Схема светодиодного фонаря: электрическая, на светодиодах, с зарядкой от сети

Категория: Свет -Добавлено от alexxlab

Содержание

Светодиодный аккумуляторный фонарь — схема, ремонт, как сделать. Светодиодный индикатор тока в цепях с емкостным балластом — Конструкции простой сложности

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. Схема подобного прибора элементарна.

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.


Как 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.

Гарантия подлинности: Гарантия Продавца

Фонарик Фо-ДиК АН-0-003 работоспособность не известна.. с виду все целое внутри батарейки конечно уже не рабочие

Фонарик Фо Д и К

стандартное описание:

ЗА реальные почтовые расходы — покупатель платит сам полностью.
!!!ВНИМАНИЕ После покупки лота, свяжитесь со мной в течении 3х дней, оплата в течение 7-ми дней. В противном случае, буду вынужден выставить отрицательный отзыв, чтобы вернуть комиссию торговой площадки.
Обязательно перед покупкой гляньте страничку «ОБО МНЕ» там более подробно указано как лучше платить и другие нюансы.

Уважаемые покупатели! Хочу Вас проинформировать о некоторых нюансах которые могут возникнуть при покупке моих лотов. Все лоты продаются ещё и на других площадках. И может возникнуть ситуация, когда днем лот будет продан на другой площадке, а снять с торгов его я смогу только вечером. И если в этот день вы купите лот, то его у меня может не оказаться в наличии. Такая ситуация возникает крайне редко, но все равно желательно осведомиться перед покупкой о наличии лота. Заранее приношу свои извинения, если возникнет такая ситуация.

Все что я продаю или покупаю, как и любой человек, стараюсь дополнительно обсудить в личной переписке и особенно условия отправки товара, и естественно самой оплаты.. Так, как всегда все меняется и порой, как хочется может и не выйти переправить товар и получить оплату, как и переслать деньги обычным и привычным способом до покупателя…

В качестве образца возьмём аккумуляторный фонарик фирмы «ДиК», «Люкс» или «Космос» (см. на фото). Этот карманный фонарик, малогабаритный, удобный в руке и с достаточно большим рефлектором — 55,8 мм в диаметре, светодиодная матрица которого имеет 5 белых светодиодов, что обеспечивает хорошее и большое пятно освещения.

Кроме того форма фонарика всем знакома, а многим ещё с детства, одним словом — бренд. Зарядное устройство находится внутри самого фонарика, стоит только снять сзади крышку и воткнуть его в розетку. Но, ни что не стоит на месте и эта конструкция фонарика тоже претерпела изменений, особенно его внутренняя начинка. Последняя модель на данный момент — ДИК АН 0-005 (или ДиК-5 ЕВРО).

Более ранние версии — это ДИК АН 0-002 и ДИК АН 0-003 отличаются тем, что в них стояли дисковые аккумуляторы (3 шт), Ni-Cd серии Д-025 и Д-026, ёмкостью 250 мА/часов, или в модели АН 0-003 — сборка уже более новых аккумуляторов Д-026Д с большей емкостью, 320 мА/ч и лампочки накаливания на 3,5 или 2,5 В, с током потребления 150 и 260 мА соответственно. Светодиод, для сравнения, потребляет около 10 мА и даже матрица из 5 штук — это 50 мА.

Конечно, при таких характеристиках фонарик не мог долго светить, его максимум хватало на 1 час, особенно первые модели.

Что же такого есть в последней модели фонарика ДИК АН 0-005?

Ну во-первых — светодиодная матрица из 5 светодиодов, в отличие от 3-х или лампочки накаливания, что даёт значительно больше света при меньшем токе потребления, а второе — в фонарике стоит всего лишь 1 пальчиковый современный Ni-MH аккумулятор на 1,2-1,5 В и ёмкостью от 1000 до 2700 мА/ч.

Некоторые спросят, а как же пальчиковый аккумулятор на 1,2 В может «зажечь» светодиоды, ведь чтобы они ярко светили надо примерно 3,5 В? По этой причине в более ранних моделях ставили последовательно 3 аккумулятора и получали 3,6 В.

Но, тут уже не знаю кто первый придумал, китайцы или кто-то другой, сделать преобразователь (умножитель) напряжения с 1,2 В до 3,5 В. Схема простая, в китайских фонариках это всего лишь 2 детали — резистор и радиодеталь похожая на транзистор с маркировкой — 8122 или 8116, или SS510, или SK5B. SS510 — это диод Шоттки.

Светит такой фонарик хорошо, ярко, и что не маловажно — долго, а циклов заряд-разряд не 150, как в предыдущих моделях, а на много больше, что увеличивает срок службы в разы. Но!! Чтобы светодиодный фонарик служил долго, надо вставлять его в розетку с 220 В в выключенном состоянии! Если этого правила не придерживаться то при зарядке можно легко сжечь диод Шоттки (SS510), а часто заодно и светодиоды.

Мне однажды пришлось ремонтировать фонарик ДИК АН 0-005. Не знаю точно, что послужило причиной выхода его из строя, но предполагаю, что воткнули его в розетку и забыли на несколько суток, хотя по паспорту заряжать надо не более 20 часов. Короче — вышел из строя аккумулятор, потёк, и сгорело 3 светодиода из 5, плюс преобразователь (диод) тоже перестал работать.

Аккумулятор пальчиковый на 2700 мА/ч у меня был, остался от старого фотоаппарата, светодиоды тоже, а вот найти деталь — SS510 (диод Шоттки), оказалось проблематично. Этот светодиодный фонарик скорее всего китайского происхождения и такую деталь наверное можно купить только там. И тогда решил слепить преобразователь напряжения из тех деталей что есть, т.е. из отечественных: транзистора КТ315 или КТ815, в/ч трансформатора и других (см. схему).

Схема не нова, она давно уже существует, я её только использовал в этом фонарике. Правда, вместо 2 радиодеталей, как у китайцев, у меня получилось 3, зато дармовые.

Электрическая схема, как видите, элементарная, самая сложная вещь — это намотать ВЧ-трансформатор на ферритовом кольце. Кольцо можно использовать со старого импульсного блока питания, от компьютера, или от энергосберегающей нерабочей лампочки (см. фото).

Внешний диаметр ферритового кольца 10-15 мм, толщина примерно 3-4 мм. Надо намотать 2 обмотки по 30 витков проводом 0,2-0,3 мм, т. е. мотаем сначала 30 витков, затем делаем отвод от середины и ещё 30. Если ферритовое кольцо берёте с платы люминесцентной лампочки — лучше использовать 2 штуки, сложить их вместе. На одном кольце тоже схема будет работать, но свечение будет слабее.

Сравнивал 2 фонарика на свечение, оригинальный (китайский) и переделанный по выше указанной схеме — различий в яркости почти не увидел. Преобразователь, кстати, можно вставить не только в аккумуляторный фонарик, а и в обычный, который работает от батареек, тогда можно будет запитывать его всего от 1 батарейки 1,5 В.

