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
3.8 / 5 ( 79 голосов )
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
Подключить сверхъяркий светодиод к батарее 3 В можно не используя никаких дополнительных деталей. Так как рабочее напряжение светодиода несколько больше 3 В, то светодиод будет светить не в полную силу. Иногда это может быть даже полезным.
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.
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.
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.
Как светодиод подключить к батарейке? Ответ эксперта
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.
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.
ПРОСТОЙ ФОНАРИК НА ОДНОЙ БАТАРЕЙКЕ АА
Попалась в интернете интересная схемка наипростейшего микромощного драйвера на бросовом полевике от материнской платы, оказалась вполне рабочая.
Схема принципиальная преобразователя 1,5В
Нашёл у себя кучку таких полевых транзисторов APM2014 со старых материнок и по-быстрому спаял для теста, вместо гантельки взял феррит от дросселя, при питании от дохлой батарейки на 1,1 В вполне ярко светит 1 Вт светодиод, при 1,4 В светит ещё ярче, но уже греется. Позже проверю с различными дросселями, но остановлюсь наверное именно на гантельке так как они удобнее в размещении в корпусах. При тестовой попытке подключения светодиода на 0,5 Вт 60 мА он быстро сгорел.
Для ознакомления добавлю документ с описанием работы подобных драйверов одного из авторов, в документе также есть ссылка на видео с более подробным описанием работы данной схемы преобразователя.
Оставил светодиод с дохлой батареей светить до сегодняшнего утра, за сутки яркость немного снизилась, на батарее осталось 0,9 В и это при питании светодиода 1 Вт 350 мА целые сутки! В целом очень хороший результат.
Практическая конструкция фонарика
На базе этого простенького драйвера собрал маленький фонарик. Валялся у меня без дела корпус от фонарика, в нём выгорел безымянный драйвер на smd детальках, в него и встроил эту получившуюся платку (скачать файл).
Светодиод взял на 1 Вт, его света вполне хватает для освещения в темноте, поскольку это декоративный фонарик и света слишком много не требуется. Вместо отражателя применён коллиматор, пришлось только его немного подточить по краю.
В процессе работы светодиод ощутимо нагревается только от свежей батарейки при дросселе с указанными в схеме данными, в этом корпусе мною применён дроссель CD75 и перемотан. Поскольку места тут мало, в него влезло только 14 витков провода 0,43 но и нагрев светодиода от свежего элемента уменьшился, правда немножко снизилась яркость.
Вторая сторона печатной платы идёт как крепление светодиода и как охлаждение, на печатке контакты указаны красным, протачиваются любым подручным инструментом. На полевой транзистор подложил пару кусочков текстолита для выравнивания подложки под диск плюсового контакта, от перекоса.
Светит получившийся фонарик с понижением светового потока до напряжения элемента 0,5 В и если начинает мигать – значит батарея теперь уже полностью села, хотя те же солевые батарейки можно восстановить солевым раствором и использовать в фонарике дальше. Автор материала – Igoran.
Форум по LED
Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ ФОНАРИК НА ОДНОЙ БАТАРЕЙКЕ АА
Как сделать экономичный светодиодный фонарик на одной батарейке
Принцип работы
Нижеприведенная схема (“Joule thief“) позволяет питать светодиод белого или синего свечения, требующий напряжения питания 3 – 3,5 В, от одного гальванического элемента или аккумулятора NiCD,NiMH, даже разряженных до напряжения 0,8 В под нагрузкой.
Для красных и желтых светодиодов напряжение питания при токе 20 мА составляет 1,8 – 2,4 В, а для синих, белых и зеленых – 3 – 3,5 В, поэтому запитать синий или белый светодиод от пальчиковой батарейки напрямую невозможно.
Схема представляет вариант блокинг-генератора и была описана Z. Kaparnik из города Swindon в Великобритании в журнале “Everyday Practical Electronics” за ноябрь 1999 года. Ниже можно ознакомится с этой статьей:
(щелкните по рисунку мышкой для просмотра в крупном масштабе)
Питание схемы осуществляется от элемента LR6/AA/AAA напряжением 1,5 В – схема может непрерывно работать неделю от одной батарейки до ее разряда до 0,8 В!!! Примечание: AA или AAA (R6) – солевые батарейки, LR6 – щелочные (alkaline) батарейки.
Приведенная схема работает как управляемый током генератор. Всякий раз при выключении транзистора VT спадающее магнитное поле в обмотке трансформатора T вызывает возникновение положительного импульса напряжения (до 30 В) на коллекторе транзистора. Это напряжение вместе с напряжением источника питания (батарейки) прикладывается к светодиоду. Переключение происходит с очень высокой частотой и низким коэффициентом заполнения. Уменьшение сопротивления резистора R приводит к увеличению тока через светодиод и, соответственно, увеличивает яркость его свечения.
Z. Kaparnik приводит вначале значение сопротивления 10 кОм (средний ток через светодиод 18 мА) и затем указывает, что уменьшение сопротивления до 2 кОм приводит к увеличению среднего тока до 30 мА. Также Z. Kaparnik указывает, что коэффициент полезного действия зависит от использованного транзистора VT – к лучшим результатам приводит применение транзистора с низким напряжением насыщения между коллектором и эмиттером VCE (SAT). Он указывает, что для транзистора ZTX450 (VCE (SAT) = 0,25 В) КПД равен 73 %, при использовании ZTX650 (VCE (SAT) < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 падает до 57 %.
Упоминание подобной конструкции в статье М. Шустова “Низковольтное питание светодиодов” в журнале “Радиомир” №8 за 2003 год:
А вот конструкция японского радиолюбителя: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html
Моделирование
Для моделирования такого устройства можно использовать свободно распространяемый симулятор электрических цепей LTSpice. Вот модель этого генератора:
При напряжении питания 1,5 В и индуктивности каждой из обмоток трансформатора 200 мкГн потребление мощности от батареи составляет 197 мВт, а на светодиоде выделяется 139 мВт. Потери мощности составили 58 мВт, из них в транзисторе 55 мВт, а в резисторе 3 мВт. Таким образом, КПД оказался равен 71%.
При напряжении питания 1,5 В и транзисторе BC547C (VCE (SAT) = 0,2 В) зависимость среднего тока светодиода от индуктивности обмотки трансформатора (с идентичными обмотками) представлена ниже:
При индуктивности обмотки меньше 17 мкГн преобразователь не запускается.
Зависимость среднего тока светодиода от напряжения питания приведена ниже:
Трансформатор
Также вместо самостоятельно намотанного трансформатора на ферритовом колечке можно использовать промышленный импульсный трансформатор, например,
МИТ-4В: М – малогабаритный, И – импульсный, Т – трансформатор, В – высота с выводами 55 мм.
