Схемы и конструкции фонариков и модернизация китайских излучателей
В жизни каждого человека бывают моменты, когда необходимо наличие освещения, а электричества нет. Это может быть и банальное отключение электроэнергии, и необходимость ремонта проводки в доме, а возможно, и лесной поход или что-либо подобное.
И, конечно же, все знают, что в таком случае выручит только электрический фонарик – компактное и в то же время функциональное устройство. Сейчас на рынке электротехники множество различных видов данного товара. Это и обычные фонари с лампами накаливания, и светодиодные, с аккумуляторами и батарейками. Да и фирм, производящих эти приборы, великое множество – «Дик», «Люкс», «Космос» и т. п.
А вот каков принцип его работы, задумываются не многие. А между тем, зная устройство и схему электрического фонарика, можно при необходимости его починить или вообще собрать собственными руками. Вот в этом вопросе и попробуем разобраться.
Простейшие фонари
Так как фонарики бывают разные, то имеет смысл начать с самого простого – с батарейкой и лампой накаливания, а также рассмотреть его возможные неисправности.
По сути, в нем нет ничего, кроме батарейки, кнопки включения и лампочки. А потому и проблем с ним особых не бывает. Вот несколько возможных мелких неприятностей, которые могут повлечь за собой отказ такого фонаря:
- Окисление любого из контактов. Это могут быть контакты выключателя, лампочки или батареи. Нужно просто почистить эти элементы схемы, и приборчик снова заработает.
- Сгорание лампы накаливания – тут все просто, замена светового элемента решит эту проблему.
- Полный разряд батареек – замена элементов питания на новые (либо зарядка, если они аккумуляторные).
- Отсутствие контакта или перелом провода. Если фонарик уже не новый, в таком случае есть смысл поменять все провода. Сделать это совершенно не сложно.
Фонарик на светодиодах
Этот вид фонарей отличается более мощным световым потоком и при этом потребляет очень мало энергии, а значит, и элементы питания в нем прослужат дольше.
Все дело в конструкции световых элементов – в светодиодах отсутствует нить накаливания, они не расходуют энергию на нагрев, ввиду этого коэффициент полезного действия таких приборов выше на 80–85%. Также велика роль дополнительного оборудования в виде преобразователя с участием транзистора, резистора и высокочастотного трансформатора.
Если аккумулятор фонарика встроенный, то с ним в комплекте обязательно идет и зарядное устройство.
Схема подобного фонаря состоит из одного или нескольких светодиодов, преобразователя напряжения, выключателя и элемента питания. В более ранних моделях фонариков количество потребления энергии светодиодами должно было соответствовать вырабатываемому источником.
Сейчас эта проблема решена при помощи преобразователя напряжения (его также называют умножителем). Собственно, он-то и является главной деталью, которую содержит электрическая схема фонарика.
При желании сделать такой прибор своими руками особых сложностей не возникнет.
Транзистор, резистор и диоды – не проблема. Самым непростым моментом будет намотка высокочастотного трансформатора на ферритовом кольце, который называется блокинг-генератор.
Но и с этим можно справиться, взяв подобное колечко из неисправного электронного пускорегулирующего аппарата энергосберегающей лампы. Хотя, конечно, если не хочется возиться или нет времени, то в продаже можно найти высокоэффективные преобразователи, такие как 8115. С их помощью, при применении транзистора и резистора, и стало возможным изготовление светодиодного фонарика на одной батарейке.
Сама же схема светодиодного фонаря подобна простейшему прибору, и на ней останавливаться не стоит, т. к. собрать ее способен даже ребенок.
Кстати, при применении в схеме преобразователя напряжения на старом, простейшем фонаре, работающем от квадратной батареи в 4.5 вольт, которую сейчас уже не купить, можно будет спокойно ставить элемент питания в 1.5 вольт, т. е. обычную «пальчиковую» или «мизинчиковую» батарею.
Никакой потери в световом потоке наблюдаться не будет. Основная задача при этом – иметь хотя бы малейшее представление о радиотехнике, буквально на уровне знания, что такое транзистор, а также уметь держать в руках паяльник.
Доработка китайских фонариков
Иногда бывает так, что купленный (с виду вполне качественный) фонарик с аккумулятором полностью отказывает. И вовсе не обязательно покупатель виноват в неправильной эксплуатации, хотя и это тоже встречается. Чаще – это ошибка при сборке китайского фонарика в погоне за количеством в ущерб качеству.
Конечно, в таком случае придется его переделать, как-то модернизировать, ведь потрачены деньги. Сейчас необходимо понять, как это сделать и возможно ли побороться с китайским производителем и выполнить ремонт такого прибора самостоятельно.
Рассматривая наиболее часто встречающийся вариант, при котором при включении прибора в сеть индикатор зарядки светится, но фонарь не заряжается и не работает, можно заметить вот что.
Обычная ошибка производителя – индикатор заряда (светодиод) включается в цепь параллельно с аккумулятором, чего допускать никак нельзя. При этом покупатель включает фонарь, и видя, что тот не горит, снова подает питание на заряд. В результате – перегорание всех светодиодов разом.
Дело в том, что не все производители указывают, что заряжать подобные устройства с включенными светодиодами нельзя, т. к. отремонтировать их будет невозможно, останется только заменить.
Итак, задача по модернизации – подключить индикатор заряда последовательно с аккумулятором.
Модернизация китайского бракаКак видно из схемы, эта проблема вполне решаема.
А вот если китайцы в свое изделие поставили резистор 0118, то светодиоды придется менять постоянно, т. к. ток, поступающий на них, будет очень высоким, и какие бы световые элементы ни были установлены – они не выдерживают нагрузки.
Налобный светодиодный фонарь
В последние годы подобный световой прибор получил достаточно широкое распространение.
Действительно, ведь очень удобно, когда руки свободны, а луч света бьет туда, куда смотрит человек, в этом как раз главное преимущество налобного фонарика. Раньше таким могли похвастаться только шахтеры, да и то для его ношения нужна была каска, на которую фонарь, собственно, и крепился.
Сейчас же крепление подобного прибора удобно, носить его можно при любых обстоятельствах, да и на поясе не висит довольно объемный и тяжелый аккумулятор, который, к тому же, еще и обязательно нужно раз в сутки заряжать. Современный намного меньше и легче, притом имеет очень маленькое энергопотребление.
Так что же представляет собой подобный фонарь? А принцип его работы нисколько не отличается от светодиодного. Варианты исполнения такие же – аккумуляторный или со съемными элементами питания. Количество светодиодов варьируется от 3 до 24 в зависимости от характеристик батареи и преобразователя.
К тому же обычно такие фонари имеют 4 режима свечения, а не один. Это слабый, средний, сильный и сигнальный – когда светодиоды моргают через короткие промежутки времени.
Режимами налобного светодиодного фонарика управляет микроконтроллер. Причем при его наличии возможен даже режим стробоскопа. К тому же светодиодам это совсем не вредит, в отличие от ламп накаливания, т. к. их срок службы не зависит от количества циклов включения-выключения по причине отсутствия нити накаливания.
Так какой же фонарь выбрать?
Конечно, фонарики могут быть различными и по потребляемому напряжению (от 1.5 до 12 В), и с различными выключателями (сенсорный или механический), с наличием звукового оповещения о разряде батареи. Это может быть оригинал или его аналоги. Да и не всегда можно определить, что же за прибор перед глазами. Ведь пока он не выйдет из строя и не начнется его ремонт, нельзя увидеть, какая в нем стоит микросхема или транзистор. Наверное, лучше выбирать тот, который нравится, а возможные проблемы решать уже по мере поступления.
Страница не найдена — ЛампаГид
Люминесцентные лампы
С детства всем знакома конструкция «лампочки Ильича».
Она состоит из цоколя, стеклянной колбы и
Квартира и офис
Вряд ли найдется такая квартира, в которой не было бы зеркал. Вся жизнь человека
Дом и участок
Стильное, продуманное освещение беседки позволяет повысить комфорт в вечернее и темное время суток. Выбор
Дом и участок
Лампочки – расходные материалы, которые в зависимости от качества производства и условий эксплуатации имеют
Квартира и офис
Свет – основа жизни.
Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления
Монтаж
Всегда перед началом ремонтных работ в помещении по переносу точек включения светильников необходимо заранее
Страница не найдена — ЛампаГид
Монтаж
Кухня по времени пребывания жильцов в квартире или доме занимает лидирующие позиции. Она используется
Светодиоды
Не так давно обязательным атрибутом городской культуры была неоновая реклама. О ней даже пели песни,
Квартира и офис
Для украшения интерьера, применяя современные материалы и нехитрые технологии, можно своими руками быстро сделать
Квартира и офис
Основное количество времени, свободного от работы, хозяйка проводит в заботах и хлопотах на кухне.
Прочее
Правильно установленная система освещения крайне важна для автомобиля, всегда актуален вопрос бесперебойной работы дальнего
Улица
Бегущие огни на светодиодах – один из вариантов автоматического устройства, основанного на осветительных приборах типа LED
МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ
Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или сходил куда нибудь).
Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3 Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый), но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор за вами.Первый вариант схемы фонарика
На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ? Если не верите, посчитайте сами.
Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт, отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток потребления: (4.2 — 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 — плавный пуск для безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:
Приступим ко второму варианту диодного фонаря
Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно: КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и открывается вторым. Вариант расположения деталей:
Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с применением дополнительного светодиода.
Кому интересно читаем, может пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или пропускаем и переходим к последнему варианту.
Теперь о самом светодиоде.
Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор (КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество деталей.
Третий вариант LED фонаря
Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости 14А*часа. Принципиальная эл. схема:
Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 — 99%, если не верите — посчитайте.
Фото готового самодельного устройства:Форум по самодельным LED фонарикам
Форум по обсуждению материала МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ
Принципиальная Электрическая Схема Фонаря — tokzamer.ru
Зарядный ток в амперах обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах. Далее нужно параллельно цепочке HL1-R2 подключить резистор Rd, проходя через который ток зарядки аккумулятора будет создавать необходимое падение напряжения для обеспечения свечения светодиода HL1.
Если использовать светиков больше 6 штук — начинает сильно греться транзистор, яркость свечения падает. Виктор Донской.
Однако на практике это не совсем так, т. В данном случаи, теоретически, если не обращать внимание на габариты, то чем больше индуктивность, тем лучше по всем показателем.
Ремонт налобного фонаря
Если все сделано правильно преобразователь начинает работать .
Простейший расчет показывает, что такой фонарик на светодиодах будет значительно экономичней.
Источником питания является одна минипальчиковая батарейка с напряжением 1,5 Вольт. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.
Каждый из нас выбирает тип фонарика по своему усмотрению: налобный фонарик;.
Когда светодиодный фонарик стоит на зарядке в сети В, категорический нельзя включать и отключать светодиоды кнопкой отключения, так как в момент переключения возникают скачки напряжения, что приведет к перегоранию светодиодов.
Ремонт обычного фонарика
Схема светодиодного фонарика
Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора. Так вот у меня есть специальная коробка для мобильных остатков шнурки, старые батареи, карточки и т. А располагать светодиоды удобнее в линейку, на расстоянии около 5 мм друг от друга, например, как это показано в конструкции на рисунке ниже. Следовательно конденсатор С будет оставаться в заряженном состоянии.
Если светодиод не светит, необходимо поменять местами крайние выводы первичной или вторичной обмотки трансформатора. Если блокинг генератор не запустился — вы перепутали концы обмоток трансформатора.
Парафин для заливания всего преобразователя.
Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя.
По заявлению производителя световой поток фонаря достигает метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече. Как получают переменный ток — преобразование механической энергии в электрическую энергию при помощи генератора.
Я измерял выходное напряжение, и оно составило В. Разумеется, возможно, применение и других светодиодов с напряжением питания 2, В.
Устройство заряда аккумуляторов для фонаря Для подзаряда аккумуляторов от бортовой сети автомобиля можно воспользоваться схемой, показанной на рисунке ниже.
Садовый фонарь на солнечной батарее. Как он …
Проекты по теме:
К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов.
Ремонт зарядного устройства Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие. После 15 мин.
Недостатком схемы является высокое 1,25V напряжение на входе FB вывод 8. Проволока 0,1 мм — витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное колечко. Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора.
Светодиод был подключен через ограничительный резистор 6,2 Ом, ток потребления светодиода составил мА. Спасибо за статью. Вот такая простая защита. Минус крепим к плечевой части, с помощью завинчивающей крышки просто зажав провод крышкой.
Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается. Только если сделать отдельную схемку для мигания на NE Ирина Спасибо, что ответили!
По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора. При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Однако на практике это не совсем так, т. Но, хочу заострить ваше внимание, если корпус фонарика металлический — зарядное устройство туда не монтируйте, а сделайте его выносным, то есть отдельно. Назначение кружка — двойное.
Состоит из двух ячеек по 2 вольта, соединённых последовательно. Типовыми неисправностями фонариков с аккумулятором являются: Выход из строя элементов сетевого выпрямителя диодов, электролитического конденсатора, резистора в цепи индикации ; Неисправность кнопки-выключателя легко чинится любой подходящей кнопкой с фиксацией или же рокерным выключателем ; Деградация старение аккумулятора;.
При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. Этот фонарик за доллара. Все три светодиода от аккумуляторов при номинальном напряжении 3,6 В потребляют ток не более 75…80 мА по мере разряда элементов ток будет снижаться, но все равно свечение будет достаточно ярким для подсветки. Введение транзисторов выровняло яркость, однако они имеют сопротивление и на них падает напряжение, что вынуждает преобразователь повышать уровень выходного до 4В, для снижения падения напряжения на транзисторах можно предложить схему на рис. Как оказалось в ручке небыло радиоэлектронных элементов.
✅ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ СВОИМИ РУКАМИ
Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01
При этом аккумуляторы не придется вынимать из отсека фонарика, если на его корпусе установить соединительный разъем Х2. В авторском варианте в качестве трансформаторного блока применен стандартный блок, предназначенный для питания модемов.
Алюминиевая плечевая часть тюбика от зубной пасты , крема и т.
Для простоты и наглядного примера рассмотрим простейший генератор, состоящий из двух полюсного магнита и одной обмотки. Настройка электрической схемы фонаря сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Он настолько слаб, что полежав неделю, уже не горит.
Брать делитель еще меньше, чтобы понизить напряжение в точке V2, нельзя т. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света. В схеме для получения высокого КПД желательно использовать чип-компоненты.
Смотрите также: Гост на прокладку кабеля в земле
На этот раз речь пойдёт о фонарике с аккумулятором. Его можно сделать из железной проволоки 0.
Если не сложно сбросьте параметры катушки. Диод Шоттки. Трансформатор я делал на небольшом ферритовом кольце — выпаянном из нерабочей материнки. Master
Ремонт бытовой техники своими руками
Можно ли собрать схему на более простых компонентах транзисторах? Так как LP это микромощный стабилизатор, ток до mA , то пришлось поэкспериментировать. Обязательно попробую скорее всего на выходных , надеюсь на успех!
Операционный усилитель U2B — усиливает напряжение, снимаемое с датчика тока. Доработка Фонарика vlad — Затем переменное напряжение после гасящего конденсатора выпрямляется диодным мостом на диодах VD1 — VD4 1N С увеличением номинала резистора допустимое напряжение разряда увеличивается, и наоборот.
ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде
Фонарь светодиодный – ремонт, схема, замена аккумулятора
Для безопасности и возможности продолжать активную деятельность в темное время суток человек нуждается в искусственном освещении. Первобытные люди раздвигали темень, поджигая ветки деревьев, далее придумали факел и керосинку. И только после изобретения французским изобретателем Джорджем Лекланше в 1866 году прототипа современной батарейки, а в 1879 году Томсоном Эдисоном лампы накаливания, у Дэвида Майзела появилась возможность запатентовать 1896 году первый электрический фонарь.
С тех пор в электрической схеме новых образцов фонарей ничего не изменялось, пока в 1923 году российский ученый Олег Владимирович Лосев не нашёл связь люминесценции в карбиде кремния и p-n-переходе, а в 1990 году ученым не удалось создать светодиод с большей светоотдачей, позволяющий заменить лампочку накаливания. Применение светодиодов вместо ламп накаливания, благодаря низкому энергопотреблению светодиодов, позволило многократно увеличить время работы фонарей при той же емкости батареек и аккумуляторов, повысить надежность фонариков и практически снять все ограничения на область их использования.
Светодиодный аккумуляторный фонарь, который Вы видите на фотоснимке попал мне в ремонт с жалобой, что купленный на днях китайский фонарик Lentel GL01 за $3, не светит, хотя индикатор заряда аккумулятора светится.
Внешний осмотр фонаря произвел положительное впечатление. Качественное литье корпуса, удобная ручка и выключатель. Стержни вилки для подключения к бытовой сети для зарядки аккумулятора сделаны выдвижными, что исключает необходимость хранения сетевого шнура.
Внимание! При разборке и ремонте фонаря, если он подключен к сети следует соблюдать осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.
Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01
Хотя фонарик подлежал гарантийному ремонту, но вспоминая свои хождения при при гарантийном ремонте отказавшего электрочайника (чайник был дорогим и в нем перегорел ТЭН, поэтому своими руками его отремонтировать не представлялось возможным), решил заняться ремонтом самостоятельно.
