Питание светодиода от одной батарейки
Благодаря развитию науки и техники, экономные и компактные светодиоды вытеснили громоздкие и прожорливые «лампочки Ильича» из электрических осветительных приборов, бытовой техники и дорогих современных автомобилей. Потому, что светодиоды по яркости и экономичности в несколько раз превосходят обычные лампы накаливания и люминесцентные экономки.
В карманных фонариках применяются светодиоды с напряжением питания 2,5 — 3,3В, напряжение батареи состоящей из трех элементов питания 4,5В, ограничительный резистор снижает напряжение питания до безопасного для светодиода 3,3В. А возможно ли за питать светодиод от одной батарейки ААА с напряжением 1 — 1,5В ? Благодаря современным технологиям, возможно все! На этом рисунке представлена простая схема блокинг генератора позволяющая питать один 3,3 вольтовый светодиод низким напряжением от одной батарейки или аккумулятора напряжением 1 – 1,5 вольта.
Скачать схему питания светодиода от одной батарейки 
Для этой самоделки вам понадобится:
- Светодиод с напряжением питания 2,5 — 3,3В
- Одна батарейка или аккумулятор 1 — 1,5В
- Выключатель
- Ферритовое кольцо диаметром 10 — 20 мм.
- Провод диаметром 0,3 — 0,5 мм.
- Диод IN4007
- Конденсатор 10 мкф 16 В
- Резистор 50 — 100 ом или переменный до 500 ом
- Транзистор структуры NPN КТ315, BC547, КТ815, BD135, BD139 или PNP КТ361, BC557, КТ814, BD136, BD140. После установки транзисторов структуры PNP изменяется полярность питания.
Важным элементом блокинг генератора (или как его называют импульсный повышающий преобразователь напряжения) является трансформатор, от правильного изготовления которого зависит работоспособность устройства. Мотать трансформатор лучше всего на 10 миллиметровом ферритовом кольце от лампы экономки или зарядного устройства для мобильного телефона. На крайний случай подойдет любое другое ферритовое кольцо большего диаметра. В принципе размер кольца особого значения не имеет. Даже возможно использовать миниатюрный квадратный трансформатор с ферритовым сердечником.
Трансформатор мотаем в два провода диаметром 0.3 — 0.5 мм. Желательно использовать провод в лаковой изоляции, он более плотно ложиться в кольцо. Так же пойдет сетевой компьютерный провод в пластиковой изоляции «витая пара» диаметр жилы 0.5 мм. Складываем два отрезка провода вместе, продеваем в ферритовое кольцо и плотно затягиваем. Таким образом наматываем 10 витков в две жилы.
У вас должно получиться две обмотки и четыре вывода.
Согласно схеме соединяем начало первой обмотки с концом второй. Я специально намотал провода разного цвета зеленый и белый с зеленой полосой, чтобы вам было понятно.
Собирать устройство лучше всего навесным монтажом, так получается более компактно и есть возможность разместить компоненты в корпусе от небольшого фонарика. Транзисторы подойдут практически любые структуры NPN КТ315, BC547, КТ815, BD135, BD139 или структуры PNP КТ361, BC557, КТ814, BD136, BD140. Обратите внимание, после установки транзисторов структуры PNP надо изменить полярность питания, а также перевернуть светодиод, конденсатор C1 и диод D1 согласно схеме. После правильной сборки девайс начинает работать с первого раза.
Яркость светодиода регулируется подбором резистора R1. В своей самоделке я установил подстроечный резистор на 500 ом, максимальной яркости светодиода добился при сопротивлении подстроечного резистора в 63 ома. Максимальное напряжение на светодиоде после точной настройки резистора 3 вольта. Если ваш генератор не работает, проверьте правильно ли намотали трансформатор, а также исправность всех компонентов, правильность сборки, качество пайки. Никогда не подключайте светодиод к работающему генератору потому, что на холостом ходу генератор вырабатывает десятки вольт и кристалл светодиода сгорит как пушинка. Включайте генератор, только с припаянным на свое место светодиодом.
Рабочая частота блокинг генератора 19 кГц. По мере разряда батарейки частота будет постепенно снижаться. Свою работоспособность данная схема сохраняет до 0,6 вольт.
В заключение хочу сказать, это устройство может собрать любой начинающий радиолюбитель с минимальными познаниями в радиоэлектронике. Так, что если у вас есть пол часа свободного времени, попробуйте собрать очень простой и неприхотливый к деталям девайс. Пусть эта самоделка станет проектом вашего выходного дня.
Друзья, желаю вам хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как работает светодиод от одной батарейки.
1,5 и 3 Вольта, 9В Крона
Доступность и относительно невысокие цены на сверхъяркие светодиоды (LED) позволяют использовать их в различных любительских устройствах. Начинающие радиолюбители, впервые применяющие LED в своих конструкциях, часто задаются вопросом, как подключить светодиод к батарейке? Прочтя этот материал, читатель узнает, как зажечь светодиод практически от любой батарейки, какие схемы подключения LED можно использовать в том или ином случае, как выполнить расчет элементов схемы.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.
Для оценки этого времени следует знать, что одной из основных характеристик любых батарей, будь то химический элемент или аккумулятор, является емкость. Емкость батареи – С выражается в ампер-часах. Например, емкость распространенных пальчиковых батареек формата ААА, в зависимости от типа и производителя, может составлять от 0.5 до 2.5 ампер-часов. В свою очередь светоизлучающие диоды характеризуются рабочим током, который может составлять десятки и сотни миллиампер. Таким образом, приблизительно рассчитать, на сколько хватит батареи, можно по формуле:
T= (C*Uбат)/(Uраб.led*Iраб.led)
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Как подключить от пальчиковой батарейки АА 1,5В
К сожалению, не существует простого способа запитать светодиод от одной пальчиковой батарейки. Дело в том, что рабочее напряжение светоизлучающих диодов обычно превышает 1.5 В. Для сверхьярких светодиодов эта величина лежит в диапазоне 3.2 – 3.4В. Поэтому для питания светодиода от одной батарейки потребуется собрать преобразователь напряжения. Ниже приведена схема простого преобразователя напряжения на двух транзисторах с помощью которого можно питать 1 – 2 сверхъярких LED с рабочим током 20 миллиампер.
