Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 07
В домашних условиях лучше поберечь батарейки для плейера, а питать его через адаптер. Но как быть, если под рукой адаптер не с тем напряжением, которое требуется, к примеру, 6 В. А нужно 3 В. Не тратиться же на новый.
На первый взгляд, задача кажется до смешного простой: погасить излишек в три вольта на резисторе, включив его в разрыв одной из цепей питания. При токе плейера порядка 100 мА понадобится резистор с сопротивлением 30 Ом и мощностью (с запасом) 0,5 Вт.
Однако, поступив таким образом, мы скоро заметим, что временами звук плейера «плавает». Это объясняется тем, что потребляемый его электродвигателем ток колеблется в зависимости от изменений механического сопротивления, которое оказывает лентопротяжный тракт кассеты. Изменения тока неизбежно приводят к «качаниям» напряжения на гасящем резисторе, а значит, и напряжения на плейере и «качанию» его скорости протяжки.
Тем не менее, приобретать новый адаптер или перематывать трансформатор старого, чтобы сделать отвод на 3 В, вовсе не обязательно. Поступим иначе: вместо упомянутого резистора введем в питающие провода цепочку кремниевых диодов, как изображено на рисунке 1.
Чем они в нашем примере лучше резистора, поясняют вольт-амперные характеристики тех и других (рис. 2).
Характеристика резистора линейна, а у диода она имеет крутой перегиб после протекания тока небольшой величины.
Как видим, при изменении тока на некоторую величину напряжение на резисторе увеличится пропорционально этому изменению, на диоде же оно изменяется весьма немного, оставаясь практически постоянным, близким к 0,7 В. Таким образом, на цепочке диодов погасится неизменная величина. При стабилизированном адаптере на 6 В, за вычетом постоянного напряжения на диодах, плейер будет получать вполне стабильное питание напряжением 3 В.
Поскольку падения напряжения на отдельных диодах могут несколько отличаться, следует подобрать их комбинацию, дающую на плейере 2,8…3 В. Цепочку диодов можно заключить в хлорвиниловую трубочку, которая к тому же послужит изолятором для выводов.
Конечно, если речь идет о необходимости «погасить» излишнее напряжение в 3 В, четыре-пять последовательно включенных кремниевых диодов — не проблема. Ну, а если в пару к 3-вольтовому плейеру имеется лишь адаптер со стабилизированным выходным напряжением 9 В или еще хуже — 12 В? Тут уж понадобится целая гирлянда соответственно из девяти или тринадцати-четырнадцати диодов, что неудобно — цепь получается не только громоздкой, но и жесткой, что чревато изломом выводов.
Здесь лучше воспользоваться мощным стабилитроном, чей рабочий ток отвечает потреблению плейера.
С 9-вольтовым адаптером могут применяться стабилитроны типов КС126Е, КС456А, ДВ15А. Конечно, из-за некоторого разброса параметров этих приборов «попасть в точку», возможно, сразу не удастся.
Дополнительную подгонку напряжения получим, включая последовательно со стабилитроном подходящий низкоомный резистор типа МОН-0,25. Поскольку его вклад в общее «гашение» весьма мал, линейность вольт-амперной характеристики не окажет влияния на стабильность питающего плейер напряжения. Выбор отечественных стабилитронов, годных для упряжки с 12-вольтовым адаптером, ограничен единственным типом КС482А. Одним стабилитроном можно заменить и упоминавшуюся группу диодов при б-вольтовом адаптере, например, КС126Б.
Ну, а когда в вашем распоряжении только адаптер, выходное напряжение которого не стабилизировано, несложно собрать стабилизатор самим (рис. 3).
Здесь всего три доступных детали, из которых резистор R1 — типа МЛТ-0,5. Для 3-вольтового плейера, потребляющего ток до 100 мА, такой стабилизатор способен работать с адаптерами на 6…12 вольт без какой-либо подстройки. Транзистору VT1 понадобится охлаждающий радиатор в виде алюминиевой пластинки толщиной порядка 2 мм; ориентировочный размер площади радиатора около 10 см2. Во время работы корпус транзистора должен быть теплым, но не горячим. Если плейер рассчитан на питание напряжением 6 В, замените указанный стабилитрон на КС156А. Собираясь использовать нестабилизированный адаптер, определите его выходное напряжение с нагрузкой, эквивалентной вашему плейеру.