Схема зарядного устройства фонарика изменений почти не претерпела, за исключением номиналов некоторых деталей. Ток зарядки примерно 25 мА. При зарядке, фонарь надо отключать! И не клацать выключателем во время зарядки, поскольку напряжение зарядки более чем в 2 раза выше напряжения аккумулятора, и если оно пойдёт на преобразователь и усилится — светодиоды частично или полностью придётся менять…

В принципе, по выше указанной схеме, светодиодный фонарик легко можно сделать и своими руками, вмонтировав его, например, в корпус какого-нибудь старого, даже самого древнего фонарика, а можно сделать корпус и самому.

А чтобы не менять структуру выключателя старого фонарика, где использовалась маленькая лампочка накаливания на 2,5-3,5 В нужно разбить уже сгоревшую лампочку и к цоколю, вместо стеклянной колбы, припаять 3-4 белых светодиода.

А также, для зарядки, вмонтировать разъём под сетевой шнур, от старого принтера или приёмника. Но, хочу заострить ваше внимание, если корпус фонарика металлический — зарядное устройство туда не монтируйте, а сделайте его выносным, т.е. отдельно. Совсем не сложно вынуть пальчиковый аккумулятор из фонарика и вставить его в ЗУ. И не забывайте всё хорошо изолировать! Особенно в тех местах, где присутствует напряжение 220 В.

Думаю, после переделки старый фонарик прослужит вам ещё не один год…

СЛ.Елкин, г. Житомир

Новый аккумуляторный фонарик (АКФ) российского производства торговой марки Фо-Дик модели АН 0-005 с китайскими дисковыми аккумуляторами (рис.1)

работал как-то нестабильно, аккумуляторы (АК) то отдавали электрическую ёмкость, то нет. Для более удобной эксплуатации (в том числе и для определения сбоев в работе зарядного устройства) в него был установлен светодиодный индикатор тока заряда, схема которого изображена на рис.2.

Некоторое время АКФ работал нормально, а затем светодиод перестал светиться. Проверка светодиода VD3 и резистора R3 показала, что они исправны. Причиной неработоспособности оказался дефект балластного конденсатора С1, фактическая ёмкость которого оказалась на порядок ниже, т.е. 47 нФ! К тому же, дефекты у импортных конденсаторов такого типа в практике ремонта АКФ встречаются, и достаточно часто.
Поскольку нового конденсатора под рукой не оказалось, решил подзарядить аккумуляторы (на корпусе которых нанесены обозначения Ni-Cd CELL B280K) от источника постоянного тока. Для ускорения процесса заряда кратковременно установил ток заряда до 100 мА. И что порадовало — АК совсем не грелись! После четырёхчасового заряда (двукратного перезаряда по ёмкости ) включил АК на разряд на лампочку 3,5 В х 0,15 А, которая светила около 1,5 ч. Отсюда сделал вывод, что с АК всё нормально. Ну а если современные АК при большем (против принятого для герметичных — 0,1 от электрической ёмкости) токе заряда не греются, установил балластную ёмкость вдвое больше, т.е. 1 мкФ.
Включил параллельно имеющемуся шунту резистор 100 Ом, уменьшив его в два раза. После 2-3 пробных подключений к сети светодиод вышел из строя! Стало понятно, что зависимость падения напряжения на шунте от величины ёмкости существенно нелинейная, поэтому установил шунт сопротивлением 12 Ом. При подключении АКФ к сети светодиод вспыхивал и гас, хотя ток заряда был! Это наглядно подтверждало импульсный характер изменения тока через светодиодный индикатор в цепи с ёмкостным балластом в начальной фазе.

Пришлось, кок говорится, вернуться к «нашим баранам» — провёл подборку шунта в стационарном режиме на постоянном токе. Получившиеся параметры приведены в строке 1 таблицы.

Однако через некоторое время эксплуатации АКФ светодиод с шунтом-резистором с номинальным значением 24 Ом всё равно вышел из строя!
Стало понятно, что переходные импульсные процессы (как и восток) — дело тонкое, и что в причинах выхода из строя индикатора (при балластном конденсаторе 1 мкФ) придется разбираться серьёзно.
Поскольку выход из строя светодиода от приложения обратного напряжения маловероятен, так как он включён последовательно с выпрямительным диодом, предположил, что он выходит из строя во время серии импульсов («дребезг» контактов — именно так удобно представить процессы, происходящие в цепи в момент подключения АКФ к сети). Именно тогда на шунте возрастает и падение напряжения, в результате чего импульсная величина тока через светодиод хоть и кратковременно, но значительно превышает допустимую величину, и это приводит к выходу его из строя.
Чтобы не заниматься тщательным подбором шунта, величина которого может отличаться от величин резисторов стандартного ряда, для автоматического ограничения амплитуды импульса напряжения, возникающего на шунте (а значит, и на светодиоде), решил установить параллельно ему стабилитрон КС133А, использовав его в качестве супрессора .
Для проверки схемотехнического решения была собрана схема (рис.4)

и проведены измерения величин падения напряжения на шунте в различных режимах, в определённой степени имитирующие характер изменения тока через балластный конденсатор во время его первичной зарядки. Измерения проводились на постоянном токе от источника с регулируемым выходным напряжением при неизменной величине сопротивления шунта, равной 24 Ом.
Из строки 2 таблицы видно, что уже при падении напряжения на шунте, равном 2 В, ток через VD2 равен максимальному .
Именно поэтому для ограничения величины тока че рез светодиод при падении напряжения на шунте, равном 3,3 В (строка 3 таблицы), в схему последовательно с VD2 введён резистор R3.
Как следует из строки 3 таблицы, величина тока через светодиод при введении R3 также не превышает 20 мА.
При переходе ЗУ в стационарный режим 2 (строка 4 таблицы) величина тока через VD2 с последовательно включённым R3 уменьшается до 1,5 мА, что при использовании светодиода АЛ307А (красного свечения) визуально вполне различимо даже при солнечном свете.
В порядке проверки надёжности работы светодиодного индикатора в цепи с ёмкостным балластом модернизированный АКФ (рис.5)

извлекался и устанавливался в сетевую розетку 100 раз подряд — при этом ощутимых изменений яркости свечения визуально замечено не было. Светодиодный индикатор с супрессором на стабилитроне работал исправно, выхода из строя светодиода не произошло!
Проведённый эксперимент позволяет сделать практический вывод, что в связи с характером происходящих переходных процессов из соображений достаточной надёжности применять простой резистивный шунт при балластной ёмкости до 0,5 мкФ для индикатора на светодиоде ещё можно, а уже при 1 мкФ и выше — только в сочетании шунт — супрессор — токоогранчивающий резистор.


Литература
1. Терещук P.М. и др. Малогабаритная радиоаппаратура. Справочник радиолюбителя//Киев, Наукова думка, 1971.
2. Справочный листок. Супрессоры переходного напряжения// Радиоаматор. -1999.-Nc2.-C.3l
3. Терещук P.M. и др. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройство. Справочник родиолюбителя//Киев, Наукова думка, 1988.

