Схемы и конструкции фонариков и модернизация китайских излучателей
В жизни каждого человека бывают моменты, когда необходимо наличие освещения, а электричества нет. Это может быть и банальное отключение электроэнергии, и необходимость ремонта проводки в доме, а возможно, и лесной поход или что-либо подобное.
И, конечно же, все знают, что в таком случае выручит только электрический фонарик – компактное и в то же время функциональное устройство. Сейчас на рынке электротехники множество различных видов данного товара. Это и обычные фонари с лампами накаливания, и светодиодные, с аккумуляторами и батарейками. Да и фирм, производящих эти приборы, великое множество – «Дик», «Люкс», «Космос» и т. п.
А вот каков принцип его работы, задумываются не многие. А между тем, зная устройство и схему электрического фонарика, можно при необходимости его починить или вообще собрать собственными руками. Вот в этом вопросе и попробуем разобраться.
Простейшие фонари
Так как фонарики бывают разные, то имеет смысл начать с самого простого – с батарейкой и лампой накаливания, а также рассмотреть его возможные неисправности.
По сути, в нем нет ничего, кроме батарейки, кнопки включения и лампочки. А потому и проблем с ним особых не бывает. Вот несколько возможных мелких неприятностей, которые могут повлечь за собой отказ такого фонаря:
- Окисление любого из контактов. Это могут быть контакты выключателя, лампочки или батареи. Нужно просто почистить эти элементы схемы, и приборчик снова заработает.
- Сгорание лампы накаливания – тут все просто, замена светового элемента решит эту проблему.
- Полный разряд батареек – замена элементов питания на новые (либо зарядка, если они аккумуляторные).
- Отсутствие контакта или перелом провода. Если фонарик уже не новый, в таком случае есть смысл поменять все провода. Сделать это совершенно не сложно.
Фонарик на светодиодах
Этот вид фонарей отличается более мощным световым потоком и при этом потребляет очень мало энергии, а значит, и элементы питания в нем прослужат дольше.
Все дело в конструкции световых элементов – в светодиодах отсутствует нить накаливания, они не расходуют энергию на нагрев, ввиду этого коэффициент полезного действия таких приборов выше на 80–85%. Также велика роль дополнительного оборудования в виде преобразователя с участием транзистора, резистора и высокочастотного трансформатора.
Если аккумулятор фонарика встроенный, то с ним в комплекте обязательно идет и зарядное устройство.
Схема подобного фонаря состоит из одного или нескольких светодиодов, преобразователя напряжения, выключателя и элемента питания. В более ранних моделях фонариков количество потребления энергии светодиодами должно было соответствовать вырабатываемому источником.
Сейчас эта проблема решена при помощи преобразователя напряжения (его также называют умножителем). Собственно, он-то и является главной деталью, которую содержит электрическая схема фонарика.
Схема преобразователя напряженияПри желании сделать такой прибор своими руками особых сложностей не возникнет.
Транзистор, резистор и диоды – не проблема. Самым непростым моментом будет намотка высокочастотного трансформатора на ферритовом кольце, который называется блокинг-генератор.
Но и с этим можно справиться, взяв подобное колечко из неисправного электронного пускорегулирующего аппарата энергосберегающей лампы. Хотя, конечно, если не хочется возиться или нет времени, то в продаже можно найти высокоэффективные преобразователи, такие как 8115. С их помощью, при применении транзистора и резистора, и стало возможным изготовление светодиодного фонарика на одной батарейке.
Сама же схема светодиодного фонаря подобна простейшему прибору, и на ней останавливаться не стоит, т. к. собрать ее способен даже ребенок.
Кстати, при применении в схеме преобразователя напряжения на старом, простейшем фонаре, работающем от квадратной батареи в 4.5 вольт, которую сейчас уже не купить, можно будет спокойно ставить элемент питания в 1.5 вольт, т. е. обычную «пальчиковую» или «мизинчиковую» батарею.
Никакой потери в световом потоке наблюдаться не будет. Основная задача при этом – иметь хотя бы малейшее представление о радиотехнике, буквально на уровне знания, что такое транзистор, а также уметь держать в руках паяльник.
Доработка китайских фонариков
Иногда бывает так, что купленный (с виду вполне качественный) фонарик с аккумулятором полностью отказывает. И вовсе не обязательно покупатель виноват в неправильной эксплуатации, хотя и это тоже встречается. Чаще – это ошибка при сборке китайского фонарика в погоне за количеством в ущерб качеству.
Конечно, в таком случае придется его переделать, как-то модернизировать, ведь потрачены деньги. Сейчас необходимо понять, как это сделать и возможно ли побороться с китайским производителем и выполнить ремонт такого прибора самостоятельно.
Рассматривая наиболее часто встречающийся вариант, при котором при включении прибора в сеть индикатор зарядки светится, но фонарь не заряжается и не работает, можно заметить вот что.
Обычная ошибка производителя – индикатор заряда (светодиод) включается в цепь параллельно с аккумулятором, чего допускать никак нельзя. При этом покупатель включает фонарь, и видя, что тот не горит, снова подает питание на заряд. В результате – перегорание всех светодиодов разом.
Дело в том, что не все производители указывают, что заряжать подобные устройства с включенными светодиодами нельзя, т. к. отремонтировать их будет невозможно, останется только заменить.
Итак, задача по модернизации – подключить индикатор заряда последовательно с аккумулятором.
Модернизация китайского бракаКак видно из схемы, эта проблема вполне решаема.
А вот если китайцы в свое изделие поставили резистор 0118, то светодиоды придется менять постоянно, т. к. ток, поступающий на них, будет очень высоким, и какие бы световые элементы ни были установлены – они не выдерживают нагрузки.
Налобный светодиодный фонарь
В последние годы подобный световой прибор получил достаточно широкое распространение.
Действительно, ведь очень удобно, когда руки свободны, а луч света бьет туда, куда смотрит человек, в этом как раз главное преимущество налобного фонарика. Раньше таким могли похвастаться только шахтеры, да и то для его ношения нужна была каска, на которую фонарь, собственно, и крепился.
