Проблесковый маячок для ракеты

Это он - герой статьиРакета

Все не так серьезно, как может показаться по теме :-)

Ракета — макет для детского садика. Приближается день космонавтики и детей (группа четырехлеток!) обязали принести по ракете.


Идея замутить нечто такое

Водяная ракета 1

или хотя бы такое

Водяная ракета 2

по недостатку времени и по здравом рассуждении была отвергнута :-)

Остановились на макете внушительных размеров с вживленным в носовую часть проблесковым маячком из светодиода.

Лично для меня эта поделка знаменательна тем, что впервые полный цикл от постановки задачи до получения готового и работающего изделия, включая электрическое моделирование, разводку платы, травление, засверловку и пайку был проведен за один день, за шесть часов.

Техзадание звучало так: проблесковый маячок из одного крупного светодиода красного цвета, 2 секунды горит, 3 секунды пауза. Автономная работа не менее трех дней («выставка» продлиться дня три-четыре, выключать маяк никто не будет).

С требованиями к конструкции определился сразу
1) Максимально дешевая (скорее всего забрать поделку обратно не удастся), поэтому никаких контроллеров.
2) Питание от батарейки типа «Крона» (для нее не нужен батарейный отсек, потому что из верхней части старой батарейки «Крона» получается прекрасный и, самое главное, надежный коннектор), а одной батарейки по напряжению хватает для питания чего угодно — если не пугают потери на снижение напряжения. Емкость обычной солевой батарейки в 500 мА*ч конечно не слишком велика, но можно же соединить две батарейки паралельно.
3) Миниатюрные размеры. В идеале — в габаритах не больше той самой Кроны, чтобы можно было собрать в компактный пакет.
4) Плата на одностороннем стеклотекстолите, чтобы упростить производство и уменьшить вероятность брака. Кроме того односторонний текстолит у меня сейчас менее востребован, чем двусторонний.
5) «Слоновый» размер дорожек от 0.4 мм и больше (после экспериментов с дорожками 0.2 я все-таки в качестве «личного стандарта» принял ширину дорожки 0.3 мм). Опять же, чтобы уменьшить вероятность брака.

Справедливости ради надо сказать, что я не просто знал о сущестововании NE555G, но даже как-то собирал на макетке «мигалку светодиодом». То есть понимание, как все это должно работать — было.

Схему подключени NE555G в астабильном режиме взял ровно из даташита.
Подключение 555-го таймера в астабильном режиме

Давольно много времени ушло на подбор параметров обвязки. Ни один из нагугленных второпях онлайн-калькуляторов 555-го таймера не позволял рассчитать параметры схемы исходя из продолжительности состояний выхода. В конечном итоге воспользовался калькулятором NE555 в Android-овском ElectroDroide — я помнил, что там калькулятор такое умеет.

Вот она, эта формулаКогда немного пришел в себя и интереса ради взглянул на формулу расчета периодов — стало стыдно…

Зато, в процессе гугления наткнулся на интересное, ранее от меня ускользавшее решение. Дело в том, что в стандартном астабильном подключении 555-ый таймер не позволяет иметь продолжительность выхода в состоянии LOW большей, чем в состоянии HIGH. Чтобы получить астабильный режим со скважностью большей 2 используется более сложная схема с диодом.

Одноко, выход 555 го — не логический, а «силовой» и может выдать или принять на землю до 200 мА тока — экстремальные для логического мира значения.

То есть, если продолжительность включения светодиода должна быть меньше, чем время, когда светодиод не горит, то анод (для тех, кто, как я, постоянно путает анод с катодом — «плюс») соединяем с питанием (не забываем про токоограничительный резистор), а катод («минус») светодиода присоединяем к «выходу» 555.

Такой фокус не пройдет, если таймер должен управлять чем-нибуть, что хочет получать на вход именно высокий уровень, но светодиоду эти тонкие материи по барабану. И он прекрасно загорается, когда выходная нога 555-ог подключается к земле.

Незначительный минус такого подключения — провод до светодиода всегда под напряжением. Не так чтоб это как-то влияло на безопасность или надежность, но тем не менее.

Сначала решил не мудрствовать и для схемы взять резисторы одинаковых номиналов. Это дает отношение времени включения и выключения 1 к 2, а не требуемые 2 к 3, но зато упрощает подбор. Однако тут я сообразил, что у меня есть замечательные подстроечные резисторы на 10 КОм, и решил делать таймер с регулириуемым периодом.

Заодно и подходящий к этим сопротивлениям электролитический конденсатор на 100 uF оказался исключительно компактным и коренастым.

Поставил два подстроечника, чтобы можно было менять как продолжительность цикла, так и соотношение времени включения и выключения светодиода.

На всякий случай последовательно с каждым подстроечником запланировал по постоянному резистору в 1 КОм, чтобы не попасть в ситуацию, когда сопротивление выкручено в ноль. Подозреваю, что ничего страшного бы не случилось. Но все-таки решил не нарываться.