ДОРАБОТКА СВЕТОДИОДНОГО ФОНАРЯ

ДОРАБОТКА СВЕТОДИОДНОГО ФОНАРЯ

     Уважаемые посетители сайта МИР ЭЛЕКТРОНИКИ. Хочу предложить ещё один вариант схемы низковольтного питания светодиода или группы светодиодов. Недавно купил фонарик «Космос» с белым светодиодом и питанием 4,5В. Его работы хватило на несколько включений, после чего светодиод сгорел. Это и заставило меня разобрать его и задуматься над модернизацией. Питать его по старому было-бы не экономично, поскольку никаких преобразователей в нем вообще нет! Только ограничительный резистор на 11 Ом, малое сопротивление которого и привело к сгоранию светодиода. Значит соберём преобразователь.

     Итак, что мы имеем:
-Свободное место позволяет применить этот преобразователь в данном фонарике.
-Возможность отрегулировать свечение светодиода подбором ёмкости конденсатора или ограничительного резистора.
-Возможность питания до 3-4 светодиодов.
Теперь сама схема и правила намотки трансформатора, трансформатор мотается его на ферритовом кольце диаметром 7 мм и длинной 11 мм. Можно взять любое другое ферритовое кольцо. Феррит берем целый, не раскалывая его. Провод любого типа, какой влезет на феррит до заполнения. Количество витков 20. Мотаем сразу двумя проводами, свитыми в жгут, затем начало одной обмотки соединяем с концом другой обмотки. Начало обмоток на схеме показано точками. Не перепутайте выводы, а то работать не будет. Транзистор VT1 — 2SC 945 можно заменить на любой транзистор этой структуры, например КТ315.
D1 — 1N5819 или любой диод Шоттки,
С1 — 47мф х 16В,
R1 — 1Ком, R2 100 ом, его можно и не ставить,
С1 и R2 регулируют яркость и ток на светодиоде.
     Если все сделано правильно преобразователь начинает работать сразу. Не включайте его без светодиода, иначе конденсатор может выйти из строя. На холостом ходу преобразователь дает до 60 В!

     Теперь о сборке каркаса преобразователя. Для этого нам понадобится:
1. Мерная часть шприца на 5мл.
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. Изолятор — кембрик для пружины.
5. Парафин для заливания всего преобразователя.
6. Шуруп с шайбой или подходящая пружина – плюс, идущий к батарейке.

     Сборка устройства.  Берём мерную часть шприца на 5 мл, обрезаем с одной стороны конус для одевания иглы, а 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. Срезав плечевую часть с резьбой и крышкой (это общий минус) с тюбика, и сделав два отверстия в крышке, для выхода проводов плюс и минус, идущие на светодиод. В центр плотно вставляем пружину от авторучки в изоляции – это будет плюс идущий к светодиоду. Минус крепим к плечевой части, с помощью завинчивающей крышки просто зажав провод крышкой. 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 длиннее пружину.

      Данная схема в моем фонарике работает довольно давно, без нареканий. Уважаемые читатели данной статьи и посетители сайта ТЕХНИК, если вас заинтересовала данная статья, напишите свои отзывы и предложения по дальнейшей модернизации устройства.

      radiokot.ru — сайт первым опубликовавший материал. Материал предоставил: А.Кулибин

      ФОРУМ по преобразователям.

Светодиодные фонари — Самоделкин — сделай сам своими руками

Главная » Светодиодные фонари

Раздел сайта «электроника схемы» содержит большое количество схем приборов, собранных на возможных открытых источниках интернета. Приборы, которые непременно будут вам полезны, приборы на все случаи жизни и для каждого, их можно сделать своими руками. В инструкциях по сборке подробно описан монтаж, приведены схемы, фотографии. Прочитав инструкции, вам будет намного проще собирать те или иные приборы. В этом разделе вы найдете схемы раций, блоков питания, преобразователей напряжения 12в 220в, инверторы, автомобильны, радио—технические, и другие полезные схемы. Все что вам потребуется для сбора устройств — это паяльник и немного терпения.


      

Лазерная светомузыка

Наткнулся в интернете на схему необычной цветомузыки,заключающуюся в том что световые эффекты проявляются в воздухе.На фотографии представ … Читать дальше »


 Просмотров: [10034] | Рейтинг: 5.0/1

      

Мигающий светодиод

Эта маленькая статья была создана по просьбе одного из наших пользователей а прозьба заключалась в следующем, нужно было найти схему реле поворотов к мотоциклу «Минск» одним словом она должна мигать двумя лампоч … Читать дальше »


 Просмотров: [5149] | Рейтинг: 0.0/0

      

LED. LM317 в стабилизаторе тока светодиодов. Или как надежно запитать светодиоды чтобы стабильно работали, не моргали и не сгорали.


Всё больше распространяется мода на светодиоды, в настоящее время многие сами ставят диодные ленты (для дневного света и многого другого ).
Наткнулся на следующую стат … Читать дальше »

 Просмотров: [7729] | Рейтинг: 5.0/2

      

Список деталей для самодельного светодиодного фонарика:

  • 3 литий-ионных аккумулятора для Nokia 3310 со встроенной защитой китайского производства. Ёмкость каждого 1500 mAh.
  • Преобразователь Philips TEA1208 — повышающий конвертер.
  • Источник света светодиод Luxeon 1 Вт.
Примечание: … Читать дальше »

 Просмотров: [4520] | Рейтинг: 0.0/0

      

Схема светодиодного фонарика 1,5 В —  Рабочий период не менее одного года от одной батарейки. Данная схема светодиодного фонарика дает возможность работать прибору не менее одного года от одной батарейки. Принципиальная схема исползует 74HC14 CMOS инвертор, работающий в маленьком напряжении (меньше чем 1 В). Работа «ведется» генератором прямоугольных импульсов (пины 1 и 2),в тоже время производя короткие импульсы 10 мс на дополнительны … Читать дальше »


 Просмотров: [3632] | Рейтинг: 5.0/1

       Мечтаете сделать своими руками простой светодиодный фонарик? В этом случае вам будет необходим драйвер одиночных суперярких светодиодов, либо их цепочки, с питанием от батареи 1.2V, 1.5V или выше, в качестве основы которого можно смело рекомендовать к использованию Zetex ZXS … Читать дальше »

 Просмотров: [5749] | Рейтинг: 4.0/3

       Все знали, что я сумашедший? Знайте, это так!!! Теперь я пороюсь в Ваших головах и внесу туда несколько знаний, как приготовить изготовить УФ фонарик дома.

К соревнованиям по ночному ориентированию «Совы» необходим будет УФ фонарь. Для чего он нужен? А для того, чтобы увидать в помещении надписи, которые не видно при обычном освещении — коды, дорожку, направление, координаты и т.п.