МИТ-4В выпускается в корпусе коричневого или черного цвета.
Этот трансформатор имеет три обмотки (одну первичную и две вторичные) с единичным коэффициентом трансформации. Омическое сопротивление каждой обмотки составляет около 5 Ом, индуктивность около 16 мГн.
Обмотки содержат по 100 витков, намотанных проводом ПЭЛШО 0,1 на колечке К17,5х8х5 из феррита марки М2000НМ1-Б.
Обозначение ферритового колечка расшифровывается так: К – кольцо; 17,5 – внешний диаметр кольца, мм; 8 – внутренний диаметр кольца, мм; 5 – высота кольца, мм.
Марка феррита М2000НМ-1Б расшировывается так: 2000 – начальная магнитная проницаемость феррита; Н – низкочастотный феррит; М – марганец-цинковый феррит (до 100 кГц).
Первый вывод отмечен цифрой “1” на корпусе трансформатора, а нарисованная стрелка указывает направление отсчета оставшихся выводов. Я использовал обмотки с выводами 1-4 и 2-3.
Также можно использовать трансформатор согласующий низкой частоты ТОТ:
Этот трансформатор рассчитаны на работу на частоте до 10 кГц.
Обозначение “ТОТ” расшифровывается как: Т – трансформатор; О – оконечный; Т – транзисторный.
Броневой сердечник трансформатора ТОТ изготавливается из холоднокатаной ленты с высокой магнитной проницаемостью и повышенной индукцией технического насыщения марки 50H.
Расположение выводов трансформаторов ТОТ напоминает цоколевку электровакуумных ламп – имеется ключ и дополнительная маркировка первого вывода на боковой поверхности трансформатора (красная точка). При этом отсчет выводов производится по часовой стрелке со стороны монтажа, а первый вывод расположен в левом верхнем углу.
Цоколевка трансформаторов типов: а – ТОТ1 – ТОТ35; б – ТОТ36 – ТОТ189, ТОЛ1 -ТОЛ54; в – ТОТ202 – ТОТ219, ТОЛ55 – ТОЛ72
Германиевые транзисторы
Для снижения порогового напряжения батарейки, при котором светодиод еще светится, можно использовать германиевые транзисторы, например, советский n-p-n транзистор МП38А:
У этого транзистора прямое падение напряжения на p-n переходах составляет около 200 мВ.
Для проверки я собрал макетную конструкцию на транзисторе МП38А и трансформаторе МИТ-4В:
Довольно сильно разряженная литиевая батарейка CR2032 в этой схеме питает цепочку из пяти светодиодов. При этом напряжение батареи под нагрузкой составляет около 1,5 вольт.
Варианты улучшения схемы
1) Можно добавить конденсатор, включенный параллельно резистору.
Я оценил влияние конденсатора на КПД преобразователя, выполнив моделирование в LTSpice:
Как видно из графика, после некоторого подъема КПД при дальнейшем увеличении емкости конденсатора КПД преобразователя начинает снижаться.
2) Также можно добавить последовательно со светодиодом диод Шоттки и включить параллельно светодиоду конденсаторы.
3) Для ограничения верхнего предела напряжения на нагрузке можно дополнительно включить стабилитрон (диод Зенера) параллельно светодиоду.
p-n-p транзисторы
Наряду с Joule Thief на n-p-n транзисторах, можно применять и транзисторы p-n-p структуры. Я собрал такой преобразователь на базе германиевого pnp-транзистора ГТ308В (VT) и импульсного трансформатора МИТ-4В (катушка L1 – выводы 2-3, L2 – выводы 5-6) :
Значение сопротивления резистора R подбирается экспериментально (в зависимости от типа транзистора) – целесообразно использовать переменный резистор на 4,7 кОм и постепенно уменьшать его сопротивление, добиваясь стабильной работы преобразователя.
мой преобразователь Joule Thief на p-n-p транзисторе
Я исследовал работу этого преобразователя с помощью цифрового осциллографа. При этом преобразователь питался от полуразряженного никель-кадмиевого аккумулятора, а в качесте нагрузки использовались два зеленых светодиода, подключенных через германиевый диод.
напряжение на нагрузке
Пиковое напряжение на нагрузке превышает 5 вольт, чего вполне хватает для свечения двух зеленых светодиодов даже с учетом падения напряжения на германиевом диоде.
Такая же форма кривой напряжения на нагрузке получается и при моделировании преобразователя в симуляторе LTspice:
напряжение на резисторе
напряжение между выводами 6-5 МИТ
Напряжение на нагрузке складывается из напряжения на обмотке 6-5 трансформатора и напряжения аккумулятора.
напряжение между выводами 3-2 МИТ
Как можно заметить, напряжения на обмотках трансформатора практически идентичны (с учетом расположения одноименных зажимов).
определение периода
Период следования импульсов составил 1,344 мс, т.е. частота генерации составила 744 Гц.
Для питания такого преобразователя можно использовать не только батарейку, но и ионистор (суперконденсатор):
Как зажечь два 3-х ваттных светодиода от одной батарейки
Если вы когда-нибудь захотите запитать светодиод от одной батарейки, то рано или поздно наткнетесь на схему под названием Joule Thief- вор джоулей. Эта схема хороша многим: малым количеством деталей, можно использовать севшую батарейку, собранная конструкция получается компактной и будет работать от батареи с напряжением всего 0.6В. Классическую схему этого устройства можно посмотреть в Википедии. Есть много вариантов этой схемы, попыток ее оптимизации. я покажу вам с один из вариантов этой конструкции, который позволит зажечь два 3-х ваттных светодиода включенных последовательно. Все было собрано быстро. С учетом перемотки дросселя, времени ушло 20 минут.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
батареек – Можно ли зажечь светодиодную лампочку от батарейки АА?
Невозможно зажечь светодиод видимого света с помощью только одного элемента AA.
Один элемент AA обеспечивает около 1,5 вольт.
Для включения красного светодиода требуется около 1,8 вольт, и он не загорится вообще при более низком напряжении.
Для светодиодов видимого света всех остальных цветов требуется более высокое напряжение, поэтому они не будут работать с одним элементом.
Инфракрасные светодиоды загораются при напряжении около 1,5 В, поэтому можно «зажечь» инфракрасный светодиод с помощью одной ячейки.Вы не увидите этого, потому что человеческие глаза не реагируют на инфракрасный свет. Во всяком случае, это плохая идея. Если ток вообще протекает, его никак не контролировать. В этом случае может протекать слишком большой ток и вывести инфракрасный светодиод из строя.
Типичный дешевый способ зажечь светодиод – это использовать батарею из 2-х ячеек последовательно. Два элемента AA обеспечат достаточное напряжение для красных, зеленых, желтых и оранжевых светодиодов.
