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无线电电子与电气工程百科全书 太阳能电池上的信号手电筒。 无线电电子电气工程百科全书
您是否曾经遇到过这样的情况：您需要任何警告危险的设备，但却没有？ 例如，你在花园周围挖了一条沟渠，或者在春天挖了一片草坪，突然想起晚上有客人。 也许您正在建造一个游泳池，或者您的房产入口处有一个大坑。 无论具体情况如何，有时都需要设备来警告危险。 警告系统的目的是引起注意； 闪光而不是持续燃烧的灯光最能有效地吸引人类注意力，因为人眼将它们视为运动（变化）。 我们都知道，人类视觉对移动物体比对静止物体更敏感。 本章中描述的闪烁警示灯专门设计用于在发生任何危险时引起注意。 电路的工作原理 安全电路采用单个集成电路 LM3909 构建。 该微电路是一种独特的脉冲发生器，消耗很少的功率并且需要最少的附加元件。 从图1的示意图可以看出闪光手电筒装置的简单性。 XNUMX、只需要四个附件。
该微电路本质上是一个负阻振荡器，其脉冲重复周期由内部元件和电容器C1的电容量决定。 电源接通的瞬间，电容C1开始充电。 充电速率和时间常数由 IC1 设置和控制。 当电容上的电压达到设定的触发电平时，IC1导通，电容C1向LED LED1放电。 当电容通过二极管放电时，电流流过晶体管Q1的基极，晶体管Q1进入饱和模式。 电阻R1限制电容CXNUMX的放电电流并决定放电周期的时间常数，进而决定晶体管的导通时间。 电阻阻值越大，电容器放电越慢，时间常数增大，阻值越小，时间常数越小。 警示灯与开关晶体管串联，因此当晶体管导通电流时，警示灯就会亮起。 当电容器上的电压下降到设定的下限时，IC1进入初始状态，电容器C1再次开始充电。 工作循环不断重复。 开启和关闭持续时间的比率（占空比）由比率 R1/C1 决定。我们的电路设计使灯在整个周期时间的大约 6% 内保持开启状态。 这相当于 15 分钟内大约闪烁 1 次光。 Источникпитания 虽然手电筒的电路由太阳能电池板供电，但其主要目的是在夜间警告危险，因为此时我们的视力效率要低得多，而且很可能会遇到任何障碍物。 因此，有必要在白天储存能量以供晚上使用。 为此，选择了镍镉电池，由于存在相对恒定的放电电压，镍镉电池优于铅酸电池。 如果晚上由于电池放电而导致灯的亮度下降，那是非常不合适的。 使用镍镉电池时，照明保持明亮直至深度放电。 总共需要五节带有焊接引线的 AA 镍镉电池来为电路供电，每节电池可存储 0,5 Ah 的电量。 这些元件通过相反的引线彼此焊接：一个元件的正极引线焊接到下一个元件的负极引线。 然后将一张厚纸作为外壳包裹在电池周围，并在整个产品中填充合适的聚合物成分，以提供可靠的防潮性能。 太阳能电池 镍镉电池采用太阳能充电。 对于这个设计，选择了新月形元件，通过切割直径为 10 厘米的圆形元件的片段而获得，以使其具有方形形状。 这些元件的输出电流在 50 - 80 mA 范围内，但也有一些元件可产生 125 mA 或更高的电流。 这种太阳能电池设计解决的主要任务是保持镍镉电池处于持续充电状态而不需要充电。 如第 10 章所示。 XNUMX、镍镉电池过充时容易损坏。 本设计中使用的磁盘电池可以用 50 mA 的电流充电，而不必担心损坏电池。 因此，我们将制作一个产生约 50 mA 电流的太阳能电池。 危险警示手电筒体积小，最好做一个小的太阳能电池板。 为此，应选择可产生 90 - 100 mA 电流的新月形元件。 将新月形元素分成两半。 通过将十字形刀片猛烈地压在元件直边附近的区域，可以轻松完成此操作。 新月形元件被切掉的原始圆形元件是从晶体材料获得的，其中解理线垂直于新月形元件的直边。 