Обычные фонарики светят не на … Читать дальше »


 Просмотров: [5237] | Рейтинг: 4.0/1

      

Переделываем светодиодный фонарик

   А. КУРКОВ, r. Житомир, Украина


 Просмотров: [7666] | Рейтинг: 4.5/4

      

При выезде на природу, на рыбалку, в походе при себе просто обязательно надо иметь электрический фонарь. Если использовать обычный фонарь с лампочкой накаливания — придется запастись изрядным количеством батареек. Что, несомненно, приведет к увеличению веса снаряжения. Тут на выручку и придет фонарь на светодиодах.

… Читать дальше »

 Просмотров: [4378] | Рейтинг: 0.0/0

       Вступление:
Давным давно, когда налобных светодиодных фонарей в России не было вовсе, а пецль тикка еще не появился — появились первые опыты подземного хождения на белых светодиодах…
Когда появился пецль тикка — встал вопрос о том, как сделать фонарь лучше и дешевле, т.к. у тикки кроме размеров все остальное — был один большой недостаток…

Вот тогда и был сделан данный фонарь, разница только в том, что сейчас он пережил реинкарнацию и в нем заменили светоди … Читать дальше »


 Просмотров: [5630] | Рейтинг: 0.0/0

Светодиодный аккумуляторный фонарь — RadioRadar

Светодиоды гораздо превосходят лампы накаливания по своему энергопотреблению.  Они стали настолько популярны, что на рынке уже нереально найти фонарики с лампами накаливания.

Применяемые в фонарях лампочки накаливания напряжением 2,5 В, 3,5 В, 6,3 В и 8 В потребуют высокоэнергетических источников питания. В большинстве из них используются  гальванические элементы типоразмером 373 (D) – диаметром 34,2 и высотой 61,5 мм. Количество элементов зависит от мощности фонаря. Зачастую это два, три, четыре и шесть элементов.

Самыми массовыми являются марганцево-цинковые элементы  с солевым электролитом или щелочным, их ещё называют алкалиновыми – производное от английского слова alkaline – «щелочь». Электрическая ёмкость щелочной батарейки составляет около 1700 — 3000 мА·ч .  По ёмкости щелочные батарейки лидируют, по сравнению с солевыми, электроёмкость которых меньше и составляет 550 — 1100 мА·ч. К концу строка сохранности напряжения и емкость источников тока, за счет саморазряда, снижается на 15 – 30 % у солевых и на 10 % у щелочных. Заметно падает емкость марганцево-цинковых элементов и при снижении температуры. При температуре –40˚С  продолжительность работы элементов составляет около 5 – 10% продолжительности работы при температуре +20˚С. Щелочные элементы имеют значительно более высокие емкостные характеристики при эксплуатации в области отрицательных температур. У солевых элементов на последних стадиях разряда и по его окончании может наблюдаться течь электролита, что приводит к повреждению изделия. Но чем выше показатели элементов питания, тем выше их стоимость. Однако, житейская практика показывает, что не всегда цена может соответствовать заявленным характеристикам и качеству [1,2].

Гальванический элемент причисляют к первичным источникам тока, преобразующих химическую энергию активных веществ непосредственно в электрическую. К сожалению, первичные источники тока допускают лишь одноразовое использование активных материалов.

Продлить их строк службы гальванических элементов можно, если вместо лампочки применить светодиод (светодиоды) – рис. 1. Для этого его необходимо впаять в цоколь Е10 от лампочки накаливания – рис. 2. Но сэкономить на гальванических элементах значительно больше позволит их замена на, так называемый, вторичный источник тока — аккумулятор. Отличительным качеством аккумуляторов является то, что их можно заряжать и разряжать много раз.

Рис. 1. Светодиод белый диаметром линзы 8 мм и высотой 7 мм, 70 мА

 

Рис. 2. Цоколь лампочки накаливания фонарика Е10

 

Цоколь лампочки состоит из гильзы – резьбового контакта, изолятора и донышка — центрального контакта. В фонариках, как правило, резьбовой контакт лампочки соединен с отрицательным полюсом источника питания, а центральный контакт — с положительным (хотя для электрической лампочки накаливания полярность не важна, она прекрасно работает и при переменном напряжении). Другое дело светодиод. Он имеет положительный вывод –  анод, и отрицательный  – катод (рис. 3). Поэтому монтируют его в цоколь анодом к донышку, а катодом к гильзе – рис. 4.  В таком случае он будет подключен к элементам питания согласно полюсовки. Мощность светодиода и их количество подбирают в зависимости от емкости источника питания и необходимых эксплуатационных нужд (уровня яркости, длительности работы).  Следует отметить, что при последовательном соединении химических источников тока их емкости не складываются.

Рис. 3. Обозначение светодиода на схеме, цоколевка

 

Рис. 4. Светодиодная лампочка

 

Рефлектор фонарика имеет форму усеченного параболоида. Для формирования равномерного светового потока необходимо, чтобы светоизлучающий элемент находился в фокусе параболоида. Для этого эксперементальным путем находят положение светодиода оносительно цоколя.

При изготовлении лампочки на трех или четырех светодиодах линзы возле вывода анода необходимо сточить натфилем. По линии вывода формируют грань с сторонами под углом 120˚ или 90˚ соответственно. Ножку анода на одном диоде оставляют. На остальных укорачивают до 5 мм. После этого их склеивают дихлорэтаном или клеем «Секунда 505». Затем аноды спаивают и изолируют полихлорвиниловой или термоусадочной трубкой.  Далее анодный вывод продевают в контакт донышка цоколя и припаивают. Катодные выводы припаивают на резьбовой контакт цоколя – рис. 5.

Рис. 5. Светодиодная лампочка на трех светодиодах

 

Известно, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток.  Вследствие этого для его нормальной работы необходимо последовательно включать ограничительный резистор. Для белого светодиода напряжение питания составляет 3,2 вольта (самый простой и оптимальный вариант – фонарик с двумя гальваническими элементами обеспечит соответствующее питание белого светодиода, без каких либо дополнительных устройств). Но по мере разряда источника питания, ток, протекающий через диод, будет уменьшаться, а соответственно и снижаться его яркость. Обойти этот негативный эффект можно, включив в схему стабилизатор напряжения, необходимого для нормальной работы светодиода, но об этом позже.

Самыми распространенными и относительно дешевыми являются аккумуляторные батареи герметизированные свинцово-кислотные. Аккумулятор подбирают исходя из размеров отсека отведенного для источника питания в корпусе фонарика. Для  фонаря на шести гальванических элементах 373 можно использовать свинцово-кислотный, напряжением 6 В и емкостью 1,3 А·ч, габаритными размерами 97 х 54 х 51,5 мм – рис. 6. Полный разряд аккумуляторной батареи определяется как разряд до 1.95 – 2.03 В на банку при комнатной температуре, т.е. до 5.85 – 6,09 В для 6 В батареи. Конечное же напряжение заряда при температуре 20 С˚ равно 2.05 – 2.15 вольт на элемент батареи, 6.15 – 6.45 В для шести вольтовой  батареи [3]. При разряде ниже допустимых напряжений начинается необратимое преждевременное старение батареи.  Потому полезно будет дополнить схему индикатором разряда батареи.