Синие светодиоды (и белые светодиоды, которые представляют собой просто замаскированные синие светодиоды) нуждаются в трех или более вольтах, поэтому они не будут надежно работать от двух последовательно соединенных элементов AA.Вы можете использовать для них 3 элемента AA или 4, потому что держатели AA с тремя элементами не очень распространены.
В Википедии есть хорошая страница по светодиодным схемам. Он включает предложенную схему и формулу для расчета номинала необходимого резистора.
Вот схема:
Круг, помеченный буквой «V», представляет вашу батарею.
Зигзагообразный элемент с надписью «R» – это резистор.
Стрелка справа представляет собой светодиод.
Резистор используется для ограничения тока через светодиод.
Для расчета номинала резистора вам понадобится несколько цифр:
- \ $ V_b \ $ – напряжение вашего аккумулятора. 2 последовательно соединенных элемента AA выдают около 3 В.
- \ $ V_L \ $ – прямое напряжение светодиода. Это зависит от цвета светодиода. Прямое напряжение красных светодиодов составляет около 1,8 В.
- \ $ I_L \ $ – ток, который вы хотите пропустить через светодиод. Чем больше ток, тем ярче свет, но слишком большой ток приведет к разрушению светодиода. Наиболее распространенные светодиоды имеют безопасный максимальный ток около 20 миллиампер (0.02 ампер.)
Формула, по которой нужно рассчитать номинал резистора, такая:
$$ R = \ frac {V_b – V_L} {I_L} $$
Резистор такого номинала ограничит ток, проходящий через светодиод, до безопасного значения.
Для красного светодиода и ячеек 2AA, о которых я говорил выше, это выглядит так:
$$ R = \ frac {3,0–1,8} {0,02} = 60 $$
Для безопасной работы красного светодиода от двух последовательно соединенных элементов AA необходим резистор не менее 60 Ом.
Но, вероятно, он будет слишком ярким.Вы можете безопасно использовать резисторы большего номинала, чтобы уменьшить яркость яркого светодиода. Вероятно, вам придется попробовать это и посмотреть, насколько высоко нужно сделать резистор, чтобы уменьшить яркость светодиода по своему вкусу. Просто оставайтесь выше расчетного значения, и все будет в порядке.
Причина, по которой простой светодиод закорачивает и взрывается, когда вы подключаете его напрямую к розетке, заключается в том, что светодиоды изначально представляют собой короткое замыкание.
Когда приложенное напряжение превышает прямое напряжение, светодиоды проводят ток.У них нет никаких ограничений на то, сколько тока они позволят течь. Больше напряжения = больше тока = ярче, пока он не перегорит.
При напряжении 110 вольт (или 240 вольт, в зависимости от того, где вы живете) светодиод пропускает большой ток и мгновенно перегорает.
Есть способ сделать светодиодный светильник с более низким напряжением, но вам понадобится немного больше, чем просто элемент AA и светодиод.
Вы можете использовать усилитель напряжения для преобразования низкого напряжения в более высокое напряжение.Затем вы используете более высокое напряжение, чтобы зажечь светодиод.
Схема вора Джоуля, упомянутая в других ответах, представляет собой простой усилитель напряжения.
В усилителе напряжения используется индуктор для преобразования импульсов постоянного тока низкого напряжения в импульсы постоянного тока более высокого напряжения.
Цепи генератора, используемые для работы типичного усилителя напряжения, автоматически скрывают основной принцип работы.
Катушка индуктивности всегда пытается поддерживать постоянный ток через себя. Как только через него протекает ток, если вы прервете его, индуктор попытается удержать ток, подавая ток.Это повысит напряжение, если необходимо, чтобы ток продолжал течь.
Это принципиальная схема очень простого усилителя напряжения, который я построил:
Готовая вещь выглядит так:
Вы протираете оголенный провод в правом нижнем углу по шероховатой поверхности файла, и это действует как переключатель, который очень быстро включается и выключается.
В результате получается серия импульсов напряжения, достаточного для зажигания светодиода.
Если вы замените механический переключатель на транзистор и осциллятор, то получите джоулева похитителя, который будет управлять светодиодом от одного элемента AA.
Я позаимствовал схему и фото из своих сообщений в блоге о создании простого усилителя напряжения.
В сообщениях блога более подробно рассказывается об усилителе напряжения и о том, как он работает.
светодиодов для начинающих: 9 шагов (с изображениями)
В отличие от светодиодов, которые подключены последовательно, светодиоды, подключенные параллельно, используют один провод для подключения всех положительных электродов светодиодов, которые вы используете, к положительному проводу источника питания и используйте другой провод для подключения всех отрицательных электродов светодиодов, которые вы используете, к отрицательному проводу источника питания.Параллельная разводка элементов имеет ряд явных преимуществ по сравнению с последовательным подключением.
Если вы соедините целую группу светодиодов параллельно, вместо того, чтобы разделять мощность, подаваемую на них, между ними, все они будут использовать ее. Таким образом, батарея 12 В, подключенная к четырем последовательно соединенным светодиодам по 3 В, будет распределять 3 В на каждый из светодиодов. Но та же батарея 12 В, подключенная параллельно к четырем светодиодам 3 В, обеспечит полное напряжение 12 В на каждый светодиод – этого достаточно, чтобы наверняка сжечь светодиоды!
Подключение светодиодов параллельно позволяет нескольким светодиодам использовать только один низковольтный источник питания.Мы могли бы взять те же четыре светодиода на 3 В и подключить их параллельно к меньшему источнику питания, скажем, двум батареям АА, вырабатывающим в общей сложности 3 В, и каждый из светодиодов получит необходимое им 3 В.
Короче говоря, последовательная проводка делит общий источник питания между светодиодами. Их параллельное соединение означает, что каждый светодиод будет получать полное напряжение, выводимое источником питания.
И, наконец, несколько предупреждений … при параллельном подключении источник питания истощается быстрее, чем при последовательном подключении, поскольку в конечном итоге они потребляют больше тока от источника питания.Он также работает только в том случае, если все светодиоды, которые вы используете, имеют одинаковую мощность. ЗАПРЕЩАЕТСЯ смешивать и сочетать светодиоды разных типов / цветов при параллельном подключении.
Хорошо, теперь перейдем к делу.
Я решил сделать две разные параллельные установки.