Один контакт для нескольких цепей
Радиолюбители горазды на разного рода выдумки. Именно они становятся душой и сердцем технического оборудования домашних и школьных дискотек, новогодних вечеров. А какой только электро- и радиоаппаратуры здесь не встретишь: магнитофоны, гирлянды огней, устройства для ритмических световых эффектов, микрофоны, цветомузыкальные экраны. Зачастую все это собирается «с бору по сосенке», а потому управлять таким комплексом приходится, оперируя несколькими выключателями, расположенными в разных местах. Включить сразу все эффекты не получается. Но так ли уж сложно пустить в работу сразу несколько электроприборов, пусть даже рассчитанных на питание каждого из них от своего источника, имеющего отличное от других напряжение и полярность? Устройство, схематически изображенное на рисунке 1, можно воспроизвести на школьных занятиях[1].
Для упрощения принята что имеется три электрических потребителя R1…R3 со своими источниками G1…G3. Управляющее ими устройство содержит диоды VD1…VD8 и общий одноцелевой выключатель SA1. К средним точкам диодных пар VD1, VD2…VD5 и VD6 одним выводом присоединены потребители, а к VD7 и VD8 — все источники без различия полярности включения, величин напряжения и токовых нагрузок. Пока выключатель SA1 разомкнут, все цепи с источниками, имея одну общую точку (верхняя «перекладина» на рисунке), оказываются разобщенными посредством указанных диодов, и токи через нагрузки не текут. При этом диод VD7 заперт обратным напряжением холостого хода источника G3, a VD8 — наибольшим из напряжений источников G1, G2. Что происходит со схемой, когда выключатель SA1 замыкается, иллюстрирует рисунок 2.
В каждой упомянутой паре диодов анод одного оказывается соединенным с катодом другого.
При таком соединении пары диодов утрачивают свойство односторонней проводимости. В этом случае цепи нагрузок вместе со своими источниками оказываются независимо замкнутыми перемычкой между узлами А, Б, и в них циркулируют токи, величины которых определяются уровнем напряжения своего источника и сопротивления нагрузки. Величина и направление тока в перемычке зависят от параметров цепей с источниками и могут быть определены по 1-му закону Кирхгофа[2] (рис. 3).
В рассматриваемой системе в качестве источников можно применять не только батареи гальванических либо аккумуляторных элементов, но и выходы выпрямителей трансформаторных блоков питания.
Внимательный читатель, конечно, заметил: коль скоро устройству управления безразличны величины и полярность напряжений источников, то с тем же успехом в систему могут «вклиниваться» источники переменного тока в виде вторичных обмоток трансформаторов или электромашинных генераторов. Последние могут входить, например, в группу ветроэлектрических агрегатов, работающих на нагрузки раздельные, но коммутируемые одновременно.
Что касается выбора диодов для нашего устройства, стоит руководствоваться следующим: рабочее напряжение диодов должно превышать наибольшее из напряжений источников; токи для пар VD1 и VD2…VD5 и VD6 могут соответствовать токам своих нагрузок или наибольшей из них.
Токи диодов VD7 и VD8, а также выключателя SA1 лучше взять равными сумме токов всех нагрузок. В заключение заметим, что пользование выключателем SA1 с ручным управлением бывает не всегда удобно: устанавливая его на пульте управления, придется тянуть к нему кабель с жилами, рассчитанными на относительно большой ток и, возможно, на нежелательно повышенное напряжение. В таком случае вместо ручного выключателя лучше установить вместе с диодами электромагнитное реле; его контакт будет действовать в «силовой» цепи, а надежно изолированную обмотку можно связать легким и безопасным в обращении кабелем с кнопкой или тумблером на пульте.
Ю.ГЕОРГИЕВ
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Читальный зал
«Практически все издания сегодня пишут, что не рецензируют произведения читателей, а получая их, должно быть, бросают в корзину… Мне все равно, куда перетечет содержимое этого конверта: в мусоропровод или на страницы солидного журнала. Только вот что обидно — нет обратной связи… А мне бы хотелось знать — понял меня хоть один человек на свете или нет?.. Тогда, по крайней мере, будет ясно, что силы и время потрачены не зря».