Рис. 6. Герметизированная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея

 

Схема электрическая принципиальная переоборудованного фонаря представлена на рис. 7. На транзисторах VT1 – 2, резисторах R1 – 5, конденсаторе С1, светодиоде LED1 выполнен индикатор разряда батареи. Резистором R2 регулируют порог срабатывания светодиода. Величина сопротивления R4 зависит от мощности светодиода и источника питания. Данный индикатор вовремя сообщит о том, что аккумуляторная батарея разряжена. Основным достоинством схемы является четкость срабатывания, т. е. сигнальный светодиод загорается сразу без плавного нагнетания яркости. Устройство довольно точно отслеживает заданный порог срабатывания [4].

Рис. 7. Схема электрическая принципиальная светодиодного аккумуляторного фонаря

 

Из интегрального стабилизатора LM317, резисторов R6, R7, конденсаторов С2 – С4 состоит стабилизатор напряжения питания  светодиода (светодиодов). Подбором резисторов регулируют режим стабилизации напряжения. Для определения их величины используют программу «LM317 – калькулятор v1.1» или «Regulator design v1.2».
Нагрузкой служит лампочка на параллельно включенных светодиодах LED2-4 потребляемых ток 35 – 70 мА каждый, диаметром линзы 8 и высотой 7 мм. При напряжении в 3,2 В их общее потребление тока составляет 180 мА (8-и вольтова лампочка накаливания этого фонаря потребляет 600 мА!).

Детали схемы монтируют на печатной плате – рис. 8. Интегральный стабилизатор LM317 крепят на небольшой радиатор. Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102, ВС546, 2N5551 и другие. При подключении источника питания напряжением 12 вольт, необходимо изменить номиналы резисторов: R1 – 20 к, R2 – 1,5 к,  R4 – 2,2 к.

Рис. 8. Печатная плата устройства. Вид со стороны дорожек

 

Для хорошего контакта между элементами питания и лампочкой на задней стенке фонарика предусмотрена панелька с пружинами. Ее необходимо демонтировать, но только в том случае, если используют заднюю стенку для крепления платы с индикатором заряда батареи и гнезда для подключения зарядного устройства – рис. 9. Панель с пружинами переносят в другое место. Например, между платой и аккумуляторной батареей. Для этого ее закрепляют с помощью саморезов на радиатор  – рис. 10. В корпус фонарика заводят и устанавливают на задней стенке гнездо для подключения зарядного устройства, блок управления (рис. 11) и крепят его с помощью винтов и резьбовых муфт.

Рис. 9. Задняя стенка фонарика

 

Рис. 10. Печатная плата устройства. Вид со стоны электронных компонентов

 

Рис. 11. Установка блока управления

 

Подключают и заводят в корпус аккумуляторную батарею – рис. 12.

Рис. 12. Установка аккумуляторной батареи

 

Подключают и устанавливают контактную плату. Слегка прижимают ее и закрепляют скобой – рис. 13. Устанавливают рефлектор со светодиодом (светодиодами) рис. — 14.

Рис. 13. Установка контактной платы

 

Рис. 14. Рефлектор

 

Для подзарядки батареи питания необходимо зарядное устройство, которое несложно изготовить своими руками, сэкономив при этом достаточно существенные средства, не приобретая промышленное.

Наиболее простое и дешевое оборудование осуществляет заряд при постоянном напряжении (поциостатический режим). Но чаще используют комбинированный режим, при котором начальный ток ограничивают. А при достижении заданного напряжения заряд проводится при его стабилизации. Обычно он называется режимом заряда I – U. Заряд ведется при постоянном токе 0,1С (номинальной емкости батареи в ампер-часах) на первом этапе и при постоянном напряжении источника тока на втором. Большинство производителей рекомендуют производить зарядку циклируемых батарей при постоянном напряжении 2,4 – 2,45 В на аккумулятор  (7,2 – 7,35 В для 6 вольтовой батареи) [3].

Зарядное устройство собирают по схеме, показанной на рисунке 15. Оно состоит из понижающего трансформатора Tr1, выпрямителя на диодах VD1-4 и сглаживающего конденсатора С1, стабилизатора тока на интегральном стабилизаторе DA1, резисторе R1, конденсаторе С2, индикатора заряда батареи на транзисторе VT1, резисторах R2-4, диоде VD5 и светодиоде LED1, стабилизатора напряжения –  на интегральном стабилизаторе DA2, резисторах R5-6, конденсаторе С3. Штекер Bu1 предусмотрен для подключения зарядного устройства к фонарю.

Рис. 15. Схема электрическая принципиальная зарядного устройства для свинцово-кислотного герметичного аккумулятора напряжением 6 В и емкостью 1,3 А·ч

 

Интегральные стабилизаторы монтируют на металлический корпус для отвода тепла. Все резисторы, кроме указанных на схеме, применении мощностью 0,125 Вт.

Для зарядки батареи емкостью 1,3 А·ч на первом этапе зарядки необходим оптимальный ток 130 мА.  Для обеспечения протекания тока указанной величины  подбирают резистор R1 с помощью вышеуказанных программ. По мере заряда батареи, ток снижается, а напряжение поднимается. Необходимо ограничить конечную величину напряжения для 6 вольтовой батареи в 7,2 В. Добиваются указанного напряжения подбором отношения резисторов R5 – 6.

Свечение светодиода  LED1 указывает на процесс заряда аккумулятора. При полном заряде батареи светодиод гаснет.

Для батарей емкостями 4,5 А·ч и 7,5 А·ч резистор R1 используют номиналом 2,7 Ом и 1, 8 Ом соответственно, мощностью не менее 1 Вт. Для заряда 12 В батареи резистор R5 применяют сопротивлением 470 Ом, R6 –  5,1 кОм.

Диоды КД226А можно заменить на любые выпрямительные, предусмотренные на ток не менее 2 А, а VD1-4 на диодную сборку. Интегральные стабилизаторы LM317 можно заменить на 7805. При этом необходимо изменить номиналы резисторов: R1 – 39 Ом 1 Вт для батареи емкостью 1,3 А·ч, 12 Ом 3 Вт для батареи емкостью 4,5 А·ч и 6,8 Ом 5 Вт – 7,5 А·ч; R6 – 91 Ом для 6 вольтовой батареи и R5 – 330 Ом и R6 – 510 Ом для 12 вольтовой. Транзистор КТ3107 можно заменить легкодоступными КТ361, ВС556, 2N5401.