Первый, который я попробовал, был максимально простым – всего два светодиода 1,7 В, подключенных параллельно к одной батарее 1,5 В AA. Я подключил два положительных электрода на светодиодах к положительному проводу, идущему от батареи, и подключил два отрицательных электрода на светодиодах к отрицательному проводу, идущему от батареи.Для светодиодов 1,7 В не требовался резистор, потому что 1,5 В, поступающего от батареи, было достаточно, чтобы зажечь светодиод, но не больше, чем напряжение светодиодов, поэтому не было риска его перегорания. (Эта установка не изображена)
Оба светодиода 1,7 В были зажжены источником питания 1,5 В, но помните, что они потребляли больше тока от батареи и, таким образом, ускоряли разрядку батареи. Если бы к батарее было подключено больше светодиодов, они бы потребляли еще больше тока от батареи и разряжали бы ее еще быстрее.
Для второй настройки я решил собрать все, чему я научился, и подключить два светодиода параллельно к моему источнику питания 9 В – определенно слишком много энергии для одних светодиодов, поэтому мне наверняка придется использовать резистор.
Чтобы выяснить, какое значение мне следует использовать, я вернулся к верной формуле – но поскольку они были подключены параллельно, в формуле есть небольшое изменение, когда дело доходит до тока – I.
R = (V1 – V2 ) / I
где:
V1 = напряжение питания
V2 = напряжение светодиода
I = ток светодиода (в других расчетах мы использовали 20 мА, но поскольку параллельное подключение светодиодов потребляет больше тока, мне пришлось умножить этот ток на LED отображает общее количество светодиодов, которые я использовал.20 мА x 2 = 40 мА или 0,04 А.
И мои значения для формулы на этот раз были:
R = (9В – 1,7В) / .04A
R = 182,5 Ом
Опять же, поскольку пакет разнообразия не поставлялся с резистором точного номинала, я попытался используйте два резистора на 100 Ом, соединенные последовательно, чтобы получить сопротивление 200 Ом. Я закончил тем, что просто повторил ошибку, которую сделал на последнем шаге, еще раз, и по ошибке соединил их параллельно, так что два резистора 100 Ом в конечном итоге дали сопротивление только 50 Ом.Опять же, эти светодиоды особенно простили мою ошибку – и теперь я получил ценный урок о последовательном и параллельном подключении резисторов.
Последнее замечание о параллельном подключении светодиодов – пока я ставлю резистор перед обоими светодиодами, рекомендуется ставить резистор перед каждым светодиодом. Это более безопасный и лучший способ подключить светодиоды параллельно резисторам, а также гарантирует, что вы не сделаете ошибку, которую я сделал случайно.
Загорелись светодиоды 1,7 В, подключенные к батарее 9 В, и мое маленькое приключение в страну светодиодов было завершено.
Светодиодные фонари на батарейках | Откройте для себя лучший светодиодный индикатор с батарейным питанием – Evan Designs
Следуйте приведенному ниже руководству и узнайте все, что вам нужно знать о светодиодных лампах с батарейным питанием. В нашем руководстве будут рассмотрены различные размеры, яркость и применение светодиодных фонарей на батарейках. Узнайте о различных типах светодиодных фонарей с батарейным питанием и о том, как вы можете использовать их, чтобы ваши проекты сияли.
Светодиодные фонари на батарейках
Светодиодные фонари на батарейках– отличный вариант для освещения модельных проектов и поделок.Если вы подумываете об использовании светодиодной подсветки аккумулятора, это прекрасно, потому что у нас есть много вариантов на выбор. Светодиоды имеют такое низкое энергопотребление, и существует множество типов батарей, которые могут работать с вашими светодиодами в течение очень долгого времени.
Наименьшие батарейки для светодиодов с батарейным питанием
Самая маленькая батарея, которую мы предлагаем, – это батарея CR1225 с держателем. Эта микро-батарея имеет диаметр всего 12,5 мм или 0,5 дюйма! Для сравнения: размер копейки составляет 0,8 дюйма, так что размер этой батареи составляет примерно половину копейки.Как видно из этого рисунка, наш аккумулятор может работать с 4 светодиодами красиво и ярко. Наша крошечная модель 1225 оснащена четырьмя холодными белыми светодиодными лампами размером с микросхему, работающими от батарей.
Более крупный монетный элемент, держатель cr2032 с переключателем, показанный здесь, может одновременно включать до 10 светодиодных индикаторов батареи. Эта монетная ячейка – хороший выбор благодаря своему небольшому размеру и большой емкости.
Самые большие батареи для светодиодов, работающих от батарей
Батареи большего размера – это здорово, потому что они могут питать больше светодиодов, а также больше типов светодиодов в одном проекте.Пара батареек AA может проработать 100 отдельных мини-светодиодных фонарей с питанием от батареек в течение 4-5 часов. Это много огней! Или пара AA может непрерывно работать от нескольких светодиодных индикаторов батарей в течение нескольких дней. Батарейки большего размера, такие как AA, AAA или 9 вольт, прослужат дольше, прежде чем потребуется замена светодиодных ламп с питанием от батареек.
Какие светодиодные фонари на батарейках лучше всего подходят для вас?
Теперь, когда вы немного узнали о светодиодных лампах с батарейным питанием, как узнать, какой из них выбрать? Есть несколько факторов, которые будут влиять на ваш выбор маленькой или большой батареи, в том числе:
- Место, где можно спрятать батареи
- Количество светодиодов в вашем проекте
- Типы светодиодов в вашем проекте
- Горит – светодиоды горят постоянно
- Мигающие светодиоды
- Мерцающие светодиоды
- Светодиоды горят и мигают
- Светодиоды, которые управляются печатной платой
- Срок службы батареи
- Яркость светодиода
- Напряжение аккумулятора
Популярные светодиодные фонари на батарейках
Размер батареи для светодиодов
Есть несколько вещей, которые нужно знать, когда речь идет о размере батарейки для светодиодов.Батареи большего размера позволяют сочетать постоянные и мигающие огни, а напряжение 9 В может управлять цепями, такими как наша цепь сирены или цепь последовательности.
Меньшие батареи, такие как наши маленькие или миниатюрные монеты, имеют преимущество в размере. Обычно для небольших проектов не требуется столько светодиодов или разные типы светодиодов с батарейным питанием. В этом случае для вашего проекта идеально подойдут батареи меньшего размера. Если в вашем микропроекте вам нужно всего несколько светодиодных фонарей на батарейках, тогда наши меньшие батарейки типа «таблетка» станут отличным выбором для ваших мини-светодиодных фонарей с батарейным питанием.
Как долго служат светодиодные фонари, работающие от батарей?
Когда вы обдумываете, какой тип батареи использовать для питания светодиодов в вашем проекте, полезно знать ожидаемое время работы светодиодных ламп.