Данный преобразователь представляет собой блокинг-генератор, собранный на транзисторе VT2, трансформаторе Т1 и резисторе R1. Блокинг-генератор вырабатывает импульсы напряжения, которые в несколько раз превышают напряжение источника питания. Диод VD1 выпрямляет эти импульсы. Дроссель L1, конденсаторы C2 и С3 являются элементами сглаживающего фильтра.
Транзистор VT1, резистор R2 и стабилитрон VD2 являются элементами стабилизатора напряжения. Когда напряжение на конденсаторе С2 превысит 3.3 В, стабилитрон открывается и на резисторе R2 создается падение напряжения. Одновременно откроется первый транзистор и запирет VT2, блокинг-генератор прекратит работу. Тем самым достигается стабилизация выходного напряжения преобразователя на уровне 3.3 В.
В качестве VD1 лучше использовать диоды Шоттки, которые имеют малое падение напряжения в открытом состоянии.
Трансформатор Т1 можно намотать на кольце из феррита марки 2000НН. Диаметр кольца может быть 7 – 15 мм. В качестве сердечника можно использовать кольца от преобразователей энергосберегающих лампочек, катушек фильтров компьютерных блоков питания и т. д. Обмотки выполняют эмалированным проводом диаметром 0.3 мм по 25 витков каждая.
Данную схему можно безболезненно упростить, исключив элементы стабилизации. В принципе схема может обойтись и без дросселя и одного из конденсаторов С2 или С3 . Упрощенную схему может собрать своими руками даже начинающий радиолюбитель.
Cхема хороша еще тем, что будет непрерывно работать, пока напряжение источника питания не снизится до 0.8 В.
Как подключить от 3В батарейки
От такой батарейки — таблетки на 3 Вольта можно запитать светодиод
Используя пару батареек 1.5 В и покупной или самодельный преобразователь для питания одного или нескольких LED, можно изготовить более серьезную конструкцию. Схема одного из подобных преобразователей (бустеров) изображена на рисунке.
Бустер на основе микросхемы LM3410 и нескольких навесных элементов имеет следующие характеристики:
- входное напряжение 2.7 – 5.5 В.
- максимальный выходной ток до 2.4 А.
- количество подключаемых LED от 1 до 5.
- частота преобразования от 0.8 до 1.6 МГц.
Выходной ток преобразователя можно регулировать, изменяя сопротивление измерительного резистора R1. Несмотря на то, что из технической документации следует, что микросхема рассчитана на подключение 5-ти светодиодов, на самом деле к ней можно подключать и 6. Это обусловлено тем, что максимальное выходное напряжение чипа 24 В. Еще LM3410 позволяет регулировать яркость свечения светодиодов (диммирование). Для этих целей служит четвертый вывод микросхемы (DIMM). Диммирование можно осуществлять, изменяя входной ток этого вывода.
Как подключить от 9В батарейки Крона
«Крона» имеет относительно небольшую емкость и не очень подходит для питания мощных светодиодов. Максимальный ток такой батареи не должен превышать 30 – 40 мА. Поэтому к ней лучше подключить 3 последовательно соединенных светоизлучающих диода с рабочим током 20 мА. Они, как и в случае подключения к батарейке 3 вольта не будут светить в полную силу, но зато, батарея прослужит дольше.
Схема питания от батарейки крона
В одном материале трудно осветить все многообразие способов подключения светодиодов к батареям с различным напряжением и емкостью. Мы постарались рассказать о самых надежных и простых конструкциях. Надеемся, что этот материал будет полезен как начинающим, так и более опытным радиолюбителям.
Многие видели миниатюрные карманные фонарики, работающие от одной батарейки 1,5 вольта. Теоретически этого напряжения не хватит для того, чтобы засветить белый светодиод. Значит под корпусом скрыто какое-то устройство, повышающее напряжение до нужного уровня. Это устройство можно сделать своими руками в течение получаса, используя недорогие и доступные детали. О том, как светодиод подключить к батарейке 1,5В во всех деталях расскажет эта статья.
Схема и принцип её работы
Схема питания светодиода от батарейки на 1,5В представлена на рисунке. 
Основные функциональные элементы – однокаскадный транзисторный усилитель и импульсный трансформатор, за счет которого достигается глубокая положительная обратная связь. Ток базы транзистора ограничивается резистором R1, а для оптимизации выходных параметров установлен диод VD1 и конденсатор С1, о которых будет сказано немного позже.
Схема питания светодиода от одной батарейки работает по принципу блокинг-генератора. Формирование импульсов осуществляется за счет отпирания транзистора и перехода его в режим насыщения при помощи положительной обратной связи. Выход из насыщения происходит за счет уменьшения тока базы. Транзистор закрывается, и энергия трансформатора сбрасывается в нагрузку. В результате светодиод вспыхивает на короткий промежуток времени.
Теперь более детально рассмотрим работу схемы, представленной на рисунке. Известно, что ток в катушке индуктивности не может измениться мгновенно. Сначала, в момент подачи напряжения от батарейки транзистор находится в закрытом состоянии. Постепенное нарастание тока в коллекторной, а затем и в базовой обмотке, приводит к плавному отпиранию транзистора. Это приводит к росту тока коллектора, который протекает и через коллекторную обмотку. Данное увеличение тока трансформируется в базовую обмотку и ещё больше увеличивает ток базы.
В результате такого лавинообразного процесса в транзистор входит насыщение. В режиме насыщения коллекторный ток перестаёт нарастать, а значит, напряжение на базовой обмотке станет равным нулю. Это приведёт к снижению тока базы и выходу транзистора из насыщения. Напряжение на базовой обмотке меняет полярность, что способствует практически мгновенному запиранию транзистора. В результате вся накопленная энергия устремляется в нагрузку. Светодиод вспыхивает и пропускает через себя ток, который уменьшается от значения тока коллектора до нуля. На этом временном интервале в трансформаторе происходит обратный блокинг-процесс, который приводит к очередному отпиранию транзистора. Далее цикл повторяется.