Литература

1. Борисов В. Юный радиолюбитель. – М., «Радио и связь», 1992.
2. Каменев Ю. –  Современные химические источники тока. Гальванические элементы, аккумуляторы, конденсаторы. – Санкт-Петербург, СПГУКиТ, 2009.
3. Таганова А. Герметичные химические источники тока. Элементы и аккумуляторы. Оборудование для испытаний и  эксплуатации. Справочник. – СПб. Химиздат, 2005.
4. http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/407-indikator_razrjada_batarei.html

Автор: В. Марченко, г. Умань, Украина

Регулятор яркости для светодиодного фонарика

Принципиальная схема регулятора яркости свечения фонаря, который состоит из светодиодов или лампочек накаливания питающихся от напряжения 12В. Фонарь предназначен для работы в автомобиле, либо совместно с автомобилем, так как питается он от автомобильного разъема прикуривателя. То есть, постоянным напряжением 12-14V.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке. Действующей частью фонаря служат сверх яркие светодиоды HL1-HL9. Прямое напряжение каждого из этих светодиодов около 3,5V, поэтому они включены последовательно по три штуки, образуя общее падение напряжения 10,5V. При питании от источника тока напряжением 12-14V остаток напряжения (1,5-3,5V) гасится резисторами R6-R8.

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора яркости свечения светодиодного фонаря.

Ток на светодиоды подается через ключ на мощном полевом транзисторе VТ1. На его затвор поступают управляющие импульсы от схемы регулятора на микросхеме D1. Регулировка яркости светодиодов производится путем регулировки скважности импульсов тока через них. На микросхеме D1 сделан мультивибратор с регулируемой скважностью импульсов.

Частота определяется цепью C1-R1-R2-R3-R4. Переменным резистором R3 регулируется скважность, то есть, широта импульсов на его выходе. При этом, подстроечными резисторами R1 и R2 устанавливаются пределы регулировки. Впрочем, подстроечные резисторы R1 и R2 можно и исключить из схемы, заменив их перемычками.

В этом случае регулировка будет от максимума до нуля. Импульсы с выхода элемента D1.4 поступают на затвор ключевого полевого транзистора VТ1. Он управляет питанием светодиодов . В положении максимальной длительности положительных импульсов на его затворе светодиоды будут гореть наиболее ярко, потому что время протекания через них будет наибольшим.

В положении минимальной яркости скважность импульсов тока, протекающего через светодиоды будет минимальна. То есть, время протекания тока через них будет наименьшим. Соответственно и яркость свечения будет наименьшей.

Детали и налаживание

Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на К176ЛЕ5, К561ЛА7, К176ЛА7, или зарубежные 4001, 4011. Диоды 1N4148 можно заменить на КД522, КД521.

При налаживании нужно временно замкнуть сток-исток полевого транзистора перемычкой и измерить ток через одну тройку последовательно соединенных светодиодов.

Нужно чтобы при максимально возможном напряжении питания (при работающем двигателе автомобиля, обычно, это 14V) ток был не более 20 мА. Если больше, подобрать сопротивления R6-R8 так чтобы было где-то 20 мА при максимальном напряжении питания. Затем перемычку убрать.

Ольшевский Г. М. РК-11-17.

Устройство и схемы аккумуляторных фонарей.Чем заменить советские аккумуляторы

Навигация:

Устройство и схемы аккумуляторных фонарей, модернизация аккумуляторных фонарей производства СССР и Китая.

 Чем заменить советские аккумуляторы, установка светодиодов вместо лампочки, доработка фонаря

Имеющиеся в наличии фонарики: фонарь советского проиводства » Люкс» — от старости погибли аккумуляторы, сгорел резистор на 15 ом, вышла из строя диодная сборка, и самое вкусное: взорвался конденсатор на 0,5 мкФ, в общем пришлось почти полностью менять бебехи
фонарь Электроника В6-03 — жив, здоров, пришлось подрастолкать(оживить) аккумуляторы
Аналогичные по схеме вышеупомянутым фонарикам современные модели КОСМОС 528-8 и ФО-Дик Дик-02 и АН-0-005С ДиК-5, весьма интересное схемотехническое решение у фонаря ан-0-002-2дик в котором используются 2 аккумулятора типоразмера AA, что наталкивает на мысли о апгрейде предыдущих моделей
фонарь китайского производства Sunny Candica NL-522N — разукомплектованый труп. пробит диодный мост и вообще полтергейст  О_о

Аккумуляторы:
Чем заменить советские кадмий-никелевые аккумуляторы.

К сожалению, в продаже аккумуляторов Ni-Cd серии Д-025 и Д-026 уже нет, [Продаю из старых запасов смотри объявление в начале страницы=)] поэтому нужно искать замену в виде аккумуляторных сборок для телефоннных трубок, цилиндрической либо «плоской формы»
Аккумуляторная сборка GP280NK c визгом устанавливается в советский фонарик «Люкс», в котором по умолчанию установлены дисковые кадмий-никелевые аккумуляторы Д-025, а в аккумуляторный фонарь Электроника В6-03 расчитаный на аккумуляторы Д-026, которые несколько меньше по высоте, к сожалению, не помещается. Как вариант, можно распилить борта аккумуляторного отсека, но раритетность фонаря не позволяет подняться руке.

Установка светодиодов вместо лампочки
Следующий этап модернизации фонаря — замена лампочки накаливания светодиодами.
я использовал 3 светодиода, впаяв их параллельно в цоколь от обычной перегоревшей лампочки, предварительно очистив последний от стекла и компаунда. результат оправдал ожидания
в нашем фонаре 3 аккумулятора выдают напряжение достаточное для питания светодиодов, при меньшем же напряжении, или последовательного подключения СД возникает необходимость использовать повышающие схемы либо блокинг генераторы, либо готовые драйверы (Импульсные стабилизаторы тока) такие как HH004F внешне похожий на транзистор, аналоги для замены CX2601 или PR4401,  PR4402, 4403, LTC4401, XC96F ZXLD381
Схемы
в большинстве случаев в аккумуляторных фонарях( как отечественных, так и китайских) используются мало отличающиеся схемы: делитель напряжения на балластном конденсаторе, 2х выпрямительных диодах, либо диодном мосте, и в общем из обязательных элементов это всё,дополнительно могут быть балластный резистор, индикаторный светодиод (с резистором или без) плавкий предохранитель (в представителе техники той эпохи фонарике Люкс)

в интернетах рассматриваются варианты апгрейда фонариков путём установки преобразователя напряжения и последовательного соединения светодиодов, и совсем радикальный способ установки в корпус зарядного устройства от мобильного телефона и соответственно литй-ионного аккумулятора
Сходные по устройству аккумуляторные фонари Китайского производства КОСМОС 528-8  и 307-C.Первый с 2-мя аккумуляторами типоразмера АА, второй со свинцовым аккумулятором.
Схемы:
схема фонаря Люкс, Дик, и их аналогов

схема фонаря ан-0-002-2дик

Украинские каяки. Обзор
устройство и схемы китайских светодиодных ночников
ремонт советского миксера МН-301
как перетянуть седло велосипеда
как восстановить повреждённыый rar архив
Инструкция зарядногоустройства HTRC C4

BATANEG 2012-2013

btnvm.narod.ru 2012-2016



 