Мы обнаружили, что расчет времени работы на основе емкости аккумулятора, напряжения и тока светодиода не дает очень точного числа. Причина этого в том, что напряжение аккумулятора изменяется от полностью заряженного до более низкого значения, при котором светоотдача ниже желаемой.В случае светодиодов, когда напряжение падает до точки, при которой яркость составляет около 80% от полной яркости, потребляемая сила тока составляет 50% от полностью заряженной батареи. При яркости 80% вы не заметите разницы, если вы не будете внимательно сравнивать его со светодиодом со 100% яркостью.
Для понимания срока службы батареи мы протестировали (10) 3-миллиметровых светодиодов холодного белого цвета на нескольких типовых батареях. Мы прекратили тестирование, когда светоотдача составила около 75% от полной. Ниже приведены результаты
| Батарея 9 В с нашими светодиодами 5-12 В | 24 часа |
| Батарейки AAA с нашими 3-вольтовыми светодиодами | 30 часов |
| Батарейки AA с 3-вольтовыми светодиодами | 80 часов |
| Круглая ячейка CR2032 с нашими светодиодами на 3 В | 3.5 часов |
Светодиодные фонари с аккумуляторными батареями:
Если вы ищете светодиодные фонари, которые поставляются с аккумуляторными батареями, не ищите дальше! У нас есть полные комплекты светодиодного освещения, которые включают в себя батарейку типа «таблетка», батарейный отсек AAA или защелку для батарейки на 9 В. В наши комплекты входят:
- от 1 до 5 ламп
- аккумуляторный отсек
- выключатель
Это все, что вам нужно для светодиодов с батарейным питанием, которые сделают ваше хобби ярким!
Изучите светодиодные фонари с батарейным питанием
Если вы новичок в использовании светодиодных фонарей на батарейках и хотите осветить небольшой проект, то эти комплекты – отличное место для начала.Просто приклейте светильники к вашему проекту и подключите их к держателю батареи. Поместите батарейный отсек сзади или под ваш проект и наслаждайтесь хорошо освещенной моделью. Просмотрите наш сайт и найдите идеальные светодиодные фонари с батарейным питанием и другие световые решения для своих проектов уже сегодня!
Статьи по теме
Батарея и светодиод без резистора
Рисунок 1. Во многих дешевых крошечных светодиодных лампах используются кнопочные элементы (или батарейки) и светодиод без каких-либо признаков токоограничивающего резистора.Но есть одно – внутреннее сопротивление батареи. Типичный брелок-лампа имеет элемент питания или батарейку (видна через корпус), замыкающий переключатель и светодиод.Тот факт, что многие дешевые фонари для брелоков используют кнопочную ячейку и светодиод без каких-либо признаков последовательного резистора или какого-либо ограничения тока, часто вызывает некоторую путаницу. Если светодиод в этом случае не перегорает при подключении к батарее 3 В, то что вообще за токоограничивающие и последовательные резисторы?
Ответ состоит в том, что есть последовательный резистор; мы просто этого не видим! Все элементы и батареи имеют внутреннее сопротивление.Обычно мы моделируем батареи как идеальный источник постоянного напряжения с последовательным сопротивлением.
Рис. 2. Измерение напряжения холостого хода и напряжения нагруженного элемента позволяет нам измерить внутреннее сопротивление ячейки.- На рисунке 2a мы измеряем напряжение холостого хода батареи и получаем 3 В.
- На рисунке 2b мы снова измеряем напряжение при подключенном светодиоде. Находим, что это 2,2 В.
- (c) Переключаем измеритель на мА и подключаем его последовательно со светодиодом.Замеряем 30 мА.
С помощью этих трех измерений мы можем рассчитать внутреннее сопротивление ячейки. Падение напряжения составляет 3 – 2,2 = 0,8 В при 30 мА, поэтому, используя закон Ома, мы можем рассчитать внутреннее сопротивление как
. \ (R = \ frac {V} {I} = \ frac {0.8} {0.03} = 26,7 Ом \)Обратите внимание, что внутреннее сопротивление может быть непостоянным, так как оно происходит из-за сложного химического и физического воздействия внутри элемента. Если вы повторите измерения с двумя параллельно включенными светодиодами, вы получите другое, но близкое значение.Если вы закоротите ячейку с помощью амперметра, вы снова получите другое значение и, как правило, выше, поскольку вы потребляете гораздо более высокий ток.
Урок?
Тот факт, что он работает с кнопочным аккумулятором, не означает, что его можно использовать с другими источниками питания. Повторение теста с батареей с более низким внутренним сопротивлением повысит ток и может вывести из строя светодиод. Если подключить светодиод к регулируемому источнику питания 3 В, светодиод обязательно перейдет в разряд. Смотрите страницу кривых IV для более подробной информации.
Другое чтение
Для расчета мощности, рассеиваемой на внутреннем сопротивлении, см. Статью о расчете мощности.
Время работы от аккумулятора для рыболовных фонарей
Расчет времени работы
Как долго будут работать ваши фонари?
«Батареи глубокого цикла» всегда должны использоваться для питания ваших фонарей. «Пусковые» аккумуляторы любого типа не предназначены для «вторичной переработки» и не могут удерживать заряд в течение длительного времени. «Пусковые» батареи имеют гораздо более тонкие внутренние пластины и разряжаются намного быстрее, чем батареи «глубокого цикла», которые имеют гораздо более толстые внутренние пластины и предназначены для многократной зарядки и разрядки.Качество ваших фонарей зависит от качества ваших батарей, поэтому обязательно используйте для ваших светильников хорошую батарею «глубокого цикла». Настоящая батарея «глубокого цикла» будет иметь рейтинг «ампер-час». Ампер-часы и усилители пуска – это НЕ одно и то же!
Простая формула для определения того, как долго свет будет работать от вашей конкретной батареи, состоит в том, чтобы взять «номинальную мощность в ампер-часах» батарей и разделить ее на общее количество ампер, потребляемых от батареи в час. (Ампер-час батареи / общий ток = общее время работы).Например, 30-ваттный COB потребляет около 2,5 ампер, поэтому 8-амперный час. батарея проработает свет около 3,2 часа. (8 / 2,5 = 3,2)
Обычные полноразмерные батареи глубокого разряда
| Тип батареи | Номинальный ток в ампер-часах | Напряжение |
|---|---|---|
| Группа 27 | 100-115 ампер-часов | 12 Вольт|
| Группа 29 | 110-125 Ампер-часов | 12 В |
Компактные батареи глубокого разряда
Для тех из вас, кому нужна меньшая батарея, которая поместится в задний блок, перечислены компактные батареи. ниже обеспечит хороший свет в течение ограниченного времени.Большинство компактных батарей, таких как аккумуляторная батарея на 8 ампер-часов от Cabela, показанная ниже, поставляются с разъемами «Spade Clip». Мы предлагаем FlounderPro 2000 с «зажимами для батарей» или «лопаточными зажимами», поэтому убедитесь и закажите правильный набор соединений, который подходит для используемой вами батареи.