Схема работает на частоте в несколько десятков килогерц. Поэтому тысячи вспышек в секунду воспринимаются человеческим глазом как постоянное свечение. Но схему можно немного доработать, исключив провалы тока через светодиод до нуля, и добавив в неё сглаживающий конденсатор и диод. Конденсатор С1 соединяют параллельно светодиоду, соблюдая полярность, а диод VD1 – последовательно, в цепь протекания тока нагрузки. VD1 предотвращает разряд конденсатора на открытый транзистор.
Подключение светодиода к батарейке, согласно данной схеме, требует соблюдения одного правила: нельзя включать собранное устройство без нагрузки (может сгореть транзистор).
Расчет и детали сборки
Все радиодетали, необходимые для практической реализации, стоят недорого или имеются в запасах радиолюбителей. Исключение составляет трансформатор, над которым придётся немного поработать.
Трансформатор изготавливается своими руками из ферритового кольца, демонтированного из неисправной компактной люминесцентной лампы или импульсного блока питания. Внешний диаметр кольца составляет около 10 мм с возможным допуском в обе стороны. Для намотки используются два одножильных провода одинаковой длины сечением 0,5 мм2. Идеально подходит витая пара, применяемая в сетевом LAN подключении.
Оба провода (желательно разных цветов) складывают друг к другу и наматывают на кольцо, укладывая витки по окружности. Всего должно получиться 20 витков. При этом начала проводов выходят с одной стороны, а концы – с другой. После этого начало провода одного цвета соединяют с концом провода другого цвета и подключают их к плюсу батарейки. Два оставшихся конца соединяют с коллектором транзистора и резистором.
Транзистор выбирают исходя из наибольшего тока коллектора с двойным запасом, чтобы избежать перегрева. В данном случае подойдёт КТ315В или КТ3102А. Вместо них можно установить импортный BC547А с параметрами:
- максимальный ток коллектора – 100 мА;
- максимальное напряжение коллектор-эмиттер – 45В;
- коэффициент усиления h21Э – 100-220.
Желательно выбрать транзистор со значением h21Э близким к 100.
Задавшись наибольшим рабочим током коллектора 25 мА, можно рассчитать ток базы: IБ =IK/ h21Э=25/100=0,25 мА.
Теоретически сопротивление резистора R1 можно рассчитать по формуле: R1=(UБАТ-UБЭ)/IБ =(1,5-0,6)/0,00025=3600 Ом.
Однако на практике достаточно резистора номиналом 1кОм, так как в расчете не учитывается входное сопротивление источника питания и высокочастотный режим работы и ток намагничивания, который является балластной составляющей тока коллектора. Также следует учесть, что по мере снижения ЭДС батарейки резистор с меньшим сопротивлением окажется более эффективным. С резистором 1кОм-0,125Вт±5% амплитудное значение тока светодиода не превышает 26 мА.
Схему можно питать не только от батарейки 1,5В, но и от пальчикового аккумулятора 1,2В.
Диод VD1 в данном случае должен обладать малым падением напряжения в открытом состоянии. Для этой цели подойдут диоды Шоттки типа 1N5817-1N5819, у которых падение напряжения на малых токах составляет 0,2-0,4В. Конденсатор C1 – электролитический на 10 мкФ-6,3В. Этой ёмкости достаточно, чтобы сгладить пульсации тока на светодиоде.
Во время работы батарейка теряет ёмкость, и напряжение на её выводах снижается. При этом светодиод будет продолжать светиться, пока соблюдается условие: UБАТ>UБЭ (в среднем 0,6В). Таким образом, схема питания светодиода от одной батарейки позволяет с максимальной эффективностью использовать пальчиковую батарейку.
Печатная плата
Печатную плату простейшего блокинг-генератора можно скачать здесь. Это односторонняя плата размером 10 на 20 мм, которая легко помещается в корпусе фонарика. Готовую плату с деталями и проводками к светодиоду желательно поместить в термотрубку и разместить рядом с батарейкой. Если применить smd транзистор и резистор, исключив диод с конденсатором, то можно сделать плату ещё меньшего размера для самого маленького фонарика.
Послесловие
Рассмотренное схемотехническое решение эффективно в случае включения 1-3 светодиодов любого цвета с максимальным током до 30 мА. Чтобы запитать более мощный светодиод от одной батарейки, потребуется внести некоторые коррективы. В приведенной схеме можно снизить сопротивление резистора, тем самым увеличив амплитуду тока коллектора (но не более максимального паспортного значения).
Для подключения светодиода 1W придётся все детали схемы заменить на более мощные: трансформатор с сердечником большего размера и транзистор с током коллектора не менее 500 мА. Во время наладки схемы для фонаря на одной батарейке нужно пользоваться осциллографом, чтобы проконтролировать ток светодиода.
В интернете можно найти много схем подключения светодиода к батарейке. При этом авторы не стесняются демонстрировать фото своих измерений, где ток в нагрузке превышает допустимое значение для маломощного светодиода (30 мА). Почему же светодиод не перегорает? Дело в том, что большая часть мультиметров измеряет переменное напряжение и ток только в диапазоне 40-400 Гц и об этом сказано в инструкции. Но многие радиолюбители не знают этого нюанса. Естественно мультиметр не может измерить ток светодиода, пульсирующий с частотой десятки кГц, и отображает на экране случайное число.
Что понадобится для сборки:
Паяльник, не много припоя и проводов. Батарейка на 1.5В и меньше, твердые руки.
Транзистор. Я использовал КТ630,
максимальная рабочая частота у него большая, ток коллектора выше, чем у рекомендуемых в стандартных схемах. В принципе можно любой NPN транзистор c коэффициентом усиления не менее 150, к примеру, 2SC1815. Один переменный резистор на 10 кОм.
Один электролитический конденсатор 47 мкФ на 25В. Конденсатор большей емкости дольше заряжается и снижает яркость свечения. Один любой диод с обратным напряжением не меньше 100 В, т.к. без нагрузки конденсатор заряжается до 30-45В.
Один конденсатор 0.01 мкФ. Два 3-х ваттных светодиода, включенных последовательно. Закрепленных на радиаторе от компьютерного процессора.