Делаем современный фонарик

Андрей Шарый, с.Кувечичи,
Черниговская область, Украина.
E-mail andrij_s (at) mail.ru

Прогресс подарил нам новый источник света — светодиоды белого цвета свечения. Они обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными лампами накаливания и газоразрядными трубками: большой ресурс порядка 100000 часов, высокая экономичность, высокая прочность и невосприимчивость к вибрациям и ударам. Но все эти преимущества могут быть реализованы только при правильной организации электропитания. Светодиод в отличии от лампы накаливания имеет очень нелинейную вольт-амперную характеристику. При незначительном возрастании напряжения питания свыше 3,6-3,7 В ток потребления резко возрастает и может легко достигнуть опасных пределов. Идеальным режимом эксплуатации светодиода есть питание его постоянным стабилизированным током. Но часто, особенно в дешевых фонарях, светодиоды подключают к батарее или аккумулятору непосредственно, даже без токоограничивающего резистора, что приводит к завышенному току (а значит резкой деградации светодиода) пока батарея свежая и резкому снижению светоотдачи при даже незначительном разряде. Иногда можно встретить вариант с включенным последовательно со светодиом токоограничивающим резистором, но и этот вариант не обеспечивает надлежащую стабилизацию рабочего режима, хотя и предотвращает преждевременный выход из строя светодиода. Кроме того, на резисторе рассеивается значительное количество тепла, что резко снижает КПД фонаря. В фирменных (дорогих) фонариках можно встретить схемы стабилизации тока на специализированных микросхемах, что недоступно для повторения простому смертному радиолюбителю.

Рис. 1. Принципиальная схема стабилизатора тока

Используя же давно известную в радиолюбительских кругах схему (рис. 1) импульсного стабилизатора тока с применением современных доступных радиодеталей можно собрать очень неплохой светодиодный фонарь.

Автором для доработки и переделки был приобретен беспородный фонарь с аккумулятором 6 В 4 Ач, с «прожектором» на лампе 4,8 В 0,75 А и источником рассеянного света на ЛДС 4 Вт. «Родная» накальная лампочка почти сразу почернела ввиду работы на завышенном напряжении и вышла из строя после нескольких часов работы. Полной зарядки аккумулятора при этом хватало на 4-4,5 часа работы. Включение ЛДС вообще нагружало аккумулятор током около 2,5 А, что приводило к его разряду через 1-1,5 часа.

Для усовершенствования фонаря на радиорынке были приобретены белые светодиоды неизвестной марки: один с лучом расходимостью 30o и рабочим током 100 мА для «прожектора» а также десяток матовых с рабочим током 20 мА для замены ЛДС. По схеме (рис.1) был собран генератор стабильного тока, имеющий КПД порядка 90%. Схемотехника стабилизатора позволила использовать для переключения светодиодов штатный переключатель. Указанный на схеме светодиод LED2 представляет собой батарею из 10 параллельно соединенных одинаковых белых светодиодов, расчитаных на силу тока 20 мА каждый. Параллельное соединение светодиодов кажется не совсем целесообразным в виду нелинейности и крутизны их ВАХ, но как показал опыт, разброс параметров светодиодов настолько мал, что даже при таком включении их рабочие токи практически одинаковы. Важно только полная идентичность светодиодов, по возможности их надо купить «из одной заводской упаковки».

После доработки «прожектор» конечно стал немного послабее, но вполне достаточен, режим рассеянного света визуально не изменился. Но теперь благодаря высокому КПД стабилизатора тока при использовании направленного режима от аккумулятора потребляется ток 70 мА, а в режиме рассеянного света — 140 мА, то есть фонарь может работать без подзарядки примерно 50 или 25 часов соответственно. Яркость от степени разряженности аккумулятора не зависит благодаря стабилизации тока.

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 0,4 В, 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: особых требований к деталям не предъявляется, можно использовать любые малогабаритные резисторы и конденсаторы. Вместо транзистора IRF510 можно применить IRF530, или любой n-канальный полевой ключевой транзистор на ток более 3 А и напряжение более 30 В. Диод D1 должен быть обязательно с барьером Шоттки на ток более 1 А, если поставить обычный даже высокочастотный типа КД212, КПД снизится до 75-80%. Катушка индуктивности может быть 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 1 А 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.

Собирается устройство навесным монтажом в свободных полостях корпуса фонарика и заливается термоклеем для герметизации.

Неплохо также добавить в фонарь новое устройство: индикатор степени заряженности аккумулятора (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема индикатора степени зарядки аккумулятора.

Устройство представляет собой по сути вольтметр с дискретной светодиодной шкалой. Этот вольтметр имеет два режима работы: в первом он оценивает напряжение на разряжаемом аккумуляторе, а во втором — напряжение на заряжаемом аккумуляторе. Потому, чтобы правильно оценить степень заряженности для этих режимов работы выбраны разные диапазоны напряжений. В режиме разряда аккумулятор можно считать полностью заряженным, когда на нем напряжение равно 6,3 В, когда он полностью разрядится, напряжение снизится до 5,9 В. В процессе же зарядки напряжения другие, полностью заряженным считается аккумулятор, напряжение на клеммах которого 7,4 В. В связи с этим и выработан алгоритм работы индикатора: если зарядное устройство не подключено, то есть на клемме «+ Зар.» нет напряжения, «оранжевые» кристаллы двухцветных светодиодов обесточены и транзистор Т1 заперт. DA1 формирует опорное напряжение, определяемое резистором R8. Опорное напряжение подается на линейку компараторов ОР1.1 — ОР1.4, на которых и реализован собственно вольтметр. Чтобы увидеть, сколько заряда осталось в аккумуляторе, надо нажать на кнопку S1. При этом будет подано напряжение питания на всю схему и в зависимости от напряжения на аккумуляторе загорится определенное количество зеленых светодиодов. При полном заряде будет гореть весь столбик из 5 зеленых светодиодов, при полном разряде — только один, самый нижний светодиод. При необходимости напряжение корректируют, подбирая сопротивление резистора R8. Если включается зарядное устройство, через клемму «+ Зар.» и диод D1 напряжение поступает на схему, включая «оранжевые» части светодиодов. Кроме того, открывается Т1 и подключает параллельно резистору R8 резистор R9, в результате чего опорное напряжение, формируемое DA1 увеличивается, что приводит к изменению порогов срабатывания компараторов — вольтметр перестраивается на более высокое напряжение. В этом режиме все время, пока аккумулятор заряжается, индикатор отображает процесс его зарядки также столбиком светящихся светодиодов, только на этот раз столбик оранжевый.
Драйвер

— Flashlight Wiki

Драйвер состоит из электроники, которая получает питание от аккумулятора и передает питание светодиоду. Они усиливают или понижают напряжение от батарей до уровня, необходимого для светодиода, а также контролируют величину подаваемого тока. Драйвер также содержит электронику, которая дает фонарику его пользовательский интерфейс, включая количество режимов и то, как они работают относительно нажатия кнопок. Драйвер имеет положительный и отрицательный вход от батареи, а также положительный и отрицательный выход, который идет на светодиод.