Разобрать фонарь оказалось легко. Достаточно повернуть на небольшой угол против часовой стрелки кольцо, фиксирующее защитное стекло и оттянуть его, затем отвинтить несколько саморезов. Оказалось кольцо фиксируется на корпусе с помощью байонетного соединения.
После снятия одной из половинок корпуса фонарика появился доступ ко всем его узлам. Слева на фотоснимке видна печатная плата со светодиодами, к которой прикреплен с помощью трех саморезов рефлектор (отражатель света). В центре расположен аккумулятор черного цвета с неизвестными параметрами, имеется только маркировка полярности выводов. Правее аккумулятора находится печатная плата зарядного устройства и индикации. Справа установлена сетевая вилка с выдвижными стержнями.
При внимательном рассмотрении светодиодов оказалось, что на излучающих поверхностях кристаллов всех светодиодов имелись черные пятна или точки. Стало ясно даже без проверки светодиодов мультиметром, что фонарик не светит по причине их перегорания.
Почерневшие области имелись также на кристаллах двух светодиодов, установленных в качестве подсветки на плате индикации зарядки аккумулятора. В светодиодных лампах и лентах обычно выходит из строя один светодиод, и работая как предохранитель, защищает остальные от перегорания. А в фонаре вышли из строя все девять светодиодов одновременно. Напряжение на аккумуляторе не могло увеличиться до величины, способной вывести светодиоды из строя. Для выяснения причины пришлось начертить электрическую принципиальную схему.
Поиск причины отказа фонаря
Электрическая схема фонаря состоит из двух функционально законченных частей. Часть схемы, расположенная левее переключателя SA1, выполняет функцию зарядного устройства. А часть схемы, изображенная справа от переключателя, обеспечивает свечение.
Работает зарядное устройство следующим образом. Напряжение от бытовой сети 220 В поступает на токоограничивающий конденсатор С1, далее на мостовой выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. С выпрямителя напряжение подается на клеммы аккумулятора. Резистор R1 служит для разряда конденсатора после изъятия вилки фонарика из сети. Таким образом, исключается удар током от разряда конденсатора в случае случайного прикосновения рукой одновременно двух штырей вилки.
Светодиод HL1, включенный последовательно с токоограничивающим резистором R2 в противоположном направлении с правым верхним диодом моста, как, оказалось, светится всегда при вставленной вилке в сеть, даже если аккумулятор неисправен или отсоединен от схемы.
Переключатель режимов работы SA1 служит для подключения к аккумулятору отдельных групп светодиодов. Как видно из схемы получается, что если фонарь подключен к сети для зарядки и движок переключателя находится в положении 3 или 4, то напряжение с зарядного устройства аккумулятора попадает и на светодиоды.
Если человек включил фонарик и обнаружил, что он не работает, и, не зная, что движок выключателя обязательно необходимо установить в положение «выключено», о чем в инструкции по эксплуатации фонаря ничего не сказано, подключит фонарь к сети на зарядку, то за счет броска напряжения на выходе зарядного устройства на светодиоды попадет напряжение, значительно превышающее расчетное. Через светодиоды потечет ток, превышающий допустимый и они перегорят. При старении кислотного аккумулятора за счет сульфатации свинцовых пластин напряжение заряда аккумулятора возрастает, что тоже приводит к перегоранию светодиодов.
Еще одно схемное решение, которое удивило, это параллельное включение семи светодиодов, что недопустимо, так как вольтамперные характеристики даже светодиодов одного типа отличаются и поэтому проходящий ток через светодиоды тоже будет не одинаковым. По этой причине при выборе номинала резистора R4 из расчета протекания через светодиоды максимально допустимого тока, один из них может перегружаться и выйти из строя, а это приведет к перегрузке по току параллельно включенных светодиодов, и они тоже перегорят.
Переделка (модернизация) электрической схемы фонаря
Стало очевидным, что поломка фонаря связана с ошибками, допущенными разработчиками его электрической принципиальной схемы. Чтобы отремонтировать фонарь и исключить его повторную поломку необходимо его переделать, заменив светодиоды и внести незначительные изменения в электрическую схему.
Для того чтобы индикатор заряда аккумулятора действительно сигнализировал о его зарядке, необходимо светодиод HL1 включить последовательно с аккумулятором. Для свечения светодиода необходим ток несколько миллиампер, а выдаваемый ток зарядным устройством должен составлять около 100 мА.
Для обеспечения этих условий достаточно отсоединить HL1-R2 цепочку от схемы в местах, указанных красными крестиками и параллельно с ней установить дополнительный резистор Rd номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт. Ток заряда, протекая через Rd будет создавать на нем падение напряжения около 3 В, которое обеспечить необходимый ток для свечения индикатора HL1. Заодно точку соединения HL1 и Rd необходимо подключить к выводу 1 переключателя SA1. Таким простым способом будет исключена возможность подачи напряжения с зарядного устройства на светодиоды EL1-EL10 во время заряда аккумулятора.
Для выравнивания величины токов, протекающих через светодиоды EL3-EL10, необходимо исключить из схемы резистор R4 и последовательно с каждым светодиодом включить отдельный резистор номиналом 47-56 Ом.
Электрической схема после доработки
Внесенные в схему незначительные изменения повысили информативность индикатора заряда недорогого китайского светодиодного фонаря и многократно повысили его надежность. Надеюсь, что производители светодиодных фонарей после прочтения этой статьи внесут изменения в электрические схемы своих изделий.
После модернизации электрическая принципиальная схема приняла вид, как на чертеже выше. Если необходимо освещать фонариком продолжительное время и не требуется большой яркости его свечения, то можно дополнительно установить токоограничивающий резистор R5, благодаря которому время работы фонарика без подзарядки увеличится в два раза.
Ремонт светодиодного аккумуляторного фонаря
После разборки в первую очередь нужно восстановить работоспособность фонаря, а потом уже заниматься модернизацией.
Проверка светодиодов мультиметром подтвердила их неисправность. Поэтому все светодиоды пришлось выпаять и освободить от припоя отверстия для установки новых диодов.
Судя по внешнему виду, на плате были установлены ламповые светодиоды из серии HL-508H диаметром 5 мм. В наличии имелись светодиоды типа HK5h5U от линейной светодиодной лампы с близкими техническими характеристиками. Они и пригодились для ремонта фонаря. При запайке светодиодов на плату нужно не забывать соблюдать полярность, анод должен быть соединен с плюсовым выводом аккумулятора или батарейки.
После замены светодиодов печатная плата была подключена к схеме. Яркость свечения некоторых светодиодов из-за общего токоограничивающего резистора несколько отличалась от других. Для устранения этого недостатка необходимо удалить резистор R4 и заменить его семью резисторами, включив последовательно с каждым светодиодом.
Для выбора резистора, обеспечивающего оптимальный режим работы светодиода, была измерена зависимость величины тока, протекающего через светодиод, от величины последовательно включенного сопротивления при напряжении 3,6 В, равному напряжению аккумуляторной батареи фонаря.
Исходя из условий применения фонаря (в случае перебоев подачи в квартиру электроэнергии) большой яркости и дальности освещения не требовалось, поэтому резистор был выбран номиналом 56 Ом. С таким токоограничивающим резистором светодиод будет работать в легком режиме, и потребление электроэнергии будет экономным. Если от фонаря требуется выжать максимальную яркость, то следует применить резистор, как видно из таблицы, номиналом 33 Ом и сделать два режима работы фонарика, включив еще один общий токоограничивающий резистор (на схеме R5) номиналом 5,6 Ом.
Чтобы включить последовательно с каждым светодиодом резистор, необходимо предварительно подготовить печатную плату. Для этого на ней нужно перерезать по одной любой токоведущей дорожке, подходящей к каждому светодиоду и сделать дополнительные контактные площадки. Токоведущие дорожки на плате защищены слоем лака, который необходимо соскоблить лезвием ножа до меди, как на фотоснимке. Затем оголенные контактные площадки залудить припоем.
Подготавливать печатную плату для монтажа резисторов и припаивать их лучше и удобнее, если плату закрепить на штатном рефлекторе. В этом случае поверхность линз светодиодов не будет царапаться, и удобнее будет работать.
Подключение диодной платы после ремонта и модернизации к аккумулятору фонаря показало достаточную для освещения и одинаковую яркость свечения всех светодиодов.
Не успел отремонтировать предыдущий фонарь, как в ремонт попал второй, с такой же неисправностью. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.
По дате на корпусе фонарика и на аккумуляторе удалось установить, что фонарю уже четыре года и со слов его хозяина фонарь работал безотказно. Очевидно, что прослужил фонарик долго благодаря предупреждающей надписи «Не включать во время зарядки!» на откидной крышке, закрывающей отсек, в котором спрятана вилка для подключения фонаря к электросети для зарядки аккумулятора.
В этой модели фонаря светодиоды включены в схему по правилам, последовательно с каждым установлен резистор номиналом 33 Ом. Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора. Проверка мультиметром показала, что все светодиоды неисправны, резисторы тоже оказались в обрыве.
Анализ причины отказа светодиодов показал, что за счет сульфатации пластин кислотного аккумулятора его внутреннее сопротивление увеличилось и как следствие, напряжение его зарядки возросло в несколько раз. Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя. Пришлось заменить не только светодиоды, но и все резисторы. Исходя из выше оговоренных условиях эксплуатации фонаря были для замены выбраны резисторы номиналом 47 Ом. Величину резистора для любого типа светодиода можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора.
Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора
Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора. Для этого необходимо перерезать дорожку на печатной плате зарядного устройства и индикации таким образом, чтобы цепочку HL1-R2 со стороны светодиода отсоединить от схемы.
Далее нужно параллельно цепочке HL1-R2 подключить резистор Rd, проходя через который ток зарядки аккумулятора будет создавать необходимое падение напряжения для обеспечения свечения светодиода HL1.
Свинцово-кислотный AGM аккумулятор был доведен до глубокого разряда, и попытка зарядить его штатным зарядным устройством не привела к успеху. Пришлось аккумулятор заряжать с помощью стационарного блока питания с функцией ограничения тока нагрузки. На аккумулятор было подано напряжение 30 В, при этом он в первый момент времени потреблял ток всего несколько мА. Со временем ток начал возрастать и через несколько часов увеличился до 100 мА. После полной зарядки аккумулятор был установлен в фонарь.
Зарядка глубоко разряженных свинцово-кислотный AGM аккумуляторов в результате долгого хранения повышенным напряжением позволяет восстановить их работоспособность. Способ проверен мною на AGM аккумуляторах не один десяток раз. Новые аккумуляторы, не желающие заряжаться от стандартных зарядных устройств, при зарядке от постоянного источника при напряжении 30 В восстанавливаются практически до первоначальной емкости.
Аккумулятор был несколько раз разряжен включением фонарика в рабочий режим и заряжен с помощью штатного зарядного устройства. Измеренный ток заряда составил 123 мА, при напряжении на выводах аккумулятора 6,9 В. К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов. То есть емкость аккумулятора составляла около 0,2 А×часа и для продолжительной работы фонаря необходима его замена.
HL1-R2 цепочка на печатной плате была удачно размещена, и понадобилось под углом перерезать всего одну токоведущую дорожку, как на фотоснимке. Ширина реза должна быть не менее 1 мм. Расчет номинала резистора и проверка на практике показала, что для стабильной работы индикатора зарядки аккумулятора необходим резистор номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт.
На фотоснимке представлена печатная плата с запаянным токоограничивающим резистором. После такой доработки индикатор заряда аккумулятора светится только в случае, если действительно происходит заряд аккумулятора.
Модернизация переключателя режимов работы
Для завершения работы по ремонту и модернизации фонарей необходимо выполнить перепайку проводов на выводах переключателя.
В моделях ремонтируемых фонарей для включения применен четырех позиционный переключатель движкового типа. Средний вывод на приведенной фотографии является общим. При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. При перемещении движка переключателя из крайнего левого положения на одну позицию вправо, общий его вывод подключается ко второму выводу и при дальнейшем перемещении движка последовательно к 4 и 5 выводам.
К среднему общему выводу (смотри фотографию выше) нужно припаять провод, идущий от положительного вывода аккумулятора. Таким образом, появится возможность подключать аккумулятор к зарядному устройству или светодиодам. К первому выводу можно припаять провод, идущий от основной платы со светодиодами, ко второму можно припаять токоограничивающий резистор R5 величиной 5,6 Ом для возможности переключения фонарика в энергосберегающий режим работы. К крайнему правому выводу припаять проводник, идущий от зарядного устройства. Таким образом будет исключена возможность включить фонарь во время зарядки аккумулятора.
Ремонт и модернизация
светодиодного аккумуляторного фонаря-прожектора «Фотон PB-0303»
Попал мне в ремонт еще один экземпляр из ряда светодиодных фонарей китайского производства под названием Светодиодный фонарь-прожектор «Фотон PB-0303». Фонарь при нажатии на кнопку включения не реагировал, попытка зарядить аккумулятор фонаря с помощью зарядного устройства к успеху не привела.
Фонарь мощный, дорогой, стоит около $20. По заявлению производителя световой поток фонаря достигает 200 метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече.
Светодиодный фонарь Фотон обладает хорошей ремонтопригодностью. Для получения доступа к электрической схеме достаточно открутить пластмассовое кольцо, удерживающее защитное стекло, вращая кольцо против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды.
При ремонте любых электроприборов поиск неисправности всегда начинается с источника питания. Поэтому первым делом было измерено с помощью мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения, напряжение на выводах кислотного аккумулятора. Оно составил 2,3 В, вместо 4,4 В положенных. Аккумулятор был полностью разряжен.
При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Фонариком пользовались, пока аккумулятор полностью не разрядился, а затем он продолжительное время не эксплуатировался, что и привело к глубокой разрядке аккумулятора.
Осталось проверить исправность светодиодов и остальных элементов. Для этого был снять отражатель, для чего были откручены шесть саморезов. На печатной плате находилось всего три светодиода, ЧИП (микросхема) в виде капельки, транзистор и диод.
От платы и аккумулятора пять проводов уходило в ручку. Для того, чтобы разобраться в их подключении понадобилось ее разобрать. Для этого нужно крестовой отверткой открутить внутри фонаря два винта, которые были расположены рядом с отверстием, в которые уходили провода.
Для отсоединения ручки фонаря от его корпуса ее необходимо сдвинуть в сторону от винтов крепления. Делать это нужно аккуратно, чтобы не оторвать от платы провода.
Как оказалось в ручке не было радиоэлектронных элементов. Два белых провода были припаяны к выводам кнопки включения/выключения фонаря, а остальные к разъему для подключения зарядного устройства. К 1 выводу разъема (нумерация условная) был припаян провод красного цвета, который вторым концом был припаян к плюсовому входу печатной платы. Ко второму контакту был припаян сине-белый проводник, который вторым концом был припаян к минусовой площадке печатной платы. К 3 выводу был припаян зеленый провод, второй конец которого был припаян к минусовому выводу аккумулятора.
Электрическая принципиальная схема
Разобравшись с проводами, спрятанными в ручке можно начертить электрическую принципиальную схему фонаря Фотон.
С отрицательного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на вывод 3 разъема Х1 и далее с его вывода 2 через сине-белый проводник поступает на печатную плату.
Разъем Х1 устроен таким образом, что когда штекер зарядного устройства в него не вставлен, то выводы 2 и 3 соединяются между собой. Когда штекер вставляется, то выводы 2 и 3 разъединяются. Таким образом, обеспечивается автоматическое отключение электронной части схемы от зарядного устройства, исключающей возможность случайного включения фонаря во время зарядки аккумулятора.
С положительного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на D1 (микросхема-чип) и эмиттер биполярного транзистора типа S8550. ЧИП выполняет только функцию триггера, позволяющего кнопкой без фиксации включать или выключать свечение светодиодов EL (⌀8 мм, цвет свечения – белый, мощность 0,5 Вт, ток потребления 100 мА, падение напряжения 3 В.). При первом нажатии на кнопку S1 с микросхемы D1 на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, он открывается и на светодиоды EL1-EL3 поступает питающее напряжение, фонарь включается. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается.
С технической точки зрения такое схемное решение безграмотно, так как повышает стоимость фонаря, снижает его надежность, и в дополнение за счет падения напряжения на переходе транзистора Q1 теряется до 20% емкости аккумулятора. Такое схемное решение оправдано при наличии возможности регулировки яркости светового луча. В данной модели вместо кнопки достаточно было поставить механический выключатель.
Вызвало удивление, что в схеме светодиоды EL1-EL3 подключены параллельно к аккумулятору как лампочки накаливания, без токоограничивающих элементов. В результате при включении через светодиоды проходит ток, величина которого ограничена только внутренним сопротивлением аккумулятора и при его полном заряде ток может превысить допустимый для светодиодов, что приведет выходу их из строя.
Проверка работоспособности электрической схемы
Для проверки исправности микросхемы, транзистора и светодиодов от внешнего источника питания с функцией ограничения тока было подано с соблюдением полярности напряжение постоянного тока 4,4 В непосредственно на выводы питания печатной платы. Величина ограничения тока была выставлена 0,5 А.
