Светодиодная свеча — почти как настоящая

В настоящее время в широкой продаже присутствуют много различных вариантов декоративных светодиодных свечей, имитирующих настоящие (1, 2). Некоторые светят постоянно. а у некоторых пламя колеблется . Обычно они выполнены из полупрозрачного пластика, похожего на воск или парафин (а иногда из них), и содержат один или несколько светодиодов жёлто-оранжевого свечения. Свечение светодиода имитирует пламя свечи — его яркость изменяется по случайному закону. Для управления свечением светодиода используются различные драйверы на микросхемах (иногда на простых микроконтроллерах). Кроме того, есть и специализированные светодиоды со встроенным драйвером, имитирующие горение (3].

Сделать такую свечу более похожей на настоящую можно, если включать ее с помощью спички или зажигалки, а выключать — задувая. Это можно реализовать, если оснастить уже готовую светодиодную свечу соответствующими устройствами: датчиком открытого пламени и акустическим датчиком.


Для такой доработки была выбрана декоративная свеча (рис. 1). корпус которой изготовлен из парафина, а пламя — пластмассовое. Основание свечи также изготовлено из пластмассы (рис. 2), в котором сделан батарейный отсек на два элемента типоразмера АА. На основании размещена вся электронная часть, в которую входят выключатель питания (переключатель режимов), плата управления светодиодом, плата фотодатчика с фоторезистором. На плате управления установлены два светодиода, которые светят постоянно и подсвечивают корпус изнутри, к ней подключён светодиод, который размещён в пластмассовом пламени и имитирует горение.

Эта светодиодная свеча может работать в двух режимах: постоянное горение и автоматическое включение при снижении внешнего освещения и выключение при увеличении внешнего освещения. Но доработать можно практически любую светодиодную свечу, оснастив её датчиками, указанными выше. В качестве датчиков удобно применить готовый модуль датчика пламени KY-026 (4] и акустический датчик KY-037 [5]. которые обычно позиционируются как датчики для Arduino. Но модуль KY-037 можно заменить электретным микрофоном и каскадом на биполярном транзисторе. Так и сделано в устройстве, описание которого предлагается вниманию читателей.

Схема доработки светодиодной свечи показана на рис. 3. Датчик пламени собран на модуле KY-026 (или аналогичном), акустический датчик собран на микрофоне ВМ1 и транзисторе VT2. На D-триггере DD 1.1 собран элемент памяти, который управляет полевым транзистором VT3, подающим питание на электронную часть светодиодной свечи. Для включения свечи надо подать высокий уровень напряжения на вход S триггера DD 1.1. а для выключения — подать высокий уровень напряжения на вход R триггера DD1.1.


Здесь следует немного сказать о датчике пламени. Был применён модуль. показанный на рис. 4 и рис. 5. Он аналогичен KY-026, но без соответствующей маркировки. Его испытания показали, что он работоспособен при снижении питающего напряжения до 2 В. а особенность заключается в том. что при обнаружении пламени высокий уровень напряжения на цифровом выходе DO сменяется низким. Между тем, в (4) приведён алгоритм срабатывания датчика KY-026 обратный — при появлении в зоне обнаружения датчика открытого пламени на выходе DO появляется высокий уровень напряжения. Поэтому для правильной работы в устройстве применён инвертор на транзисторе VT 1. Для первого варианта алгоритма работы датчика пламени транзистор VT 1 необходим. Для второго варианта алгоритма этот транзистор и резистор R3 не нужны, и выход DO модуля KY-026 напрямую соединяют с входом S триггера DD1.1. Для повышения экономичности устройства светодиод на плате модуля KY-026, индицирующий наличие питающего напряжения, надо удалить.

Принцип работы устройства прост. При поднесении открытого огня (спичка, зажигалка) к датчику пламени на входе S триггера DD1.1 появляется высокий уровень напряжения, который будет и на его выходе (вывод 13), транзистор VT3 откроется и свеча станет работать в штатном режиме. Для ее выключения надо подуть на микрофон ВМ1, на входе R триггера DD1.1 появится серия импульсов высокого напряжения, триггер переключится, транзистор VT3 закроется, обесточив электронику свечи. Порог срабатывания датчика пламени — подстроечный резистор на плате модуля. Порог срабатывания акустического датчика устанавливают подстроечным резистором R2.

Датчик пламени и микрофон акустического датчика размещены в верхней части свечи. Для ИК-диода датчика пламени и микрофона сделаны отверстия диаметром 5 мм (рис. 6). Остальные элементы размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 7. Применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, подстроечный — СПЗ-19, оксидный конденсатор — К50-35 или импортный, остальные — К10-17 или керамические импортные. Транзистор VT2 — любой серии КТЗЮ7. Микросхему К561ТМ2 можно заменить микросхемой CD4013A, а микрофон CZ034 — микрофоном CZN-15E. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 8.