Как сделать ультрафиолетовый фонарик.
Если представить себе спектр светоизлучения Солнца в виде линейки, справа будет находиться невидимые инфракрасное излучение, слева -
ультрафиолетовое. Видим же мы небольшую часть спектра, что находится посередине линейки.
Под воздействием ультрафиолетового излучения многие материалы начинают светиться, так что, посветив невидимым излучением на невидимое
вещество, можно сделать его видимым. Например, пятна жира на вашем кухонном столе, незаметные в обычном свете, начнут светиться нежно-
зеленоватым светом, если их осветить ультрафиолетовым излучением.
Словом, предлагаю сделать специальный исследовательский ультрафиолетовый фонарик. Основным элементом фонарика станет специальный
ультрафиолетовый светодиод.
Сразу скажу, многие светодиоды из тех, что продаются на радиорынках и именуются ультрафиолетовыми, ни на что особенное не
способны.
При длине волны 390 нм, на которой они работают, светится лишь бумага да маркеры. При 380 нм уже можно выявить некоторые
метки на купюрах, но большинство знаков все же останутся невидимыми. Берите на 365 нм. Излучение с такой длиной волны присутствует в
спектре ртути, а стекло ламп "черного" света как раз и пропускает наружу этот диапазон.
Схема, которую мы выберем для фонарика, должна обладать следующими качествами: во-первых, она должна питаться от
одной батарейки, а во-вторых, обеспечивать как можно более плавный и щадящий режим работы светодиода (отсутствие
токовых бросков, перегрузок, мерцания).
Схема фонарика изображена на рисунке.
На транзисторах VТ1 и VТ2, дросселе L1, резисторах R1, R2 и конденсаторе C1 собран генератор. Транзисторы надо выбирать с малым
напряжением насыщения, тогда фонарик будет работать, максимально используя батарейку. Рекомендуют использовать С3279, С2458, ZТХ45О. В
схеме фонарика используются широко распространенные ММВТ2222 и ММВТ2907. Они выдерживают токовую нагрузку 600 мА в постоянном
режиме и 800 мА импульсно. Насыщения коллектор-эмиттер у них происходит при 300 мВ, а на базе-эмиттер - 1,2 В при 150 мА коллекторного тока.
Индуктивность дросселя L1 влияет на частоту генерации: при 47 мкГн она составляет 150 кГц. Можно брать десятки-сотни мкГн.
Ток через L1 при свежих батарейках во время запуска составляет около 1 А, потом он снижается до значений порядка 130 мА. Значит, нам нужен
дроссель на максимальный рабочий ток 1 А (или чуть выше). Такие готовые дроссели продаются в магазинах.
Резистор R3 служит токовым датчиком. При протекании через светодиод тока величиной в 20 миллиампер на R3 падает напряжение 0,78 В, транзистор VТ3
открывается и немножко тормозит генератор. Таким образом, происходит токовая стабилизация.
Диод Шоттки VD1 выпрямляет импульсы с дросселя, а конденсаторы С2 и С3 сглаживают их для питания HL1. Конденсатор С3 - танталовый,
SMD типа С.
Но это еще не все. Наш фонарик кроме незримого света умеет светить еще и обычным. Уж делать так делать.
Режим работы фонарика "Ультрафиолетовый", "Видимый" переключается переключателем SA2. В момент переключения фонарика схема
кратковременно оказывается ненагруженной, и выходное напряжение очень быстро подскакивает. Когда переключатель замкнется, рискуем
повредить второй светодиод токовым импульсом. Для решения этой проблемы нужно поставить свой конденсатор. Повышенное напряжение
будет накапливаться лишь на С2, а за счет разницы емкостей С2 и С3 большого скачка не случится.
Однако на холостом ходу преобразователя напряжение на С2 может вырасти до 100 В! Для защиты конденсатора от подобных случаев добавлен
еще стабилитрон VD2. При нагруженном преобразователе он закрыт и на работу схемы фонарика не влияет. Стабилитрон нужен мощный, чтобы
выдерживал броски около 800 мА.
Ток потребления нашего фонарика - около 70 миллиампер. От батарейки типоразмера АА он будет непрерывно работать 15 - 20 часов, в зависимости от
качества батарейки.
Для корпуса фонарика можно использовать готовый пластиковый батарейный отсек, например SBH-431А.
ЮТ Левша 2017/09
| << Предыдущая | Cледующая >> |