Регулирование мощности

Только при правильном сочетании источника питания, драйвера и светодиода светодиод будет работать правильно. Для включения многих светодиодов Cree требуется 3,3 В. Если фонарик питается от одной батарейки АА, то напряжение необходимо усиливать. Однако, если в фонаре используются 2 батареи CR123 на 3 В и 6 В, напряжение необходимо уменьшить. Регулировка мощности подает постоянное напряжение на светодиод, так что яркость фонарика остается постоянной на протяжении большей части периода использования (многие схемы перестают работать, как только батарея разряжается, и яркость медленно падает, что лучше, чем свет, просто включающийся сам. без предупреждения).

Прямой привод

17-миллиметровый драйвер линейного регулятора с 4 микросхемами 7135 и микропроцессором. Если вы подаете правильное напряжение, вам вообще не нужен драйвер. Литий-ионные батареи обеспечивают приличное напряжение без каких-либо дополнительных модификаций. Это довольно эффективно, поскольку вся энергия от батареи поступает на светодиод. Однако новая литий-ионная батарея начинается с 4,2 вольт при полностью заряженном состоянии и будет составлять 3,6 вольт, когда ее необходимо перезарядить. Когда на светодиод подается питание, он потребляет определенное количество тока от батареи.Этот ток увеличивается с увеличением напряжения. Когда напряжение выше, светодиод будет очень ярким и потреблять большой ток. По мере уменьшения напряжения свет будет тускнеть и потреблять меньше тока. Если требуется постоянная яркость, необходим драйвер, который предлагает какое-то регулирование. Кроме того, многие светодиоды перегружены 4,2 вольтами новой литий-ионной батареи.

Линейный регулятор

Хотя люди называют этот тип драйверов линейным регулятором, линейные регуляторы регулируют напряжение.Однако в этих драйверах установлено несколько микросхем регулирования тока AMC7135. Каждая микросхема пропускает ток 350 мА, а при параллельном подключении ток увеличивается, так что 700 мА от 2 микросхем, 1050 мА от 3 микросхем и 1400 мА от 4 (некоторые драйверы имеют более высокие микросхемы регулятора, которые пропускают 380 мА). Восемь микросхем 350 мА (при использовании двух плат или обеих сторон одной 17-миллиметровой платы) дают 2800 мА, что идеально для светодиодов XM-L2 и XP-L. Ограниченный определенным током, светодиод установится на своем Vf для этого тока, а остальное напряжение от батареи будет преобразовано микросхемами регулятора в тепло.Поскольку любое напряжение сверх требуемой величины тратится впустую в виде тепла, подача более высокого напряжения менее эффективна, и плата становится более эффективной, когда входное напряжение приближается к выходному напряжению. Когда подаваемое напряжение падает ниже Vf светодиода плюс некоторые накладные расходы на микросхемы, драйвер выходит из строя и переходит в режим прямого привода, и свет начинает тускнеть. Эти драйверы также могут иметь режимы с использованием микроконтроллера, использующего ШИМ для более низких режимов и режимов мигания.

Драйвер полевого транзистора

Драйвер A17L FET + 1 использует полевой транзистор для высоких режимов и 7135 для более низких режимов. Этот драйвер использует полевой транзистор (FET или MOSFET) в сочетании с микропроцессором для управления током светодиода.Полевой транзистор представляет собой переключатель с очень низким сопротивлением (ниже, чем пропускание полного тока через микропроцессор) и может включаться и выключаться микропроцессором с помощью ШИМ. Без ШИМ это в основном похоже на включение света на прямом приводе, поэтому нет защиты светодиода. Некоторые драйверы на полевых транзисторах добавляют линейный стабилизатор 7135, поэтому потребность в ШИМ в более низких режимах снижается. Этот многоканальный подход позволяет драйверу ограничивать ток до 350 мА (вместо неограниченного через полевой транзистор) и использовать ШИМ по мере необходимости для работы оттуда.Также канал 350 мА дает более равномерные низкие уровни, тогда как уровни от полевого транзистора зависят от заряда батареи.

Цепь повышения давления

17-миллиметровый повышающий драйвер с катушкой индуктивности вверху Изменение напряжения источника постоянного тока описано в Википедии в статье о преобразователе постоянного тока в постоянный. Повышение напряжения осуществляется схемой повышающего преобразователя, также называемой повышающей схемой. Эффективность повышающего преобразователя увеличивается по мере приближения подаваемого напряжения к выходному напряжению. Например, фонарик, который использует один 1.NiMH-элемент на 2 В не будет таким эффективным, как тот, который использует два, поскольку в одном случае повышающий преобразователь почти утроил напряжение, а в другом даже не удвоил его. Вот почему фонарик может работать как от одной, так и от двух батареек, но будет ярче от двух. Если напряжение источника превышает целевое напряжение, некоторые драйверы перейдут в режим прямого привода, а некоторые просто сгорят. Поэтому важно согласовать диапазон напряжения драйвера с батареями, которые вы будете использовать.

Бак цепи

Понижающая схема аналогична схеме повышения, указанной выше, но в обратном порядке.Он берет более высокое напряжение и снижает его до желаемого напряжения. Это используется в фонариках с несколькими последовательно соединенными элементами, например, когда есть две батареи CR123 3 В (или 2 литий-ионные батареи 3,7 В 16340). Понижающая схема также довольно эффективна, но обычно требует для работы понижения не менее 0,5 В и поэтому не подходит при использовании одного литий-ионного элемента.

Цепь понижающего повышения

Понижающий / повышающий преобразователь обеспечивает максимальную гибкость входного напряжения и при необходимости увеличивает или понижает напряжение.Но удачи в поиске по разумной цене.

Другие функции драйвера

Помимо регулирования напряжения, драйвер контролирует уровни яркости и то, как пользователь переключается между ними, отслеживая щелчки и нажатия кнопок. Поэтому некоторые драйверы предлагают различные режимы, а некоторые нет. Некоторые предлагают различные пакеты режимов, которые доступны либо при нажатии кнопок пользователем, либо они могут быть жестко подключены путем пайки перемычек на плате драйвера.

Размер самого драйвера тоже важен.Самый распространенный размер — 17 мм, который хорошо подходит для большинства светильников P60 и многих светильников, питающихся от литий-ионной батареи 18650. Однако в меньших светильниках используются доски меньшего диаметра, которые труднее найти. Есть также более крупные печатные платы размером около 25 мм, используемые в более крупных фонариках.

Дополнительная информация

Список доступных драйверов см. В разделе Популярные драйверы.

Очень информативный пост на CPF с картинками и графиками.

База данных драйверов фонарика

Схема светодиодного фонаря с защитой аккумулятора

Gadgetronicx> Электроника> Схемы и схемы> Схемы освещения> Схема светодиодного фонаря с защитой аккумулятора