После нажатия кнопки включения светодиоды засветили. После повторного нажатия – погасли. Светодиоды и микросхема с транзистором оказались исправными. Осталось разобраться с аккумулятором и зарядным устройством.
Восстановление кислотного аккумулятора
Так как кислотный аккумулятор емкостью 1,7 А был полностью разряжен, а штатное зарядное устройство было неисправно то решил его зарядить от стационарного блока питания. При подключении аккумулятора для зарядки к блоку питания с установленным напряжением 9 В, ток заряда составил менее 1 мА. Напряжение было увеличено, до 30 В — ток возрос до 5 мА, и через час под таким напряжением составил уже 44 мА. Далее напряжение было снижено до 12 В, ток упал до 7 мА. После 12 часов заряда аккумулятора при напряжении 12 В ток поднялся до 100 мА, таким током и заряжался аккумулятор в течении 15 часов.
Температура корпуса аккумулятора была в пределах нормы, что свидетельствовало о том, что ток зарядки идет не на выделение тепла, а на накопление энергии. После заряда аккумулятора и доработки схемы, о которой речь пойдет ниже, были проведены испытания. Фонарь с восстановленным аккумулятором просветил беспрерывно 16 часов, после чего начала падать яркость луча и поэтому он был выключен.
Описанным выше способом мне приходилось неоднократно восстанавливать работоспособность глубоко разряженных малогабаритных кислотных аккумуляторов. Как показала практика, восстановлению подлежат только исправные аккумуляторы, о которых на некоторое время забыли. Кислотные аккумуляторы, которые выработали свой ресурс, восстановлению не подлежат.
Ремонт зарядного устройства
Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие.
Судя по стикеру, наклеенному на корпус адаптера, он представлял собой блок питания, выдающий нестабилизированное постоянное напряжение величиной 12 В с максимальным током нагрузки 0,5 А. В электрической схеме не было элементов, ограничивающих величину тока зарядки, поэтому возник вопрос, а почему в качестве зарядного устройства использовался обыкновенный блок питания?
Когда адаптер был вскрыт, то появился характерный запах горелой электропроводки, что свидетельствовало о том, что обмотка трансформатора сгорела.
Прозвонка первичной обмотки трансформатора показала, что она в обрыве. После разрезания первого слоя ленты, изолирующего первичную обмотку трансформатора, был обнаружен термопредохранитель, рассчитанный на температуру срабатывания 130°С. Проверка показала, что как первичная обмотка, так и термопредохранитель неисправны.
Ремонт адаптера был экономически нецелесообразен, так как необходимо перемотать первичную обмотку трансформатора и установить новый термопредохранитель. Заменил его аналогичным, который был под рукой, на напряжение постоянного тока 9 В. Гибкий шнур с разъемом пришлось перепаять от сгоревшего адаптера.
На фотографии представлен чертеж электрической схемы сгоревшего блока питания (адаптера) светодиодного фонаря «Фотон». Адаптер для замены был собран по такой же схеме, только с выходным напряжением 9 В. Такого напряжения вполне достаточно для обеспечения требуемого тока заряда аккумулятора с напряжением 4,4 В.
Для интереса подключил фонарь к новому блоку питания и измерял ток зарядки. Величина его составила 620 мА, и это при напряжении 9 В. При напряжении 12 В ток был порядка 900 мА, значительно превышающий нагрузочную способность адаптера и рекомендуемый ток заряда аккумулятор. По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора.
Доработка электрической принципиальной схемы
светодиодного аккумуляторного фонаря «Фотон»
Для устранения схемотехнических нарушений с целью обеспечения надежной и долговременной работы в схему фонаря были внесены изменения и выполнена доработка печатной платы.
На фотографии представлена электрическая принципиальная схема переделанного светодиодного фонаря «Фотон». Синим цветом, показаны дополнительно установленные радиоэлементы. Резистор R2 ограничивает ток заряда аккумулятора до 120 мА. Для увеличения тока зарядки нужно уменьшить номинал резистора. Резисторы R3-R5 ограничивают и выравнивают ток, протекающий через светодиоды EL1-EL3 при свечении фонаря. Светодиод EL4 с последовательно включенным токоограничивающим резистором R1 установлен для индикации процесса зарядки аккумулятора, так как разработчиками конструкции фонаря об этом не позаботились.
Для установки на плате токоограничивающих резисторов печатные дорожки были перерезаны, как показано на фотографии. Ограничивающий ток заряда резистор R2 был припаян одним концом к контактной площадке, к которой до этого был припаян положительный провод, идущий от зарядного устройства, а отпаянный провод припаян ко второму выводу резистора. К этой же контактной площадке был припаян дополнительный провод (на снимке желтого цвета), предназначенный для подключения индикатора зарядки аккумулятора.
Резистор R1 и светодиод индикаторный EL4 были размещены в ручке фонаря, рядом с разъемом для подключения зарядного устройства X1. Вывод анода светодиода был припаян к выводу 1 разъема X1, а ко второму выводу, катоду светодиода токоограничивающий резистор R1. Ко второму выводу резистора был припаян провод (на фото желтого цвета), соединяющий его с выводом резистора R2, припаянного к печатной плате. Резистор R2, для простоты монтажа, можно было разместить и в ручке фонарика, но так как он при зарядке нагревается, то решил его разместить в более свободном пространстве.
При доработке схемы применены резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт, кроме R2, который рассчитан на 0,5 Вт. Светодиод EL4 подойдет любого типа и цвета свечения.
На этой фотографии показана работа индикатора зарядки во время зарядки аккумулятора. Установка индикатора позволила не только следить за процессом зарядки аккумулятора, но и контролировать наличие напряжения в сети, исправность блока питания и надежность его подключения.
Чем заменить сгоревший ЧИП
Если вдруг ЧИП – специализированная микросхема без маркировки в светодиодном фонаре «Фотон», или аналогичном, собранном по подобной схеме, выйдет из строя, то для восстановления работоспособности фонаря ее можно успешно заменить механическим выключателем.
Для этого нужно удалить из платы микросхему D1, а вместо транзисторного ключа Q1 подключить обыкновенный механический выключатель, как показано на выше приведенной электрической схеме. Выключатель на корпусе фонаря можно установить вместо кнопки S1 или в любом другом подходящем месте.
Ремонт с модернизацией
светодиодного фонаря Keyang KY-9914
Посетитель сайта Марат Пурлиев из Ашхабада поделился в письме результатами ремонта светодиодного фонаря Keyang KY-9914. В дополнение представил фотографию, схемы, подробное описание и дал согласие на публикацию информации, за что я выражаю ему свою признательность.
Спасибо Вам за статью «Ремонт и модернизация светодиодных фонарей Lentel, Фотон, Smartbuy Colorado и RED своими руками».
Воспользовавшись примерами ремонта, я отремонтировал и модернизировал фонарь Keyang KY-9914, в котором сгорели четыре светодиода из семи, и выработал ресурс аккумулятор. Светодиоды сгорели из-за переключения переключателя во время зарядки аккумулятора.
В доработанной электрической схеме изменения выделены красным цветом. Неисправный кислотный аккумулятор я заменил на три последовательно включенных бывших в употреблении пальчиковых АА аккумуляторов Sanyo Ni-NH 2700, которые оказались под рукой.
После переделки фонаря ток потребления светодиодов в двух положениях переключателя составил 14 и 28 мА, а ток заряда аккумуляторов 50 мА.
Ремонт и переделка светодиодного фонаря
14Led Smartbuy Colorado
Перестал включаться светодиодный фонарь Smartbuy Colorado, хотя три батарейки типоразмера ААА были установлены новые.
Влагонепроницаемый корпус был выполнен из анодированного алюминиевого сплава, имел длину 12 см. Фонарик выглядел стильно и был удобен в эксплуатации.
Как проверить в светодиодном фонаре батарейки на пригодность
Ремонт любого электроприбора начинается с проверки источника питания, поэтому, несмотря на то, что в фонарь были установлены новые батарейки, ремонт следует начинать с их проверки. В фонаре Smartbuy батарейки устанавливаются в специальный контейнер, в котором с помощью перемычек соединены последовательно. Для того чтобы получить доступ к батарейкам фонарика нужно разобрать, вращая против часовой стрелки заднюю крышку.
Батарейки в контейнер необходимо устанавливать, соблюдая обозначенную на нем полярность. На контейнере тоже обозначена полярность, поэтому его нужно заводить в корпус фонаря стороной, на которой нанесен знак «+».
В первую очередь необходимо визуально проверить все контакты контейнера. Если на них имеются следы окислов, то контакты необходимо зачистить до блеска с помощью наждачной бумаги или соскоблить окисел лезвием ножа. Для исключения повторного окисления контактов их можно смазать тонким слоем любого машинного масла.
Далее нужно проверить пригодность батареек. Для этого, прикоснувшись щупами мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения, необходимо измерять напряжение на контактах контейнера. Три батарейки включены последовательно и каждая из них должна выдавать напряжение 1,5 В, следовательно напряжение на выводах контейнера должно составлять 4,5 В.
Если напряжение меньше указанного, то необходимо проверить правильность полярности батареек в контейнере и измерять напряжение каждой из них индивидуально. Возможно, села только одна из них.
Если с батарейками все в порядке, то нужно вставить, соблюдая полярность контейнер в корпус фонаря, закрутить крышку и проверить его на работоспособность. При этом надо обратить внимание на пружину в крышке, через которую передается питающее напряжение на корпус фонаря и с него прямо на светодиоды. На ее торце не должно быть следов коррозии.
Как проверить исправность выключателя
Если батарейки хорошие и контакты чистые, но светодиоды не светят, то нужно проверить выключатель.
В фонаре Smartbuy Colorado установлен кнопочный герметичный выключатель с двумя фиксированными положениями, замыкающий провод, идущий от положительного вывода контейнера батареек. При первом нажатии на кнопку выключателя его контакты замыкаются, а при повторном – размыкаются.
Так как в фонаре установлены батарейки, то проверить выключатель можно тоже с помощью мультиметра, включенного в режим вольтметра. Для этого нужно вращением против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды, открутить его переднюю часть и отложить в сторону. Далее одним щупом мультиметра прикоснуться к корпусу фонарика, а вторым к контакту, который находится в глубине по центру пластиковой детали, показанной на фотографии.
Вольтметр должен показать напряжение 4,5 В. Если напряжение отсутствует нужно нажать кнопку выключателя. Если он исправен, то напряжение появится. В противном случае нужно ремонтировать выключатель.
Проверка исправности светодиодов
Если на предыдущих шагах поиска неисправность обнаружить не удалось, то на следующем этапе нужно проверить надежность контактов, подающих питающее напряжение на плату со светодиодами, надежность их пайки и исправность.
Печатная плата с запаянными в нее светодиодами фиксируется в головной части фонаря с помощью стального подпружиненного кольца, через которое по корпусу фонаря одновременно подается на светодиоды питающее напряжение от минусового вывода контейнера батареек. На фотографии кольцо показано со стороны, которой оно прижимает печатную плату.
Стопорное кольцо зафиксировано довольно крепко, и извлечь его удалось только с помощью приспособления, показанного на фотографии. Такой крючок можно выгнуть из стальной полоски своими руками.
После извлечения стопорного кольца печатная плата со светодиодами, которая изображена на фото, легко извлеклась из головной части фонаря. Сразу бросилось в глаза отсутствие токоограничивающих резисторов, все 14 светодиодов были включены параллельно и через выключатель непосредственно к батарейкам. Подключение светодиодов непосредственно к батарейке недопустима, так как величина протекающего через светодиоды тока ограничивается только внутренним сопротивлением батареек и может вывести светодиоды из строя. В лучшем случае сильно сократит срок их службы.
Так как в фонаре все светодиоды были включены параллельно, то проверить их с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления не представлялось возможным. Поэтому на печатную плату было подано питающее постоянное напряжение от внешнего источника величиной 4,5 В с ограничением тока до 200 мА. Все светодиоды засветились. Стало очевидным, что неисправность фонаря заключалась в плохом контакте печатной платы с фиксирующим кольцом.
Ток потребления светодиодного фонаря
Для интереса измерял ток потребления светодиодами от батареек при включении их без токоограничительного резистора.
Ток составил более 627 мА. В фонарике установлены светодиоды типа HL-508H, рабочий ток которых не должен превышать 20 мА. 14 светодиодов включены параллельно, следовательно, суммарный ток потребления не должен превышать 280 мА. Таким образом, ток, протекающий через светодиоды, превысил номинальный более чем в два раза.
Такой форсированный режим работы светодиодов недопустим, так как ведет к перегреву кристалла, и как следствие, преждевременный выход светодиодов из строя. Дополнительным недостатком является быстрый разряд батареек. Их хватит, если раньше не перегорят светодиоды, не более чем на час работы.
Конструкция фонарика не позволяла впаять токоограничительные резисторы последовательно с каждым светодиодом, поэтому пришлось установить один общий на все светодиоды. Номинал резистора пришлось определять экспериментально. Для этого фонарик был запитан от штатных батареек и в разрыв положительного провода был включен амперметр последовательно с резистором номиналом 5,1 Ом. Ток составил около 200 мА. При установке резистора 8,2 Ом ток потребления составил 160 мА, что, как показала проверка, вполне достаточно для хорошего освещения на расстоянии не менее 5 метров. На ощупь резистор не нагревался, поэтому подойдет любой мощности.
Переделка конструкции
После проведенного исследования стало очевидным, что для надежной и долговечной работы фонаря необходимо дополнительно установить ограничивающий ток резистор и продублировать дополнительным проводником соединение печатной платы с светодиодами и фиксирующим кольцом.
Если раньше надо было, чтобы отрицательная шина печатной платы касалась корпуса фонаря, то в связи с установкой резистора, понадобилось исключить касание. Для этого с печатной платы по всей ее окружности, со стороны токоведущих дорожек с помощью надфиля был сточен угол.
Для исключения касания прижимного кольца к токоведущим дорожкам при фиксации печатной платы на нее были приклеены клеем «Момент» четыре резиновых изолятора толщиной около двух миллиметров, как показано на фотографии. Изоляторы можно изготовить из любого диэлектрического материала, например пластмассы или плотного картона.
Резистор был заранее припаян к прижимному кольцу, а к крайней дорожке печатной платы припаян отрезок провода. На проводник была надета изолирующая трубка, и затем провод припаян ко второму выводу резистора.
Далее печатная плата была зафиксирована прижимным кольцом, после чего головная часть фонаря была прикручена к его корпусу.
После простой модернизации фонаря своими руками он стал стабильно включаться и световой луч хорошо освещать предметы на расстоянии более восьми метров. Дополнительно срок службы батареек увеличился более чем в три раза, и многократно повысилась надежность работы светодиодов.
Анализ причин отказов отремонтированных китайских светодиодных фонарей показал, что все они вышли из строя из-за безграмотно разработанных электрических схем. Осталось только выяснить, сделано это намеренно, чтобы сэкономить на комплектующих и сократить срок эксплуатации фонарей (чтобы больше покупали новые), или в результате безграмотности разработчиков. Я склоняюсь к первому предположению.
Ремонт светодиодного фонаря RED 110
Попал в ремонт фонарик со встроенным кислотным аккумулятором китайского производителя торговой марки RED. В фонаре имелось два излучателя: – с лучом в виде узкого пучка и излучающий рассеянный свет.
На фотографии представлен внешний вид фонаря RED 110. Фонарь мне сразу понравился. Удобная форма корпуса, два режима работы, петля для подвески на шею, выдвигающаяся вилка подключения к сети для зарядки. В фонаре секция светодиодов рассеянного света светила, а узкого пучка – нет.
Для ремонта сначала было откручено кольцо черного цвета, фиксирующее рефлектор, а затем выкручен один саморез в зоне петли. Корпус легко разделился на две половинки. Все детали были закреплены на саморезах и легко снимались.
Схема зарядного устройства была выполнена по классической схеме. Из сети через токоограничивающий конденсатор емкостью 1 мкф напряжение подавалось на выпрямительный мост из четырех диодов и далее на выводы аккумулятора. Напряжение с аккумулятора на светодиод узкого луча подавалось через токоограничивающий резистор 460 Ом.
Все детали были смонтированы на односторонней печатной плате. Провода были припаяны непосредственно к контактным площадкам. Внешний вид печатной платы представлен на фотографии.
10 светодиодов бокового света были соединены параллельно. Напряжение питания на них подавалось через общий токоограничивающий резистор 3R3 (3,3 Ом), хотя по правилам для каждого светодиода нужно устанавливать отдельный резистор.
При внешнем осмотре светодиода узкого пучка дефектов обнаружено не было. При подаче питания через включатель фонарика с аккумулятора напряжение на выводах светодиода присутствовало, и он нагревался. Стало очевидным, что кристалл пробит, и это подтвердила прозвонка мультиметром. Сопротивление составило при любом подключении щупов к выводам светодиода 46 Ом. Светодиод был неисправен и требовалась его замена.