Сейчас же крепление подобного прибора удобно, носить его можно при любых обстоятельствах, да и на поясе не висит довольно объемный и тяжелый аккумулятор, который, к тому же, еще и обязательно нужно раз в сутки заряжать. Современный намного меньше и легче, притом имеет очень маленькое энергопотребление.
Так что же представляет собой подобный фонарь? А принцип его работы нисколько не отличается от светодиодного. Варианты исполнения такие же – аккумуляторный или со съемными элементами питания. Количество светодиодов варьируется от 3 до 24 в зависимости от характеристик батареи и преобразователя.
К тому же обычно такие фонари имеют 4 режима свечения, а не один. Это слабый, средний, сильный и сигнальный – когда светодиоды моргают через короткие промежутки времени.
Режимами налобного светодиодного фонарика управляет микроконтроллер. Причем при его наличии возможен даже режим стробоскопа. К тому же светодиодам это совсем не вредит, в отличие от ламп накаливания, т. к. их срок службы не зависит от количества циклов включения-выключения по причине отсутствия нити накаливания.
Так какой же фонарь выбрать?
Конечно, фонарики могут быть различными и по потребляемому напряжению (от 1.5 до 12 В), и с различными выключателями (сенсорный или механический), с наличием звукового оповещения о разряде батареи. Это может быть оригинал или его аналоги. Да и не всегда можно определить, что же за прибор перед глазами. Ведь пока он не выйдет из строя и не начнется его ремонт, нельзя увидеть, какая в нем стоит микросхема или транзистор. Наверное, лучше выбирать тот, который нравится, а возможные проблемы решать уже по мере поступления.
Страница не найдена – ЛампаГид
Впервые столкнувшийся с видом SMD-конденсатора радиолюбитель недоумевает, как же разобраться во всех этих «квадратиках»
Люминесцентные лампы
Современный маникюр движется в сторону нанотехнологий.
Если лет десять тому назад нанесенный на ногти
Светодиоды
Для нормальной жизнедеятельности человека в темное время суток ему всегда необходим был свет. С
Квартира и офис
Местное освещение в квартире создается в том числе и торшером. Его удобство состоит в
Производственные помещения
На сегодняшний день рынок осветительных приборов намного увеличился.
Новейшие лампы просто поражают воображение. Разработчики
Освещение светодиодной лентой стало популярным не так давно, но уже прочно заняло нишу бытового
Страница не найдена – ЛампаГид
Улица
Бегущие огни на светодиодах – один из вариантов автоматического устройства, основанного на осветительных приборах типа LED
Светодиоды
Светодиоды – уникальный пример развития технологий, стремительно вошедших в быт обычных потребителей.
Имея огромное количество
Квартира и офис
Местное освещение в квартире создается в том числе и торшером. Его удобство состоит в
Монтаж
Развитие технологий обусловило применение в бытовых помещениях, квартирах и частных домах современного оборудования систем
Квартира и офис
Кто не мечтает о комфортном и просторном жилище на Лазурном побережье? Или, быть может,
Квартира и офис
В нынешнее время светодиодная лента в интерьере – неотъемлемая часть антуража.
Буквально десять лет назад свет
Страница не найдена – ЛампаГид
Прочее
Благодаря умным смартфонам (пардон за тавтологию – smart и означает «умный»), сейчас все у
Компоненты
Впервые столкнувшийся с видом SMD-конденсатора радиолюбитель недоумевает, как же разобраться во всех этих «квадратиках»
Квартира и офис
На протяжении всего своего существования человечество пыталось окружить себя комфортом.
Мягкая мебель, ковры, музыка
Светодиоды
За относительно короткую историю электрического освещения (с середины XIX века – около 150 лет)
Люминесцентные лампы
Люминесцентная лампа (ЛЛ) представляет собой стеклянную трубку, заполненную инертным газом (Ar, Ne, Kr) с
Монтаж
Все больше людей в качестве современного и эстетичного декора собственных квартир и домов выбирают
МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ
Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или сходил куда нибудь).
Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3 Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый), но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор за вами.Первый вариант схемы фонарика
На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ? Если не верите, посчитайте сами.
Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт, отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток потребления: (4.2 – 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 – плавный пуск для безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:
Приступим ко второму варианту диодного фонаря
Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно: КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и открывается вторым. Вариант расположения деталей:
Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с применением дополнительного светодиода.
Кому интересно читаем, может пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или пропускаем и переходим к последнему варианту.
Теперь о самом светодиоде.
Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор (КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество деталей.
Третий вариант LED фонаря
Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости 14А*часа. Принципиальная эл. схема:
Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 – 99%, если не верите – посчитайте.
Фото готового самодельного устройства:Форум по самодельным LED фонарикам
Форум по обсуждению материала МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ
СХЕМА ФОНАРИКА НА СВЕТОДИОДАХ
Всем доброго времени суток. Валялся дома фонарик с диодной матрицей на 16 светодиодов, захотел его переделать в смысле усовершенствования схемы питания, тем более было из чего. Сама по себе матрица светит достаточно ярко, но все же не то, как говориться. За основу взял светодиод 1 Вт с коллиматором на 60 градусов, в качестве драйвера светодиода взял схему уже мной приводимую в других материалах.
Схема номер 1
В качестве источника питания выбрал конечно литиевый аккумулятор SAMSUNG 18650 2600ma/h.
Для контроллера разряда аккумулятора применил специализированный контроллер, который стоит в АКБ мобильных телефонов – микросхему DW01-P с ключом на полевом транзисторе.
Задача стояла всё это хозяйство утолкать без переделки корпуса фонаря, так как свободного места оказалось очень мало, а точнее вообще не оказалось, кроме как внутри резьбовой гайки, крепящей родную диодную матрицу в корпусе. Всё это дело поместил на двух печатных платах: на первой сам контроллер разряда АКБ, на второй драйвер светоизлучающего диода. Светодиод припаян к алюминиевой подложке и прижимается к корпусу фонаря все той же резьбовой гайкой. В виду того, что гайка имеет непосредственный тепловой контакт с подложкой светодиода и корпусом фонаря, который также из алюминия, мы получили превосходный радиатор.
Платы между собой спаяны шпильками, для жесткости, на плате контроллера разряда имеется контактная пружина под минус аккумулятора.
