Pointeur laser dans l'actionneur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les pointeurs laser, apparus récemment sur le marché, 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 quotidienne, par exemple pour contrôler à distance des appareils électriques et radio. Comment procéder est décrit dans l'article publié. Un pointeur laser, malgré son apparente simplicité, 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 d'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, en raison de sa concentration dans un faisceau étroit, les pertes de propagation sont faibles. Le rayonnement laser peut être détecté sur une longue distance. Cependant, il est strictement interdit de pointer le faisceau de pointage vers vos yeux - c'est dangereux. Le pointeur peut fonctionner dans les dispositifs de sécurité, les téléphones légers, les jouets faits maison, les dispositifs effaroucheurs d'oiseaux, etc. Pour l'instant, nous nous limiterons à parler de la construction d'une machine automatique capable d'allumer et d'éteindre les appareils électroménagers et radio basés sur un signal du pointeur. Le pointeur lui-même ne nécessite aucune modification.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

La machine (Fig. 1) contient un photodétecteur sur 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 transistors VT1, VT2 , l'actionneur est un relais électromagnétique K1 et une alimentation. L'alimentation est réalisée selon un circuit sans transformateur avec un condensateur d'extinction Sb. 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 C 1.

C'est ainsi que fonctionne l'appareil. Au moment initial, après avoir connecté l'appareil au réseau, un niveau logique élevé via la chaîne C4R7 est fourni à l'entrée R du déclencheur et la remet à zéro. La sortie du déclencheur est un niveau logique bas, l'interrupteur sur le transistor VT2 est fermé, le relais est désexcité et la charge est déconnectée du réseau. L'entrée et la sortie du comparateur auront un niveau logique élevé, et les entrées des éléments DD1.3, DD1.4 seront faibles, le générateur ne fonctionnera pas. Dans ce cas, la sortie de l'élément DD1.4 est mise à un niveau haut, le transistor VT1 s'ouvre et allume la LED HL1.

Comment se produit le changement ? La photodiode VD1 est éclairée par un faisceau laser et la tension à ses bornes est considérablement réduite. Après avoir déchargé le condensateur C2, le comparateur se déclenche et un niveau bas apparaît à sa sortie. Un niveau haut est appliqué aux bornes des éléments DD1.3, DD1.4, le générateur commence à fonctionner, la LED clignote, indiquant que la photodiode est allumée. Si vous éteignez maintenant le laser ou éloignez le faisceau de la photodiode, la tension à ses bornes 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, à l'aide des contacts de fermeture K1.1, fournira la tension secteur à la charge. Si la photodiode s'allume à nouveau brièvement (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.

Fig. 2

Toutes les parties de l'appareil, à l'exception du relais et de la diode VD3, sont placées sur un circuit imprimé (Fig. 2) en feuille de fibre de verre simple face. Il est conçu pour utiliser les transistors KT315A-KT315E, KT312A-KT312V, KT3102A-KT3102D, les microcircuits des séries K 176, K561, 564, n'importe quelle LED de la série AL307 (de préférence dans un boîtier en plastique). Diodes VD2, VD3 - tout redresseur, VD6, VD7 - KD102B ou similaires de faible puissance avec une tension inverse maximale admissible d'au moins 400 V et un courant d'au moins 100 mA, diodes Zener - pour tension de stabilisation 8...10 V. Condensateurs polaires - série K50, K52, C6 - K73, le reste - KM, KLS, K 10. Résistance ajustable R2 - SPZ-19, constantes - MLT, S2-33. Le relais doit être sélectionné avec une tension de fonctionnement 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 du 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 ainsi que le relais sont placés dans un boîtier de dimensions appropriées, en matériau isolant. La photodiode et la LED sont placées côte à côte dans les trous du boîtier afin que la LED serve de guide et signale par ses flashs que le faisceau laser atteint 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 qui la frappent. La configuration de l'appareil revient à régler sa sensibilité (avec la résistance d'ajustement R2), la vitesse de réponse à l'éclairage laser (en sélectionnant le condensateur C2) et la fréquence de clignotement de la LED (en gros en sélectionnant le condensateur C3, en douceur en sélectionnant 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.

Fig. 3

Une version plus simple de la machine est possible (Fig. 3), si elle utilise des thyristors sensibles 2U107A-2U107E, qui s'ouvrent à une faible tension (inférieure à un volt) sur l'électrode de commande et à un petit courant (plusieurs microampères) dans son circuit . Sa base est un déclencheur sur thyristors 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 SCR seront fermés et le relais sera mis hors tension.

Si vous éclairez 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 thyristor VS2, et elle s'ouvrira. Le relais fonctionnera et allumera la charge sur le réseau - cela sera signalé par la LED HL2 allumée. Le condensateur C1 commencera à se charger (moins sur la borne droite sur le schéma). Pour éteindre la charge, la photodiode VD1 est éclairée. Dans ce cas, le thyristor VS1 s'ouvre, allumant la LED HL1. Le SCR VS2 se ferme car son anode est brièvement alimentée en tension négative par le condensateur C1. Le relais est mis hors tension, la LED HL2 s'éteint et la charge est déconnectée du réseau.

Si nous éclairons à nouveau la photodiode VD2, le thyristor VS2 s'ouvrira et VS1 se fermera, puisqu'une tension négative du condensateur C1 sera appliquée à son anode. La charge recevra une tension. Des expériences ont montré que les LED AL360A et AL360B fonctionnent bien comme photodiode dans cette machine, car elles sont basées sur des diodes électroluminescentes IR. De plus, ils sont équipés d'un réflecteur de focalisation, ce qui augmente leur sensibilité au rayonnement laser du pointeur.

 
Fig. 4

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, le condensateur C3 et une diode Zener sont d'abord sélectionnés. La tension de stabilisation de la diode Zener doit être d'environ 4 à 5 V supérieure à la tension de fonctionnement du relais, et la capacité du condensateur doit être telle que le courant traversant le relais soit supérieur de 15 à 20 mA à son courant de fonctionnement. L'inconvénient de la machine est sa faible sensibilité, 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 ; Publication : cxem.net

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