Pre nekoliko godina ( 20.03.2021. ) pisao sam na ovom portalu o reporterskom magnetofonu UHER-u 4000 koji se pokvario zbog stajanja. Nabavljen je pre 50 godina iz Nemačke sa dosta visokom cenom, ali je služio decenijama da bi posle dužeg stajanja prosto utihnuo. Njegova prva opravka odnosila se na složenu elektroniku napajanja elektromotora ( levo pri dnu naslovne slike ) koji na sebi ima osam izvoda, četiri sa jedne i četiri sa druge strane. Nedavna opravka podrazumevala je zamenu osušenih elektrolita koji su malih dimenzija, a što je posebno otežavajuće, ležeči su, a ne stojeći. Ležeći elektroliti se teže nabavljaju. Ovakve pipave opravke ne mogu se ničim platiti, tako da spadaju u domen ličnog zadovoljstva i htenja da takav uređaj oživi drage uspomene.

Restauracijom se bave retki majstori sa visokom cenom usluge. Pošto ne spadam u tu kategoriju ljudi, već u one koji to rade samo za vlastite potrebe, iznosim neke svoje stavove i poglede na posao koji zahteva znanje, veštinu, vreme i strpljenje. Kao prvo, moramo biti potpuno sigurni da će nam uređaj na neki način i dalje služiti. Meni UHER dan danas služi da obiman novinarski arhivski materijal prebacim sa magnetofonskih traka na diskove, ili na neki HDD, ili SSD.

Ovakve složene restauracije zahtevaju zamenu dotrajalih rezervnih delova koji se više ne proizvode, ili se mogu nabaviti po dosta visokim  cenama. Primera radi, tonska glava, te glava za snimanje na navedenom magnetofonu može se nabaviti samo iz inostranstva. Isto važi i za gumice koje služe za prenos pogona. Elektromotor ( desno pri dnu naslovne slike ), koji ima složen drajver za njegovo pokretanje i stabilnu brzinu, nabavio sam preko uvoznika iz Nemačke, a Pb baterija napona od 6 V može se povoljno naći i na domaćem tržištu.

Pošto ima ljudi koje uopšte ne zanima elektronika, ili se ne bave konstruktorskim radom, podsetio bih da bilo koje stvaralaštvo održava mentalnu higijenu  čoveka. To za mene, koji sam u penziji, puno znači, jer odgovorno tvrdim da su mi rad i misaona aktivnost pomogli u nekim teškim trenucima života kada sam pomišljao da nema izlaza. Poštujem opravdano mišljenje mladih da se danas mogu nabaviti gotovi fabrički uređaji koji će nam dobro poslužiti, ali ima takvih uređaja koji su nam godinama verno služili i kojih se ne možemo tako lako odreći, jer ostaju kao uspomena na nešto što nam je bilo lepo i značajno u životu.

Na kraju, da završim priču o reporterskom magnetofonu. Posle uspešne restauracije i ozbiljnog ulaganja u taj posao njegovu ulogu sam kombinovao sa savremenim uređajima, jer sam obilje vrednog arhivskog materijala uspešno prebacio sa traka u digitalni zapis. Kvalitet snimka se nije izgubio jer su takvi reporterski magnetofoni uvek bili na glasu. Imali su mogućnost da se sa njima preko telefonske linije reporter javi uživo sa nekog događaja, ali samo tonski, što je u odnosu na današnje domete tehnike pomalo smešno, jer moramo priznati, tehnika veoma brzo napreduje. To potvrđuje Teslino predviđanje da će doći vreme kada ćemo se slikom i tonom moći javiti sa bilo kog mesta na Zemlji.

Svetleća dioda ( LED ) je poluprovodnički element koji ima široku primenu u svetu elektronike, pre svega u optičkim komunikacijama i signalizaciji uređaja. Njena cena bila je takva da se nekada plaćalo 10 DM po komadu uz otežanu mogućnost nabavke. Danas je sasvim drugačije.

LED sadrži p-n spoj koji čine poluprovodnik p-tipa i poluprovodnik n-tipa, uglavnom GaAs, GaP, ili SiC. Kada se na p-n spoj dovede napon, emituje se elektromagnetno zračenje u optičkom i infracrvenom opsegu. Struja kroz diodu se meri miliampermetrom, a napon na njoj pomoću digitalnog voltmetra. Diode različitih boja i prečnika imaju različite vrednosti dozvoljene jačine struje i napona kojim su opterećene.

LED (svetleća) dioda je poluprovodnički element koji pri direktnoj (propusnoj) polarizaciji pretvara električni signal u svetlost. Kada je dioda direktno polarisana postoji električna sila koja privlači elektrone da pređu u p-tip, i na šupljine da pređu u n-tip poluprovodnika. Oni se susreću u zoni najveće gustine slobodnih nosilaca, na samom p-n spoju i tu dolazi do njihove rekombinacije, gde slobodni elektroni popunjavaju prazna mesta, šupljine.Tako slobodni elektroni prelaskom iz provodne u valentnu zonu rekombinuju se sa šupljinama pri čemu se oslobađa energija u obliku fotona tj. emituju se fotoni energije veće ili jednake energiji energijskog procepa. Uska oblast u kojoj se odvija rekombinacija na granici p-n spoja naziva se aktivna oblast. Svaki materijal ima različitu širinu energijskog procepa, pri čemu emituje svetlost različite talasne dužine. Za LED crvene boje to svojstvo ima (GaAsP), LED plave boje (GaN) i LED zelene boje (GaP). Ispitane su mogućnosti kombinacije dezena boja.