Выключатель питания, как и всё остальное, остался не тронутым. Для зарядки аккумулятора его необходимо извлечь из корпуса фонаря. Плата драйвера светодиода на одностороннем текстолите, плата контроллера разряда двусторонняя. На второй стороне контактная пружина, соединение обоих сторон через пропаянную сквозную шпильку. Вот что в результате вышло:
Но на этом дело не закончилось, позже решил разобрать временно свой фонарик. Причина – кривая работа контроллера разряда аккумулятора. Оказался дохлым элемент DW01-P, собственно это и следовало ожидать, так как взят он был из раздутого аккума. Всёже очень хотелось организовать контроль разряда и заряда, и отключение нагрузки при переходе ниже допустимого уровня.
Очередной донор был выковырян из аккумулятора – какого-то SIEMENS, купленного по спекулятивной цене аж 5 гривен, и имел вид примерно такой же как на фото. Пришлось конечно проверить режимы на минимальных и максимальных предельных напряжениях.
Он показал свою устойчивую и четкую работу защиты при КЗ. Так как мой аккумулятор не имеет своего контроллера, пришлось его прицепить поверх его корпуса, благо он очень мал и имеет малую толщину. Это дало возможность выкинуть первую плату контроллера в мусорное ведро и немного освободить места под аккумулятором, что дало скрутить части фонарика до упора – теперь все стало как влитое. Доделка платы драйвера не особенная, только в дополнении площадки под пружину для аккумулятора и всё. Если изначально приобрести аккумулятор со встроенным контроллером, то задача переделки сводится вообще к минимуму.
Схема номер 2
Очередная переделка фонарика заключалась в смене драйвера светодиода на более “продвинутый”, а именно ZXSC400, причина наличие дополнительного входа для строба от супервизора, дополнительный вход по токовой стабилизации светодиода. Собственно схема совмещенная с супервизором показана далее.
При достижении напряжения питания ниже порогового значения супервизора, появляется стробирующий импульс на выводе 3 микросхемы ZXSC400, что отправляет его в спящий режим до тех пор, пока напряжение питания не выйдет выше порогового уровня.
Таким образом мы можем отказаться от контроллера разряда аккумулятора и не переживать за его жизнь при разряде. Все это хозяйство вместилось на одной плате всё такого же размера и установлено под аккумулятором. Внешне это имеет такой вид:
Обратная сторона двусторонней платы имеет всего лишь пружину под минус аккумулятора:
Резисторы имеют типоразмер 0603, конденсатор электролитический танталовый размер А 47,0х16 Вольт. Новая плата прилагается:
Очередная доработка фонарика, а именно установлен светодиод мощностью 3 Ватт, при этом пришлось подобрать резистор R1 до получения необходимого тока через диод и R2 для контроля тока. Привожу зависимость тока на диоде, в зависимости от питающего напряжения:
- 4.0 Вольт – 0.9 Ампер
- 3.9 Вольт – 0.9 Ампер
- 3.8 Вольт – 0.9 Ампер
- 3.7 Вольт – 0.9 Ампер
- 3.6 Вольт – 0.25 Ампер
Правда тут есть один нюанс – при просадке батареи до 3.6 вольт, микросхема ZXSC переходит специально в пониженный режим потребления для ещё возможной работы фонарика (мало ли что, вот неожиданно выключился к примеру и всё, а так есть потенциальная возможность потянуть ещё значительное время, думаю не один час, правда яркость упадет до 1-ваттного) и так до тех пор пока не поступит стробирующий сигнал на вывод 3.
Пришлось между резьбовой гайкой и подложкой светодиода положить медную проставку через КПТ для лучшего отвода тепла от подложки светодиода и передачи на корпус фонаря. Автор материала ГУБЕРНАТОР.
Форум по LED
Форум по обсуждению материала СХЕМА ФОНАРИКА НА СВЕТОДИОДАХ
фонарик на светодиодах
Делаем фонарик на светодиодах своими руками
Светодиодный фонарик с 3-х вольтовым конвертором для светодиода 0.3-1.5V 0.3-1.5V LED FlashLight
Обычно, для работы синего или белого светодиода требуется 3 – 3,5v, данная схема позволяет запитать синий или белый светодиод низким напряжением от одной пальчиковой батарейки. Normally, if you want to light up a blue or white LED you need to provide it with 3 – 3.5 V, like from a 3 V lithium coin cell.
Детали:
Светодиод
Ферритовое кольцо (диаметром ~10 мм)
Провод для намотки (20 см)
Резистор на 1кОм
N-P-N транзистор
Батарейка
Параметры используемого
трансформатора:
Обмотка, идущая на светодиод, имеет
~45 витков, намотанных проводом 0.
25мм.
Обмотка, идущая на базу транзистора, имеет
~30 витков провода 0.1мм.
Базовый резистор в этом случае имеет
сопротивление около 2К.
Вместо R1 желательно поставить подстроечный
резистор, и добиться тока через диод ~22мА, при свежей батарейке измерить его
сопротивление, заменив потом его постоянным резистором полученного номинала.
Собранная схема обязана работать сразу.
Возможны только 2 причины, по которым
схема работать не будет.
1. перепутаны концы обмотки.
2. слишком мало витков базовой обмотки.
Генерация исчезает, при количестве витков <15.
Куски
проводов сложить вместе и намотать на кольцо.
Соединить между собой два конца
разных проводов.
Схему можно расположить внутри
подходящего корпуса.
Внедрение такой схемы в фонарь,
работающий от 3V
существенно продлевает, продолжительность его работы от одного комплекта
батареек.
Вариант исполнения фонаря от одной батарейки 1,5в.
Транзистор и сопротивление помещаются внутрь ферритового кольца
Белый светодиод работает от севшей батарейки ААА
Вариант модернизации «фонарик – ручка»
Возбуждение изображенного на схеме блокинг-генератора достигается трансформаторной связью на Т1. Импульсы напряжения, возникающие в правой (по схеме) обмотке складываются с напряжением источника питания и поступают на светодиод VD1. Конечно, можно было бы исключить конденсатор и резистор в цепи базы транзистора, но тогда возможен выход из строя VT1 и VD1 при использовании фирменных батарей с низким внутренним сопротивлением. Резистор задает режим работы транзистора, а конденсатор пропускает ВЧ составляющую.