Чтобы узнать, как долго свет будет работать от любой данной батареи, вы берете номинальную мощность батареи в ампер-часах и делите ее на потребляемую мощность лампы. Например, 30-ваттный COB потребляет около 2.5 ампер, поэтому 8 ампер час. батарея проработает свет около 3,2 часа. (8 / 2,5 = 3,2)
Пусковые батареи и батареи глубокого цикла
И «пусковые» батареи, и большинство батарей «глубокого цикла» представляют собой свинцово-кислотные батареи, для работы которых используется один и тот же химический состав. Разница заключается в том, как батареи оптимизируют свою конструкцию:
«Пусковая батарея» предназначена для обеспечения большого количества тока в течение короткого периода времени.
Этот скачок тока необходим для запуска двигателя.После запуска двигателя генератор обеспечивает всю мощность, необходимую автомобилю, поэтому пусковая батарея может проработать весь свой срок службы, не разряжая более 20 процентов своей общей емкости. При таком использовании пусковая батарея может прослужить несколько лет. Для достижения большой силы тока в пусковой батарее используются тонкие пластины для увеличения площади поверхности.
«Батарея глубокого разряда» предназначена для обеспечения постоянного тока в течение длительного периода времени.
Аккумулятор глубокого цикла может обеспечить скачок напряжения, когда это необходимо, но ничего подобного скачку напряжения автомобильного аккумулятора не может.Аккумулятор глубокого разряда предназначен для многократного глубокого разряда (это то, что быстро разрушит автомобильный аккумулятор). Для этого в батарее глубокого разряда используются более толстые внутренние пластины, которые удерживают заряд в течение более длительных периодов времени и не портятся со временем.
Пусковая батарея обычно имеет два номинала: CCA (ток холодного пуска) – количество ампер, которое батарея может выдавать при 32 градусах F (0 градусах Цельсия) в течение 30 секунд. Это важно при запуске холодного двигателя, которому требуется большая мощность на короткое время.Эти батареи предназначены для полной зарядки и обслуживания с генератором переменного тока. Они быстро выйдут из строя, если полностью разрядятся и перезарядятся несколько раз, потому что внутренние пластины намного тоньше, чем пластины в аккумуляторах глубокого цикла.
RC (Резервная емкость) – количество минут, в течение которых аккумулятор может выдавать 25 ампер при сохранении своего напряжения выше 10,5 вольт.
Обычно батарея глубокого цикла имеет в два или три раза больше RC, чем пусковая батарея, но она обеспечивает половину или три четверти CCA.Кроме того, аккумулятор глубокого разряда может выдержать несколько сотен полных циклов разрядки / перезарядки, а пусковой аккумулятор не предназначен для полной разрядки перед подзарядкой.
Суть в том, что… Используйте «аккумуляторы глубокого цикла» для ваших фонарей и троллингового двигателя, а также «морские стартовые аккумуляторы» для запуска лодки.
Примечание: для наилучшей работы Group 27, 115 А / ч. Рекомендуется батарея Deep Cycle или лучше. Хотя эти фонари очень яркие, они требуют достаточной силы тока для работы с максимальной яркостью.Если вы используете генератор или у вас есть розетка переменного тока на док-станции, вы можете запитать лампы 12 В постоянного тока с помощью преобразователя переменного тока в постоянный. Всегда используйте преобразователь, который выдает больше силы тока, чем вам нужно. Чем больше сила тока… тем ярче будет свет!
Соединение аккумуляторов – параллельное или последовательное
Убедитесь, что вы правильно подключили аккумуляторы!
См. Другие статьи
Как подключить светодиодные фонари к автомобильному аккумулятору
Подключение светодиодных фонарей (и подсветки) к аккумуляторной батарее автомобиля
Светодиодные лампыстановятся все более популярными в нашей повседневной жизни.Люди используют их для украшения своих садов и интерьеров домов, но мы также видели по крайней мере один случай, который был немного смелее: украшения для автомобилей на светодиодах.
Снаружи или внутри автомобиля эти светодиодные фонари могут полностью изменить внешний вид вашего автомобиля – не говоря уже о том, что они также улучшают видимость и позволяют вам легче находить предметы вокруг автомобиля в ночное время.
Они доступны по цене, бывают разных видов и цветов, и все, что вам нужно, это продолжать читать, чтобы узнать, как подключить светодиодные фонари к автомобильному аккумулятору.Итак, приступим.
Светодиоды… ага близко к тому, что в фаре 🙂 Что такое светодиодная подсветка?LED – это светодиоды, излучающие свет. Эти полупроводниковые компоненты являются электронными, обычно они состоят из кремния и других деталей, которые пропускают электроны (или просто электрический ток).
Диоды позволяют потоку идти только в одном направлении, но они также излучают свет, который мы видим. Технически анод, который является положительным выводом, подключается к положительному источнику питания, а отрицательный вывод, называемый катодом, подключается к отрицательному проводу или земле.
Светодиоды чрезвычайно важны в мире электроники. Хотя они присутствовали в той или иной форме в течение многих десятилетий, только в последнее десятилетие они приобрели популярность в нашей повседневной деятельности, такой как украшение домов и автомобилей.
Диод изготовлен из кремния и германия, которые соединены между собой, образуя мост. В них используется принцип полупроводниковых переходов (мостов). Они работают по одному и тому же основному принципу, который позволяет работать многочисленным технологическим компонентам, таким как микропроцессоры.
Есть ли у вас в машине светодиоды? Если нет, обратите внимание на наших лучших комплектов для переоборудования светодиодов .
Как светодиоды излучают свет?Мы уже установили, что светодиоды пропускают электричество. Чудо наступает, когда мы, как следствие, видим свет! Доступны светодиоды разных цветов – это связано с тем, что при их производстве используются разные материалы.
Многие компании начали производить эти светодиоды, поэтому теперь они невероятно доступны по цене и представлены в большом разнообразии цветов.
Обратным недостатком является то, что по сравнению с обычными лампочками они работают с низким напряжением, примерно 1,5 вольта. Это означает, что нам нужно добавить резистор для ограничения силы тока; в противном случае они сгорят.
Обычно мы вставляем резистор, если хотим подключить их к автомобильному аккумулятору, потому что каждый светодиод работает с напряжением около 1,5 вольт, а автомобильный аккумулятор обычно имеет 12 вольт.
Простой резистор не встроен в светодиодный источник Что такое резистор?Как упоминалось ранее, в светодиодной лампе используется только 1 шт.5 – 2 вольта, а у автомобильного аккумулятора – 12 вольт. Поэтому необходимо иметь резистор, чтобы не перегоревшая светодиодная лампа. К каждой светодиодной лампе должен быть подключен собственный резистор.