Один дроссель групповой стабилизации от компьютерного БП.
Можно использовать любое ферритовое кольцо, которое окажется под рукой. Я использовал дроссель от БП, просто потому, что он был. Количество витков не считал, просто смотал весь провод с кольца (там два провода разно сечения) и намотал его снова, бифилярно.
Обмотку, намотанную проводом меньшего сечения, включил в цепь базы транзистора. Соответственно, вторую обмотку включил в цепь коллектора. Важно, чтобы начало одной обмотки соединялось с концом другой, как показано на схеме. можно намотать на ферритовом стержне обмотку с отводом от нужного количества витков, или вообще, сделать катушку без сердечника.
В отличии от стандартной схемы, здесь, нагрузка подключается между базой и коллектором. Кпд схемы зависит от конденсатора, который включен в параллель с нагрузкой. Такая схема включения нагрузки сделана в попытке использовать ОЭДС ,возникающую в катушке L2.
На видео видно, что при замыкании резистора R1 яркость свечения увеличивается.
В принципе, он не нужен вообще, т.к. на схеме он ограничивает ток через базу. Транзистор КТ 630 прекрасно чувствует себя и без этого резистора.
И в заключении еще одна схема, с регулируемым выходным напряжением
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Питание светодиода от батарейки 1,5 вольта
Светодиоды давно вытеснили лампочки накаливания практически из всех сфер. Оно и понятно: светодиод по яркости превосходит лампы, учитывая его энергопотребление.Но есть и у светодиодов ряд недостатков. О всех говорить мы конечно не будем, а вот один обсудим. Это высокий порог начального питания – он около 1,8-2,2 вольт. Естественно, от одной батарейки его не запитаешь…
Чтобы устранить этот недостаток, мы построим простой преобразователь, используя абсолютный минимум деталей.
Благодаря этому преобразователю вы сможете подключить светодиод (или несколько светодиодов) к одной батарейке и сделать небольшой фонарик.
Нам понадобится:
- Светодиод.
- 2N3904 или кремниевый транзистор BC547, или любой другой структуры n-p-n.
- Проволока.
- Резистор 1 кОм.
- Кольцевой сердечки или сердечки из феррита.
Схема преобразователя
Я приведу вам две схемы. Одна для намотки кольцевого трансформатора, другая для тех, у кого не найдется под рукой кольцевого сердечника.
Это простейший блокинг генератор, со свободной частотой возбуждения. Идея стара как мир. Устройство будет обладать высоким коэффициентом полезного действия.
Намотка индуктора
Вне зависимости что вы используете – кольцевой сердечник или обычный сердечник из феррита, намотайте по 10 витков каждой обмотки. На это м ваш индуктор готов.
Проверка генератора
Собираем по схеме и проверяем. Генератор должен работать и в настройке не нуждается.
Если вдруг при исправных элементах светодиод не засветился, попробуйте поменять концы одной из обмоток индукционного трансформатора.
Теперь светодиод очень ярко светит даже от севшей батарейки. Нижняя грань питания всего устройства сейчас где-то 0,6 вольта.
КПД трансформатора на кольцевом сердечнике немного побольше. Не критично конечно, но просто учтите.
Питание светодиодов от одной батарейки AA
Одним скучным осенним вечером пришла очередная, интересная идея — собрать схемку питание светодиодов от одной пальчиковой батарейки типа AA. На запрос гугл выдал сотни ссылок на статьи и схемы подобного назначения. Несколько вариантов я решил испытать, собственноручно собрав всё из недорогих и доступных деталей. Самый распространенный и доступный вариант выполнен на блокинг-генераторе.
Схема выглядит следующим образом:
Транзистор — любой кремниевый(у меня КТ315), диод D1 — любой, конденсатор С1 — электролит на 47uF 16V, резистор 1K и любой яркий светодиод.
Шаг 1. Трансформатор я делал на небольшом ферритовом кольце — выпаянном из нерабочей материнки. Обмотки содержат по 20 витков эмалированной медной проволоки. Проволока складывается вдвое и мотается по кольцу. Если вдруг схема не заработает — необходимо выводы поменять местами. Схема работает при напряжении от 0,7 до 1,7 вольт. То есть, пальчиковую батарейку «высасывает» практически полностью.
Провозившись 15 минут в поисках нужный деталей и паяльником вышло примерно такое творение:
Шаг 2. Ограничительный резистор 100 Ом на светодиоде поставил на всякий случай 🙂 Потом, в ходе проведения опытов, оказалось, что он совсем не нужен. Итак, подключаю к обычной пальчиковой батарейке — все замечательно работает.
Шаг 3. Убрав ограничительный резистор — яркость стала несколько большей. Видимо, это отразится на сроке службы светодиода. Дальше беру тестер для проверки потребляемого тока — в среднем 55 mA. Светодиод от двух пальчиковых батареек без ограничительного резистора потребляет примерно 25 mA. На холостом ходу без подключения светодиода на выходе примерно 60 вольт! Поэтому, подключать светодиод после подачи питания нельзя — он моментально выгорает. Экспериментируя подбором резисторов, спалил около трех штук светиков 🙂
Шаг 4. Измерил частоту блокинг генератора — в среднем от 400 до 500 кГц, в зависимости от напряжения питание светодиодов. Схема стабильно работает даже при напряжении меньше одного вольта. Ниже 0,7 вольт яркость свечения постепенно уменьшается. Возможно, при использовании германиевого транзистора, минимальное напряжение стабильной работы схемы будет порядка 0,5 вольт, так как они более «чувствительны», и могут работать при более низком напряжении, чем кремниевые. К сожалению, для проведения опытов, германиевых транзисторов под рукой не оказалось…
Так как время близилось к ночи, подсоединил батарейку и оставил все это дело на столе до утра. Проснувшись утром, измерил насколько села батарейка. Тестер показывал напряжение 1,3 вольта. Вечером батарейка была свежая и выдавала 1,55 вольта. В принципе, схема достаточно экономичная.