В схеме использовался транзистор КТ315 (как самый дешевый, но можно и любой
другой с граничной частотой от 200 МГц), сверхяркий светодиод. Для изготовления
трансформатора потребуется кольцо из феррита (ориентировочный размер 10х6х3 и
проницаемостью около 1000 HH).
Диаметр проволоки около 0,2-0,3 мм. На кольцо
наматываются две катушки по 20 витков в каждой.
Если нет кольца, то можно
использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать
уже 60-100 витков для каждой из катушек.
Важный момент: мотать катушки нужно в
разные стороны.
Фотографии фонарика:
выключатель находится в кнопке «авторучки», а серый металлический
цилиндр проводит ток.
По типоразмеру батарейки делаем цилиндр.
Его можно изготовить из бумаги, или использовать отрезок любой жесткой
трубки.
Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводом,
пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с
одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить
преобразователь к спирали.
Кольцо из феррита не влезло бы в
фонарь, поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала.
Цилиндр из катушки
индуктивности от старого телевизора.
Первая катушка – около 60 витков.
Потом вторая, мотается в обратную
сторону опять 60 или около того. Витки скрепляются клеем.
Собираем преобразователь:
Все располагается внутри нашего корпуса: Распаиваем транзистор, конденсатор резистор, подпаиваем спираль на цилиндре, и катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.
Получилось следующее:
Все вставляем вовнутрь, а в качестве
боковых заглушек и контактов используем гайки.
К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем.
маркируем выводы: там, где у нас будет вывод от катушек ставим « – », где вывод
от транзистора с катушкой ставим «+» (чтобы было все как в батарейке).
Теперь следует изготовить «ламподиод».
Внимание: на цоколе должен быть минус
светодиода.
Сборка:
Как
понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй
батарейки.
Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом
батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль).
Его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода.
Современный фонарик c режимом эксплуатации светодиода питанием постоянным стабилизированным током.
Схема стабилизатора тока работает следующим образом:
При подаче питания на схему транзисторы Т1 и Т2 заперты, Т3 открыт, потому как на его затвор подано отпирающее напряжение через резистор R3 . Благодаря наличию в цепи светодиода катушки индуктивности L1 ток нарастает плавно. По мере возрастания тока в цепи светодиода возрастает падение напряжения на цепочке R5- R4, как только оно достигнет примерно 0,4V, откроется транзистор Т2, а вслед за ним и Т1, который в свою очередь закроет токовый ключ Т3. Нарастание тока прекращается, в катушке индуктивности возникает ток самоиндукции, который через диод D1 начинает протекать через светодиод и цепочку резисторов R5- R4.
Как только ток
уменьшиться ниже определенного порога, транзисторы Т1 и Т2 закроются, Т3 —
откроется, что приведет к новому циклу накопления энергии в катушке
индуктивности. В нормальном режиме колебательный процесс происходит на частоте
порядка десятков килогерц.О деталях:
Вместо транзистора IRF510 можно
применить IRF530, или любой n-канальный полевой ключевой транзистор на ток
более 3А и напряжение более 30 В.
Диод D1 должен быть обязательно с барьером
Шоттки на ток более 1А, если поставить обычный даже высокочастотный типа
КД212, КПД снизится до 75-80%.
Катушка индуктивности самодельная,
мотают ее проводом не тоньше 0,6 мм, лучше – жгутом из нескольких более тонких
проводов. Около 20-30 витков провода на броневой сердечник Б16-Б18 обязательно
с немагнитным зазором 0,1-0,2 мм или близкий из феррита 2000НМ. При возможности
толщину немагнитного зазора подбирают экспериментально по максимальному КПД
устройства. Неплохие результаты можно получить с ферритами от импортных катушек
индуктивности, устанавливаемых в импульсных блоках питания, а также в
энергосберегающих лампах.
Такие сердечники имеют вид катушки для ниток, не
требуют каркаса и немагнитного зазора. Очень хорошо работают катушки на
тороидальных сердечниках из прессованного железного порошка, которые можно
найти в компьютерных блоках питания (на них намотаны катушки индуктивности
выходных фильтров). Немагнитный зазор в таких сердечниках равномерно
распределен в объеме благодаря технологии производства.
Эту же схему стабилизатора можно
использовать и совместно с другими аккумуляторами и батареями гальванических
элементов напряжением 9 или 12 вольт без какого-либо изменения схемы или
номиналов элементов. Чем выше будет напряжение питания, тем меньший ток будет
потреблять фонарик от источника, его КПД будет оставаться неизменным. Рабочий
ток стабилизации задают резисторы R4 и R5.
При необходимости ток может быть
увеличен до 1А без применения теплооотводов на деталях, только подбором
сопротивления задающих резисторов.
Зарядное устройство для аккумулятора
можно оставить «родное» или собрать по любой из известных схем или вообще
применить внешнее для уменьшения веса фонаря.
Светодиодный фонарь из калькулятора Б3-30
В основу преобразователя взята схема калькулятора Б3-30, в импульсном источнике питания которого используется трансформатор толщиной всего 5 мм, имеющий две обмотки. Использование импульсного трансформатора от старого калькулятора позволило создать экономичный светодиодный фонарь.
В результате получилась очень простая схема.
Преобразователь напряжения выполнен по
схеме однотактного генератора с индуктивной обратной связью на транзисторе VT1
и трансформаторе Т1. Импульсное напряжение с обмотки 1-2 (по принципиальной
схеме калькулятора Б3-30) выпрямляется диодом VD1 и подается на сверхъяркий
светодиод HL1. Конденсатор С3 фильтр. За основу конструкции взят фонарь
китайского производства рассчитанного на установку двух элементов питания типа
АА. Преобразователь монтируется на печатной плате из односторонне фольгированного
стеклотекстолита толщиной 1,5 мм рис.2 размерами, заменяющими один
элемент питания и вставляемой в фонарь вместо него.
