روشنایی اضطراری با استفاده از لامپ فلورسنت 23cm

اگر چه انواع گوناگون روشنایی های اضطراری در بازار موجود است اما هر کدام دارای عیب هایی هستند. بعضی از آنها تمام خودکار نیستند، بعضی از آنها از ترانزیستورها، ترانسفورماتورهای اینورتر خاص و یا باتری های با سایز خاص استفاده کرده اند. این گونه قطعات به ندرت در فروشگاه های معمولی یافت می شوند. به همین دلیل هنگام خراب شدن، بیشتر مصرف کننده ها به دلیل نبودن قطعات یدکی آنها را رها می کنند.

به منظور برطرف ساختن مشکلات بالا، یک مدار ساده و بادوام فارق از مشکلات تعمیر و نگهداری مورد نیاز است.

باتری های قابل شارژ نوع سربی – اسیدی دارای طول عمر کم و بعضی مشکلات هستند. باتری های قابل شارژ نیکل کادمیم (NI – cd) مناسب ترین نوع می باشند.

مدار معرفی شده در این بخش از یک لامپ فلورسنت 23cm شش باتری نیکل-کادمیم استفاده می نماید.

شکل 1 نقشه شماتیک پروژه روشنایی اضطراری

بررسی مدار

در این مدار، همه قطعات را می توان روی نقشه مدار چاپی شکل 3 سوار نمود. X1 یک ترانسفورماتور کاهنده دارای سر وسط در ثانویه و یا ولتاژ 6V می باشد. این ترانسفورماتور برای شارژ باتری و خاموش کردن ترانزیستور T1 با اعمال بایاس معکوس به بیس آن-هنگامی که ولتاژ 230V AC برق شهر در دسترس است-به کار رفته است.

دیودهای D1 و D2 یک ولتاژ منفی را برای بیس T1 ایجاد می کنند تا آن را در بایاس منفی قرار دهند. خازن C1 این ولتاژ منفی را صاف می کند. دیودهای D3 تا D6 یک پل یکسوساز را تشکیل می دهند.

خازن C2، ولتاژ خروجی پل یکسوساز را صاف می کند. سپس این ولتاژ به باتری 3.6V تشکیل شده از شش باتری قلمی Ni – cd اعمال می شود. دو ردیف 3تایی از این باتری ها وجود دارد که در هر ردیف سه باتری با هم است و سپس دو ردیف با هم موازی شده اند تا منبع تغذیه 3.6V را ایجاد نمایند. بدین ترتیب شش باتری، یک باتری فشرده 3.6V را تشکیل می دهند. مقاومت R1 سری شده با پایه منفی باتری، جریان شارژ باتری را محدود می کند.

S2 یک کلید اهرمی قطع و وصل است که برای خاموش و روشن کردن لامپ کوچک مدار به عنوان چراغ قوه به کار می رود. یک LED دو رنگ نیز-که از یک LED قرمز و یک LED سبز با کاتد مشترک تشکیل شده است-مورد استفاده قرار گرفته است. LED قرمز هنگام شارژ باتری و LED سبز هنگام هدایت ترانزیستور T1 روشن خواهد. مقاومت های R۲ و R3 جریان LED ها را محدود می کنند.

S1 یک کلید اهرمی on/off است که برای قطع و وصل ترانزیستور T1 به کار رفته است. مقاومت R4 و خازن C3 یک مدار شکل دهنده موج را تشکیل می دهند و عمل قطع و وصل T1 را کنترل می کنند. R5 و 4C۴ نیز همین کار را انجام می دهند.

شکل 2 نقشه مدار چاپی شکل 1

ترانسفورماتور X2 یک ترانسفورماتور اینورتر است. مدار اینورتر شامل C4، C3 ، R5 ، R4 ، T1 و ترانسفورماتور X2 است که به وسیله باتری نیکل کادمیم 3.6V تغذیه می شود. خازن C5 جریان لامپ فلورسنت را محدود می کند.

با وصل دستگاه به برق شهر، باتری 3.6V به وسیله یکسوساز 6V DC صاف شده شارژ خواهد شد. مقاومت R1 جریان شارژ باتری را محدود می کند. هنگام قطع برق شهر، با اتصال کلید S1 ترانزیستور T1 به وسیله باتری 3.6V در بایاس مستقیم قرار می گیرد. امیتر ترانزیستور 2N3055 به طور مستقیم به پایه منفی باتری وصل شده است. اما کلکتور T1 توسط سیم پیچ L2 از ترانسفورماتور X2 به پایه مثبت باتری وصل شده است.

بیس T1 بایاس مثبت را از طریق کلید S1، مقاومت R4 و R5 و سیم پیچ L1 می گیرد. بنابراین T1 به وسیله این بایاس مستقیم شروع به هدایت می کند و پالس های جریان عبوری از L2 ، در سیم پیچ های L1 و L3 ولتاژ القاء می کند.