Шаг 5. Экспериментируя с подбором деталей — выяснилось что яркость и, соответственно, потребление тока можно регулировать подбором сопротивления резистора R1, а конденсатор C1 и диод D1 можно совсем убрать — с одним светодиодом схема и без них работает замечательно. Для большего количества светодиодов — убирать C1 и D1 нежелательно.
В дальнейшем, на основе данной схемы соберу светодиодный фонарик на одной батарейке. Посмотрим, что из этого выйдет.
Для большего числа светодиодов схема немного меняется:
Лично проверил — все работает. Резисторы 5.1 Ом можно не ставить. Если использовать светиков больше 6 штук — начинает сильно греться транзистор, яркость свечения падает. Пытался заменить транзистор более мощным — срыв генерации, схема перестает работать. Из всех что я проверил, идеально работают именно КТ315(чем больше буква — тем лучше). К сожалению, сейчас в наличии нет фотика, поэтому фотку готового рабочего экземпляра выложить не могу.
Источник: ramzess.ru
Питание светодиодов от одной батарейки AA
3.8/5 – Оценок: 79Питание светодиодов от одной батарейки AA
Одним скучным осенним вечером пришла очередная, интересная идея — собрать схемку питание светодиодов от одной пальчиковой батарейки типа AA. На запрос гугл выдал сотни ссылок на статьи и схемы подобного назначения. Несколько вариантов я решил испытать, собственноручно собрав всё из недорогих и доступных деталей. Самый распространенный и доступный вариант выполнен на блокинг-генераторе.
Схема выглядит следующим образом:
Транзистор — любой кремниевый(у меня КТ315), диод D1 — любой, конденсатор С1 — электролит на 47uF 16V, резистор 1K и любой яркий светодиод.
Шаг 1. Трансформатор я делал на небольшом ферритовом кольце — выпаянном из нерабочей материнки. Обмотки содержат по 20 витков эмалированной медной проволоки. Проволока складывается вдвое и мотается по кольцу. Если вдруг схема не заработает — необходимо выводы поменять местами. Схема работает при напряжении от 0,7 до 1,7 вольт. То есть, пальчиковую батарейку «высасывает» практически полностью.
Провозившись 15 минут в поисках нужный деталей и паяльником вышло примерно такое творение:
Шаг 2. Ограничительный резистор 100 Ом на светодиоде поставил на всякий случай 
Потом, в ходе проведения опытов, оказалось, что он совсем не нужен. Итак, подключаю к обычной пальчиковой батарейке — все замечательно работает.
Шаг 3. Убрав ограничительный резистор — яркость стала несколько большей. Видимо, это отразится на сроке службы светодиода. Дальше беру тестер для проверки потребляемого тока — в среднем 55 mA. Светодиод от двух пальчиковых батареек без ограничительного резистора потребляет примерно 25 mA. На холостом ходу без подключения светодиода на выходе примерно 60 вольт! Поэтому, подключать светодиод после подачи питания нельзя — он моментально выгорает. Экспериментируя подбором резисторов, спалил около трех штук светиков
Шаг 4. Измерил частоту блокинг генератора — в среднем от 400 до 500 кГц, в зависимости от напряжения питание светодиодов. Схема стабильно работает даже при напряжении меньше одного вольта. Ниже 0,7 вольт яркость свечения постепенно уменьшается. Возможно, при использовании германиевого транзистора, минимальное напряжение стабильной работы схемы будет порядка 0,5 вольт, так как они более «чувствительны», и могут работать при более низком напряжении, чем кремниевые. К сожалению, для проведения опытов, германиевых транзисторов под рукой не оказалось…
Так как время близилось к ночи, подсоединил батарейку и оставил все это дело на столе до утра. Проснувшись утром, измерил насколько села батарейка. Тестер показывал напряжение 1,3 вольта. Вечером батарейка была свежая и выдавала 1,55 вольта. В принципе, схема достаточно экономичная.
Шаг 5. Экспериментируя с подбором деталей — выяснилось что яркость и, соответственно, потребление тока можно регулировать подбором сопротивления резистора R1, а конденсатор C1 и диод D1 можно совсем убрать — с одним светодиодом схема и без них работает замечательно. Для большего количества светодиодов — убирать C1 и D1 нежелательно.
В дальнейшем, на основе данной схемы соберу светодиодный фонарик на одной батарейке. Посмотрим, что из этого выйдет.
Для большего числа светодиодов схема немного меняется:
Лично проверил — все работает. Резисторы 5.1 Ом можно не ставить. Если использовать светиков больше 6 штук — начинает сильно греться транзистор, яркость свечения падает. Пытался заменить транзистор более мощным — срыв генерации, схема перестает работать. Из всех что я проверил, идеально работают именно КТ315(чем больше буква — тем лучше). К сожалению, сейчас в наличии нет фотика, поэтому фотку готового рабочего экземпляра выложить не могу.
Геннадий
аккумуляторных технологий – learn.sparkfun.com
Избранные любимец 37Опции батареи
Существует множество различных технологий батарей. Есть некоторые действительно большие ресурсы, доступные для мельчайших деталей позади химикатов батареи. Википедия особенно хороша и охватывает все. Этот урок посвящен наиболее часто используемым батареям для встроенных систем и домашней электроники.
Рекомендуемое чтение
Есть несколько понятий и знаний, которые вы, возможно, захотите узнать перед прочтением этого урока:
Что такое цепь?
Каждый электрический проект начинается с цепи. Не знаете, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.
Что такое электричество?
Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как молнии в грозах, но что это? Это не простой вопрос, но этот урок проливает свет на него!
Хотите изучить различные батареи?
Мы тебя покроем!
9 В щелочная батарея
В наличии PRT-10218Это ваши стандартные 9-вольтовые щелочные батареи от Rayovac.Даже не думай пытаться перезарядить их. Используйте их с…
1Терминология
Вот некоторые термины, часто используемые при разговоре об аккумуляторах.
Емкость – Батареи имеют различные номиналы для количества энергии, которое может хранить данная батарея. Когда батарея полностью заряжена, емкость – это количество энергии, которое она содержит.Батареи одного и того же типа часто оцениваются по величине тока, который они могут вырабатывать с течением времени. Например, есть батареи емкостью 1000 мАч (час миллиампер) и 2000 мАч.