К торцу платы обозначенной
знаком «+» припаивается контакт, изготовленный из двухсторонне фольгированного
стеклотекстолита диаметром 15мм, обе стороны соединяются перемычкой и
облуживаются припоем.
После установки на плату всех деталей
торцевой контакт «+» и трансформатор Т1 заливаются термоклеем для увеличения
прочности. Вариант компоновки фонаря показан на рис.3 и в конкретном
случае зависит от типа используемого фонаря. В моем случае никакой доработки
фонаря не потребовалось, отражатель имеет контактное кольцо, к которому
подпаивается минусовой вывод печатной платы, а сама плата крепится к отражателю
с помощью термоклея. Печатная плата в сборе с отражателем вставляется вместо
одного элемента питания и зажимается крышкой.
В преобразователе напряжения использованы малогабаритные детали. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы С1 и С3 импортные, высотой до 5 мм. Диод VD1 типа 1N5817 с барьером Шотки, при его отсутствии можно использовать любой выпрямительный диод, подходящий по параметрам, желательно германиевый ввиду более малого падения напряжения на нем.
Правильно собранный преобразователь в
налаживании не нуждается, если не перепутаны обмотки трансформатора, в
противном случае поменяйте их местами. При отсутствии вышеуказанного
трансформатора его можно изготовить самостоятельно. Намотка производится на
ферритовое кольцо типоразмера К10*6*3 магнитной проницаемостью 1000-2000. Обе
обмотки наматываются проводом ПЭВ2 диаметром от 0,31 до 0,44 мм. Первичная
обмотка имеет 6 витков, вторичная 10 витков. После установки такого
трансформатора на плату и проверки работоспособности его следует закрепить на
ней с помощью термоклея. Испытания фонаря с элементом питания типа АА представлены в таблице 1.
При испытании использовалась самая дешевая батарейка типа АА стоимостью всего 3 р. Начальное напряжение под нагрузкой составило 1,28 В. На выходе преобразователя напряжение, измеренное на сверхярком светодиоде 2,83 В. Марка светодиода неизвестна, диаметр 10 мм. Общий потребляемый ток 14 mА. Суммарное время работы фонаря составило 20 часов непрерывной работы.
При снижении напряжения на элементе питания ниже 1V яркость заметно падает.
| Время, ч | V батареи, В | V преобр., В |
| 0 | 1,28 | 2,83 |
| 2 | 1,22 | 2,83 |
| 4 | 1,21 | 2,83 |
| 6 | 1,20 | 2,83 |
| 8 | 1,18 | 2,83 |
| 10 | 1,18 | 2.83 |
| 12 | 1,16 | 2.82 |
| 14 | 1,12 | 2.81 |
| 16 | 1,11 | 2.81 |
| 18 | 1,11 | 2.81 |
| 20 | 1,10 | 2.80 |
Самодельный фонарик на светодиодах
Основа – фонарик «VARTA» с питанием от двух батареек типа АА:
Поскольку диоды имеют сильно нелинейную ВАХ необходимо оснастить фонарь схемой для работы на светодиоды, которая обеспечит постоянную яркость свечения по мере разряда батареи и сохранит работоспособность при возможно более низком напряжении питания.
Основа стабилизатора напряжения, это микромощный повышающий DC/DC конвертор MAX756.
По заявленным характеристикам он работает при снижении входного напряжения до 0.7В.
Схема включения – типовая:
Монтаж выполнен навесным способом.
Электролитические конденсаторы – танталовые ЧИП. Они имеют низкое последовательное сопротивление, что несколько улучшает КПД. Диод Шоттки – SM5818. Дроссели пришлось соединить два в параллель, т.к. не оказалось подходящего номинала. Конденсатор С2 – К10-17б. Светодиоды – сверхяркие белые L-53PWC «Kingbright».
Как видно на рисунке, вся схема легко уместилась в пустом пространстве светоизлучающего узла.
Выходное напряжение стабилизатора в данной схеме включения равно 3.3V.
Поскольку падение напряжения на диодах в номинальном диапазоне токов (15-30мА)
составляет около 3.1V, то лишние 200мV пришлось гасить на резисторе,
включенном последовательно с выходом.
Кроме этого, небольшой последовательный
резистор улучшает линейность нагрузки и стабильность схемы.
Связано это с тем,
что диод имеет отрицательный ТКС, и при разогреве его прямое падение напряжения
уменьшается, что приводит к резкому росту тока через диод, при питании его от
источника напряжения. Разравнивать токи через параллельно включенные диоды не
пришлось – различия яркости на глаз не наблюдалось. Тем более, что диоды были
одного типа и взяты из одной коробки.
Теперь о конструкции светоизлучателя. Как видно на фотографиях, светодиоды в
схеме не запаяны намертво, а являются съемной частью конструкции.
Потрошится родная лампочка, и во фланце с 4-х сторон делаются 4 пропила (один там уже был). 4 светодиода располагаются симметрично по кругу. Плюсовые выводы (по схеме) припаиваются на цоколь возле пропилов, а минусовые вставляются изнутри в центральное отверстие цоколя, обрезаются и тоже пропаиваются. «Ламподиод», вставляется на место обычной лампочки накаливания.
Тестирование:
Стабилизация выходного напряжения
(3.3V) продолжалась вплоть до снижения напряжения питания до ~1.
2V. Ток
нагрузки при этом составлял около 100мА (~ по 25мА на диод). Затем выходное
напряжение начало плавно снижаться. Схема перешла в другой режим работы, при
котором она уже не стабилизирует, а выдает на выход все, что может. В таком
режиме она проработала до напряжения питания 0.5V! Выходное напряжение при этом
упало до 2.7В, а ток со 100мА до 8мА.
Немного о КПД.
КПД
схемы около 63% при свежих батарейках. Дело в том, что миниатюрные дроссели,
использованные в схеме, имеют чрезвычайно высокое омическое сопротивление –
около 1.5ом
Решение кольцо из µ-пермаллоя с
проницаемостью порядка 50.
40 витков провода ПЭВ-0.25, в один
слой – получилось около 80мкГ. Активное сопротивление около 0.2 Ом, а ток
насыщения по расчетам – более 3А. Выходной и входной электролит меняем на
100мкФ, хотя без ущерба для КПД можно уменьшить и до 47мкФ.