Для удобства работы от платы светодиода был отпаяны провода. После освобождения выводов светодиода от припоя оказалось, что светодиод намертво держится всей плоскостью обратной стороны на печатной плате. Для его отделения пришлось закрепить плату в настольных висках. Далее острый конец ножа установить в место соединения светодиода с платой и легонько ударить по ручке ножа молотком. Светодиод отскочил.
Маркировка на корпусе светодиода, как обычно, отсутствовала. Поэтому необходимо было определить его параметры и подобрать подходящий для замены. По габаритным размерам светодиода, напряжению аккумулятора и величине токоограничивающего резистора было определено, что для замены подойдет светодиод мощностью 1 Вт (ток 350 мА, падение напряжения 3 В). Из Справочной таблицы параметров популярных SMD светодиодов для ремонта был выбран светодиод LED6000Am1W-A120 белого свечения.
Печатная плата, на которой установлен светодиод выполнена из алюминия и одновременно служит для отвода тепла от светодиода. Поэтому при установке его необходимо обеспечить хороший тепловой контакт за счет плотного прилегания задней плоскости светодиода к печатной плате. Для этого перед запайкой на места контакта поверхностей была нанесена термопаста, которая применяется при установке радиатора на процессор компьютера.
Для того, чтобы обеспечить плотное прилегание плоскости светодиода к плате необходимо сначала положить его на плоскость и немного отогнуть вверх выводы, чтобы они отступали от плоскости на 0,5 мм. Далее выводы залудить припоем, нанести термопасту и установить светодиод на плату. Далее прижать его к плате (удобно это сделать отверткой с вынутой битой) и прогреть выводы паяльником. Далее убрать отвертку, ножом прижать в месте изгиба вывода его к плате и прогреть паяльником. После затвердевания припоя нож убрать. За счет пружинных свойств выводов светодиод будет плотно прижат к плате.
При установке светодиода необходимо соблюдать полярность. Правда в этом случае, если будет допущена ошибка, то можно будет поменять местами подающие напряжение провода. Светодиод припаян и можно проверить его работу и измерять потребляемый ток и падение напряжения.
Ток протекающий через светодиод составил 250 мА, падение напряжения 3,2 В. Отсюда потребляемая мощность (нужно умножить ток на напряжение) составила 0,8 Вт. Можно было увеличить рабочий ток светодиода уменьшив сопротивление 460 Ом, но я этого делать не стал, так как яркость свечения была достаточной. Зато светодиод будет работать в более легком режиме, меньше нагреваться и увеличится время работы фонарика от одной зарядки.
Проверка нагрева светодиода проработавшего в течении часа показала эффективный отвод тепла. Он нагрелся до температуры не более 45°С. Ходовые испытания показали достаточную дальность освещения в темноте, более 30 метров.
Замена кислотного аккумулятора в светодиодном фонаре
Вышедший из строя в светодиодном фонаре кислотный аккумулятор можно заменить как аналогичным кислотным, так и литий-ионным (Li-ion) или никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА.
В ремонтируемых китайских фонарях были установлены свинцово-кислотные AGM аккумуляторы разных габаритных размеров без маркировки напряжением 3,6 В. По расчету емкость этих аккумуляторов составляет от 1,2 до 2 А×часов.
В продаже можно найти аналогичный кислотный аккумулятор российского производителя для ИБП 4V 1Ah Delta DT 401, который имеет напряжение на выходе 4 В при емкости 1 А×часа, стоимостью пару долларов. Для замены достаточно просто, соблюдая полярность, перепаять два провода.
Через несколько лет эксплуатации светодиодный фонарь Lentel GL01, ремонт которого описан в начале статьи, опять принесли мне в ремонт. Диагностика показала, что выработал свой ресурс кислотный аккумулятор.
Был куплен для замены аккумулятор Delta DT 401, но оказалось, что его геометрические размеры были больше, чем неисправного. Штатный аккумулятор фонарика имел размеры 21×30×54 мм и был выше на 10 мм. Пришлось дорабатывать корпус фонарика. Поэтому прежде, чем покупать новый аккумулятор убедитесь, что он вместится в корпус фонаря.
Был удален упор в корпусе и ножовкой по металлу отпилена часть печатной платы, с которой предварительно был выпаян резистор и один светодиод.
После доработки новый аккумулятор хорошо установился в корпус фонаря и теперь, надеюсь, прослужит не один год.
Замена кислотного аккумулятора
аккумуляторами типоразмера АА или ААА
Если нет возможности приобрести аккумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, то его можно успешно заменить тремя любыми пальчиковыми никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА емкостью от 1 А×часа, которые имеют напряжение 1,2 В. Для этого достаточно соединить последовательно, соблюдая полярность, три аккумулятора проводами методом пайки. Однако экономически такая замена нецелесообразна, так как стоимость трех качественных пальчиковых аккумуляторов типоразмера АА может превышать стоимость покупки нового светодиодного фонаря.
Но где гарантия, что в электрической схеме нового светодиодного фонаря не имеются ошибки, и не придется его тоже дорабатывать. Поэтому считаю, что замена свинцового аккумулятора в доработанном фонаре целесообразна, так как обеспечит надежную работу фонаря еще несколько лет. Да и всегда будет приятно пользоваться фонариком, отремонтированным и модернизированным своими руками.
Замена кислотного аккумулятора Li-ion
Замене батареек или аккумуляторов в светодиодном фонаре посвящена отдельная статья «Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным».
Евгений 25.05.2016
Здравствуйте.
Занимаюсь подводной охотой, сейчас вышли новые светодиоды XHP70, у меня есть два фонаря, в которых установлено по одному светодиоду Т6. Возможна ли замена их в моих фонарях на новые XHP70 и какая стоимость работы и запчастей, заранее благодарен.
Здравствуйте, Евгений.
Оптимальный ток потребления светодиода Т6 составляет 0,7 А, а светодиодной сборки XHP70 – 4,0 А. Следовательно, потребуется замена не только светодиода, но и драйвера, то есть практически замена всей электроники фонаря.
Возможность отвести тепло от светодиода ХНР70 штатным радиатором, установленным в фонаре тоже под вопросом. В дополнение время работы фонаря со штатным аккумулятором уменьшится в 6 раз, то есть вместо 2 часов фонарь будет работать 20 минут.
Таким образом, после модернизации нет гарантий надежной работы фонаря в связи с возможным перегревом светодиода. В дополнение стоимость такой переделки может превысить стоимость нового фонаря с светодиодом XHP70.
Здравствуйте, Александр Николаевич.
Есть в собственности фонарь «Облик 6002». Использовал редко. Более 2-х лет не включал. Сейчас не светит. Включил зарядку, но пока реакции нет. Как быть?
Прочел вашу статью, но там много «мудрёного», а я не специалист по электротехнике, а врач. Жду ваш совет. Спасибо!
Здравствуйте, Степан Тимофеевич.
Аккумуляторы имеют свойство со временем терять емкость, особенно если находятся в разряженном состоянии. Это как раз Ваш случай. Нужно заменить аккумулятор, а если нет такой возможности, то купить новый фонарь.
фонарик на светодиодах
Делаем фонарик на светодиодах своими руками
Светодиодный фонарик с 3-х вольтовым конвертором для светодиода 0.3-1.5V 0.3-1.5V LED FlashLight
Обычно, для работы синего или белого светодиода требуется 3 — 3,5v, данная схема позволяет запитать синий или белый светодиод низким напряжением от одной пальчиковой батарейки. Normally, if you want to light up a blue or white LED you need to provide it with 3 — 3.5 V, like from a 3 V lithium coin cell.
Детали:
Светодиод
Ферритовое кольцо (диаметром ~10 мм)
Провод для намотки (20 см)
Резистор на 1кОм
N-P-N транзистор
Батарейка
Параметры используемого
трансформатора:
Обмотка, идущая на светодиод, имеет
~45 витков, намотанных проводом 0.25мм.
Обмотка, идущая на базу транзистора, имеет
~30 витков провода 0.1мм.
Базовый резистор в этом случае имеет
сопротивление около 2К.
Вместо R1 желательно поставить подстроечный
резистор, и добиться тока через диод ~22мА, при свежей батарейке измерить его
сопротивление, заменив потом его постоянным резистором полученного номинала.
Собранная схема обязана работать сразу.
Возможны только 2 причины, по которым
схема работать не будет.
1. перепутаны концы обмотки.
2. слишком мало витков базовой обмотки.
Генерация исчезает, при количестве витков <15.
Куски
проводов сложить вместе и намотать на кольцо.
Соединить между собой два конца
разных проводов.
Схему можно расположить внутри
подходящего корпуса.
Внедрение такой схемы в фонарь,
работающий от 3V
существенно продлевает, продолжительность его работы от одного комплекта
батареек.
Вариант исполнения фонаря от одной батарейки 1,5в.
Транзистор и сопротивление помещаются внутрь ферритового кольца
Белый светодиод работает от севшей батарейки ААА
Вариант модернизации «фонарик – ручка»
Возбуждение изображенного на схеме блокинг-генератора достигается трансформаторной связью на Т1. Импульсы напряжения, возникающие в правой (по схеме) обмотке складываются с напряжением источника питания и поступают на светодиод VD1. Конечно, можно было бы исключить конденсатор и резистор в цепи базы транзистора, но тогда возможен выход из строя VT1 и VD1 при использовании фирменных батарей с низким внутренним сопротивлением. Резистор задает режим работы транзистора, а конденсатор пропускает ВЧ составляющую.
В схеме использовался транзистор КТ315 (как самый дешевый, но можно и любой
другой с граничной частотой от 200 МГц), сверхяркий светодиод. Для изготовления
трансформатора потребуется кольцо из феррита (ориентировочный размер 10х6х3 и
проницаемостью около 1000 HH). Диаметр проволоки около 0,2-0,3 мм. На кольцо
наматываются две катушки по 20 витков в каждой.
Если нет кольца, то можно
использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать
уже 60-100 витков для каждой из катушек.
Важный момент: мотать катушки нужно в
разные стороны.
Фотографии фонарика:
выключатель находится в кнопке «авторучки», а серый металлический
цилиндр проводит ток.
По типоразмеру батарейки делаем цилиндр.
Его можно изготовить из бумаги, или использовать отрезок любой жесткой
трубки.
Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводом,
пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с
одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить
преобразователь к спирали.
Кольцо из феррита не влезло бы в
фонарь, поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала.
Цилиндр из катушки
индуктивности от старого телевизора.
Первая катушка — около 60 витков.
Потом вторая, мотается в обратную
сторону опять 60 или около того. Витки скрепляются клеем.
Собираем преобразователь:
Все располагается внутри нашего корпуса: Распаиваем транзистор, конденсатор резистор, подпаиваем спираль на цилиндре, и катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.
Получилось следующее:
Все вставляем вовнутрь, а в качестве
боковых заглушек и контактов используем гайки.
К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем.
маркируем выводы: там, где у нас будет вывод от катушек ставим « — », где вывод
от транзистора с катушкой ставим «+» (чтобы было все как в батарейке).
Теперь следует изготовить «ламподиод».
Внимание: на цоколе должен быть минус
светодиода.
Сборка:
Как
понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй
батарейки. Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом
батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль).
Его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода.
Современный фонарик c режимом эксплуатации светодиода питанием постоянным стабилизированным током.
Схема стабилизатора тока работает следующим образом:
При подаче питания на схему транзисторы Т1 и Т2 заперты, Т3 открыт, потому как на его затвор подано отпирающее напряжение через резистор R3 . Благодаря наличию в цепи светодиода катушки индуктивности L1 ток нарастает плавно. По мере возрастания тока в цепи светодиода возрастает падение напряжения на цепочке R5- R4, как только оно достигнет примерно 0,4V, откроется транзистор Т2, а вслед за ним и Т1, который в свою очередь закроет токовый ключ Т3. Нарастание тока прекращается, в катушке индуктивности возникает ток самоиндукции, который через диод D1 начинает протекать через светодиод и цепочку резисторов R5- R4. Как только ток уменьшиться ниже определенного порога, транзисторы Т1 и Т2 закроются, Т3 — откроется, что приведет к новому циклу накопления энергии в катушке индуктивности. В нормальном режиме колебательный процесс происходит на частоте порядка десятков килогерц.
О деталях:
Вместо транзистора IRF510 можно
применить IRF530, или любой n-канальный полевой ключевой транзистор на ток
более 3А и напряжение более 30 В.
Диод D1 должен быть обязательно с барьером
Шоттки на ток более 1А, если поставить обычный даже высокочастотный типа
КД212, КПД снизится до 75-80%.
Катушка индуктивности самодельная,
мотают ее проводом не тоньше 0,6 мм, лучше — жгутом из нескольких более тонких
проводов. Около 20-30 витков провода на броневой сердечник Б16-Б18 обязательно
с немагнитным зазором 0,1-0,2 мм или близкий из феррита 2000НМ. При возможности
толщину немагнитного зазора подбирают экспериментально по максимальному КПД
устройства. Неплохие результаты можно получить с ферритами от импортных катушек
индуктивности, устанавливаемых в импульсных блоках питания, а также в
энергосберегающих лампах. Такие сердечники имеют вид катушки для ниток, не
требуют каркаса и немагнитного зазора. Очень хорошо работают катушки на
тороидальных сердечниках из прессованного железного порошка, которые можно
найти в компьютерных блоках питания (на них намотаны катушки индуктивности
выходных фильтров). Немагнитный зазор в таких сердечниках равномерно
распределен в объеме благодаря технологии производства.
Эту же схему стабилизатора можно
использовать и совместно с другими аккумуляторами и батареями гальванических
элементов напряжением 9 или 12 вольт без какого-либо изменения схемы или
номиналов элементов. Чем выше будет напряжение питания, тем меньший ток будет
потреблять фонарик от источника, его КПД будет оставаться неизменным. Рабочий
ток стабилизации задают резисторы R4 и R5.
При необходимости ток может быть
увеличен до 1А без применения теплооотводов на деталях, только подбором
сопротивления задающих резисторов.
Зарядное устройство для аккумулятора
можно оставить «родное» или собрать по любой из известных схем или вообще
применить внешнее для уменьшения веса фонаря.
Светодиодный фонарь из калькулятора Б3-30
В основу преобразователя взята схема калькулятора Б3-30, в импульсном источнике питания которого используется трансформатор толщиной всего 5 мм, имеющий две обмотки. Использование импульсного трансформатора от старого калькулятора позволило создать экономичный светодиодный фонарь.
В результате получилась очень простая схема.
Преобразователь напряжения выполнен по
схеме однотактного генератора с индуктивной обратной связью на транзисторе VT1
и трансформаторе Т1. Импульсное напряжение с обмотки 1-2 (по принципиальной
схеме калькулятора Б3-30) выпрямляется диодом VD1 и подается на сверхъяркий
светодиод HL1. Конденсатор С3 фильтр. За основу конструкции взят фонарь
китайского производства рассчитанного на установку двух элементов питания типа
АА. Преобразователь монтируется на печатной плате из односторонне фольгированного
стеклотекстолита толщиной 1,5 мм рис.2 размерами, заменяющими один
элемент питания и вставляемой в фонарь вместо него. К торцу платы обозначенной
знаком «+» припаивается контакт, изготовленный из двухсторонне фольгированного
стеклотекстолита диаметром 15мм, обе стороны соединяются перемычкой и
облуживаются припоем.
После установки на плату всех деталей
торцевой контакт «+» и трансформатор Т1 заливаются термоклеем для увеличения
прочности. Вариант компоновки фонаря показан на рис.3 и в конкретном
случае зависит от типа используемого фонаря. В моем случае никакой доработки
фонаря не потребовалось, отражатель имеет контактное кольцо, к которому
подпаивается минусовой вывод печатной платы, а сама плата крепится к отражателю
с помощью термоклея. Печатная плата в сборе с отражателем вставляется вместо
одного элемента питания и зажимается крышкой.
В преобразователе напряжения использованы малогабаритные детали. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы С1 и С3 импортные, высотой до 5 мм. Диод VD1 типа 1N5817 с барьером Шотки, при его отсутствии можно использовать любой выпрямительный диод, подходящий по параметрам, желательно германиевый ввиду более малого падения напряжения на нем. Правильно собранный преобразователь в налаживании не нуждается, если не перепутаны обмотки трансформатора, в противном случае поменяйте их местами. При отсутствии вышеуказанного трансформатора его можно изготовить самостоятельно. Намотка производится на ферритовое кольцо типоразмера К10*6*3 магнитной проницаемостью 1000-2000. Обе обмотки наматываются проводом ПЭВ2 диаметром от 0,31 до 0,44 мм. Первичная обмотка имеет 6 витков, вторичная 10 витков. После установки такого трансформатора на плату и проверки работоспособности его следует закрепить на ней с помощью термоклея.
Испытания фонаря с элементом питания типа АА представлены в таблице 1.
При испытании использовалась самая дешевая батарейка типа АА стоимостью всего 3 р. Начальное напряжение под нагрузкой составило 1,28 В. На выходе преобразователя напряжение, измеренное на сверхярком светодиоде 2,83 В. Марка светодиода неизвестна, диаметр 10 мм. Общий потребляемый ток 14 mА. Суммарное время работы фонаря составило 20 часов непрерывной работы.