Номинальное напряжение элемента – Среднее напряжение, которое элемент выдает при зарядке. Номинальное напряжение батареи зависит от химической реакции за ней. Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор будет выдавать 12В. Батарея с литиевой батареей выдаст 3В.
Ключевое слово здесь «номинальное», фактическое измеренное напряжение на батарее будет уменьшаться при ее разрядке.Полностью заряженная батарея LiPo будет выдавать около 4,23 В, а при разряде ее напряжение может быть ближе к 2,7 В.
Shape – Батареи бывают разных размеров и форм. Термин «АА» относится к определенной форме и стилю ячейки. Есть большое разнообразие.
Первичная и вторичная – Первичные батареи являются синонимом одноразовых . После полной разрядки первичные элементы не могут быть перезаряжены (надежно / безопасно). Вторичные батареи более известны как перезаряжаемые .Для этого требуется другой источник питания для полной зарядки, но они могут полностью заряжаться / разряжаться много раз в течение своей жизни. Как правило, первичные батареи имеют более низкую скорость разряда, поэтому они будут работать дольше, но они могут быть менее экономичными, чем перезаряжаемые батареи.
| Форма батареи | Химия | Номинальное напряжение | Аккумуляторная? |
|---|---|---|---|
| AA, AAA, C и D | Щелочной или цинк-углерод | 1.5В | № |
| 9 В | Щелочной или Цинк-карбон | 9 В | № |
| Coin Cell | Литий | 3 В | № |
| Silver Flat Pack | Литий-полимерный (LiPo) | 3,7 В | Да |
| AA, AAA, C, D (перезаряжаемый) | NiMH или NiCd | 1,2 В | Да |
| Автомобильный аккумулятор | Шестиэлементная свинцовая кислота | 12.6 В | Да |
Плотность энергии – Объединяя емкость с формой и размером батареи, можно рассчитать плотность энергии батареи. Различные технологии допускают разные плотности. Например, литиевые батареи обычно упаковывают больше сока в заданный объем, чем щелочные или моноэлементные батареи.
Коэффициент внутренней разрядки – Вы когда-нибудь пытались завести автомобиль, который сидел 6 месяцев? Аккумуляторы разряжаются, когда вы сидите на полке или когда они не используются.Скорость, с которой батарея разряжается со временем, называется скоростью внутренней разрядки.
Безопасность – Поскольку батареи накапливают энергию, они представляют собой очень маленькие взрывчатые вещества. Чтобы предотвратить вред, батареи разработаны так, чтобы быть максимально безопасными. Большинство аккумуляторных технологий предназначены для безопасного разряда в случае неправильного использования. Если вы неправильно подключите щелочную батарею, она может нагреться на ощупь, но не должна загореться. Большинство литий-полимерных батарей имеют встроенные цепи безопасности, чтобы предотвратить повреждение батареи и предотвратить ее небезопасное использование.
Полный список терминов и технический обзор Википедия – это [отличный ресурс] (http://en.wikipedia.org/wiki/Battery_ (электричество)).
Литий-полимерный
Литий-полимерные батареи(часто сокращенно LiPo) очень полезны для встраиваемой электроники. Они предлагают самую высокую плотность, легко доступную на рынке. Поскольку в сотовых телефонах используется батарея этого типа, их легко найти по доступным ценам. Они до требуют специальной зарядки, поэтому обязательно используйте правильное зарядное устройство для работы.В SparkFun используются различные литий-полимерные батареи 3,7 В, многие из которых перечислены ниже. Емкость батареи, которую вы выберете, будет зависеть от предполагаемого времени выполнения вашего проекта, ограничений по размеру и других факторов.
Литий-ионный аккумулятор – 1 Ач
В наличии PRT-13813Это очень тонкие, очень легкие аккумуляторы на основе литий-ионной химии.Каждая ячейка выдает номинальное 3,7 В при 100…
7Литий-ионный аккумулятор – 2 Ач
В наличии PRT-13855Это очень тонкие, очень легкие аккумуляторы на основе литий-ионной химии.Каждая ячейка выдает номинальное 3,7 В при 200…
6Номинальное напряжение
Индивидуальный элемент LiPo имеет номинальное напряжение 3,7 В . После полной зарядки вы увидите около 4,3 В на элементе, но при нормальном использовании он быстро упадет до 3,7 В. Когда истощится, ячейка будет около 3В. Это означает, что ваш проект должен будет обрабатывать различные напряжения, если вы работаете непосредственно от ячейки.Если вам нужно 5 В, вам нужно будет соединить два LiPos последовательно, чтобы создать блок 7,4 В и регулировать до 5 В.
Соединители
В мире малой электроники большинство батарей LiPo комплектуются различными 2-контактными разъемами. В SparkFun мы используем JST разъем . Это предотвращает неправильное подключение аккумулятора. Разъем представляет собой фрикционную посадку, поэтому для аккуратного извлечения аккумулятора обычно используют плоскогубцы.
Зарядка и разрядка
Существует множество недорогих зарядных устройств, созданных для зарядки батарей LiPo.Они обычно используют USB для зарядки аккумулятора. Не пытайтесь заряжать LiPos без зарядного устройства. Аккумулятор LiPo может быть поврежден из-за перезарядки, поэтому используйте специально разработанное зарядное устройство LiPo, подобное приведенному здесь:
Перед зарядкой литий-ионной батареи убедитесь, что вы знаете ее емкость и ток зарядки, подаваемый зарядным устройством. Дополнительную информацию можно найти в следующем руководстве: Настройка тока зарядки.
БатареиLiPo также могут быть повреждены, если их разряжать слишком далеко.Чтобы защититься от этого, почти все батареи LiPo имеют небольшую цепь безопасности, встроенную в верхнюю часть элемента, которая отключит батарею, если напряжение упадет ниже определенного порога (обычно 3 В, ).
БатареиLiPo имеют очень низкую внутреннюю разрядку . Это делает их хорошим кандидатом на проекты, которые требуют низких энергопотреблений и должны работать в течение многих дней или месяцев.