Схема светодиодного фонаря на DC/DC конверторе фирмы Analog Device – ADP1110.
Стандартная типовая схема включения ADP1110.
Данная микросхема-конвертер, согласно
спецификации фирмы-производителя, выпускается в 8 вариантах:
| Модель | Выходное напряжение |
| ADP1110AN | Регулируемое |
| ADP1110AR | Регулируемое |
| ADP1110AN-3.3 | 3.3 V |
| ADP1110AR-3.3 | 3.3 V |
| ADP1110AN-5 | 5 V |
| ADP1110AR-5 | 5 V |
| ADP1110AN-12 | 12 V |
| ADP1110AR-12 | 12 V |
Микросхемы с индексами «N» и «R» отличаются только типом корпуса: R компактнее.
Если вы купили чип с индексом -3.3, можете пропускать следующий абзац и переходить к пункту «Детали».
Если нет – представляю вашему вниманию еще одну схему:
В ней добавлены две детали, позволяющие получить на выходе требуемые 3,3 вольта
для питания светодиодов.
Схему можно улучшить, приняв во
внимание, что для работы светодиодам нужен источник тока, а не напряжения.
Изменения в схеме, что бы она выдавала 60мА (по 20 на каждый диод), а
напряжение диоды нам выставят автоматически, те самые 3.3-3.9V.
резистор R1 служит для измерения тока. Преобразователь так устроен, что
когда напряжение на выводе FB (Feed Back) превысит 0.22V, он закончит повышать
напряжение и ток, значит номинал сопротивления R1 легко рассчитать R1 =
0.22В/Iн, в нашем случаи 3.6Ом. Такая схема помогает стабилизировать ток, и
автоматически выбрать необходимое напряжение. К сожалению, на этом
сопротивлении будет падать напряжение, что приведет к снижению КПД, однако,
практика показала, что оно меньше чем превышение, которое мы выбрали в первом
случаи. Я измерял выходное напряжение, и оно составило 3.4 – 3.6В. Параметры
диодов в таком включении также должны быть по возможности одинаковыми, иначе
суммарный ток в 60мА, распределился между ними не поровну, и мы опять, получим
разную светимость.
Детали
1. Дроссель подойдет любой от 20 до
100 микрогенри с маленьким (меньше 0.4 Ома) сопротивлением. На схеме указано 47
мкГн. Его можно сделать самому – намотать около 40 витков провода ПЭВ-0.25 на
кольце из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50, типоразмера 10х4х5.
2. Диод Шоттки. 1N5818, 1N5819, 1N4148 или аналогичные. Analog Device НЕ
РЕКОМЕНДУЕТ использовать 1N4001
3. Конденсаторы. 47-100 микрофарад на 6-10 вольт. Рекомендуется использовать
танталовые.
4. Резисторы. Мощностью 0,125 ватта сопротивлением 2 Ома, возможно 300 ком и
2,2 ком.
5. Светодиоды. L-53PWC – 4 штуки.
Светодиодный фонарь
Преобразователь напряжения для питания светодиода DFL-OSPW5111Р белого свечения с яркостью 30 Кд при токе 80 мА и шириной диаграммы направленности излучения около 12°.
Ток, потребляемый от батареи напряжением 2,41V, – 143мА; при этом через светодиод протекает ток около 70 мА при напряжении на нем 4,17 В.
Преобразователь работает на частоте 13 кГц,
электрический КПД составляет около 0,85. Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10x6x3 из феррита 2000НМ.
Первичную и вторичную
обмотки трансформатора наматывают одновременно (т. е. в четыре провода).
Первичная обмотка содержит – 2×41
витка провода ПЭВ-2 0,19,
Вторичная обмотка содержит – 2×44
витка провода ПЭВ-2 0,16.
После намотки выводы обмоток соединяют
в соответствии со схемой.
Транзисторы КТ529А структуры p-n-p
можно заменить на КТ530А структуры n-p-n, в этом случае необходимо изменить
полярность подключения батареи GB1 и светодиода HL1.
Детали размещают на рефлекторе,
используя навесной монтаж. Обратите внимание на то, чтобы был исключён контакт деталей
с жестяной пластиной фонаря, подводящей «минус» батареи GB1. Транзисторы
скрепляют между собой хомутом из тонкой латуни, который обеспечивает
необходимый отвод тепла, и затем приклеивают к рефлектору. Светодиод размещают
взамен лампы накаливания так, чтобы он выступал на 0,5.
.. 1 мм из гнезда для её
установки. Это улучшает отвод тепла от светодиода и упрощает его монтаж.
При первом включении питание от
батареи подают через резистор сопротивлением 18…24 Ом чтобы не вывести из
строя транзисторы при неправильном подключении выводов трансформатора Т1. Если
светодиод не светит, необходимо поменять местами крайние выводы первичной или
вторичной обмотки трансформатора. Если и это не приводит к успеху, проверяют
исправность всех элементов и правильность монтажа.
Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря промышленного образца.
Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря
Схема взята из руководства фирмы Zetex по применению микросхем ZXSC310.
ZXSC310 – микросхема драйвера светодиодов.
FMMT 617 или FMMT 618.
Диод Шоттки – практически любой марки.
Конденсаторы C1 = 2.2 мкФ и C2 = 10 мкФ для поверхностного монтажа, 2.
2 мкФ величина, рекомендованная
производителем, а С2 можно поставить примерно от 1 до 10 мкФ
Катушка индуктивности 68 микрогенри на 0.4 А
Индуктивность и резистор устанавливают с одной стороны платы (где нет печати), все остальные детали – с другой. Единственную хитрость представляет изготовление резистора на 150 миллиом. Его можно сделать из железной проволоки 0.1 мм, которую можно добыть, расплетая тросик. Проволочку следует отжечь на зажигалке, тщательно протереть мелкой шкуркой, облудить концы и кусочек длиной около 3 см припаять в отверстия на плате. Далее в процессе настройки надо, измеряя ток через диоды, двигать проволочку, одновременно разогревая паяльником место ее припаивания к плате.
