la pratique à long terme de l'utilisation du relais dans divers appareils a montré un fonctionnement fiable des contacts à une tension secteur de 220 V. Bien sûr, vous peut opter pour des relais de type RKN, MKU-48, mais les dimensions de conception augmenteront considérablement. La carte avec le relais est placée dans un boîtier de dimensions appropriées, en matériau isolant. La photodiode et la LED sont placées dans les ouvertures du boîtier côte à côte afin que la LED serve de guide et signale par ses flashs que le faisceau laser frappe la photodiode. Pour éviter les interférences et les dysfonctionnements, vous devez installer la machine de manière à ce que la photodiode soit protégée de la lumière des appareils d'éclairage. La configuration de l'appareil revient à régler sa sensibilité (avec une résistance d'accord R2), la vitesse de réponse à l'éclairement laser (en sélectionnant le condensateur C2), la fréquence de clignotement de la LED (grossièrement en sélectionnant le condensateur C3, en douceur par la résistance R5). L'automate peut être quelque peu simplifié en éliminant le générateur. Dans ce cas, la sortie de la résistance R8, laissée selon le schéma, doit être déconnectée de la sortie 3 du microcircuit DD1 et connectée à la sortie 11. Les éléments R5, C3 sont supprimés, la connexion entre les bornes 2 et 4 de DD1 est supprimée, et les entrées inutilisées des éléments DD1.3, DD1.4 sont connectées au fil commun. Dans ce cas, lorsque le faisceau laser atteint la photodiode et que le comparateur est déclenché, la LED s'éteint. Une variante d'une machine plus simple est possible (Fig. 3), si elle utilise des trinistors sensibles 2U107A-2U107E, qui s'ouvrent à une petite tension (moins d'un volt) sur l'électrode de commande et un petit courant (plusieurs microampères) dans son circuit. Sa base est un déclencheur sur les trinistors VS1, VS2, qui est alimenté, comme dans la conception précédente, à partir d'un bloc avec un condensateur d'extinction.
Analysons le fonctionnement de la machine. Après l'avoir connecté au réseau, les deux trinistors seront fermés et le relais sera désactivé. Si vous illuminez la photodiode VD2 avec un faisceau laser, alors en raison de l'effet photoélectrique, une tension apparaîtra dessus, qui ira à l'électrode de commande du trinistor VS2, et elle s'ouvrira. Le relais fonctionnera et allumera la charge dans le réseau - cela sera signalé par la LED HL2 allumée. Le condensateur C1 commencera à se charger (moins sur la sortie droite selon le schéma). Pour éteindre la charge, éclairez la photodiode VD1. Dans ce cas, le trinistor VS1 s'ouvre, y compris la LED HL1. Le trinistor VS2 se ferme, car une tension négative du condensateur C1 est brièvement appliquée à son anode. Le relais est désexcité, la LED HL2 s'éteint, la charge est déconnectée du réseau. Si maintenant la photodiode VD2 est à nouveau éclairée, le trinistor VS2 s'ouvrira et VS1 se fermera, car une tension négative du condensateur C1 sera appliquée à son anode. La charge sera alimentée. Des expériences ont montré que les LED AL360A, AL360B fonctionnent bien comme photodiode dans cette machine, car elles sont basées sur des diodes émettrices IR. De plus, ils sont équipés d'un réflecteur de focalisation, ce qui augmente leur sensibilité au rayonnement laser du pointeur. Les détails de la machine sont conçus pour fonctionner avec le relais RES9 (passeport RS4.524.200). Ils peuvent être placés dans un petit boîtier (Fig. 4) en matériau isolant. Des trous pour les LED et les photodiodes sont percés sur la paroi avant du boîtier et une prise de courant est installée à l'arrière.
Lors de la configuration de la machine, un condensateur C3 et une diode Zener sont préalablement sélectionnés. La tension de stabilisation de la diode Zener doit être d'environ 4 ... 5 V supérieure à la tension de fonctionnement du relais, et la capacité du condensateur est telle que le courant traversant le relais est supérieur de 15 ... 20 mA à son courant de fonctionnement. L'inconvénient de la machine est sa faible sensibilité, ce qui limite sa plage de contrôle. Lors de la configuration de la machine, des mesures de sécurité électrique doivent être respectées, car ses pièces sont connectées galvaniquement au réseau. Toutes les soudures doivent être effectuées uniquement avec la machine déconnectée du réseau. Auteur : I. Nechaev, Koursk
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