Разводка платы

В итоге получился таймер со следующими параметрами:

Минимальный период: 0.2 сек
Максимальный период: 2.3 сек
Максимальное отношение времени включения к времени выключения: 8 к 92 при периоде 0.9 сек.

Настройка при таком включении подстроечных резисторов контринтутивна :-)

На плате из любопытного только способ подключения переменных резисторов — по вот этой статье.

Подсоединение резистора

P.S. Результаты — для увеличения продолжительности работы в последний момент решил запитать устройство от двух батареек Крона, соединенных параллельно. Увы, второпях что-то не пропаял — изделие проработало всего двое суток. Батарейки удалось заменить, одна из изъятых батарей была сожрана до 1.5 Вольт, вторая бодро сохранила исходные 9 Вольт.

Комментарии (44)

RSS свернуть / развернуть
МаячООООООООООООООООООООООООк!
+1
О, да :-(
0
В тексте еще остались маячки через «е».
0
для реализации разного рода автономных маячков
давно и успешно использую следующую схему

от элемента AA мигает ГОДАМИ!!!
светодиод — ТОЛЬКО красный!!!
+7
А можно пояснить, как работает схема? Не догоняю((
0
Какая-то разновидность блокинг-генератора на комплементарных транзисторах.
Любопытный момент в схеме — каскад на VT2, C2 и HL1 образует удвоитель напряжения на переключаемом конденсаторе.
0
VGA точно сказал
в момент включения С2 разряжен
через R3 и R4 начинает заряжаться
ток зарядки создает на R3 напряжение которое не дает открыться VT1
по мере заряда напряжение на R3 уменьшается — открывается VT1
после чего открывается VT2 — C2 через VT2 соединяется последовательно с элементом питания и светодиодом, который загорается и разряжает С2.
потом все повторяется
0
Ты не упомянул C1. C2 через светодиод не разрядится до такой степени, чтобы VT1 закрылся. Но зато, через VT1 C1 заряжается базовым током VT2, и в какой-то момент зарядится до такого уровня, что напряжения с C2 уже будет недостаточно для поддержания VT1 открытым.
0
точно…
0
Спасибо за пояснения. А вход таки 3в или 1.5?
0
именно что 1.5 вольта — в этом то и фишка — напрямую от 1.5в ни один светик не горит и не мигает
обычная батарейка AA из икеи (палец)
мигает в этой схеме больше года круглосуточно
(чтобы в темном коридоре ориентироваться)
0
Понятно! На схеме просто указано +1.5 и -1.5, что вводит в заблуждение
+1
Вот уж воистину, насколько примитивна цифровая электроника по сравнению с аналоговой))
0
По разному бывает… Особенно на высоких частотах.
0
На высоких частотах всё больше влияние законов аналоговой электроники. Вот опять и выходит, что аналоговая сложнее))
0
На мой взгляд разница не в сложности, а в разных уровнях абстракции. Цифровая техника это просто другой уровень абстракции пригодный (скорее даже необходимый) для работы с определенным классом схем.
+1
Наверное, некорректно их сравнивать.Цифровая — это надстройка над аналоговой, следующий уровень абстракции в стеке технологий, если хотите.
0
ага. Точно сказал. А теперь можно провести аналогию в языках программирования верхнего уровня и ассемблера)))
0
Или hdl языках и ручном составлении цифровых схем. Можно много аналогий вспомнить)
0
Убери align'ы у картнинок (ну, кроме самой первой, и центрирование можно оставить — но тогда назначить всем, кроме первой) и выдели каждой картинке по своей строке, а то на небольших экранах получается фигня.
1) Максимально дешевая (скорее всего забрать поделку обратно не удастся), поэтому никаких контроллеров.
Как-то не вяжется это с терминальным блоком и двумя подстроечниками. Они не столь уж дешевы, ЕМНИП, какой-нить PIC10F200 может и подешевле оказаться.
Питание от батарейки типа «Крона»
Не лучшая идея — батарейка недешевая и малой емкости. Две АА подошли бы больше. Для NE555 этого маловато, правда, но дешевому МК или мультивибратору на паре транзисторов вполне бы хватило, и есть КМОП-вариант NE555, работающий и от 1-2 батареек. Вместо отсека — к батарейкам можно просто припаяться.
Емкость обычной солевой батарейки в 500 мА*ч конечно не слишком велика
500мАч — это емкость солевой АА. У солевой кроны — 100-150, у щелочной — как раз в районе 500, но цена…
+1
  • avatar
  • Vga
  • 11 апреля 2015, 15:29
Как-то не вяжется это с терминальным блоком и двумя подстроечниками. Они не столь уж дешевы, ЕМНИП, какой-нить PIC10F200 может и подешевле оказаться.