如果单击该边缘，该元素将分成两部分。 结果元素的尺寸由单击的位置决定。 如果单击中间，您将得到两个相同的元素。 如您所知，将元件分成多个段并不会破坏它，而只会减少输出电流。 因此，当元件分成两半时，每一半将产生 45-50 mA 的电流。 无需将元件分成多个部分，您可以使用仅产生 50 mA 电流的整个镰刀形元件。 对于此类元素的选择，很有用 测试人员。 必须记住，低电流电池会占用电池中更多的空间。 将 14 个元件串联起来 - 你就得到了太阳能电池。 将它们放在一小块塑料或玻璃上，并将其与环境密封。 阻塞二极管 (D1) 可保护电池在夜间不被太阳能电池板放电。 它是一个锗二极管，正向电压较低，约为 0,3 V，最大电流为 200 mA。 信号灯设计 电子电路是使用印刷线路制成的。 印刷电路板如图所示。 2、零件的放置-如图。 3、制造上没有什么复杂的，只要仔细观察所有半导体器件的端子极性，并仔细焊接连接即可。
闪光灯必须放置在玻璃容器中，以保护其免受外部环境的影响。 此外，玻璃灯泡有助于将灯的光线扩散到大范围的角度。 为此，以前用于某些汽车停车灯的球形扩散器是完美的。 灯罩上有一个类似的灯罩，从各个方向都可以看到灯。 也可以将灯放置在两个透镜之间，这是路边警戒灯常用的设计。 镜片不必是圆形的，任何形状都可以。 按照给出的建议来保护灯并不困难。 然而，我自己特别需要一个只能向一个方向发光的小型信号手电筒。 搜索的结果是，我找到了一款完全符合我的要求的廉价照明器（请参阅零件清单了解更多详细信息）。 它适合在汽车中使用，并配有磁性支架（非常方便连接到金属表面）和用于插入 12 V 点烟器插座的连接器。 为了将此手电筒用作信标，第一步是切断与12伏插头的连接驱动器，以便连接一段约10厘米长的电线。如果需要，请保留点烟器插头和连接线以供将来使用建造。 现在，拧下固定手柄的螺钉，将其拆下。 该手电筒中的灯泡额定电压为 12 V，在我们的电路中无法正常工作。 要拆装灯泡，请逆时针拧开固定手电筒前玻璃的外环。 用 #50 灯替换灯泡并组装手电筒。 印刷电路板如图所示。 2 的尺寸经过特殊设计，可准确插入 12 伏连接器的凹槽中。 电路板及其上的所有细节尺寸都完全吻合，但电容器 C1 除外，它必须“躺着”放置。 最后，将灯、电池和太阳能电池板的引线焊接到板上各自的焊盘上。 在最后的组装过程中，手电筒被固定在电池上。 电池的额外重量将增加手电筒的稳定性。 太阳能电池不附在手电筒上，可以放置在任何有阳光照射的地方。
使用信标 手电筒可能未配备拨动开关以在白天将其关闭。 没有必要。 我的经验表明，一组新充电的电池足以让手电筒使用一周。 完全放电的镍镉电池在阳光下照射 10 小时即可充满电，换句话说，太阳能电池运行一天半即可充满电。 如果这种操作模式不能满足您，您应该增加太阳能电池阵列的尺寸，使其产生 17 mA 的电流，并将旧电池更换为容量更高的电池（C 型）。 在这种情况下，将存储大约三倍的能量。 这种小型便携式手电筒的范围几乎是无限的。 当然，我立即想到了已经提到的应用：及时对洼地和凹坑、难以看到的树篱和难以察觉的障碍物发出灯光警告。 在船只、码头和高层建筑上安装信号灯也是一个好主意。 如果您是无线电爱好者，您可能需要在天线杆上安装带有球形帽的闪光手电筒。 家庭主妇会喜欢使用这样的设备来提醒您新擦过的地板。 带有磁性支架的手电筒可以安装在停在高速公路边的汽车的车顶上。 多亏了这样的手电筒，一个闪烁的眼睛会变成多么有趣的面具！ 作者：拜尔斯 T.
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