Rowerowy migacz z białymi LED

Schemat elektryczny proponowanego rozwiązania przedstawiono na rys. 1. W urządzeni zastosowano dwa niskonapięciowe układy scalone:

• znany z poprzednich Miniprojektów timer MIC1557 firmy Micrel (U1),
• miniaturową przetwornicę ładunkową podnoszącą napięcie zasilające – układ L5200 firmy Unisonic (U2).

Rys. 1. Schemat elektryczny urządzenia

Zastosowanie przetwornicy zwiększającej napięcie jest konieczne, ponieważ białe diod LED mają dość wysokie napięcie progowe, wynoszące nawet ok. 4,2 V. Zasilanie takich LED z dwóch lub trzech ogniw o napięciu 1,2...1,3 VDC/szt. w większości przypadków nie jest możliwe. Zwiększenie wartości napięcia zasilającego LED wymaga zastosowania przetwornicy, w prezentowanym przypadku ładunkowej. W praktyce oznacza to, że rozwiązanie jest układowo proste, tanie wykonaniu i nie wymaga zastosowania żadnego elementu indukcyjnego.

Schemat blokowy układu L5200 pokazano na rys. 2. Zintegrowano w nim wszystkie elementy niezbędne do konwersji napięcia wejściowego mieszczącego się w przedziale 2,4...4,8 VDC na stabilizowane napięcie wyjściowe o wartości 5 VDC. Elementem zapewniającym konwersję energii jest kondensator dołączony do wyprowadzeń C+ i C– (C4) układu U2, przełączany cyklicznie przez klucze półprzewodnikowe wbudowane w układ i sterowane przez wewnętrzny generator taktujący. Wzmacniacz błędu śledzący wartość napięcia wyjściowego (odpowiada za stabilizację tego napięcia) reguluje klucz analogowy zasilający kluczowany kondensator – w ten sposób jest regulowana ilość ładunku przekazywanego z zasilania do obciążenia.

Rys. 2. Schemat blokowy układu L5200

Układ L5200 wyposażono w system miękkiego startu, dzięki któremu linia zasilająca nie jest poddawana „szarpnięciom” prądu charakterystycznym dla startu przetwornic ładunkowych. Skutek działania układu miękkiego startu pokazano na rys. 3.

Rys. 3. Napięcie na wyjściu układu L5200 w chwili jego włączania

Rolą układu U1 jest cykliczne włączanie i wyłączanie przetwornicy L5200, dzięki czemu uzyskiwany jest efekt migania LED. Częstotliwość impulsów wyjściowych U1 ustala się za pomocą wartości elementów R1 i C1.

Napięcie zasilające urządzenie powinno mieścić się w zakresie od 2,7 do 6 VDC, ale przeprowadzone próby wykazały, że przetwornica pracuje (i startuje) poprawnie już przy napięciu 1,8 VDC, co pozwala zasilać je z dwóch ogniw Li-Ion (o napięciu znamionowym 1,2 VDC każde).

Modelowe urządzenie zmontowano na płytce drukowanej, której schemat montażowy znajduje się na rys. 4.

Rys. 4. Schemat montażowy płytki drukowanej

Niewielkie wymiary płytki pozwalają umieścić ją w praktycznie dowolnej obudowie, dogodnej dla użytkownika.

Andrzej Gawryluk