Таким образом, получается нечто вроде реостата. Добившись тока в 20 мА, паяльник убирают, а ненужный кусок проволочки обрезают. У автора вышла длина примерно 1 см.
Фонарик на источнике тока
Рис.
3. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в
светодиодах, так что светодиоды могут быть c любым разбросом параметров
(светодиод VD2 задает ток, который повторяют транзисторы VT2, VT3, таким
образом, токи в ветвях будут одинаковыми) Транзисторы конечно тоже должны быть одинаковыми, но разброс их параметров не так критичен, поэтому можно взять либо дискретные транзисторы, либо если сможете найти, три интегральных транзистора в одном корпусе, у них параметры максимально одинаковые. Проиграйтесь с размещением светодиодов, нужно подобрать пару светодиод-транзистор так что бы выходное напряжение было минимально, это повысит КПД.
Введение транзисторов выровняло яркость, однако они имеют сопротивление и на них падает напряжение, что вынуждает преобразователь повышать уровень выходного до 4В, для снижения падения напряжения на транзисторах можно предложить схему на рис.4, это модифицированное токовое зеркало, вместо опорного напряжения Uбэ=0.7В в схеме на рис.
3 можно воспользоваться встроенным в преобразователем источником 0.22В,
и поддерживать его в коллекторе VT1 при помощи операционика, также встроенным в
преобразователь.
Рис. 4. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в
светодиодах, и с улучшенным КПД
Т.к. выход операционника имеет тип
«открытый коллектор» его необходимо «подтянуть» к питанию, что делает резистор
R2. Сопротивления R3, R4 выполняют функции делителя напряжения в точке V2 на 2,
таким образом операционник поддержит в точке V2 напряжение 0.22*2 = 0.44В, что
меньше чем в предыдущем случаи на 0.3В. Брать делитель еще меньше, чтобы
понизить напряжение в точке V2, нельзя т.к. биполярный транзистор имеет
сопротивление Rкэ и при работе на нем будет падать напряжение Uкэ, чтобы
транзистор правильно работал V2-V1 должно быть больше Uкэ, для нашего случая
0.22В вполне достаточно. Однако биполярные транзисторы можно заменить полевыми,
в которых сопротивление сток исток гораздо меньше, это даст возможность
уменьшить делитель, так чтобы, сделать разность V2-V1 совсем незначительной.
Дроссель. Дроссель нужно брать
с минимальным сопротивлением, особое внимание следует уделить максимальному
допустимому току он должен быть порядка 400 -1000 мА.
Номинал не играет такой роли как
максимальный ток, поэтому Analog Devices рекомендует, что-то между 33 и
180мкГн. В данном случаи, теоретически, если не обращать внимание на габариты,
то чем больше индуктивность, тем лучше по всем показателем. Однако на практике
это не совсем так, т.к. мы имеем не идеальную катушку, она имеет активное
сопротивление и не линейна, кроме того, ключевой транзистор при низких
напряжениях уже не выдаст 1.5А. Поэтому лучше попробовать несколько катушек
разного типа, конструкции и разного номинала, что бы выбрать катушку, при
которой самый высокий КПД, и самое маленькое минимальное входное напряжение,
т.е. катушку, с которой фонарик будет светиться максимально долго.
Конденсаторы. C1 может быть
любым. С2 лучше взять танталовым т.к. у него маленькое сопротивление это
повышает КПД.
Диод Шотки. Любой на ток до 1А,
желательно с минимальным сопротивлением и минимальным падением напряжения.
Транзисторы. Любые с током
коллектора до 30 мА, коэф. усиления тока порядка 80 с частотой до 100Мгц, КТ318
подойдет.
Светодиоды. Можно
белые NSPW500BS
со свечением в 8000мКд от Power Light Systems .
Преобразователь напряжения ADP1110, или его замену ADP1073, для его использования схему на рис.3 нужно будет изменить,
взять дроссель 760мкГ, а R1 = 0.212/60мА = 3.5Ом.
Фонарь на ADP3000-ADJ
Параметры:
Питание 2.8 – 10 В, КПД ок. 75%, два
режима яркости – полный и половина.
Ток
через диоды 27 мА, в режиме половинной
яркости – 13 мА.
В схеме для получения высокого КПД
желательно использовать чип-компоненты.
Правильно собранная схема в настройке
не нуждается.
Недостатком схемы является высокое
(1,25V) напряжение на входе FB (вывод
8).
В настоящее время выпускаются
DC/DC конвертеры с напряжением FB около
0,3V, в частности, фирмы Maxim, на
которых реально достичь КПД выше 85%.
Схема фонаря на Кр1446ПН1.
Резисторы R1 и R2 – датчик тока.
Операционный усилитель U2B – усиливает напряжение, снимаемое с датчика тока.
Коэффициент усиления = R4 / R3 + 1 и составляет примерно 19. Требуется такой
коэффициент усиления, чтобы при токе через резисторы R1 и R2 60 мА напряжение
на выходе открыло транзистор Q1. Изменяя эти резисторы, можно устанавливать
другие значения тока стабилизации.
В принципе операционный усилитель
можно и не ставить. Просто вместо R1 и R2 ставится один резистор 10 Ом, с него
сигнал через резистор 1кОм подаётся на базу транзистора и всё. Но. Это приведёт
к уменьшению КПД. На резисторе 10 Ом при токе 60 мА напрасно рассеивается 0.6
Вольта – 36 мВт. В случае применения операционного усилителя потери составят:
на резисторе 0.5 Ома при токе 60 мА = 1.8 мВт + потребление
самого ОУ 0.02 мА пусть при 4-х Вольтах = 0.08 мВт
= 1.88 мВт – существенно меньше, чем 36
мВт.
О компонентах.
На месте КР1446УД2 может работать любой малопотребляющий ОУ с низким минимальным значением напряжения питания, лучше подошёл бы OP193FS, но он достаточно дорогой. Транзистор в корпусе SOT23. Полярный конденсатор поменьше – типа SS на 10 Вольт. Индуктивность CW68 100мкГн на ток 710 мА. Хотя ток отсечки у преобразователя 1 А, она работает нормально. С ней получился наилучший КПД. Светодиоды я подбирал по наиболее одинаковому падению напряжения при токе 20 мА. Собран фонарик в корпусе для двух батарей AA. Место под батареи я укоротил под размер батарей AAA, а в освободившемся пространстве навесным монтажом собрал эту схему. Хорошо подойдёт корпус для трёх батарей AA. Ставить нужно будет только две, а на месте третьей разместить схему.
