Obr. 1. Zapojení nočního světélka
Fig. 1. Night light circuit
V článku je popsáno noční orientační světlo s LED vybavené ochranou proti proudovým impulsům.
Když jsem na podzim pobýval několik dní na horské chatě, fascinovala mne naprostá tma v noci, kterou jako obyvatel města nezažiju tak často. Doštrachat se v noci v neznámém prostředí na toaletu však bylo dost dobrodružné a tak jsem si postavil zde uvedené světélko.
Obr. 1. Zapojení nočního světélka
Fig. 1. Night light circuit
Základem zapojení na obr. 1 je kondenzátorový zdroj proudu. Ten je pro malé proudy energeticky velmi výhodný, protože má velmi malé ztráty, mnohem menší než miniaturní transformátor. Impedance kondenzátoru je nepřímo úměrná kmitočtu. To je velkou nevýhodou v případě, kdy se v rozvodné síti objevují krátké rušivé impulsy, způsobené zapínáním velkých spotřebičů s indukčním charakterem zátěže. Pro takový impuls představuje omezovací kondenzátor (zde C1) prakticky zkrat a zátěží prochází po krátkou dobu mnohonásobně větší proud. Svítivé diody jsou na tyto proudové impulsy velmi citlivé a snadno se poškodí nebo rovnou zničí. Proudovými impulsy poškozené LED svítí při jmenovitém proudu znatelně méně a při malých proudech začínají svítit až od určitého proudu. Zvláště bílé LED Oshino se poškodí velmi snadno. Proto je obvod doplněn Zenerovou diodou a rezistory R2 a R3. Rezistor R2 omezí proudový impuls na max. 300 mA. Zenerova dioda po dobu rušivého impulsu omezí napětí na 12 V a rezistor R3 zajistí, že LED nepoteče větší proud než 40 mA, což LED po krátkou dobu bez újmy vydrží.
Při sepnutém spínači prochází LED proud asi 18 mA a LED vydávají tolik světla, že lze v blízkosti svítidla i číst. Při rozepnutém spínači je procházající proud jen několik set mikroampér a intenzita světla odpovídá svitu větší doutnavky.
Noční světélko jsem vestavěl do pouzdra po miniaturní zářivce, která sloužila stejnému účelu. Původní zařízení bylo však tak nekvalitní, že "vydrželo" jen několik desítek hodin. Do pouzdra se mi však nějak nechtěla vejít deska s plošnými spoji, na které by byla většina součástek. Proto jsem součástky spojil metodou "vrabčí hnízdo". Umístění součástek je patrné z fotografie.
Obr. 2. Rozmístění součástek
Při správném zapojení součástek by obvod měl fungovat na první zapojení. Nejste-li si však jisti, že jste vše zapojili správně, vyzkoušejte si obvod po částech při malém napětí. Nejdříve připojte regulovatelný zdroj k Zenerově diodě s polaritou podle elektrolytického kondenzátoru. Pomalu zvětšujte napětí. Při napětí asi 6 V by se měly rozsvěcet LED. Při napětí asi 11 V by měl být odběr proudu asi 30 mA. Při napětí asi 12 až 13 V by se měl odběr proudu prudce zvětšovat, protože začne procházet proud i Zenerovou diodou. Napětí zvětšujte jen do proudu 100 až 200 mA. Netrapte Zenerovu diodu dlouho velkým proudem, mohla by se zničit. Pak připojte zdroj na usměrňovač na vývody označené vlnovkou. Zařízení by se mělo chovat stejně, jen všechna napětí budou asi o 1 V větší. Připojte zdroj k usměrňovači s opačnou polaritou. Obvod by měl fungovat stejně jako v předešlém případě. Nakonec ještě zkontrolujte, zda nemá kondenzátor C1 zkrat. Na jeho vývodech byste měli naměřit jen odpor paralelně připojeného rezistoru R1. Je-li vše v pořádku, zakrytujte svítidlo, přepněte spínač tak aby byl rozepnutý a zařízení připojte do síťové zásuvky. LED by se měly rozsvítit s malým jasem. Po sepnutí spínače by měly svítit naplno. Celé zařízení je při provozu galvanicky spojeno se sítí, zachovávejte proto při práci potřebnou opatrnost. Autor nenese odpovědnost za případný úraz elektrickým proudem.
Velmi nedoporučuji použít původní kondenzátor, který je pro stejnosměrné napětí 200 nebo 250 V. Vrcholová hodnota střídavého napětí 230 V je asi 320 V a pokud se použije kondenzátor s údajem stejnosměrného napětí, měl by být pro napětí 400 nebo lépe 630 V. Kondenzátor na 250 V nebo dokonce 200 V je napětově přetížený a může se časem prorazit.
Jaroslav Belza
7. 1. 2003