При снижении напряжения на элементе питания ниже 1V яркость заметно падает.
| Время, ч | V батареи, В | V преобр., В |
| 0 | 1,28 | 2,83 |
| 2 | 1,22 | 2,83 |
| 4 | 1,21 | 2,83 |
| 6 | 1,20 | 2,83 |
| 8 | 1,18 | 2,83 |
| 10 | 1,18 | 2.83 |
| 12 | 1,16 | 2.82 |
| 14 | 1,12 | 2.81 |
| 16 | 1,11 | 2.81 |
| 18 | 1,11 | 2.81 |
| 20 | 1,10 | 2.80 |
Самодельный фонарик на светодиодах
Основа — фонарик «VARTA» с питанием от двух батареек типа АА:
Поскольку диоды имеют сильно нелинейную ВАХ необходимо оснастить фонарь схемой для работы на светодиоды, которая обеспечит постоянную яркость свечения по мере разряда батареи и сохранит работоспособность при возможно более низком напряжении питания.
Основа стабилизатора напряжения, это микромощный повышающий DC/DC конвертор MAX756.
По заявленным характеристикам он работает при снижении входного напряжения до 0.7В.
Схема включения — типовая:
Монтаж выполнен навесным способом.
Электролитические конденсаторы — танталовые ЧИП. Они имеют низкое последовательное сопротивление, что несколько улучшает КПД. Диод Шоттки — SM5818. Дроссели пришлось соединить два в параллель, т.к. не оказалось подходящего номинала. Конденсатор С2 — К10-17б. Светодиоды — сверхяркие белые L-53PWC «Kingbright».
Как видно на рисунке, вся схема легко уместилась в пустом пространстве светоизлучающего узла.
Выходное напряжение стабилизатора в данной схеме включения равно 3.3V.
Поскольку падение напряжения на диодах в номинальном диапазоне токов (15-30мА)
составляет около 3.1V, то лишние 200мV пришлось гасить на резисторе,
включенном последовательно с выходом.
Кроме этого, небольшой последовательный
резистор улучшает линейность нагрузки и стабильность схемы. Связано это с тем,
что диод имеет отрицательный ТКС, и при разогреве его прямое падение напряжения
уменьшается, что приводит к резкому росту тока через диод, при питании его от
источника напряжения. Разравнивать токи через параллельно включенные диоды не
пришлось — различия яркости на глаз не наблюдалось. Тем более, что диоды были
одного типа и взяты из одной коробки.
Теперь о конструкции светоизлучателя. Как видно на фотографиях, светодиоды в
схеме не запаяны намертво, а являются съемной частью конструкции.
Потрошится родная лампочка, и во фланце с 4-х сторон делаются 4 пропила (один там уже был). 4 светодиода располагаются симметрично по кругу. Плюсовые выводы (по схеме) припаиваются на цоколь возле пропилов, а минусовые вставляются изнутри в центральное отверстие цоколя, обрезаются и тоже пропаиваются. «Ламподиод», вставляется на место обычной лампочки накаливания.
Тестирование:
Стабилизация выходного напряжения
(3.3V) продолжалась вплоть до снижения напряжения питания до ~1.2V. Ток
нагрузки при этом составлял около 100мА (~ по 25мА на диод). Затем выходное
напряжение начало плавно снижаться. Схема перешла в другой режим работы, при
котором она уже не стабилизирует, а выдает на выход все, что может. В таком
режиме она проработала до напряжения питания 0.5V! Выходное напряжение при этом
упало до 2.7В, а ток со 100мА до 8мА.
Немного о КПД.
КПД
схемы около 63% при свежих батарейках. Дело в том, что миниатюрные дроссели,
использованные в схеме, имеют чрезвычайно высокое омическое сопротивление —
около 1.5ом
Решение кольцо из µ-пермаллоя с
проницаемостью порядка 50.
40 витков провода ПЭВ-0.25, в один
слой — получилось около 80мкГ. Активное сопротивление около 0.2 Ом, а ток
насыщения по расчетам — более 3А. Выходной и входной электролит меняем на
100мкФ, хотя без ущерба для КПД можно уменьшить и до 47мкФ.
Схема светодиодного фонаря на DC/DC конверторе фирмы Analog Device — ADP1110.
Стандартная типовая схема включения ADP1110.
Данная микросхема-конвертер, согласно
спецификации фирмы-производителя, выпускается в 8 вариантах:
| Модель | Выходное напряжение |
| ADP1110AN | Регулируемое |
| ADP1110AR | Регулируемое |
| ADP1110AN-3.3 | 3.3 V |
| ADP1110AR-3.3 | 3.3 V |
| ADP1110AN-5 | 5 V |
| ADP1110AR-5 | 5 V |
| ADP1110AN-12 | 12 V |
| ADP1110AR-12 | 12 V |
Микросхемы с индексами «N» и «R» отличаются только типом корпуса: R компактнее.
Если вы купили чип с индексом -3.3, можете пропускать следующий абзац и переходить к пункту «Детали».
Если нет — представляю вашему вниманию еще одну схему:
В ней добавлены две детали, позволяющие получить на выходе требуемые 3,3 вольта
для питания светодиодов.
Схему можно улучшить, приняв во
внимание, что для работы светодиодам нужен источник тока, а не напряжения.
Изменения в схеме, что бы она выдавала 60мА (по 20 на каждый диод), а
напряжение диоды нам выставят автоматически, те самые 3.3-3.9V.
резистор R1 служит для измерения тока. Преобразователь так устроен, что
когда напряжение на выводе FB (Feed Back) превысит 0.22V, он закончит повышать
напряжение и ток, значит номинал сопротивления R1 легко рассчитать R1 =
0.22В/Iн, в нашем случаи 3.6Ом. Такая схема помогает стабилизировать ток, и
автоматически выбрать необходимое напряжение. К сожалению, на этом
сопротивлении будет падать напряжение, что приведет к снижению КПД, однако,
практика показала, что оно меньше чем превышение, которое мы выбрали в первом
случаи. Я измерял выходное напряжение, и оно составило 3.4 — 3.6В. Параметры
диодов в таком включении также должны быть по возможности одинаковыми, иначе
суммарный ток в 60мА, распределился между ними не поровну, и мы опять, получим
разную светимость.
Детали
1. Дроссель подойдет любой от 20 до
100 микрогенри с маленьким (меньше 0.4 Ома) сопротивлением. На схеме указано 47
мкГн. Его можно сделать самому — намотать около 40 витков провода ПЭВ-0.25 на
кольце из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50, типоразмера 10х4х5.
2. Диод Шоттки. 1N5818, 1N5819, 1N4148 или аналогичные. Analog Device НЕ
РЕКОМЕНДУЕТ использовать 1N4001
3. Конденсаторы. 47-100 микрофарад на 6-10 вольт. Рекомендуется использовать
танталовые.
4. Резисторы. Мощностью 0,125 ватта сопротивлением 2 Ома, возможно 300 ком и
2,2 ком.
5. Светодиоды. L-53PWC — 4 штуки.
Светодиодный фонарь
Преобразователь напряжения для питания светодиода DFL-OSPW5111Р белого свечения с яркостью 30 Кд при токе 80 мА и шириной диаграммы направленности излучения около 12°.
Ток, потребляемый от батареи напряжением 2,41V, — 143мА; при этом через светодиод протекает ток около 70 мА при напряжении на нем 4,17 В. Преобразователь работает на частоте 13 кГц, электрический КПД составляет около 0,85.
Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10x6x3 из феррита 2000НМ.
Первичную и вторичную
обмотки трансформатора наматывают одновременно (т. е. в четыре провода).
Первичная обмотка содержит — 2×41
витка провода ПЭВ-2 0,19,
Вторичная обмотка содержит — 2×44
витка провода ПЭВ-2 0,16.
После намотки выводы обмоток соединяют
в соответствии со схемой.
Транзисторы КТ529А структуры p-n-p
можно заменить на КТ530А структуры n-p-n, в этом случае необходимо изменить
полярность подключения батареи GB1 и светодиода HL1.
Детали размещают на рефлекторе,
используя навесной монтаж. Обратите внимание на то, чтобы был исключён контакт деталей
с жестяной пластиной фонаря, подводящей «минус» батареи GB1. Транзисторы
скрепляют между собой хомутом из тонкой латуни, который обеспечивает
необходимый отвод тепла, и затем приклеивают к рефлектору. Светодиод размещают
взамен лампы накаливания так, чтобы он выступал на 0,5… 1 мм из гнезда для её
установки. Это улучшает отвод тепла от светодиода и упрощает его монтаж.
При первом включении питание от
батареи подают через резистор сопротивлением 18…24 Ом чтобы не вывести из
строя транзисторы при неправильном подключении выводов трансформатора Т1. Если
светодиод не светит, необходимо поменять местами крайние выводы первичной или
вторичной обмотки трансформатора. Если и это не приводит к успеху, проверяют
исправность всех элементов и правильность монтажа.
Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря промышленного образца.
Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря
Схема взята из руководства фирмы Zetex по применению микросхем ZXSC310.
ZXSC310 — микросхема драйвера светодиодов.
FMMT 617 или FMMT 618.
Диод Шоттки — практически любой марки.
Конденсаторы C1 = 2.2 мкФ и C2 = 10 мкФ для поверхностного монтажа, 2.2 мкФ величина, рекомендованная производителем, а С2 можно поставить примерно от 1 до 10 мкФ
Катушка индуктивности 68 микрогенри на 0.4 А
Индуктивность и резистор устанавливают с одной стороны платы (где нет печати), все остальные детали — с другой. Единственную хитрость представляет изготовление резистора на 150 миллиом. Его можно сделать из железной проволоки 0.1 мм, которую можно добыть, расплетая тросик. Проволочку следует отжечь на зажигалке, тщательно протереть мелкой шкуркой, облудить концы и кусочек длиной около 3 см припаять в отверстия на плате. Далее в процессе настройки надо, измеряя ток через диоды, двигать проволочку, одновременно разогревая паяльником место ее припаивания к плате.
Таким образом, получается нечто вроде реостата. Добившись тока в 20 мА, паяльник убирают, а ненужный кусок проволочки обрезают. У автора вышла длина примерно 1 см.
Фонарик на источнике тока
Рис. 3. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в светодиодах, так что светодиоды могут быть c любым разбросом параметров (светодиод VD2 задает ток, который повторяют транзисторы VT2, VT3, таким образом, токи в ветвях будут одинаковыми)
Транзисторы конечно тоже должны быть одинаковыми, но разброс их параметров не так критичен, поэтому можно взять либо дискретные транзисторы, либо если сможете найти, три интегральных транзистора в одном корпусе, у них параметры максимально одинаковые. Проиграйтесь с размещением светодиодов, нужно подобрать пару светодиод-транзистор так что бы выходное напряжение было минимально, это повысит КПД.
Введение транзисторов выровняло яркость, однако они имеют сопротивление и на них падает напряжение, что вынуждает преобразователь повышать уровень выходного до 4В, для снижения падения напряжения на транзисторах можно предложить схему на рис.4, это модифицированное токовое зеркало, вместо опорного напряжения Uбэ=0.7В в схеме на рис.3 можно воспользоваться встроенным в преобразователем источником 0.22В, и поддерживать его в коллекторе VT1 при помощи операционика, также встроенным в преобразователь.
Рис. 4. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в
светодиодах, и с улучшенным КПД
Т.к. выход операционника имеет тип
«открытый коллектор» его необходимо «подтянуть» к питанию, что делает резистор
R2. Сопротивления R3, R4 выполняют функции делителя напряжения в точке V2 на 2,
таким образом операционник поддержит в точке V2 напряжение 0.22*2 = 0.44В, что
меньше чем в предыдущем случаи на 0.3В. Брать делитель еще меньше, чтобы
понизить напряжение в точке V2, нельзя т.к. биполярный транзистор имеет
сопротивление Rкэ и при работе на нем будет падать напряжение Uкэ, чтобы
транзистор правильно работал V2-V1 должно быть больше Uкэ, для нашего случая
0.22В вполне достаточно. Однако биполярные транзисторы можно заменить полевыми,
в которых сопротивление сток исток гораздо меньше, это даст возможность
уменьшить делитель, так чтобы, сделать разность V2-V1 совсем незначительной.
Дроссель. Дроссель нужно брать
с минимальным сопротивлением, особое внимание следует уделить максимальному
допустимому току он должен быть порядка 400 -1000 мА.
Номинал не играет такой роли как
максимальный ток, поэтому Analog Devices рекомендует, что-то между 33 и
180мкГн. В данном случаи, теоретически, если не обращать внимание на габариты,
то чем больше индуктивность, тем лучше по всем показателем. Однако на практике
это не совсем так, т.к. мы имеем не идеальную катушку, она имеет активное
сопротивление и не линейна, кроме того, ключевой транзистор при низких
напряжениях уже не выдаст 1.5А. Поэтому лучше попробовать несколько катушек
разного типа, конструкции и разного номинала, что бы выбрать катушку, при
которой самый высокий КПД, и самое маленькое минимальное входное напряжение,
т.е. катушку, с которой фонарик будет светиться максимально долго.
Конденсаторы. C1 может быть
любым. С2 лучше взять танталовым т.к. у него маленькое сопротивление это
повышает КПД.
Диод Шотки. Любой на ток до 1А,
желательно с минимальным сопротивлением и минимальным падением напряжения.
Транзисторы. Любые с током
коллектора до 30 мА, коэф. усиления тока порядка 80 с частотой до 100Мгц, КТ318
подойдет.
Светодиоды. Можно
белые NSPW500BS
со свечением в 8000мКд от Power Light Systems .
Преобразователь напряжения ADP1110, или его замену ADP1073, для его использования схему на рис.3 нужно будет изменить,
взять дроссель 760мкГ, а R1 = 0.212/60мА = 3.5Ом.
Фонарь на ADP3000-ADJ
Параметры:
Питание 2.8 — 10 В, КПД ок. 75%, два
режима яркости — полный и половина.
Ток
через диоды 27 мА, в режиме половинной
яркости — 13 мА.
В схеме для получения высокого КПД
желательно использовать чип-компоненты.
Правильно собранная схема в настройке
не нуждается.
Недостатком схемы является высокое
(1,25V) напряжение на входе FB (вывод
8).
В настоящее время выпускаются
DC/DC конвертеры с напряжением FB около
0,3V, в частности, фирмы Maxim, на
которых реально достичь КПД выше 85%.
Схема фонаря на Кр1446ПН1.
Резисторы R1 и R2 — датчик тока.
Операционный усилитель U2B — усиливает напряжение, снимаемое с датчика тока.
Коэффициент усиления = R4 / R3 + 1 и составляет примерно 19. Требуется такой
коэффициент усиления, чтобы при токе через резисторы R1 и R2 60 мА напряжение
на выходе открыло транзистор Q1. Изменяя эти резисторы, можно устанавливать
другие значения тока стабилизации.
В принципе операционный усилитель
можно и не ставить. Просто вместо R1 и R2 ставится один резистор 10 Ом, с него
сигнал через резистор 1кОм подаётся на базу транзистора и всё. Но. Это приведёт
к уменьшению КПД. На резисторе 10 Ом при токе 60 мА напрасно рассеивается 0.6
Вольта — 36 мВт. В случае применения операционного усилителя потери составят:
на резисторе 0.5 Ома при токе 60 мА = 1.8 мВт + потребление
самого ОУ 0.02 мА пусть при 4-х Вольтах = 0.08 мВт
= 1.88 мВт — существенно меньше, чем 36
мВт.
О компонентах.
На месте КР1446УД2 может работать любой малопотребляющий ОУ с низким минимальным значением напряжения питания, лучше подошёл бы OP193FS, но он достаточно дорогой. Транзистор в корпусе SOT23. Полярный конденсатор поменьше — типа SS на 10 Вольт. Индуктивность CW68 100мкГн на ток 710 мА. Хотя ток отсечки у преобразователя 1 А, она работает нормально. С ней получился наилучший КПД. Светодиоды я подбирал по наиболее одинаковому падению напряжения при токе 20 мА. Собран фонарик в корпусе для двух батарей AA. Место под батареи я укоротил под размер батарей AAA, а в освободившемся пространстве навесным монтажом собрал эту схему. Хорошо подойдёт корпус для трёх батарей AA. Ставить нужно будет только две, а на месте третьей разместить схему.
КПД получившегося устройства.
Входные
U I P
Выходные U I
P КПД
Вольт мА
мВт
Вольт мА мВт %
3.03 90
273
3.53 62 219 80
1.78 180
320
3.53 62 219 68
1.28 290
371
3.53 62 219 59
Замена лампочки фонарика “Жучёк” на модуль фирмы Luxeon Lumiled LXHL-NW98.
Получаем ослепительно яркий фонарик, с очень легким жимом (по сравнению с лампочкой).
Схема переделки и параметры модуля.
Преобразователи StepUP DC-DC конверторы ADP1110 фирма Analog devices.