Соблюдайте плотность энергии: Эти аккумуляторы обеспечивают ударную нагрузку и могут работать от нескольких усилителей непрерывно.Защита от короткого замыкания отключит батарею при обнаружении короткого замыкания, но при использовании этих батарей с проектами руководствуйтесь здравым смыслом.
Мы рекомендуем LiPo для почти каждого портативного приложения. Они достаточно прочные и при безопасном использовании являются отличным источником энергии.
Другие типы литий-ионных аккумуляторов
Круглые литий-ионные аккумуляторы большой емкости
Эти батареи использовались в основном для фонариков, но они просты в использовании и установке и содержат много сока.
Номинальное напряжение – Эти батареи также имеют номинальное напряжение 3,7 В , но в отличие от плоских LiPo-батарей, эти круглые элементы питания НЕ имеют встроенную схему защиты . При зарядке и разрядке необходимо соблюдать особую осторожность. эти батареи, чтобы они не были повреждены. Более подробную информацию о схемах защиты можно найти здесь.
Разъемы – Эти аккумуляторы могут быть легко интегрированы в проекты с конкретными держателями аккумуляторов:
Зарядка и разрядка – Поскольку на этих батареях нет защитной схемы, пользователь должен учитывать возможность чрезмерной или недостаточной зарядки, чтобы батарея не была повреждена.Мы рекомендуем универсальное зарядное устройство, подобное этому:
Литий-ионные аккумуляторы высокой разрядки
Литий-ионные аккумуляторы с высоким разрядом – отличный способ питания любого радиоуправляемого, роботизированного или портативного проекта, которому требуется небольшая батарея с большим количеством ударов.
Номинальное напряжение – Они имеют номинальное напряжение 7,4 В и, как и у круглых батарей, НЕ имеют встроенную схему защиты.Необходимо соблюдать особую осторожность при зарядке и разрядке этих батарей, чтобы они не были повреждены. Более подробную информацию о схемах защиты можно найти здесь.
Разъемы – Разъем для зарядки представляет собой 3-контактный разъем для зарядки JST-XH. Разрядка осуществляется через разгрузочные выводы разъема Дина.
Зарядка и разрядка -Так как на этих батареях нет защитной схемы, пользователь должен учитывать возможность чрезмерной или недостаточной зарядки, так что батарея не повреждена.Поскольку это, как правило, аккумуляторы с двумя ячейками, необходимо специальное зарядное устройство. Эта батарея не совместима с одноэлементными зарядными устройствами. Мы рекомендуем специализированное зарядное устройство, такое как это:
являются проверенной перезаряжаемой технологией. Эти батареи часто стоят дешевле, чем другие химикаты, но имеют меньшую плотность, чем LiPo. NiMH аккумуляторы требуют менее строгих кривых зарядки, что снижает стоимость зарядных устройств.NiMH часто встречаются в более дешевых электронных устройствах, таких как зубные щетки и беспроводные бритвы, где выходное напряжение не так важно (вы заметите, что ваша зубная щетка работает медленнее, но продолжает работать).
2500 мАч NiMH аккумулятор – AA
В наличии PRT-003352500 мАч 1,2 В никель-металлогидридные аккумуляторные батареи типа «АА».[Технология NiMH] (http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel_metal_hy…
Каждая ячейка выдает номинально 1,2 В . Это очень похоже на щелочные батареи того же размера, что выход 1,5 В. Объединение четырех AA NiMH даст вам батарею на 4,8 В, которая должна работать на большинстве систем с напряжением 5 В, но при разрядке батареи будет падать напряжение.
Зарядка и разрядка
NiMH батареисами по себе не имеют схем защиты от разряда.Схема защиты от разряда предотвращает разрядку батареи ниже определенного уровня напряжения, чтобы предотвратить повреждение батареи. Более подробную информацию о никель-металлогидридных батареях и чрезмерной разрядке можно найти здесь.
Из-за их сходства с обычными потребительскими аккумуляторами зарядка NiMH аккумуляторов часто осуществляется с помощью зарядных устройств, которые вставляются в стену. Мы рекомендуем NiMH для приложений, где устройство уже разработано для использования батарей типа AA.
Coin Cell
Аккумуляторы для монет отлично подходят для небольших проектов с низким энергопотреблением.Эти батареи дешевые! Купите их оптом, если вам нужно много. Они отлично подходят для тестирования светодиодов. Вы найдете батареи этого типа, спрятанные в пультах дистанционного управления, электронные свечи и множество небольших одноразовых устройств.
Эти батареи не предназначены для перезарядки . Существует несколько более сложных платных версий, но подавляющее большинство монетоприемников выбрасывается после использования.
Химический состав и технологии, стоящие за монетоприемниками, различны.Некоторые щелочные, другие литиевые. Щелочные батарейки имеют номинальное напряжение 1,5 В. Литиевые батарейки, с другой стороны, имеют номинальное напряжение 3 В.
Аккумуляторыимеют несколько различных размеров, каждый из которых имеет специальное кодовое название для обозначения размера и химического состава. Все ячейки щелочных монет начинаются с буквы «L», а ячейки литиевых монет – с префиксом «C». Например, популярным CR2032 является литиевая батарея (номинальное напряжение 3 В) диаметром 20 мм и 3.2 мм высотой. LR1154 (он же LR44) представляет собой щелочную батарею (1,5 В) шириной 11 мм и высотой 5,4 мм.
Ячейкиотлично подходят для питания ATtiny или других небольших микроконтроллеров и светодиодных проектов.
щелочной
Мы все выросли на этом типе одноразовой батареи. Эти батареи существуют уже много десятилетий, поэтому вы найдете их повсюду! Существует также множество держателей батарей и аксессуаров для батарей AA и 9V.
Эти батареи дешевы, безопасны в использовании и доступны везде, но, к сожалению, они не перезаряжаемые . Щелочная химия делает эти батареи особенно идиотскими (безопасными).
AA и AAA являются наиболее распространенными щелочными батареями и имеют номинальную мощность 1,2 В номинально (но при первом использовании они составляют около 1,5 В). Поскольку АА выдают напряжение 1,2 В, вам необходимо объединить их в пакеты по 3 или 4 для запуска системы 3,3 или 5 В. Аккумуляторы 9 В, очевидно, номинально 9 В.
