河南led灯批发联盟

文末福利第六弹 | 手机辐射有多大?可以点亮LED!

无线电杂志 2019-01-11 03:31:03
点击上方《无线电》杂志 可订阅哦!
作者说
笔者在网上看到了国外爱好者制作的超低功耗频闪灯,其工作电压为9V,电流在10μA以下。如果选用高性能的一次性9V锂电池(容量可达1300mAh),通过简单的计算可知,此频闪灯可以持续闪亮几十年!
 
最神奇的是,只要给此电路配上一根20cm左右的金属线,此金属线吸收的电磁辐射能就可以驱动此电路!无需电池,仅仅依靠天线吸收的电磁波。

以下是笔者的神奇经历
在完成此制作后,笔者在网上选购了美国 ULTRALIFE 9V一次性特种锂电池,想让此频闪灯作为自己人生旅途中的方向灯,因为它始终在工作,坚持不懈。原本没有想到要利用电磁波的能量来驱动这个电路,因为理论上讲如果想用电磁波的能量驱动此电路,要有至少3m长的天线,还要有地线。笔者以前在制作矿石收音机时就因天线和地线的问题而受阻,此次又要用不方便的天线和地线,笔者只好暂时选择了放弃。
 
而就在一个雨夜,笔者在台灯下调试此电路,在给它接上一段软导线(充当天线与与电路之间的馈线)时,诡异的事情发生了:LED突然开始疯狂地闪耀!笔者当时吓了一跳,因为当时电路并没有使用电池,如果说软导线是天线,而也只有20cm!而且此时笔者也没给电路安地线!仅仅一小块电路板,一根20cm长的导线,LED就可以闪耀了!
 
这就是当时被台灯点亮的LED。

事后发现,软导线的确充当了天线,它吸收了节能台灯(使用灯管)所辐射出的电磁波,如果关掉台灯,LED也就不闪了。因为天线过短,自由空间的电磁波还不足以驱动此电路,而我的GSM手机却可以轻松点亮此LED。
 
这是手机来电时被点亮的LED。

那么为什么会出现这种情况?原理又是什么?笔者接下来会公布答案!

如何吸收空间中的电磁波的能量
电磁波的电场和磁场一直在变化,致使天线输出的是交流电压,且电压很低。我们的任务就是如何把高频的低幅值交流电压转化为直接可用的直流电压。
    
二极管泵就是一种用于将高频低幅值交流电转化为直流电的电路形式,其典型电路如图1所示。在本文的应用中,二极管VD1、VD2、C1构成二极管泵,在无负载时可以输出10V的电压!
   
二极管泵中的二极管必须要有很低的反向电流。比如本电路选用的1N4148,它是一种相当常见的二极管,而它在外加20V的反向电压时,反向电流仅为25nA。
 
以下是本次实验的电路图。

图中的IC1充当振荡器,电容C2通过电阻R1进行充电。在此过程中,C2上的电压上升,可知IC1引脚5的电位上升,当此电位达到C1电压的2/3时,开关模块IC1b的开关闭合,电容C1开始放电。当引脚5的电位下降到C1电压的1/3时,IC1b的开关断开。C1开始充电,在充电的过程中,引脚6的电位上升,当电位上升到触发电压时,开关模块IC1c开始工作,点亮LED。

器件选择
此电路是否能达到好的效果基本取决于IC1。IC1的型号是4016, CMOS 四双向开关。有不少厂家都生产此芯片,但在此制作中最合适的前3个分别是:Philips的HEF4016BP,TI的CD4016BE,ST的HCF4016BE。笔者选择了第三个,因为测试之后觉得更稳定。
 
这是所有的元器件。

这是完成之后的电路板。

HCF4016BE芯片。

另一个关键器件就是LED了,选择电压在1.7~1.9V的最好。可以说,驱动电压越低,电流越小,亮度越高的LED越合适。
                 
如果选用电磁波充当电路的能源,并想让LED永远闪亮,电路的应用会有些受限。虽说20cm长的天线就可以驱动此电路,并且不用接地线,但是这是针对较强电磁场而言的。没有长的天线,没有地线,自由空间的较弱电磁波就不足以驱动此电路。不过20cm长的天线也很有用,它能利用节能台灯的辐射轻松地点亮LED,手机在进行呼叫时辐射的电磁波也可以点亮LED。你可以用它来测试电器的辐射强度,也可以直观地演示电磁波是有能量的。
 

如果你只是想让LED“永远”地闪下去而不受天线的束缚,就可以选用9V电池。


美国ULTRALIFE9V,一次性特种锂电池。



电路制作与调试
本电路简单,但是因为4016是CMOS器件,还是希望大家使用IC插座,并且注意防静电。
 
除了电路图中所用的引脚3~6、8、9外,引脚12~14都与C1正极相连,引脚7与地相连。剩余的引脚悬空。为了减少不必要的能源损耗,R1应很大,C2应很小。电阻R1可用22MΩ电阻与10MΩ电阻串联。

因为大家的LED可能都不尽相同,并且每个人对LED的闪烁频率和亮度的要求都不一样,所以电路图中器件的参数对大家仅仅作为参考。大家可以通过参考下表来调试自己的电路。

接下来
开始送!

今日送书

从零起步学电子(第2版)

百年品牌ARRL的经典入门之作

《业余无线电丛书:从零起步学电子(第2版)》是一本真正从零基础开始的面向电子初学者的入门读物。全书分为4个单元,分别从电子学的作用、直流电路、交流电路、有源器件等方面详尽、生动、有趣地介绍了电子学的基本知识,包括电压、电流等基础电路参数、基础元器件功能、经典电路定律、基础电路原理等。第2版图书在保留了第1版图书轻松、幽默风格的基础上,对内容结构做了调整,并与时俱进地对知识体系进行了更新,更符合电子初学者的学习要求。


活动规则
即日起到2016年6月1日中午12点

  1. 转发本文到任意无线电或电子科技爱好者微信群朋友圈非电子科技爱好者微信群无效!

  2. 把分享的截图后台发送给小编,可以转发多个群,可以每天都转发,也可以每天多次转发,但不要转一次发几次图片(想跟小编聊天可以多夸小编漂亮)。

  3. 6月1日我们将随机抽取一名幸运读者获得这本《从零起步学电子(第2版)》,活动结果将在6月2日的微信中发布。


转起来吧!



本文为《无线电》杂志微信公众平台原创文章,详细内容及高清大图请查阅《无线电》杂志。

版权所有,转载请洽:radio@radio.com.cn

.........................................................

欢迎关注《无线电》杂志,每日阅读精彩内容


点击“阅读原文”直通购书链接