Питание: 1 или 2 батарейки 1,5в
работоспособность сохраняется до Uвход.=0,9в
Потребление:
*при разомкнутом переключателе S1 =
300mA
*при замкнутом переключателе S1 =
110mA
Светодиодный электронный фонарь
С питанием всего от одной пальчиковой батареи типоразмера АА или AAA на микросхеме (КР1446ПН1), которая является полным аналогом микросхемы МАХ756 (МАХ731) и имеет практически идентичные характеристики.
За основу взят фонарь, в котором в качестве источника питания используются две пальчиковые батарейки (аккумуляторы) типоразмера АА.
Плата преобразователя помещается в фонарь вместо второго элемента питания. С одного торца платы припаян контакт из луженой жести для питания схемы, а с другого — светодиод. На выводы светодиода надет кружок из той же жести. Диаметр кружка должен быть чуть больше диаметра цоколя отражателя (на 0,2-0,5 мм), в который вставляется патрон. Один из выводов диода (минусовой) припаян к кружку, второй (плюсовой) проходит насквозь и изолирован кусочком трубочки из ПВХ или фторопласта. Назначение кружка — двойное. Он обеспечивает конструкции необходимую жесткость и одновременно служит для замыкания минусового контакта схемы. Из фонаря заранее удаляют лампу с патроном и помещают вместо нее схему со светодиодом. Выводы светодиода перед установкой на плату укорачивают таким образом, чтобы обеспечивалась плотная, без люфта, посадка «по месту». Обычно длина выводов (без учета пайки на плату) равна длине выступающей части полностью вкрученного цоколя лампы.
Схема соединения платы и аккумулятора приведена на рис. 9.2.
Далее фонарь собирают и проверяют его работоспособность. Если схема собрана правильно, то никаких настроек не требуется.
В конструкции применены, стандартные установочные элементы: конденсаторы типа К50-35, дроссели ЕС-24 индуктивностью 18-22 мкГн, светодиоды яркостью 5-10 кд диаметром 5 или 10 мм. Разумеется, возможно, применение и других светодиодов с напряжением питания 2,4-5 В. Схема имеет достаточный запас по мощности и позволяет питать даже светодиоды с яркостью до 25 кд!
О некоторых результатах испытаний
данной конструкции.
Доработанный таким образом фонарь
проработал со «свежей» батарейкой без перерыва, во включенном состоянии, более
20 часов! Для сравнения — тот же фонарь в «стандартной» комплектации (то есть с
лампой и двумя «свежими» батарейками из той же партии) работал всего 4
часа.
И еще один важный момент. Если
применять в данной конструкции перезаряжаемые аккумуляторы, то легко следить за
состоянием уровня их разрядки. Дело в том, что преобразователь на микросхеме
КР1446ПН1 стабильно запускается при входном напряжении 0,8-0,9 В. И свечение
светодиодов стабильно яркое, пока напряжение на аккумуляторе не достигло этого
критического порога. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но
вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света.
Рис. 9.2 Рис
9.3
Печатная плата устройства приведена на
рис. 9.3, а расположение элементов — на рис. 9.4.
Включение и выключение фонаря одной кнопкой
Схема собрана на микросхеме D-триггера CD4013 и полевом транзисторе IRF630 в режиме «выкл.» ток потребления схемы — практически 0. Для стабильной работы D-триггера на входе микросхемы подключен фильтр резистор и конденсатор их функция- устранение контактного дребезга. Не используемые выводы микросхемы лучше никуда не подключать. Микросхема работает от 2 до 12 вольт, в качестве силового ключа можно использовать любой мощный полевой транзистор, т.к. сопротивление сток-исток у полевого транзистора ничтожно мало и не нагружает выход микросхемы.
CD4013A в корпусе SO-14, аналог К561ТМ2, 564ТМ2
Простые схемы генератора.
Позволяют питать светодиод с напряжением загорания 2-3V от 1-1,5V. Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. КПД конечно понижается, но это устройство позволяет «выжать» из автономного источника питания почти весь его ресурс.
Проволока 0,1 мм — 100-300 витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное колечко.
Светодиодный фонарь с регулируемой яркостью и режимом «Маяк»
Питание
микросхемы — генератора с регулируемой скважностью (К561ЛЕ5 или 564ЛЕ5) которая
управляет электронным ключом, в предлагаемом устройстве осуществляется от
повышающего преобразователя напряжения, что позволяет питать фонарь от одного
гальванического элемента 1,5.
Преобразователь выполнен на
транзисторах VT1, VT2 по схеме трансформаторного автогенератора с положительной
обратной связью по току.
Схема генератора с регулируемой
скважностью на упомянутой выше микросхеме К561ЛЕ5 немного изменена с целью
улучшения линейности регулирования тока.
Минимальный потребляемый ток фонаря с
шестью параллельно включенными суперяркими светодиодами L-53MWC фирмы Kingbnght
белого свечения равен 2.3 мА Зависимость потребляемого тока от числа
светодиодов — прямо пропорциональная.
Режим «Маяк», когда
светодиоды с невысокой частотой ярко вспыхивают и затем гаснут, реализуется при
установке регулятора яркости на максимум и повторном
включении фонаря. Желаемую частоту световых вспышек регулируют подбором
конденсатора СЗ.
Работоспособность фонаря сохраняется
при понижении напряжения до 1.1v хотя при этом значительно уменьшается яркость
В качестве электронного ключа применен
полевой транзистор с изолированным затвором КП501А (КР1014КТ1В). По цепи
управления он хорошо согласуется с микросхемой К561ЛЕ5. Транзистор КП501А имеет
следующие предельные параметры, напряжение сток-исток — 240 В; напряжение
затвор—исток — 20 В. ток стока — 0.18 А; мощность — 0.5 Вт
Допустимо
параллельное включение транзисторов желательно из одной партии. Возможная
замена — КП504 с любым буквенным индексом. Для полевых транзисторов IRF540
напряжение питания микросхемы DD1. вырабатываемое преобразователем, должно быть
повышено до 10 В
В фонаре с шестью параллельно
включенными светодиодами L-53MWC потребляемый ток примерно равен 120 мА при
подключении параллельно VT3 второго транзистора — 140 мА
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом
кольце 2000НМ К10- 6’4.5. Обмотки намотаны в два провода, причем конец первой
обмотки соединяют с началом второй обмотки. Первичная обмотка содержит 2-10
витков, вторичная — 2*20 витков Диаметр провода — 0.37 мм. марка — ПЭВ-2.
Дроссель намотан на таком же магнитопроводе без зазора тем же проводом в один
слой, число витков — 38. Индуктивность дросселя 860
мкГн
Схема преобразователя для светодиода от 0,4 до 3V — работающая от одной батарейки AAA. Этот фонарь повышает входное напряжение до нужного простым конвертером DC-DC.
Выходное напряжение составляет приблизительно 7 вт (зависит от напряжения установленного диода LEDs).
Building the LED Head Lamp
Что касается трансформатора в
конвертере DC-DC. Вы должны его сделать самостоятельно.
Изображение показывает, как собрать трансформатор.
Ещё вариант преобразователей для светодиодов _http://belza.cz/ledlight/ledm.htm
Фонарь на свинцово-кислотном герметичном аккумуляторе с зарядным устройством.
Свинцово кислотные герметичные
аккумуляторные батареи самые дешевые в настоящее время. Электролит в них
находится в виде геля, поэтому аккумуляторы допускают работу в любом
пространственном положении и не производят никаких вредных испарений. Им
свойственна большая долговечность, если не допускать глубокого разряда.
Теоретически они не боятся перезаряда, однако злоупотреблять этим не следует.
Подзарядку аккумуляторных батарей можно производить в любое время, не дожидаясь
их полной разрядки.
Свинцово-кислотные герметичные
аккумуляторные батареи подходят для применения в переносных фонарях,
используемых в домашнем хозяйстве, на дачных участках, на производстве.
Рис.1. Схема электрического фонаря
Электрическая принципиальная схема
фонаря с зарядным устройством для 6-вольтового аккумулятора, позволяющая
простым способом не допустить глубокий разряд аккумулятора и, таким образом,
увеличить его срок службы, показана на рисунке. Он содержит заводской или
самодельный трансформаторный блок питания и зарядно-коммутационное устройство,
смонтированное в корпусе фонаря.
В авторском варианте в качестве
трансформаторного блока применен стандартный блок, предназначенный для питания
модемов. Выходное переменное напряжение блока 12 или 15 В, ток нагрузки – 1 А.
Встречаются такие блоки и с встроенными выпрямителями. Они также подходят для
этой цели.
Переменное напряжение с
трансформаторного блока поступает на зарядно-коммутационное устройство,
содержащее вилку для подключения зарядного устройства X2, диодный мостик VD1,
стабилизатор тока (DA1, R1, HL1), аккумулятор GB, тумблер S1, кнопку
экстренного включения S2, лампу накаливания HL2. Каждый раз при включении
тумблера S1 напряжение аккумулятора поступает на реле К1, его контакты К1.1
замыкаются, подавая ток в базу транзистора VТ1. Транзистор включается,
пропуская ток через лампу HL2. Выключают фонарь переключением тумблера S1 в
первоначальное положение, в котором аккумулятор отключен от обмотки реле К1.
Допустимое напряжение разряда
аккумулятора выбрано на уровне 4,5 В. Оно определяется напряжением включения
реле К1. Изменять допустимое значение напряжения разряда можно с помощью
резистора R2. С увеличением номинала резистора допустимое напряжение разряда
увеличивается, и наоборот. Если напряжение аккумулятора ниже 4,5 В, то реле не
включится, следовательно, не будет подано напряжение на базу транзистора VТ1,
включающего лампу HL2. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. При
напряжении 4,5 В освещенность, создаваемая фонарем, неплохая. В случае
экстренной необходимости можно включить фонарь при пониженном напряжении
кнопкой S2, при условии предварительного включения тумблера S1.
На вход зарядно-коммутационного
устройства можно подавать и постоянное напряжение, не обращая внимание на
полярность стыкуемых устройств.
Для перевода фонаря в режим заряда
необходимо состыковать розетку Х1 трансформаторного блока с вилкой Х2,
расположенной на корпусе фонаря, а затем включить вилку (на рисунке не
показана) трансформаторного блока в сеть 220 В.
В приведенном варианте применен
аккумулятор емкостью 4,2 Ач. Следовательно, его можно заряжать током 0,42 А.
Заряд аккумулятора производится постоянным током. Стабилизатор тока содержит
всего три детали: интегральный стабилизатор напряжения DA1 типа КР142ЕН5А либо
импортный 7805, светодиод HL1 и резистор R1. Светодиод, кроме работы в
стабилизаторе тока, выполняет также функцию индикатора режима заряда
аккумулятора.
Настройка электрической схемы фонаря
сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Зарядный ток (в амперах)
обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора (в
ампер-часах).
Для настройки лучше всего собрать
схему стабилизатора тока отдельно. Вместо аккумуляторной нагрузки к точке
соединения катода светодиода и резистора R1 подключить амперметр на ток 2…5 А.
Подбором резистора R1 установить по амперметру вычисленный ток заряда.
Реле К1 – герконовое РЭС64,
паспорт РС4.569.724. Лампа HL2 потребляет ток примерно 1А.
Транзистор КТ829 можно применить с
любым буквенным индексом. Эти транзисторы являются составными и имеют высокий
коэффициент усиления по току – 750. Это следует учитывать в случае замены.
В авторском варианте микросхема DA1
установлена на стандартном ребристом радиаторе размерами 40х50х30 мм. Резистор
R1 состоит из двух последовательно соединенных проволочных резисторов мощностью
12 Вт.
Схемы:
РЕМОНТ СВЕТОДИОДНОГО ФОНАРИКА
Номиналы
деталей (С, D, R)
C = 1 мкФ. R1 = 470 кОм. R2 = 22 кОм.
1Д, 2Д — КД105А (допустимое напряжение 400V предельный ток 300 mA.)
Обеспечивает:
зарядный ток = 65 — 70mA.
напряжение = 3,6V.
LED-Treiber PR4401 SOT23
Модернизация фонарика (альтернативная версия).
Вариант модернизации:
1. Более яркое свечение светодиода, чем при применении преобразователя из
статьи (Модернизация фонарика.).
2. Возможность отрегулировать свечение светодиода подбором емкости конденсатора
или ограничительного резистора.
3. Возможность питания до 3-4 светодиодов. Если конечно это вам нужно.
Схема и правила намотки
трансформатора:
О трансформаторе.
Мотаем его на ферритовом кольце диаметром 7мм и длиной 11мм (можно взять любое
другое ферритовое кольцо). Феррит берем целый, не раскалывая его. Провод берем
любой, какой влезет на ваш феррит до заполнения. Количество витков 20. Мотаем
сразу двумя проводами, свитыми в жгут. Затем начало одной обмотки соединяем с
концом другой обмотки. (не перепутайте, а то работать не будет). Начало обмоток
на схеме показано точками.
Транзистор VT1 2SC945 можно заменить на любой транзистор этой структуры, например
КТ315. D1 1N5819 — любой диод Шоттки такого типа, С1 — 47мф х 16В (можно и на
6В), R1 — 1Ком, R2 — 100 Ом (можно не ставить). С1 и R2 регулируют яркость и
ток светодиода.
Не перепутайте плюс и минус при подключении светодиода. При неверном подключении
светодиод сгорит! Помните об этом!
Если все сделано правильно преобразователь начинает работать сразу. Не
включайте его без нагрузки (светодиода) иначе конденсатор может выти из строя.
На холостом ходу преобразователь дает до 60В!
Теперь поговорим о конструировании каркаса преобразователя.
Нам понадобится:
1. Мерная часть шприца на 5мл (каркас
для преобразователя).
2. Алюминиевая плечевая часть тюбика (от зубной пасты, крема и т.д) вместе с
резьбой и крышечкой (это будет общий минус).
3. Пружина от автоматической шариковой авторучки (плюс, идущий к светодиоду) и
маленький кусочек изоляции для пружины.
4. Шуруп с шайбой или подходящая пружина (плюс, идущий к батарейке).
5. Парафин для заливания всего преобразователя (не обязательно).
Берём мерную часть шприца на 5мл, обрезаем
с одной стороны конус для одевания иглы, с другой стороны срезаем плечи. Делаем
заготовку похожую на ровную трубочку с дном. Вставляем преобразователь внутрь
шприца. Плюсовой вывод для батарейки выводим в отверстие для иглы и вкручиваем
туда же шуруп-саморез с шайбой. В центр плотно вставляем пружину от авторучки в
изоляции (это плюс идущий к светодиоду). Минус крепим к плечевой части с
помощью завинчивающей крышки просто зажав провод крышкой. (Внешний вид типа
спутниковой тарелки). Теперь припаиваем выводы этой так называемой тарелки к
выходу преобразователя и плотно вставляем в шприц. Вот и всё. Хотя можно всё
это ещё залить парафином для надёжности. Я этого делать не стал просто для того
чтобы показать внутренности преобразователя.
Если всей длины преобразователя не
хватает до плюса батарейки, просто поставьте металлическую втулку или
подходящую по длине пружину.
Светодиодный осветительный LED-фонарь на замечательном белом светодиоде Luxeon LXHL-NWE8 он примечателен своей яркостью — 500000mcd, а также потребляемым током — 350 mA. На фотографии с деталями он находится справа вверху.
Справа внизу — ParaLight EP2012-150BW1, но он явно уступает по параметрам люксеону.
Схема
включения срисована из даташита с подбором параметров деталей
опытным путем.
Все детали SMD — потому
что занимают меньше места — раз, надоело сверлить дырки в платах — два… Конденсаторы C2C3 танталовые, для
уменьшения паразитной индуктивности и увеличения общего КПД схемы.
Плата фонарика в DipTrace
Вся конструкция собрана в виде моноблока: детали с одной стороны, светодиод — с другой. Токоограничительный резистор R1 нужен для ограничения рабочего тока через светодиод и уменьшения общего энергопотребления схемы. Дроссель L1 — 40…50 витков медного провода на кольце диаметром 12 мм. из мю-пермаллоя.
При напряжении питания от 1,5 до 3 Вольт КПД преобразователя примерно равен 70%, что в общем не так уж и плохо. При понижении U питания менее 1 вольта микросхема уже не может выдать нормальное выходное напряжение и дает просто «все, что может» высасывая батарейку почти до 0,3 Вольта, после чего схема перестает работать.
Как из 1,5 сделать 5?
Как от 1,5 вольтовой батарейки запитать микроконтроллер, как засветить белый светодиод? Оказывается очень просто, в очередной раз постарались товарищи из фирмы MAXIM, изобрели вот такое чудо — MAX1674 (MAX1676).