Светодиоды против лампочекПочему светодиоды так популярны в наши дни? Что ж, это должно быть из-за их многочисленных преимуществ перед лампочками и неоновыми лампочками.
Во-первых, светодиод потребляет гораздо меньше энергии по сравнению с лампочкой, в то время как неоновые лампы также потребляют меньше энергии.Кроме того, с точки зрения стоимости, как светодиодные, так и электрические лампы доступны по доступным ценам, в то время как неоновые лампы относительно дороги.
Подробнее о том, почему вам следует заменить старые галогенные фары на светодиодные
Напряжение низкое как для светодиодных, так и для лампочек, но для неоновых ламп требуются специальные источники питания. Светодиодные фонари имеют максимальную долговечность, в отличие от лампочек и неоновых трубок. Их ожидаемая продолжительность жизни равна десяткам тысяч часов для светодиодов и только сотням для двух других альтернатив.
Подключение светодиодных фонарей к автомобильному аккумуляторуПеред тем, как начать, посмотрите это видео на Youtube от kooper salmo, показывающее базовую схему подключения светодиодов к батарее:
Вот что вам нужно:
- Отвертки
- Светодиодные фонари
- Гаечный ключ
- Резистор (убедитесь, что он соответствует характеристикам светодиодных фонарей, иначе он может перегореть)
- Провода электрические – калибр 14
- Паяльник и припой
- Клещи электрические
- Проволочная щетка
- Застежки-молнии
Сначала откройте капот автомобиля и осторожно отсоедините отрицательный кабель аккумулятора, медленно ослабив стопорную гайку гаечным ключом.Снимите кабель. Решите, где разместить светодиодные фонари – идеи и пошаговое руководство можно найти в следующих разделах.
Протяните провод питания светодиода к положительной клемме аккумулятора. Поднесите (но не трогайте) второй провод, рядом с минусовой клеммой – заземляющий провод светодиода.
Затем с помощью электрических плоскогубцев снимите изоляцию с обоих концов провода. Светодиоды имеют два вывода, один из которых длиннее другого. Припаяйте один конец провода к положительной клемме аккумулятора, а другой конец – к более длинному выводу светодиода.
Аналогичная операция выполняется и со вторым проводом – электрическими плоскогубцами снимите изоляцию с обоих концов провода. Однако не подключайте провод к отрицательной клемме . Присоедините только один конец провода к оставшемуся проводу, который является более коротким.
Обрежьте заземляющий провод (тот, который находится рядом с отрицательной клеммой аккумулятора) и снимите изоляцию с помощью электрических плоскогубцев. Вы должны отрезать его примерно на 16 дюймов от батареи.
Присоедините один конец заземляющего провода к каждому концу резистора – вы можете использовать любой провод, он не имеет направления, которому вам нужно следовать.Наконец, прикрепите последний конец заземляющего провода к аккумулятору (отрицательный полюс).
Последний шаг – это, конечно, установка светодиода в нужное положение. Вы можете использовать стяжки, чтобы убрать провода светодиодов с дороги; вы можете прикрепить их к тире.
Установка светодиодных фонарей под машинуBRZ от AJ сделал отличное руководство на Youtube по установке Underglow:
Если вы хотите прикрепить светодиодные фонари для лучшего дизайна вашего автомобиля, вот подробное пошаговое руководство, как это сделать.
Что понадобится:
- Светодиодные ленты
- Застежки-молнии
- Скотч
- Модульная коробка
Во-первых, разместите светодиодные фонари под автомобилем и закрепите их на месте с помощью стяжек (навсегда) или вы можете использовать скотч для временного оформления. Проложите четыре провода полностью к модульной коробке (рядом с аккумулятором) или протяните их, чтобы добраться до моторного отсека.
Подключите модульную коробку, используя красный провод к положительной клемме аккумулятора, а черный провод – к отрицательной клемме.Коробку модуля необходимо расположить так, чтобы она находилась подальше от радиатора и двигателя, иначе ее можно легко повредить. Кроме того, вам также необходимо разместить модульную коробку где-нибудь без влаги. Убедитесь, что антенна (из коробки модуля) выдвинута, что обеспечит лучший прием.
Этот простой двухэтапный процесс подключения светодиодных ламп к модульной коробке – один из самых простых. Все, что вам нужно сделать, это протестировать и убедиться, что все светодиодные индикаторы работают должным образом.
После этого, если вы временно закрепили их с помощью скотча, вы можете заменить его на застежку-молнию, чтобы сделать его постоянным. Застежки-молнии следует размещать каждые 12 дюймов или около того. Не рекомендуется использовать двусторонний скотч, потому что он слишком слабый, но в вашей машине должны быть щели, чтобы вы могли закрепить стяжки.
Установка светодиодных фонарей в автомобилеЭто может быть чрезвычайно полезно, если вы часто ездите ночью или просто хотите улучшить внешний вид своего автомобиля.Вот подробное пошаговое руководство, как это сделать.
Что понадобится:
- Светодиодные фонари
- Соединители с винтовыми зажимами
- Отвертка
- Ножницы
- Инструмент для зачистки проводов
- Изолента
- Провод динамика или кабель 18-22 AWG, класс 2
- Скотч или малярный скотч
- Кольцевые зажимы
- Патрон плавкого предохранителя на линии
Первый шаг – составить план, куда вы хотите прикрепить светодиодные фонари.Например, вы можете выбрать из-под сиденьями, багажником или под приборной панелью. Измерьте пространство, которое у вас есть для каждой полосы света, и убедитесь, что вы оставили не менее 1 1/2 дюйма там, где вам нужны кабельные соединения. Отрежьте полоски в соответствии со своим дизайном – убедитесь, что вы не повредили их, разрезая только медные контактные площадки.
Следующим шагом является установка разъемов с винтовыми клеммами на концах всех светодиодных лент. Снимите клейкую ленту гибкой ленты, откройте язычок лапки и вставьте гибкую полоску.Нажмите на черный язычок, чтобы надежно закрыть. Ослабьте винты на винтовом зажиме и соедините вместе каждую гирлянду фонарей.
Затяните винты так, чтобы они соединились, соблюдая полярность. Используйте скотч, чтобы разместить светодиоды в нужных местах (временно). Убедитесь, что автомобиль выключен.
Это последний шаг – подключение к источнику питания. Следуя описанному ранее методу, отсоедините обе клеммы аккумулятора. Подключите линейный предохранитель к положительной клемме, отогнув конец кабеля предохранителя и прикрепив кольцевую клемму, которая соответствует режиму работы от батареи.Кроме того, подключите гайку прямо к положительной стороне кабеля 18-22 AWG, в то время как отрицательная сторона будет контактировать с землей напрямую или через кольцевую клемму.