اکنون ولتاژ ایجاد شده در سیم پیچ L2 ناشی از عمل قطع و وصل ترانزیستور T1، ولتاژی را در سیم پیچ L1 القاء می کند تا عمل قطع و وصل T1 ادامه یابد. جریان فیدبک به وسیله مدار شکل دهنده پالس تشکیل شده از C3, R5, R4 و C4 کنترل می شود. مدار اینورتر تا هنگامی که ولتاژ باتری از 3V کمتر نشود کار خواهد کرد.

لامپ 2/8V به وسیله کلید دستی S2 قطع و وصل می شود. این لامپ با برق شبکه و باتری کار می کند. هر دو لامپ 2.8V و فلورسنت را می توان با هم روشن کرد. البته نه برای مدت طولانی زیرا عمر باتری را کم خواهد کرد.

شکل 3 نقشه قطعات مدار چاپی شکل 2

ساخت مدار

به جز ترانسفورماتورهای X1 و X2، باتری، لامپ 2.3V، لامپ فلورسنت و کلیدها، قطعات باقیمانده مدار روی یک صفحه مدار چاپی کوچک سوار می شوند. همه قطعات را مانند نقشه، روی صفحه مدار چاپی لحیم کنید

سپس یک میله فریت جنس مرغوب، گرد به طول 7.5cm تهیه نمایید (معمولا در رادیوها به کار می رود). میله فریت را با یک لایه نازک عایق (کاغذ عایق) بپوشانید. سیم پیچ L2 را با 100 دور سیم مسی لاکی 126SWG بپیچید، سپس آن را با کاغذ عایق بپوشانید. سیم پیچ L1 را روی L2 با 55 دور سیم مسی لاکی 28SWG بپیچانید. این سیم پیچ را نیز با کاغذ عایق بپوشانید.

یک سر L2 را به کلکتور T1 و سر دیگر آن را به پایه مثبت باتری وصل کنید. یک سر L1 را به پایه مثبت باتری و بار دیگر را به محل اتصالات R5 و C4 وصل نمایید. یک سر L3 را به خازن C5 و انتهای دیگر آن را به لامپ فلورسنت وصل کنید.

لیست قطعات پروژه روشنایی اضطراری با استفاده از لامپ فلورسنت 23cm

روش آزمایش مدار

ترانسفورماتور X1 را از طریق سیم های تغذیه به شبکه 230V AC برق شهر وصل کنید. LED قرمز باید روش شود. باتری 3.6۷(شش سلول Ni – cd ) را به مدار وصل و سپس جریان شارژ باتری را اندازه گیری کنید. این جریان نباید بیشتر از 50mA DC باشد. اگر بیشتر از این مقدار بود، R1 را زیاد کنید. حال کلید S1 را وصل کنید، لامب فلورسنت نباید روشن شود. با قطع تغذیه برق شهر، لامپ فلورسنت روشن خواهد شد. جریان بیس T1 اندازه گیری کنید. از 10mA DC نباید بیشتر باشد. چنانچه بیشتر بود، R4 یا R5 را افزایش دهید. اکنون LED باید روشن باشد.

دوباره برق شهر را به مدار اعمال کنید. لامپ فلورسنت نباید روشن شود. با وصل کلید S2، لامپ فلورست روشن خواهد شد. اطمینان حاصل کنید که ترانسفورماتور X2 صدایی تولید نمی کند. (صدای وزوز).

حداکثر جریان خروجی اینورتر (جریان لامپ فلورسنت) نباید بیشتر از 300mA باشد. شارژ کامل باتری 20 ساعت طول می کشد. لامپ فلورسنت به هنگام قطع برق تا 1/5 ساعت می تواند روشن بماند.

روش تنظیم مدار

پس از ساخت مدار، چنانچه مدار کار نکرد، تغییرات زیر را انجام دهید:

1- محل اتصال دو سر L1 را با هم عوض کنید. یک سر L1 به پایه مثبت باتری و سر دیگر آن به محل اتصال R5 وصل شده است.

2- مقدار R4 یا R5 را کاهش دهید.

3- مقدار C4 را تغییر دهید (افزایش).

پیش از انجام تغییرات بالا، تغذیه و بایاس T1 را بررسی کنید. سالم بودن T1 و لامپ فلورسنت را بررسی نمایید. برای آزمایش لامپ، باید آن را با یک لامپ دیگر عوض نمود.

آزمایش فیلامان های لامپ نشانگر سالم بودن لامپ نیست، زیرا در فرکانس های بالا، لامپ با فیلامان های قطع شده نیز کار می نماید.

موارد احتیاط

1- برای ترانزیستور T1، گرمابر (Heat sink) در نظر بگیرید و آن را از بقیه مدار جدا کنید.

2- برای داشتن نور بهتر، از قاب یا منعکس کننده مناسب برای لامپ استفاده کنید.

3- برای لامپ 2.8V از منعکس کننده یا قاب چراغ قوه استفاده کنید.

4- پایه های مهتابی را کاملا محکم به سرهای سیم پیچ L3 از ترانسفورماتور X2 متصل سازید.

5- هرگز از باتری 6V برای این مدار استفاده نکنید.

6- اگر لامپ کم نور شد، کلید S1 را قطع نمایید.

مدار بدون در نظر گرفتن قاب برای آن، حدود 63000 ریال هزینه دارد.