Это повышающий индуктивный преобразовать со встроенным синхронным выпрямителем, позволяющим повысить эффективность, компактность схемы, избавиться от назойливых для таких схем диодов шоттки, так же повысить простоту изготовления. Характеристики преобразователя смотрим здесь:
| Рабочее напряжение, В | 0,7…5,5 |
| КПД (при Iнагр.=120мА), % | 94 |
| Выходное напряжение, В | 3,3/5 |
| Номинальный выходной ток, мА | 300 |
| Ограничение выходного тока, А | 1 |
| Ток холостого хода, мА | 0,1 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -40…+85 |
Чтобы получить выходной ток в 300мА указанный фирмой, нужно очень постараться. Если детально разобраться, то получим такую картинку — во первых учтём мощность на выходе преобразователя. Допустим берём 300мА при 5-ти вольтах и того имеем 1,5Вт, не будет учитывать потери и представим что КПД преобразователя 100%, значит от батарейки конвертор тоже потребит 1,5Вт, при 1,5В питания получится не много не мало 1А. А такой ток выдаст не каждая батарейка, к тому же под нагрузкой, это напряжение сразу же просядет. Это первый фактор. Второй — для нормальной работы преобразователя нужен дроссель с большим током насыщения, который быть больше импульсного тока внутреннего MOSFET транзистора, а значит всё это приведёт к немалыми габаритам индуктивности, а значит берем то, что реально нужно:
| Номинальный выходной ток, не менее, мА | Индуктивность дросселя, мкГн |
| 300 | 47 |
| 120 | 22 |
| 70 | 10 |
Некоторые особенности включения микросхемы. Если вход FB соединен с общим проводом, выходное напряжение соответствует +5 В. Если этот вход соединить с выходом OUT, на нем установится выходное напряжение +3,3 В. Если же между выходом OUT и общим проводом включить делитель, его среднюю точку соединить с выводом FB, то на выходе преобразователя можно установить напряжение в диапазоне от 3,3 до 5 В. Плату следует разводить согласно рекомендациям фирмы-изготовителя, длину проводников выполнять минимальной, ширину максимальной. Среди возможного разнообразия дросселей следует выбрать с минимальным сопротивлением обмотки.
Во время экспериментов с «черновым» вариантом (фото), наибольший КПД наблюдался в районе 120мА. Преобразователь как к источнику напряжения был подключён к 4-м запараллелиным ионисторам, по 1 фараду каждый. Что дало возможность в ускоренном снижении входного напряжения следить за работой микросхемы. На удивление микросхема сохраняла работоспособность вплоть до 0,5В, правда, ток снимаемый с выхода был менее одного миллиампера.
Рекомендуемые дроссели из DataSheet-а
производителя:
| Производитель, тип индуктивности | Индуктивность, мкГн | Сопротивление обмотки, Ом | Пиковый ток, А | Высота, мм |
| Coilcraft DT1608C-103 | 10 | 0,095 | 0,7 | 2,92 |
| Coilcraft DT1608C-153 | 15 | 0,200 | 0,9 | 2,92 |
| Coilcraft DT1608C-223 | 22 | 0,320 | 0,7 | 2,92 |
| Coiltronics UP1B-100 | 10 | 0,111 | 1,9 | 5,0 |
| Coiltronics UP1B-150 | 15 | 0,175 | 1,5 | 5,0 |
| Coiltronics UP1B-223 | 22 | 0,254 | 1,2 | 5,0 |
| Murata LQh5N100 | 10 | 0,560 | 0,4 | 2,6 |
| Murata LQh5N220 | 22 | 0,560 | 0,4 | 2,6 |
| Sumida CD43-8R2 | 8,2 | 0,132 | 1,26 | 3,2 |
| Sumida CD43-100 | 10 | 0,182 | 1,15 | 3,2 |
| Sumida CD54-100 | 10 | 0,100 | 1,44 | 4,5 |
| Sumida CD54-180 | 18 | 0,150 | 1,23 | 4,5 |
| Sumida CD54-220 | 22 | 0,180 | 1,11 | 4,5 |
Как конечный результат экспериментов с данной микросхемой хочется отметить действительно высокий КПД построенного преобразователя, высокая нагрузочная способность, компактность собранной схемы. На фото данная схема «трудится» на светодиод Luxeon. Светодиод подключен без резистора. Схема питается от 1,5-вольтовой батарейке Kodak
Здесь можно посмотреть к чему привёли результаты эксперимента.
Предложенная Вашему вниманию схема, была использована для питания светодиодного фонарика, подзарядки мобильного телефона от двух металлгидритных аккумуляторов, при создании микроконтроллерного устройства, радиомикрофона. В каждом случае работа схемы была безупречной. Список, где можно использовать MAX1674 можно ещё долго продолжать.
Самый простой способ получить более-менее стабильный ток через светодиод — включить его в цепь нестабилизированного питания через резистор. Надо учитывать, что питающее напряжение должно быть как минимум в два раза больше рабочего напряжения светодиода. Ток через светодиод рассчитывается по формуле:
I led = (Uмакс.пит — U раб. диода) : R1
Эта схема чрезвычайно проста и во многих случаях является оправданной, но применять ее следует там, где нет нужды экономить электричество, и нет высоких требований к надежности.
Более стабильные схемы, — на основе линейных стабилизаторов:
В качестве стабилизаторов лучше выбирать регулируемые, или на фиксированное напряжение, но оно должно быть как можно ближе к напряжению на светодиоде или цепочке последовательно соединенных светодиодов.
Очень хорошо подходят стабилизаторы типа LM 317.
ный немецкий текст:iel war es, mit nur einer NiCd-Zelle (AAA, 250mAh) eine der neuen ultrahellen LEDs mit 5600mCd zu betreiben. Diese LEDs benötigen 3,6V/20mA. Ich habe Ihre Schaltung zunächst unverändert übernommen, als Induktivität hatte ich allerdings nur eine mit 1,4mH zur Hand. Die Schaltung lief auf Anhieb! Allerdings ließ die Leuchtstärke doch noch zu wünschen übrig. Mehr zufällig stellte ich fest, dass die LED extrem heller wurde, wenn ich ein Spannungsmessgerät parallel zur LED schaltete!??? Tatsächlich waren es nur die Messschnüre, bzw. deren Kapazität, die den Effekt bewirkten. Mit einem Oszilloskop konnte ich dann feststellen, dass in dem Moment die Frequenz stark anstieg. Hm, also habe ich den 100nF-Kondensator gegen einen 4,7nF Typ ausgetauscht und schon war die Helligkeit wie gewünscht. Anschließend habe ich dann nur noch durch Ausprobieren die beste Spule aus meiner Sammlung gesucht… Das beste Ergebnis hatte ich mit einem alten Sperrkreis für den 19KHz Pilotton (UKW), aus dem ich die Kreiskapazität entfernt habe. Und hier ist sie nun, die Mini-Taschenlampe:
Источники:
http://pro-radio.ru/
http://radiokot.ru/
http://radio-hobby.org/
Вернутся
Как сделать схему светодиодного фонарика
Белые светодиоды стали настолько распространенными в наши дни, что даже школьники сегодня знают, как использовать их для создания простых светодиодных проектов. Светодиоды обычно используются для освещения, обсуждаемая схема также предназначена для аналогичных приложений. В публикации рассказывается, как подключить светодиоды и батарею, чтобы сделать простой светодиодный фонарик своими руками.
Белые светодиоды — это круто
До появления эффективных белых светодиодов лампы накаливания были единственным вариантом, который можно было использовать для изготовления фонарей.
Хотя и не такие яркие, как белые светодиоды, фонарики с лампой накаливания хорошо справлялись с этой задачей, пока не были изобретены светодиоды, которые полностью изменили ситуацию.
Белые светодиоды настолько эффективны, что излучают в 4 раза больше света, чем обычный фонарь накаливания, но при этом потребляют на 60% меньше энергии.
Неудивительно, почему белые светодиоды рассматриваются в качестве будущего варианта для всех осветительных приборов.
Схема светодиодного фонарика, описанная здесь, очень проста, и для ее успешного выполнения необходимо просто следовать приведенным инструкциям.
В предлагаемой схеме используется только один ярко-белый светодиод, три кнопочных элемента на 1,5 В и переключатель.
Белый светодиод, прямое падение напряжения
Как мы все знаем, для прямого включения белого светодиода обычно требуется напряжение 3,5 В, без использования каких-либо токоограничивающих резисторов.
Таким образом, здесь мы подключаем три разъема кнопочного элемента на 1,5 В непосредственно к клемме светодиода для его включения и получения от него желаемого освещения.
При низком уровне тока выходное напряжение 4,5 В от ячеек не вызывает никакого повреждающего воздействия, а автоматически регулируется для очень яркого свечения светодиода.
Теперь добавьте переключатель в любом месте между указанной выше ячейкой и подключением светодиода, он станет переключаемым вручную, ваша простая схема светодиодного фонарика готова.
Обсуждаемая конструкция фонаря потребует надлежащего кожуха для надежного удержания всех частей на месте, чтобы им можно было удобно управлять вручную.
Ниже показан образец конструкции, который можно скопировать для изготовления корпуса для указанной выше схемы. Принципиальная схема
Экономичный фонарик с переключаемым выходом
Поскольку полное освещение фонарика не всегда требуется, соответствующий диммер может быть приятным энергосберегающим средством.
Устройство создано на основе нестабильного мультивибратора, рабочий цикл которого можно регулировать с помощью потенциометра P1. Диод включен для увеличения времени нарастания.Диод может быть 1N4148.
Через T3 AMV переключает транзистор T4, который, в свою очередь, включает светодиодную лампу. T4 может работать без радиатора.
Диапазон управления таков, что лампу можно настроить так, чтобы она потребляла примерно одну треть ее общего уровня яркости; Это означает, что батареи, вероятно, будут продолжать работать в 3 раза дольше, чем обычно.
Реализация схемы, естественно, не ограничивается только фонариками; его также можно использовать для солнечного освещения, яркости радиоприемника и т. д.
Если LDR используется вместо P1, можно получить автоматический диммер, который самостоятельно регулирует освещенность лампы в зависимости от условий фонового освещения.
Схема светодиодного фонарика высокой мощности с батареей AA 1,5 В
Эта схема светодиодного фонарика высокой мощности выглядит как фонарик при использовании только от батареи 1,5 В, поэтому ее можно использовать. Так как маленький, поэтому легко носить с собой в разных местах. И к тому же очень яркий.
Техническая информация
Источник питания: один 1.Батарея 5V AA.
Максимальный используемый ток 200 мА
Использует 6 белых светодиодов.
Печатная плата малого размера.
Как это работает
Как обычно, светодиод загорается при напряжении 1,8 В или 2 В,
Нам нужен способ увеличения напряжения для повышения путем переключения режима питания в цепи повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный. .
Рисунок 1 Принципиальная схема 6-светодиодного фонарика повышенной мощности для батарейки 1,5 В AA.
Как Рисунок 1 — Принципиальная схема этого проекта.Работа схемы определяется катушкой и С2. Что будет служить частотой производственного цикла. Цепь LC Frequency с конденсаторами и конденсатором поочередно вызывает частоту.
Когда мы подаем напряжение питания на схему, транзистор TR1 заработает. Тогда TR2 тоже будет работать. Тем временем C2 будет заряжать накопительный ток. Значит, все светодиоды погаснут. Но при полной зарядке TR1 перестанет работать, в результате C2 разрядится на все светодиоды.
Так как зарядка и разрядка очень быстрая, мы видим их одинаковую яркость.Конденсатор C1 будет фильтровать ток для сглаживания.
Как построить.
Этот проект небольшой и состоит из нескольких частей, поэтому мы можем использовать перфорированную доску. Или используйте настоящую печатную плату, как показано на рисунке 2. Затем соберите все детали на печатной плате и подключите проводку, как показано на рисунке 3.
Рисунок 2 настоящая печатная плата этого проекта.
Рисунок 3 компоновка компонентов .
Катушка индуктивности L1 составляет 100 мкГн, как показано на рисунке 4, которое я вам измерял. И вы можете использовать любой похожий тип.
Рисунок 4 Катушка составляет около 100 мкГн.
Рис. 5. 6 светодиодных фонарей повышенной мощности для батарей 1,5 В AA.
Тестирование
После завершения сборки схемы Подайте напряжение 1,5 В на схему.
Затем переведите переключатель в положение ВКЛ. Все светодиоды загорятся, схема готова к работе.
Как видео ниже.
Я хочу видеть волны через светодиоды (все параллельно) через панель осциллографа.
Мы увидим, что высокий амплитуда около 3Vp-p вызывает свечение светодиодов.
Примечание: батарея AA, которую мы должны, является своего рода щелочным домом. Потому что высокая производительность
Список запчастей.
Резисторы 0,25 Вт
R1: 10 кОм
R2: 6,8 кОм
R3: 100 Ом
Электролитические конденсаторы
C1: 220 мкФ 16 В
Керамические конденсаторы
C2: 680 пФ 50 В
Катушка индуктивности
L1: 100 мкГ Пожалуйста, как собрать здесь
Транзисторы
TR1: CS9012__ 0.Транзисторы PNP 8А, 40 В.
TR2-TR4: CS9013__0.8A, 40 В, NPN транзисторы.
PCB, 1.5V AABattery и т. Д.
Другие схемы светодиодных фонарей
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Схема светодиодного фонарика Music Rhythm
В этом электронном проекте я показал, как сделать схему светодиодной вспышки Music Rhythm с использованием BC547, TIP122 и микрофона на макетной плате и спроектировать печатную плату для этой схемы.Вы можете подключить несколько светодиодных лент к этой схеме, и все подключенные светодиодные ленты будут мигать в ритме музыки.
Микрофон улавливает музыкальный ритм и генерирует электрический импульс, который усиливается транзисторами BC547 и TIP122. Затем подключенная светодиодная лента начнет мигать.
Я поделился принципиальной схемой, макетной платой и всеми необходимыми деталями для этого проекта Music Rhythm LED Flasher, так что вы можете легко сделать эту светодиодную вспышку Music Rhythm дома.
Схема светодиода музыкального ритма
Принцип работы светодиода музыкального ритма:
- Музыкальный ритм улавливается микрофоном, и микрофон преобразует звук в электрические импульсы.
- Затем электрические импульсы подаются на базу NPN-транзистора BC547, транзистор усиливает сигнал электрического импульса.
- После этого усиленный сигнал поступает на базу силового транзистора TIP122 NPN. При положительном импульсе на базе транзистор TIP122 включается.
- Светодиодные ленты на 12 В подключены к коллекторному выводу транзистора TIP122. Таким образом, когда транзистор TIP122 включается, ток может течь через светодиодные ленты 12 В, и светодиодные ленты включаются. Когда транзистор TIP122 отключается, ток не может протекать через светодиодные ленты 12 В, поэтому светодиодные ленты выключаются.
Необходимые компоненты:
- Резисторы мощностью 1 кОм 0,25 Вт 2 шт.
- Резисторы мощностью 10 кОм 0,25 Вт 2 шт.1 мкФ Конденсатор 1 шт.
- Светодиоды 5 мм 1,5 В 2 шт. (Опционально)
- Конденсаторный микрофон 1 шт. макет, я разработал печатную плату для этого проекта электроники.
Вы можете загрузить Gerber-файл печатной платы и заказать его на PCBWay.com
О PCBWay и их услугах
Вы можете мгновенно получить расценки на вашу печатную плату и печатную плату перед размещением заказа на PCBWay.Вы также можете проверить статус изготовления и обработки заказа онлайн на панели своего аккаунта PCBWay. После того, как печатные платы будут отправлены на ваш адрес, вы сможете отслеживать статус доставки вашего заказа онлайн.
В PCBWay все платы проходят самые строгие тесты, кроме базовой визуальной проверки. Они используют летающий зонд, машину рентгеновского контроля, машину автоматизированного оптического контроля (AOI) для тестирования и проверки печатной платы, чтобы гарантировать качество.
Чтобы перейти на страницу мгновенного предложения онлайн, посетите — pcbway.com / orderonline
Проверьте свой файл Gerber перед размещением заказа — OnlineGerberViewerВы можете заказать от PCBWay всего 5 печатных плат. И всякий раз, когда у вас возникают какие-либо проблемы, вы всегда можете связаться с сотрудником службы поддержки клиентов из PCBWay, чтобы ответить на ваши электронные письма или сообщения.
Шаги для заказа печатной платы на PCBWay
Чтобы заказать печатную плату, сначала посетите PCBWay.com .
Затем введите следующие данные:
- PCB Размер (длина и ширина) в мм и количество PCB
- Выберите цвет маскировки для печатной платы
- Выберите страну и способ доставки
- Нажмите кнопку « Сохранить в корзину »
Теперь нажмите « Добавить файлы Gerber », чтобы загрузить файл Gerber печатной платы.
Затем нажмите « Отправить заказ сейчас », чтобы разместить заказ.
После этого они рассмотрят файл Gerber и, соответственно, подтвердят заказ.
В моем случае я получил печатную плату в течение недели. Это зависит от выбранного вами способа доставки.
Размещение компонентов на плате
Теперь разместите все компоненты, как отмечено на плате. После этого припаяйте все компоненты.
Тестирование цепи светодиода музыкального ритма
Подключите к выходу любую светодиодную ленту 12 В.Вы также можете подключить несколько светодиодных лент параллельно.
Затем подключите источник постоянного тока 12 В на входе. Номинальный ток зависит от транзистора TIP122. Вы также можете использовать MOSFET вместо транзистора.
Теперь светодиодная лента должна мигать в ритме музыки.
Пожалуйста, поделитесь своими отзывами об этом мини-проекте, а также дайте мне знать, если у вас возникнут какие-либо вопросы.