Включите автомобиль и проверьте свои светодиодные фонари. Если вас устраивает, вы можете закрепить их навсегда и удалить держатели скотча.
Подведение итоговВот и улучшенная конструкция автомобиля! Надеемся, что эти простые пошаговые инструкции покажут вам, как подключить светодиодные фонари к автомобильному аккумулятору.Затем вы можете адаптировать его к любому светодиодному свету и любому месту. Для получения дополнительной информации и подробностей мы также объяснили, как подключить светодиодные фонари к автомобильному аккумулятору из салона автомобиля и под ним. Это позволит вам легко осветить те участки автомобиля, которые в этом больше всего нуждаются.
Могут ли светодиодные фары разряжать аккумулятор автомобиля?
Вы припарковали машину несколько дней подряд, не запустив ее, а в тот день, когда вы ее включили, столкнулись с разряженной батареей?
Вы все еще ломаете голову, что могло стать причиной этого?
Есть несколько причин, и ни одна из них не связана с вашими новыми блестящими светодиодными фарами, которые вы только что установили.
Светодиодные фары сами по себе не разряжают аккумулятор при выключенном автомобиле. Точно так же не несет ответственности отдельный или встроенный резистор. Виной всему мог быть неисправный провод при установке света.
Могут ли вторичные светодиодные фары разряжать аккумулятор?
Автовладельцы любят заменять фары светодиодными, если есть возможность. Светодиодные фары потребляют очень мало энергии, они намного четче и ярче по цвету, освещают дорогу дальше, имеют гораздо более длительный срок службы и, что самое главное, выглядят очень эстетично.
Но беспокоитесь ли вы, что после установки новых светодиодных фонарей автомобильный аккумулятор может быстро разрядиться, если автомобиль не используется и выключается в течение нескольких дней подряд?
Что ж, тебе не о чем беспокоиться. Светодиодные фары практически не потребляют много энергии во время работы. Фактически, большинство из них потребляет в среднем 20 Вт на лампу фары.
Благодаря такому энергопотреблению, даже если вы оставите светодиодные фары включенными на всю ночь, они не разряжают вашу батарею, как галогенные фары.
Поэтому, конечно, когда автомобиль выключен, не должно потребляться электричество.
Так же, как стандартные светодиодные фонари не разряжают аккумулятор автомобиля, также как и светодиодные лампы для фар для проекторов. В конце концов, это один и тот же компонент. Дальнейшая установка не повлияет на аккумулятор.
Единственная причина, по которой вы обнаруживаете, что двигатель вашего автомобиля не включается после того, как вы его выключили на ночь, и единственными новыми изменениями были светодиоды. Виной всему может быть процесс установки.В частности, если была затронута проводка в сборе фары.
Как узнать, неисправна ли проводка? Я вас прикрыл, так что давайте выясним.
Что могло случиться, так это то, что проводка могла пересекаться из-за полярности в какой-то точке соединения.
Чтобы проверить, правильно ли установлена проводка, удалите предохранитель из цепи ваших фар. Затем включите фары. Они не должны включаться, так как вы сняли предохранитель.
Но если они включаются, светодиоды получают питание от другого провода и цепи в автомобиле.И в этом может заключаться проблема.
После этого нужно методом проб и ошибок выяснить, какая цепь потребляет энергию.
Пытаюсь выдернуть предохранители из различных проводов, идущих к фарам. Когда светодиоды перестают гореть, значит, вы нашли свою схему. Затем эта схема требует дальнейшего изучения.
Давайте узнаем, не могут ли дополнительные компоненты, установленные вместе со светодиодом, быстро разряжаться автомобильный аккумулятор.
Светодиодные фары разряжают батарею при использовании с резистором?
Поскольку светодиоды потребляют очень мало энергии от аккумулятора, встроенная в автомобиль компьютерная система часто предполагает, что ничего не подключено, и из-за разницы в напряжении светодиод начинает мигать.
Обычное решение этой проблемы – установка дополнительного резистора с вашим светодиодом. Резистор потребляет дополнительную мощность, и компьютер снова начинает думать, что все в порядке.
Резистор устраняет ошибки в компьютерной системе, и светодиоды работают в обычном режиме.
Даже если вы не устанавливали резистор отдельно, высококачественные комплекты светодиодов должны поставляться с внутренним резистором, который служит той же цели.
Теперь вы можете подумать, что, поскольку весь смысл резистора заключается в увеличении потребляемой мощности батареи, это может привести к чрезмерному разряду батареи.
Но опять же, резистор потребляет столько энергии, сколько необходимо для правильного включения фар. Лишь небольшой процент достается светодиодной лампочке. Большая часть мощности потребляется резистором, чтобы компенсировать разницу.
Это не приводит к чрезмерному использованию батареи. Это не то, как работает резистор.
Тем более, что двигатель автомобиля выключен, резистор не будет потреблять энергию, если только не соблюдается разная полярность проводки, как я сказал ранее.
Хотя важнее всего то, что важно инвестировать в фары достойного качества, чтобы предотвратить проблемы с аккумулятором. На самом деле, никаких других проблем также не возникнет, если вы используете качественный продукт.
Одним из таких ассортиментов светодиодных решений является Lasfit.Их комплекты светодиодов поставляются с предустановленными резисторами, и их очень легко обновить самостоятельно. Вам не нужно беспокоиться о проблемах с разрядом аккумулятора из-за перекрестной проводки, так как вы не будете касаться проводов во время установки.
Что разряжает аккумулятор вашего автомобиля?
Теперь, когда вы знаете, что не разряжает вашу батарею, выясните причины, по которым она разряжается.
Как вы уже догадались, оставить в машине какой-либо свет на ночь достаточно, чтобы разрядить аккумулятор.Это могут быть ваши фары, внутреннее освещение или даже оставление открытого багажника, при котором свет остается включенным.
Паразитарная утечка – еще одна важная причина, но она происходит в течение более длительного времени. Когда мелкие компоненты установлены неправильно или в цепях есть неисправные предохранители, батарея протекает медленно и выходит из строя намного быстрее, чем следовало бы.
Чрезвычайно низкие (ниже 10 F) и чрезвычайно высокие (более 100 F) температуры также вызывают износ аккумулятора и не позволяют ему достаточно заряжаться во время работы автомобиля.
Кроме того, знаете ли вы, что вам нужно менять автомобильный аккумулятор каждые 3-4 года?
Старый аккумулятор однажды утром станет неприятным сюрпризом, когда машина не заводится.
Заключительные слова
Итак, есть несколько способов поддерживать автомобильный аккумулятор в хорошем состоянии.