Подстроечники судя по чеку я покупал еще давно за 10 руб в Вольтмастере, сейчас они там по 16 руб идут (правда номинала 10К сходу не увидел). Они судя по всему сильно неточные в настройке, но зато не слишком дорогие. Я их брал прежде всего под беспаячную макетку, из-за ног с нужным шагом, но они в макетке плохо контачат и выскакивают…

Терминальный блок — конструктивная необходимость. Чтобы можно было маячок от ракеты быстро отъединить без паяльника — светодиод не снимается…
Кстати клеммник (306-021-12) по нынешним ценам тоже всего за 11 руб идет. А был по 6! О времена, о нравы…

А вот всякого рода отсеки для пальчиковых батареек всегда стоили совершенно неадекватных денег.

500мАч — это емкость солевой АА. У солевой кроны — 100-150, у щелочной — как раз в районе 500, но цена…

О, так вот где я прокололся :-( Мельком посмотрел емкость по Википедии и проскочил мимо слова «щелочная». А ведь возникла на крою подсознания мысль, что странно как-то, такая большая емкость при напряжении в 6 раз выше чем у батарейки AAA.

Так тогда два дня на одной батарейке это очень даже хорошо. На светодиод у меня уходило порядка 5мА, так что 100 мА*ч это 20 часов непрерывной работы светодиода… Таки да, совпадает.
0
Итого 26р по старым ценам за два подстроечника и терминал. Столько в те времена стоил ATTINY13, который с задачей отлично справится без подстроечников, большого кондера и при питании от 2хАА. PIC10F200 менее доступен, зато еще дешевле и задачу решает не хуже.
Хотя да, я бы смотрел в сторону мультивибратора. У него, правда, другой недостаток — требуются емкие электролиты, которые тоже жалко (но можно взять К50-16 из распайки...). Или схем вроде той, что в сообщении выше.
А вот всякого рода отсеки для пальчиковых батареек всегда стоили совершенно неадекватных денег.
Да по-моему, паршивый — не дороже терминала. И его можно было бы откуда-нить выломать. Но главное — поскольку замена батареи не требуется, батарейку можно просто припаять.
Чтобы можно было маячок от ракеты быстро отъединить без паяльника — светодиод не снимается…
Гммм… Ну, тут можно было поставить PLS-2+BLS-2, это пожалуй дешевле (а проектируя на выброс я бы вообще взял какое-нить паскудство из ящика с выпаянными деталями, которое стыдно поставить во что-то приличное).
0
Такое ощущение порой, что в детских садах и школах домашние задания раздают родителям, а не их детям =)
+3
Так совершенно точно — да.
Дочка в 4 года очень любит рисовать, но концепция рисования чего-то по заказу ей совершенно непонятна.
И рисования / макетирования с натуры тоже.
0
Я бы даже так сказал
Такое ощущение, что дети дают задание родителям.
0
Насколько я помню, есть двухвыводные светодиоды. которые сами мигают. 3В, 1.5Гц, 10000mcd, от 2 руб. в опте.
+2
Это еще и вопрос энергопотребления. Такой диод фактически горит все время, т.е. ресурс устройства получается меньше.
0
Нет, почему же. Там стоит интегральный генератор и ключ, жрет оно только когда светит. В какой-то конструкции такой светодиод использовался как задающий генератор, сигнал снимался с последовательно включенного резистора.
+2
В какой-то конструкции такой светодиод ...

Вот эта (ну, или аналогичная) конструкция.
0
Не, там было нечто вроде радиолисы.
0
А какая частота генерации?
0
Я с трудом вспомнил что за схема, а ты мне такие вопросы задаешь)
0
А, а я почему-то решил что он цвет свечения меняет :-)
0
Бывают и такие, китайцы любят лепить в подсветку самомигающие RGB-диоды.
0
насколько я помню, у них постоянный ток потребления около 20мА. Засаживают батарейки за ночь. Нам когда заказывали маячки на таблетки — повстречались с этой проблемой. ЗАТО можно их последовательно соединять)
0
Возможно, мы о разных, потому как те, о которых я — точно жрут только когда светят.
0
Вот только мигают они часто и раздражающе, а этот — неспешно.
0
+1
  • avatar
  • gegka
  • 13 октября 2015, 22:20
CM2000!
0
Я заморочился и проверил. Добавил резистор светодиоду 100 Ом.
В целом, Вы правы.
Из 50 кт315 только половина захотела «мигать».
Из них 2 от напряжения не выше 9 вольт.
С1915 все работали, но от 10 вольт.
0
9В 100Ом — это 90мА. Тоже лишку для СИДа. Но если перебрать с токоограничением, то транзистор может перестать удерживаться в лавинном режиме…
0
Чем проще схема, тем сложнее она работает и тем сложнее заставить ее адекватно работать. В этой вообще придется транзистор подбирать по напряжению пробоя, к тому же, мне совсем не нравится отсутствие ограничения тока через диод (хотя два дня он может и протянет...).
0
А если выкинуть транзистор?
0
Ну, зависит от того как именно выкинуть, но мигать оно не будет точно.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.