А. Кашкаров - Электронные самоделки

Геркон (происходит от слов «герметизированный контакт») представляет собой герметизированный переключатель с пружинными контактами из ферромагнитного материала, соприкасающимися под действием магнитного поля. Различают герконы, работающие на замыкание, переключение и размыкание электрической цепи. Внутри стеклянного баллона создается вакуум или газовая среда (азот, аргон, водород) различного давления. При определенной напряженности магнитного поля электромагнита или постоянного магнита извне свободные концы пружины (чаще из пермаллоевой проволоки), находящиеся на расстоянии нескольких десятых или сотых миллиметра, притягиваются друг к другу и замыкают контакт (или соответственно размыкают, если геркон на размыкание). При уменьшении напряженности пружины упругой силой возвращаются в исходное положение, и контакт размыкается.

У переключающих электрические цепи герконов сопротивление контакта в замкнутом состоянии должно стремиться к минимуму и, как правило, составляет 0,02—0,2 Ом, а в разомкнутом не менее 1 кОм. Большинство герконов с газовым наполнением имеет пробивное напряжение 200–500 В, поэтому применять герконы в силовых цепях с напряжением 220 В, или где коммутируется мощная нагрузка, надо со знанием дела — для мощных нагрузок существуют специальные герконы. Повышением давления газа до нескольких десятых Мн/м2 (несколько атмосфер) или понижением его до 104— 106 мм pт. ст.) этот параметр пробивного напряжения увеличивается до 800 В.

У вакуумных герконов пробивное напряжение достигает 5000 В. Время срабатывания герконов (0,5–2 мс) и отпускания (0,1–0,7 мс) намного меньше, чем у якорных электромагнитных реле.

Различные приборы этого класса обеспечивают эффективную работу и являются составными частями интегрированных устройств автоматики и защиты, систем кодового доступа и контактных переключателей. Современная альтернатива герконам — датчики Холла (со стабилизированными МОП-уровнями напряжения на выходе) постепенно завоевывали нишу в радиотехнике, которая когда-то полностью принадлежала герконам. Важное отличие в пользу датчиков Холла (относительно герконов) является их долговременность наработки до отказа (надежность) — у некоторых не силовых герконов она составляет всего несколько тысяч срабатываний (у силовых — еще меньше). Ранее на основе маломощных герконов даже промышленным способом изготавливались клавиатуры. Радиолюбители использовали герконы в клавиатурах первых персональных компьютеров типа «РК-86», «Специалист» и «Синклер». Это время кануло в Лету.

Однако и сегодня герконы часто являются незаменимыми электронными устройствами, и поэтому справочные сведения, размещенные в табл. П5.1, представляются актуальными и своевременными. Среди герконов, выпускающихся отечественной промышленностью, много таких, о которых радиолюбитель узнает здесь впервые.

Светодиоды различного предназначения прочно вошли в жизнь людей и уже стали незаменимы. Эти радиоэлектронные элементы применяют в качестве различных индикаторов. В последнее время прогресс технологии производства в этой области дошел до того, что светодиоды (ультраяркие, сверхъяркие) стали заменять лампы накаливания в портативных фонарях (и в других местах, где требуется локальная подсветка), соединять в кластеры и матрицы, заменять лампы накаливания в автомобилях. Примером тому служат светодиодные лампы для указателей поворотов и подсветки номерного знака «железного коня», которые уже доступны в продаже. Такой светодиод стоит всего 12 руб. На выбор в магазине вам предложат несколько вариантов цветов. Наряду с невысокой стоимостью (чуть выше, чем лампа накаливания), светодиоды повышенной яркости постепенно вытесняют лампы из всех привычных нам областей электротехники.

Полноцветные светодиоды (мультиколор), появившиеся всего несколько лет назад в розничной продаже, явились прототипом жидкокристаллических мониторов и плазменных панелей современных телевизоров.

