LED blikač - 5mm LED Simple Flash Light DIY Kit

V druhém ze série článků o elektronických modulech z Ebaye jsem představil 4-Channel Opto-isolator IC Module, který se některým může zdát poněkud nudným, protože vlastně nedělá nic efektního ;) V tomto článku to napravím a podíváme se na jednoduchý LED blikač 5mm LED Simple Flash Light DIY Kit. Kromě svého účelu, tedy blikání, může posloužit i k prvotnímu seznámení s jednoduchou elektronikou včetně nácviku osazení a zapájení destičky plošných spojů.

Použití modulu

Modul 5mm LED Simple Flash Light DIY Kit se dá v dodávané podobě použít pro výrobu jednoduchých neřízených blikačů se symetrickou i nesymetrickou střídou blikání, například pro různé efektové blikače, výstražná světla, policejní apod. rampy, semafory, atd. Může posloužit i jako základ pro složitější obvody, určené například pro periodické spínání nějaké zátěže a další podobné aplikace.

Popis funkce modulu

5mm LED Simple Flash Light DIY Kit není nic jiného, než jeden ze základních elektronických obvodů, astabilní klopný obvod (AKO) nebo-li multivibrátor. AKO nemá žádný stabilní stav, neustále kmitá (překlápí se) mezi dvěma stavy podle nastavené časové konstanty. AKO jsou proto používány pro konstrukci impulzních a tónových generátorů, blikačů, apod. Bližší informace o teorii a zapojení klopných obvodů najdete např. na Wikipedii (obsáhlejší anglická verze zde).

Níže uvedené schéma AKO jsem přebral z dokumentace, kterou prodejci obvykle nabízejí ke stažení pro tento DIY modul. Schéma je opatřeno konkrétními hodnotami součástek, kterými byl mnou zakoupený DIY modul vybaven:

Rychlost kmitání AKO je dána hodnotami dvojic součástek R2/C1 a R3/C2. Tyto dvojice definují časovou konstantu, po jakou bude na obou výstupech (= zátěž, v tomto případě LEDky) jeden nebo druhý stav. Pokud hodnota součástek R2=R3 a C1=C2, pak AKO kmitá se střídou 1:1 (oba stavy se na výstupech střídají po stejné době), při odlišných hodnotách uvedených součástek může být střída i výrazně nesymetrická (třeba 1:10 a více). Rychlost kmitání AKO se střídou 1:1 se také lépe počítá dle zjednodušeného vzorečku

f=1/1,38 x R x C

kde f je výstupní frekvence v Hz, R je odpor rezistoru R2=R3 v Ohmech a C je kapacita kondenzátoru C1=C2 ve Faradech.

Technické údaje modulu

Napájení - 4 až 10V (zátěž do 70mA na tranzistor), až 15V (zátěž do 60mA na tranzistor)
Spotřeba - dle zátěže
Frekvence blikání - cca 1Hz, střída 1:1
Velikost - destička 23x23mm

Stavba modulu

Modul 5mm LED Simple Flash Light DIY Kit je dodáván v rozsypu v malém plastovém pytlíku. Pro jeho zhotovení potřebujete umět alespoň trochu pájet. Žádný návod není přiložen, ale v zásadě není potřeba:

Součástky obsažené v balení (může se lišit):

R1, R4 ..... rezistor 510R (barevné označení začíná zeleným a hnědým proužkem)
R2, R3 ..... rezistor 33K (barevné označení začíná dvěma oranžovými proužky)
C1, C2 ..... kondenzátor 22uF (pozor na polaritu, +/- značeno na pouzdře nebo delší noha je +)
Q1, Q2 ..... tranzistor, typ 9014 (orientace podle tvaru pouzdra)
D1, D2 ..... LED modrá vysokosvítivá (delší noha a/nebo pod obloučkem je anoda +)
1x destička tištěných spojů 23x23mm
1x okonektorovaný dvoužilový kablík cca 22cm dlouhý

Destička je seshora opatřena potiskem, kam která součástka patří, včetně její orientace (polarity). Dodávaný napájecí kablík přijde připájet do bodů označených VCC a GND; místo kablíku můžete osadit nějaký malý konektor s roztečí pájecích špiček 2,54mm. Pájecí body jsou dostatečně velké, takže destička je vhodná i pro méně zkušené páječe:

Sestavený modul. U tohoto modulu jsem rovnou provedl přepočet předřadných rezistorů LED R1, R4 pro napájecí napětí 5V ("obvyklé modelářské" z BEC) a vyměnil je za jiné s hodnotou odporu 68R, aby LED pořádně svítily. LEDky jsem zapájel do destičky, ale není problém je připojit třeba přes kablík. Hotový modul s kondenzátory z pytlíku bliká s frekvencí cca 1Hz (LED bliknou jednou během vteřiny):

Jak jsem již naznačil výše, změnu frekvence blikání lze docílit změnou hodnot součástek R2/C1 a R3/C2. Aby modul blikal rychleji, vyměnil jsem kondenzátory C1 a C2 za jiné s kapacitou 4,7uF, tedy cca 4,5x menšími. Modul tak bliká s frekvencí cca 4,5 Hz. Modul jsem opatřil dvoupinovým 90st. napájecím konektorem:

Dodávaný okonektorovaný kablík připájený zespoda na plošky napájení (VCC, GND):

Tipy k modulu

• Tento blikací modul je opravdu velmi jednoduchý na sestavení. Pokud neuděláte žádnou chybu při osazování a pájení, bude fungovat "z první".
• S ohledem na parametry použitých spínacích tranzistorů typu 9014 můžete v obou větvích spínat zátěž do 70mA při velikosti napájení modulu do 10V, což jsou například 3 vysokosvítivé 20mA LED. Modul spolehlivě chodí od cca 4V.
• Pro výpočet předřadných rezistorů použijte vzoreček
  R=(napájecí napětí modulu - napětí LED diod(y))/požadovaný proud LED (výsledek v Ohmech).
  (Mnou osazené srážecí rezistory R1, R4 pro LED s hodnotou odporu 68R sice při statickém výpočtu pouštějí do LEDek o něco větší proud než nominálních 20mA, ale provoz je impulzní)
• Pokud si chcete pohrát se střídou blikání, nahraďte rezistory R2, R3 (33K) trimrem s rezistorem v sérii (např. 47K+6K8).

Dostupnost a cena

Uvedený modul lze zakoupit na Ebayi i na jiných specializovaných eshopech. Dle mých zkušeností ale na Ebayi najdete nejlepší ceny.

Odkaz na Ebay - 5mm LED Simple Flash Light DIY Kit

Jeden tento modul se dá zakoupit v přepočtu za cca 30,- Kč i s dopravou. Daleko výhodnější je koupit větší množství, např. 5 ks za cca 80,- Kč, nebo 10 ks za cca 140,- Kč i s dopravou.

Další provedení modulu

Na výše uvedeném odkazu na Ebay si jistě všimnete i dalších provedení tohoto modulu. Jsou funkčně shodné, liší se pouze rozměry destičky plošných spojů, mírně odlišnými hodnotami pasívních součástek nebo přítomností konektoru:

- Obrázky, fotografie - Michal Nováček, ICStation, ChipWorld, Chip Partner Store -