Вы также можете посетить наш канал YouTube, чтобы увидеть больше таких полезных проектов в области электроники.
Надеюсь, вам понравился этот проект. Спасибо за уделенное время.
Проект светодиодного фонаря| Доступна подробная принципиальная схема
Светодиодыстановятся все более популярными во многих осветительных приборах. Белые светодиоды теперь обычное дело в фонариках. Вот простой и экономичный светодиодный фонарик, работающий от двух ячеек по 1,5 В.
Зачем нужны светодиоды?
Светодиодыидеально подходят для использования в приложениях, которые подвержены частым циклам включения и выключения, в отличие от люминесцентных ламп, которые быстрее перегорают при частом цикле переключения, или ламп HID, которым требуется много времени перед перезапуском.Их можно очень легко затемнить или стробировать. Светодиоды загораются очень быстро. Типичный красный индикаторный светодиод достигает полной яркости за микросекунды. В большинстве случаев они выходят из строя из-за затемнения со временем, а не из-за внезапного перегорания ламп накаливания.
Светодиоды, являющиеся твердотельными компонентами, трудно повредить внешним ударом, в отличие от хрупких люминесцентных ламп и ламп накаливания. Они могут быть очень маленькими и легко вставляются на печатные платы. Также светодиоды не содержат ртути, в отличие от компактных люминесцентных ламп.
Светодиоды не только потребляют меньше электроэнергии, они также более безопасны, поскольку светодиоды намного холоднее, чем лампы накаливания, что снижает риск возгорания или ожога пальцев, и более прочные, поскольку светодиоды сделаны с эпоксидными линзами, а не из стекла, поэтому они гораздо более устойчивы к поломке.
Схема светодиодного фонарика
Для белого светодиода напряжение прямой проводимости и прямой ток составляют 3,6 В и 20 мА соответственно. Конденсатор C1, транзистор и трансформатор образуют автоколебательный преобразователь постоянного тока в постоянный.Трансформатор повышает входное напряжение аккумуляторной батареи и подает высокое напряжение на белые светодиоды. Диод D1 и сглаживающий конденсатор C2 подают высокое напряжение на цепь светодиодов через резистор R2.
Схема светодиодного фонарикаНа интенсивность света влияет входное напряжение аккумуляторной батареи. Поскольку трансформатор недоступен на рынке, возможно, вам придется построить его самостоятельно. Обмотки трансформатора также влияют на интенсивность света. Катушка трансформатора намотана на ферритовый тороид толщиной 4 мм, имеющий внешний диаметр 13 мм и внутренний диаметр 6 мм.
Первичная обмотка состоит из 4 витков, а вторичная обмотка — 55 витков эмалированного медного провода 36SWG на сердечнике тороидального трансформатора, как показано справа на рисунке. Чтобы обеспечить длительный срок службы элементов питания 1,5 В, держите переключатель S1 в положении «включено» только во время использования резака.
Статья была впервые опубликована в декабре 2003 г. и недавно была обновлена.
Схема светодиодного фонаря 1,5 В
Схема светодиодного фонарика 1,5 В домой | электроника | ящик для инструментов | научный клуб | tuxtalk | фотографии | электронные открытки | интернет магазин Большинство фонарей, которые можно купить сегодня, очень яркие и мощные.У меня был маленький светодиодный фонарик, который я купил 16 лет тому назад. Это был один из первых светодиодных фонарей, и он не очень яркий. Я использую его ночью, когда мне нужно пойти в ванную, и я не хочу никого будить. Он излучает достаточно света, чтобы хорошо видеть, но он не ослепляет и недостаточно силен, чтобы разбудить других. Выключатель на этом фонарике недавно сломался, и его невозможно покупать такой фонарик уже нет.Я хотел иметь «не такой яркий фонарик», который бы работал на одиночной 1.Аккумулятор 5 В, и он должен работать нормально даже если батарея устарела, и я все еще могу использовать некоторые батареи, которые слишком слабы для других приложений. Для включения всех светодиодов требуется напряжение более 1,5 В. Для белого светодиода требуется около 3 В постоянного тока .
Простая схема, известная как Joule Thief (см. Https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief), может использоваться для увеличения напряжения так, чтобы загорелся белый светодиод. Эта схема небольшая и делает ее идеальным самодельным светодиодным фонариком.
1.Схема усилителя светодиодов 5В, Joule Thief, светодиодный фонарик 1,5В
Фонарь светодиодный 1.5V в сборе
В основе этой схемы лежит небольшая катушка, которую вы наматываете сами. На ферритовый тороид понадобится около 10-30 петель. Светодиод будет ярче с катушкой, которая может накапливать больше магнитной энергии. Чтобы построить его, возьмите два параллельных эмалированных медных провода и соедините их вместе примерно 25 раз через ферритовый тороид. Получается 2 катушки на одном феррите. Катушки подключены в противоположном направлении, как показано точками на принципиальной схеме.Это означает, что вы берете стартовый провод одной катушки и скручиваете его вместе с концом другой катушки. Теперь у вас есть своего рода высокочастотный трансформатор с 3-мя проводами: 2-мя отдельными проводами и витой парой. Витая пара — это то место, где вы подключаете плюс от аккумулятора. Соскребите эмалевую изоляцию очень мелкой наждачной бумагой.
катушки на ферритовом тороиде, внешний диаметр феррита: около 9 мм
Я использовал эмалированный медный провод AWG 30 и 2 разных цвета эмали, золотисто-коричневый и красный, чтобы можно было легко различить 2 катушки на феррите.Яркость светодиода будет зависеть от количества энергии, которое вы можете сохранить в магнитном поле (чем выше индуктивность, тем больше энергии). Как видно из принципиальной схемы, катушка, которая соединяется с базой транзистора, представляет собой всего лишь «катушку датчика». Он не создает магнитного поля. Таким образом, если вы хотите, чтобы на феррите было больше петель и более сильный провод (более высокий ток), вы можете сэкономить место, используя очень тонкий провод (например, AWG 42) для одной катушки и более толстый провод для другой катушки (той, которая подключается к коллектору транзистора).
Моя установка с двумя проводами AWG30 и 25 витками для обоих проводов приводит к току 5 мА постоянного тока через светодиод (напряжение будет любым, каково напряжение этого светодиода при 5 мА; входное напряжение было 1,4 В). Это идеально подходило для моего не очень яркого фонарика. Я знаю, что некоторые читатели хотели бы получить больше от этой схемы, и это возможно. Вы можете не только сэкономить место на тороиде, используя более тонкий провод для катушки датчика, но и используя другое передаточное число. Я пробовал 15 витков AWG30 на катушке датчика и 30 витков AWG25 на катушке, подключенной к коллектору.Для этого достаточно взять два эмалированных провода разной длины. Установка с 15/30 витками и проводом AWG25 для коллекторной катушки дала мне ток 8 мА постоянного тока через светодиод (размер тороида, как показано выше; входное напряжение 1,4 В).
Схема выдает выходной сигнал на выводе коллектора транзистора, который выглядит, как показано ниже. Выходное напряжение — это просто функция нагрузки, которую вы кладете. Он может производить очень высокое напряжение, если нет нагрузки, и вы можете испортить транзистор, если запустите его без подключенного светодиода.Цепь колеблется с частотой около 20-40 кГц в зависимости от входного напряжения и типа катушки. Светодиоды работают на этих высоких частотах, но они не предназначены для этого, а их внутренние PN-слои представляют собой конденсатор. Схема будет иметь более высокий КПД (выходной свет к потребляемой энергии), если вы немного исправите сигнал. Поэтому я добавил диод 1N4148 и небольшой электролитический конденсатор (подойдет все от 1 мкФ до 10 мкФ) между светодиодом и выходом транзистора.
Выходной сигнал на выводе коллектора транзистора, около 23 кГц, напряжение зависит от нагрузки
Можно сначала установить эту схему на макетной плате. Макетные платы не работают на высоких частотах, но частоты от 20 кГц до 40 кГц, которые производит эта схема, в порядке. Перед установкой на настоящую печатную плату рекомендуется проверить комбинацию светодиода и катушки, которая лучше всего подходит для вас.
Макетная плата
1.Светодиодный фонарик 5В на матричной матричной плате
Распиновка всех полярных компонентов
Держатель батарейки AAA из луженого стального листа (дно коробки с шоколадной пудрой). Пружина от шариковой ручки.
Joule Thief будет работать при очень низком напряжении, и белый светодиод загорится при напряжении около 0,4 В от батареи, но будет давать только немного света. Схема хорошо работает с хорошей яркостью в диапазоне от 1 В до 1,6 В. Выходное напряжение батареи. Даже уже использовал 1.Батареи 5V будут иметь 1V. Таким образом, вы все еще можете питать этот фонарик от аккумулятора, который в противном случае вы бы выбросили.
Полностью собранный светодиодный фонарик на 1,5 В, держатель батареи сделан из жести (дно жестяной коробки с шоколадным порошком) и пружины от старой шариковой ручки
Полностью собранный светодиодный фонарик на 1,5 В, с гильзой из алюминиевой фольги для фокусировки света, гильза из алюминиевой фольги представляет собой алюминиевую фольгу с пластиковым покрытием (с изоляцией) из упаковки масляного печенья
Наслаждайтесь фонариком.Счастливого Рождества.
© 2004-2021 Гвидо СочерКак работает фонарик
1 — Кейс Трубка, в которой находятся части фонарика, включая батареи и лампу (лампочку).
2 — Контакты Очень тонкая пружина или полоска металла (обычно из меди или латуни), которая расположена по всему фонарю и обеспечивает электрическое соединение между различными частями — батареями, лампой и выключателем.Эти части проводят электричество и «все подключают», замыкая цепь.
3 — Выключатель Поток электричества активируется, когда вы нажимаете выключатель в положение ВКЛ, давая вам свет. Подача электричества прерывается, когда переключатель переводится в положение ВЫКЛ., Таким образом выключая свет.
4 — Отражатель Пластиковая деталь, покрытая блестящим алюминиевым слоем, которая окружает лампу (лампочку) и перенаправляет световые лучи от лампы, чтобы обеспечить устойчивый световой луч, который вы видите, излучаемый из фонарик.
5 — Лампа Источник света в фонарике. В большинстве фонарей лампа представляет собой либо вольфрамовую нить (лампа накаливания), либо светоизлучающий диод (твердотельная лампа), также известный как светодиод. Вольфрамовая нить или светодиод светится, когда через нее проходит электричество, производя видимый свет. Вольфрам — это природный элемент, а вольфрамовая нить — очень тонкая проволока. Вольфрамовые лампы необходимо заменить при обрыве вольфрамовой нити. Светодиод содержит очень маленький полупроводник (диод), заключенный в эпоксидную смолу, и эта часть излучает свет, когда через нее проходит электричество.Светодиодные фонарики om широко считаются «небьющимися» и незаменимыми лампами на весь срок службы.
6 — Объектив Объектив — это прозрачная пластиковая часть, которую вы видите на передней части фонарика, которая защищает лампу, поскольку лампа сделана из стекла и легко разбивается.
7 — Батарейки При активации батарейки служат источником энергии для фонарика.
Собираетесь ли вы на улице в ночное приключение или оказались в темноте из-за отключения электричества после шторма, удобство портативного фонаря — это всего лишь простая кнопка на вашем фонарике.Но как же работает фонарик?
Как все эти части фонарика работают вместе?
Когда переключатель фонаря переводится в положение ВКЛ, он соприкасается между двумя контактными полосками, которые начинают электрический ток, питаемый от батареи. Батареи соединены таким образом, что электричество (поток электронов) проходит между положительным и отрицательным электродами батареи. Батареи опираются на небольшую пружину, которая соединена с контактной полосой.Контактная полоса проходит по длине батарейного отсека и контактирует с одной стороной переключателя. На другой стороне переключателя есть еще одна плоская контактная полоса, которая идет к лампе (лампочке), обеспечивая электрическое соединение. К лампе подключена еще одна часть, которая контактирует с положительным электродом верхней батареи, замыкая цепь к лампе и завершая выработку электричества.
При активации электричеством вольфрамовая нить или светодиод в лампе начинает светиться, производя видимый свет.Этот свет отражается от отражателя, расположенного вокруг лампы. Отражатель перенаправляет световые лучи от лампы, создавая устойчивый луч света, который вы видите излучаемого фонариком. Прозрачная линза закрывает лампу фонарика, чтобы стекло лампы не разбилось.
Когда переключатель фонарика переводится в положение «ВЫКЛ.», Две контактные полоски физически раздвигаются, и путь электрического тока прерывается, что приводит к прекращению производства света и выключению фонарика.
Чтобы портативный фонарик работал, все вышеперечисленные детали должны быть соединены и установлены на свои места. Иначе у вас обрыв цепи и электричество не пойдет.
Schematics.com | Светодиодный фонарик на любой батарее
Для работы светодиодов требуется минимальное напряжение из-за падения собственного потенциала. Кроме того, их освещение напрямую зависит от протекающего через них тока. Светодиодные лампы переменного тока обычно комплектуются последовательными светодиодами, чтобы снизить потребление тока за счет необходимости высокого входного напряжения для работы.Такое поведение объясняется законами Кирхгофа и Ома.
В портативных устройствах, таких как фонарики, они питаются от низковольтных батарей и сложно иметь большое количество серийных светодиодов. Из-за этого портативные светодиодные устройства имеют несколько светодиодов, обычно от 2 до 6, вместо светодиодных ламп переменного тока, которых может быть несколько.
Одно, но дорогое и продуманное решение — реализовать повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный, чтобы поднять низкое напряжение батареи до одного более высокого. Но есть еще одно более простое и дешевое решение, основанное на транзисторах, которое позволяет конфигурировать схему светодиода как последовательную схему или как параллельную схему по желанию.
Схема светодиодов организована в пары из двух светодиодов плюс транзистор, но все светодиоды можно настроить параллельно. Последовательная схема работает для входных напряжений более 5 В, но снижает потребление тока. Вместо этого параллельная конфигурация работает для низких напряжений, меньших или равных 5 В, и увеличивает потребление тока. Но эту последнюю точку, ток, можно регулировать потенциометром, независимо от конфигурации.
Таким образом, не имеет значения входное напряжение, функция цепи светодиода, выбирающая его конфигурацию (последовательную или параллельную) и регулирующая ток с помощью потенциометра
Более конкретно, электрическое функционирование всей цепи:
- J1 может быть любым входным разъемом постоянного тока, но имейте в виду, что вам нужно сделать мультиразъем, чтобы подключать разные батареи и источники питания.Я рекомендую вам J1 в качестве розетки 2,1 мм постоянного тока и сделать к нему адаптируемые разъемы снаружи.
- J2 для измерения тока. Можно отсоединить перемычку и подключить и мультиметр / амперметр. Таким образом, вы можете контролировать ток, протекающий по цепи.
- S1 предназначен для включения / выключения цепи.
- S2 позволяет выбрать последовательную конфигурацию (S), активирующую Q1, Q2 и Q3 (Q4 и Q5 выключены), и параллельную конфигурацию (P), активирующую Q4 и Q5 (Q1, Q2 и Q3 выключены)
- S3 является необязательным , но позволяет передавать код Морзе.
- R1, R2 и R3 являются ограничителями тока для транзисторов.Если вы знаете уравнения, используемые в схемах транзисторов, вы можете рассчитать соответствующие значения. Но важно, чтобы этот резистор был высокого номинала (более 1 кОм), чтобы избежать дополнительного тока на светодиоды.
- R4 позволяет регулировать ток, протекающий через светодиоды. Важно рассчитать или знать пределы мощности компонентов, особенно светодиодов и потенциометра, чтобы знать, какой ток может протекать в цепи.
- Q1 – Q3 — это транзисторы для последовательной конфигурации цепи. .
- . Q4 – Q5 — транзисторы для параллельной конфигурации схемы.
- L1 — L6 — светодиоды.
ПРИМЕЧАНИЯ
Схема полностью настраивается. Вы можете выбрать разные значения для компонентов, но помните об электрических пределах и рабочих значениях (напряжение, ток, сопротивление, мощность) для каждого компонента
Например, если светодиоды белого цвета, 3 мм (падение 2,8 В — номинальный ток 20 мА). ), рекомендуемый общий ток не должен превышать 120–180 м в обеих конфигурациях, но потенциометр и транзистор должны работать с этим общим значением тока.
Для этого J2, хотя и является необязательным, позволяет легко подключить мультиметр / амперметр для измерения общего тока
Обязательные требования:
- Последовательная конфигурация предназначена для входных напряжений более 5 В и параллельная конфигурация предназначен для входных напряжений, меньших или равных 5 В.
- Если вы хотите добавить больше светодиодов, следуйте последовательной конфигурации светодиод-транзистор-светодиод.
- Нет необходимости добавлять последовательный резистор для каждого светодиода. Потенциометр действует как общий резистор для всех светодиодов.
- Максимальное входное напряжение зависит от того, сколько мощности может рассеиваться (сколько тока может протекать) через потенциометр, транзисторы и светодиоды. Для обычных светодиодов THT рекомендуется максимальное входное напряжение 12 В и минимальное входное напряжение 3 В
Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь добавлять комментарии.