Активно применяются в качестве индикаторов мигающие светодиоды и светодиоды с ультрафиолетовым спектром свечения. Для того чтобы разбираться в многообразии современных светодиодов, знать их электрические характеристики и грамотно заменять светодиоды, представлять различия между отечественными и зарубежными светодиодами, автор поместил справочный материал по наиболее популярным светодиодам в несколько следующих далее таблиц. Итак, рассмотрим по порядку наиболее популярные типы светодиодов.

Наиболее популярные сверхъяркие светодиоды рассмотрены в табл. П6.1.

Благодаря современной технологии и уникальной конструкции, светодиоды, приведенные в табл. 6.1, имеют возможность работать в температурной диапазоне -65…+85 °C при том, что их зарубежные аналоги по электрическим характеристикам выдерживают лишь температурный диапазон -30…+60 °C.

Мигающие светодиоды занимают важную нишу в радиоэлектронике их предназначение весьма широко. Кроме использования мигающих светодиодов в качестве привлекающих визуальное внимание индикаторов (мигающее свечение намного лучше привлекает внимание, чем однообразное монохромное), их можно с успехом применять в качестве весьма стабильных источников для различного рода генераторов импульсов, параметрических сигнализаторов или сигнализаторов прерывистого звучания. Так, если до появления доступных мигающих светодиодов для прерывания генератора ЗЧ требовалось вводить в схему RC-цепочку, то теперь достаточно подключения одного мигающего светодиода, который сам по себе является электронным узлом генератора с прерыванием. Авторские эксперименты по этому поводу опубликованы в [33], [46], см. список использованной литературы. Внешний вид мигающих светодиодов — обычный, их выпускают с диаметром 2,9 (3 мм) и 5 мм.

Основные отличительные качества, выделяющие мигающий светодиод, — это стабильность частоты мигания. Ее изменение при уменьшении тока через светодиод (возможность незначительной регулировки) и широкий угол обзора. В наименовании мигающие светодиоды имеют латинскую букву «F» (табл. П6.2).

Наиболее популярные типы мигающих светодиодов представлены в табл. П6.2.

Полноцветные светодиоды приобретают среди радиолюбителей всеобщую популярность.

Например, компания PARA Light Electronics с 2005 года начала выпускать новые типы светодиодов EP-LED.

Это оригинальные изделия, трехкристальные трехцветные светодиоды с прямым током каждого из переходов до 150 мА (для типов EP204K-150G1R1B1-XX и EP201С-150G1R1B1-CA). Суммарная сила света трех диодов составляет до 17,5 кд (кандел), при этом угол свечения равен 60°.

При силе света 14 кд обеспечивается угол более 100°.

Рассеиваемая мощность при максимальном токе составляет 1,6 Вт, поэтому данные диоды требуют принятия мер по отводу тепла, например, использование радиатора.

Наиболее популярные типы полноцветных светодиодов представлены в табл. П6.3.

Один из конкурентноспособных (относительно зарубежных аналогов) полноцветный светодиод отечественного производства СДК-Ц-2-60 имеет прямой ток 40 мА, силу света 2000 мкд (2 кд), угол излучения — 60°.

Кроме того, популярные полноцветные светодиоды представлены в табл. П6.4.

Наряду с отечественными производителями светодиодов в продаже уже давно появились светодиоды зарубежного производства, как ни странно имеющие наименьшую стоимость по сравнению с отечественными светодиодами. Популярные отечественные светодиоды представлены в табл. П6.5 и П6.6. Зарубежные светодиоды, на примере производства фирмы Kingbright сведены в табл. П6.7. Туда же помещены актуальные справочные данные по двухцветным светодиодам той же фирмы.

Наряду с приборами, дающими возможность осуществлять линейное усиление сигналов, в электронике, в вычислительной технике, и особенно в автоматике, широкое применение находят приборы с падающим участком вольт-амперной характеристики. Эти приборы чаще всего выполняют функции электронного ключа и имеют два состояния: запертое, характеризующееся высоким сопротивлением, и отпертое, характеризующееся минимальным сопротивлением.