Батарея 9 В с соединительным кабелем – отличный и быстрый способ сделать проект портативным, но не надейтесь, что батарея прослужит очень долго! В то время как он выдает 9 вольт, емкость батареи 9 В довольно низкая.
9 В щелочная батарея
В наличии PRT-10218Это ваши стандартные 9-вольтовые щелочные батареи от Rayovac.Даже не думай пытаться перезарядить их. Используйте их с…
1Мы регулярно используем этот тип батарей для начинающих. Они часто чувствуют себя комфортно с этим типом батареи и могут легко их найти. Если они прикрепят батарею назад, она может нагреться, но будет нанесен небольшой ущерб. Как только ученик изучает основы, мы обычно переводим пользователей в LiPos, потому что они служат дольше и могут быть перезаряжены.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы немного больше узнали о технологиях аккумуляторов, вам следует проверить следующие дополнительные руководства и проекты:
Основы соединителя
Разъемы являются основным источником путаницы для людей, только начинающих электронику. Количество различных опций, терминов и имен соединителей может сделать выбор одного или поиск того, который вам нужен, пугающим.Эта статья поможет вам окунуться в мир соединителей.
Как использовать мультиметр
Изучите основы использования мультиметра для измерения непрерывности, напряжения, сопротивления и тока.
LilyPad: основы вашего проекта
Узнайте о возможностях питания ваших проектов LilyPad, о безопасности и уходе за батареями LiPo, а также о том, как рассчитать и учесть ограничения мощности в ваших проектах.
,Узнайте об элементах малой емкости, согласовании элементов, балансировке, коротких элементах и потере электролита.
Пользователи аккумуляторов и предприниматели часто спрашивают: «Можно ли восстановить аккумуляторы?» Ответ: «Это зависит». Сбой батареи не всегда означает конец срока службы батареи. Вместо того, чтобы выбрасывать пакет, гениальные предприниматели открывают бизнес-модели, чтобы дать отставным аккумуляторам вторую жизнь. Учитывая растущее количество аккумуляторов, которые выбрасываются, такие возможности для бизнеса могут только расти.
Три основных дефекта батареи: низкая емкость, высокое внутреннее сопротивление и повышенный саморазряд. Исчезновение емкости происходит естественно с использованием и временем; увеличение сопротивления характерно для никелевых батарей; и повышенный саморазряд отражает возможные напряжения, перенесенные в поле. Потери емкости часто можно обратить с помощью NiCd и NiMH; свинцовую кислоту с сульфатированием иногда также можно улучшить. (См. BU-901: Основы тестирования аккумуляторов.)
Дефекты аккумуляторов включают низкую емкость, высокое внутреннее сопротивление и повышенный саморазряд.Исчезновение емкости происходит естественно с использованием и временем; увеличение сопротивления характерно для никелевых батарей; и повышенный саморазряд отражает стресс. Потеря емкости может быть обращена вспять на никелевых батареях, затронутых памятью; немного свинцовой кислоты с сульфатированием также может быть улучшено.
Батареи можно классифицировать на портативные, колесные, стартерные и стационарные системы. Не все аккумуляторы заслуживают обслуживания, но среди мусора есть драгоценности. Чтобы получить прибыль, понадобятся некоторые базовые знания о батарее, такие как знание химии и понимание напряжения, А-ч, методов зарядки и C-скорости.Прежде всего, у вас должна быть ловкость, чтобы определить, к чему прикоснуться и что пройти. Знание прежнего срока службы и того, как определяется окончание срока службы батарей, будут играть большую роль в том, насколько хорошо эти выброшенные батареи могут быть перераспределены.
Аккумуляторы портативные
Продавцы заменяют батарейки для мобильных телефонов по малейшей жалобе покупателя без проверки упаковки. Установка новой батареи удовлетворяет потребителя, но это часто не решает проблему короткого времени автономной работы, и клиент может вернуться.Есть также батареи, которые ложатся спать из-за чрезмерной разрядки. Эти, казалось бы, мертвые литий-ионные аккумуляторы нельзя заряжать обычным зарядным устройством, но есть способ вернуть их к жизни. (См. BU-808a, Как разбудить спящий литий-ионный аккумулятор)
Многие аккумуляторы мобильных телефонов выброшены. Они заполняют большие ящики под счетчиками обслуживания, и им некуда идти. Между тем, поставщики услуг обнаружили, что девять из десяти замененных пакетов являются хорошими и могут быть восстановлены. Недавнее исследование оценивает стоимость замены легкомысленного аккумулятора более чем в 650 миллионов долларов в год только в США.
Гениальные предприниматели обнаружили возможность рециркулировать эти оставленные батареи. В США, Великобритании и Израиле появились сервисные центры, которые закупают излишки батарей по тонне и проверяют их с помощью анализаторов батарей, способных проводить быстрые испытания. (См. BU-907: Тестирование литиевых батарей.) Некоторые сервисные центры обрабатывают до 400 000 батарей в месяц, и восстановленные пакеты перераспределяются как B-класс в магазины. Исследования показывают, что эти аккумуляторы класса B работают так же хорошо, как и новый блок, поскольку не сообщается о разнице в частоте отказов.
Не все смартфоны позволяют заменять батареи, но это не устраняет необходимость их тестирования. Невозможность замены батарей повлияла на бизнес-модель, так как имеется меньше доступных блоков для тестирования и рециркуляции.
| Здравоохранение является крупным пользователем портативных батарей. При отсутствии обслуживания батареи производители устройств рекомендуют заменять упаковки в соответствии с отметкой даты. Это помогает чередовать инвентарь, но добавляет ненужные ограничения по времени, поскольку износ батареи в основном связан с использованием, а не с простоем.Сильно использованная батарея может выйти из строя в течение выделенного периода с отметкой даты, и чтобы компенсировать эту возможность, производители устройств требуют жесткой политики замены в течение 2-3 лет. Изготовление по назначению может привести к задержкам, а срок службы батареи может возрасти до 1 года. Батареи улучшились и живут дольше; они также имеют более высокий PR |
Больше новостей