Postoje različiti spojevi sa LED diodama, počevši od signalizacije uređaja do primene kao svetlosnog izvora male potrošnje struje koja je izražena u mA. Paralelno spajanje LED dioda se ne preporučuje, jer se svaka od njih razlikuje po svojoj potrošnji, tako da bi se kod takvog spoja morao na svaku diodu serijski vezati otpor koji je prilagođen naponu i jačini struje. Kada spajamo LED diodu moramo znati na koji jednosmerni napon je želimo spojiti. Ako je napon na koji je spajamo manji od potrebnih 0,7 V, ili za neke 3 V, ona neće svetleti. Ako je napon veći (  recimo 12 V ), tada se u seriju mora vezati otpornik koji će „pokupiti“ ostatak napona koji njoj ne treba. Znači, ako crvenu diodu ( 0,7 V ) spojimo na 12 V, otpornik mora uzeti na sebe 11,3 V, a da pri tome osigura struju od 15 – 25 mA. U tom slučaju potrebno je redno vezati otpor minimalne vrednosti od 450 oma. Isti princip se primenjuje pri rednom vezivanju LED dioda, a proračun se vrši primenom Omovog zakona: I = U/R, gde je jačina struje od 25 - 30 mA, U = vrednost napona na otporniku koja se dobije oduzimanjem napona diode ( dioda ) od ulaznog jednosmernog napona. Ako su diode u nizu njihov pad napona je toliko puta veći koliko ih je povezano u seriju. Nikada ne treba uzimati granične vrednosti jer se osigurava duži vek trajanja LED dioda koji se, inače, kreće preko 100.000 sati rada.

Zaključimo, LED diode su mali potrošači struje koji se vezuju na jednosmerni napon. Uglavnom se vezuju serijski uz ugradnju proračunate vrednosti otpora. U slučaju da LED koristimo kao izvor svetlosti potrebno je ugraditi odgovarajuće Al hladnjake, što zavisi od njihove radne snage.

Naslovna slika: Pozadinsko LED panel svetlo dela mog radnog stola

Literatura:
1. M. Popović, Osnovi elektronike, Elektrotehnički fakultet, Beograd, 2006.
2. N. Chi, LED-based visible light communications, Tsinghua University Press, Beijing, China, 2018.
3. Zheludev, N., The life and times of LED – a 100-year history, Nature Photonic 1, 198 (2007).  

Mnogi napredni konstruktori su u nedoumici šta uraditi kada na sekundaru transformatora imaju samo jedan izvor naizmeničnog napona koji ne odgovara potrebama pri gradnji uređaja čije napajanje traži strogo dimenzionisan napon. Kupovina novog transformatora sa odgovarajućim izvodima sekundara se ne isplati, a snižavanje napona sa IC regulatorom od 1 A, ili sa tranzistorom i cener diodom ne zadovoljava potrebnu jačinu struje, ili se javlja preterano zagrevanje komponenti, jer tranzistor 2N3055 može izdržati struju do 5 A. Uspeo sam to rešiti pomoću serijske veze više ispravljačkih dioda od 10 A. Ispravljačke diode Si tipa imaju pad napona  0,6 V, čime se može dimenzionisati potreban napon.

Problem je nastao kada sam na kvalitetnom transformatoru imao samo jedan izlaz na sekundaru od 25 V, a ispravljanjem tog napona preko Grec spoja dobio sam 30 V. Bio mi je potreban napon do 15 V. Probao sam sniziti napon preko LM7815, ali njegova jačina je do 1 A. Spojio sam u paralelnu vezu više tih regulatora sa ciljem da izvučem struju do 5 A, ali su se oni opet zagrevali. Posle sam probao snižavati napon preko tranzistora 2N3055 i cener diode koja se u režimu rada grejala. Posle navedenih proba vezao sam u seriju 30 ispravljačkih dioda od 10 A koje sam postavio na plastične kleme zbog mogućnosti biranja potrebnog napona. Na kraju tog niza dioda dobio sam željeni minimalni napon od 12 V sa jačinom struje do 10 A. Pri operećenju struje preko 5 A nije bilo nikakvog zagrevanja, niti kolebanja napona čiju filtraciju sam postavio na početku i na kraju niza sa elektrolitičkim kondenzatorima kapaciteta 1.000 mF, a radnog napona na početku niza od 50 V i na kraju 30-te diode od 35 V. Peglanje napona sam izvršio sa dve oklopljene zavojnice na feritnom jezgru propuštajući struju sa plus i sa minus izvoda.

Biranje napona vrši se preko obrtnog prekidača sa više položaja, a željeni napon spajanjem izbornika sa tačkom između dve ispravljačke diode. Tako sam dobio napone od: 12 V, 15 V, 18 V, 24 V, 28 V i 30 V. Ukupan pad napona sa 30 ispravljačkih dioda je 18 V. Izlazni napon sam vodio preko analognog ampermetra vrednosti do 10 A, a kontrola napona vrši se LED diodom koja se nalazi na prednjoj strani uređaja. Napravio sam na poleđini uređaja izlaze za jaču i za slabiju struju, odnosno za bušilicu koja radi na 24 V i za LED svetlo koje sa napaja sa 12 V. Pri korišćenju navedenih potrošača nije bio nikakvog zagrevanja.

Konstrukcijom navedenog ispravljača, koji je smešten u metalnu kutiju, izbegao sam kupovinu transformatora sa više izvoda na sekundaru, ugradnju hladnjaka koji uglavnom traže više prostora i mogućnost preciznog izbora napona pri eksperimentalnom radu, ili napajanju nekog uređaja. Tako je moja hobi radionica dobila još jedan koristan uređaj.