КПД получившегося устройства.
Входные
U I P
Выходные U I
P КПД
Вольт мА
мВт
Вольт мА мВт %
3.03 90
273
3.53 62 219 80
1.
78 180
320
3.53 62 219 68
1.28 290
371
3.53 62 219 59
Замена лампочки фонарика “Жучёк” на модуль фирмы Luxeon Lumiled LXHL-NW98.
Получаем ослепительно яркий фонарик, с очень легким жимом (по сравнению с лампочкой).
Схема переделки и параметры модуля.
Преобразователи StepUP DC-DC конверторы ADP1110 фирма Analog devices.
Питание: 1 или 2 батарейки 1,5в
работоспособность сохраняется до Uвход.=0,9в
Потребление:
*при разомкнутом переключателе S1 =
300mA
*при замкнутом переключателе S1 =
110mA
Светодиодный электронный фонарь
С питанием всего от одной пальчиковой батареи типоразмера АА или AAA на микросхеме (КР1446ПН1), которая является полным аналогом микросхемы МАХ756 (МАХ731) и имеет практически идентичные характеристики.
За основу взят фонарь, в котором в качестве источника питания используются две пальчиковые батарейки (аккумуляторы) типоразмера АА.
Плата преобразователя помещается в фонарь вместо второго элемента питания. С одного торца платы припаян контакт из луженой жести для питания схемы, а с другого – светодиод. На выводы светодиода надет кружок из той же жести. Диаметр кружка должен быть чуть больше диаметра цоколя отражателя (на 0,2-0,5 мм), в который вставляется патрон. Один из выводов диода (минусовой) припаян к кружку, второй (плюсовой) проходит насквозь и изолирован кусочком трубочки из ПВХ или фторопласта. Назначение кружка – двойное. Он обеспечивает конструкции необходимую жесткость и одновременно служит для замыкания минусового контакта схемы. Из фонаря заранее удаляют лампу с патроном и помещают вместо нее схему со светодиодом. Выводы светодиода перед установкой на плату укорачивают таким образом, чтобы обеспечивалась плотная, без люфта, посадка «по месту».
Обычно длина выводов
(без учета пайки на плату) равна длине выступающей части полностью вкрученного
цоколя лампы. Схема соединения платы и аккумулятора приведена на рис. 9.2.
Далее фонарь собирают и проверяют его работоспособность. Если схема собрана правильно, то никаких настроек не требуется.
В конструкции применены, стандартные установочные элементы: конденсаторы типа К50-35, дроссели ЕС-24 индуктивностью 18-22 мкГн, светодиоды яркостью 5-10 кд диаметром 5 или 10 мм. Разумеется, возможно, применение и других светодиодов с напряжением питания 2,4-5 В. Схема имеет достаточный запас по мощности и позволяет питать даже светодиоды с яркостью до 25 кд!
О некоторых результатах испытаний
данной конструкции.
Доработанный таким образом фонарь
проработал со «свежей» батарейкой без перерыва, во включенном состоянии, более
20 часов! Для сравнения – тот же фонарь в «стандартной» комплектации (то есть с
лампой и двумя «свежими» батарейками из той же партии) работал всего 4
часа.
И еще один важный момент. Если
применять в данной конструкции перезаряжаемые аккумуляторы, то легко следить за
состоянием уровня их разрядки. Дело в том, что преобразователь на микросхеме
КР1446ПН1 стабильно запускается при входном напряжении 0,8-0,9 В. И свечение
светодиодов стабильно яркое, пока напряжение на аккумуляторе не достигло этого
критического порога. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но
вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света.
Рис. 9.2 Рис
9.3
Печатная плата устройства приведена на
рис. 9.3, а расположение элементов – на рис. 9.4.
Включение и выключение фонаря одной кнопкой
Схема собрана на микросхеме D-триггера CD4013 и полевом транзисторе IRF630 в режиме “выкл.” ток потребления схемы – практически 0. Для стабильной работы D-триггера на входе микросхемы подключен фильтр резистор и конденсатор их функция- устранение контактного дребезга.
Не используемые выводы микросхемы лучше никуда не подключать.
Микросхема работает от 2 до 12 вольт, в качестве силового ключа можно
использовать любой мощный полевой транзистор, т.к. сопротивление сток-исток у
полевого транзистора ничтожно мало и не нагружает выход микросхемы.
CD4013A в корпусе SO-14, аналог К561ТМ2, 564ТМ2
Простые схемы генератора.
Позволяют питать светодиод с напряжением загорания 2-3V от 1-1,5V. Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. КПД конечно понижается, но это устройство позволяет “выжать” из автономного источника питания почти весь его ресурс.
Проволока 0,1 мм – 100-300 витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное колечко.
Светодиодный фонарь с регулируемой яркостью и режимом “Маяк”
Питание
микросхемы — генератора с регулируемой скважностью (К561ЛЕ5 или 564ЛЕ5) которая
управляет электронным ключом, в предлагаемом устройстве осуществляется от
повышающего преобразователя напряжения, что позволяет питать фонарь от одного
гальванического элемента 1,5.
Преобразователь выполнен на
транзисторах VT1, VT2 по схеме трансформаторного автогенератора с положительной
обратной связью по току.
Схема генератора с регулируемой
скважностью на упомянутой выше микросхеме К561ЛЕ5 немного изменена с целью
улучшения линейности регулирования тока.
Минимальный потребляемый ток фонаря с
шестью параллельно включенными суперяркими светодиодами L-53MWC фирмы Kingbnght
белого свечения равен 2.3 мА Зависимость потребляемого тока от числа
светодиодов — прямо пропорциональная.
Режим “Маяк”, когда
светодиоды с невысокой частотой ярко вспыхивают и затем гаснут, реализуется при
установке регулятора яркости на максимум и повторном
включении фонаря. Желаемую частоту световых вспышек регулируют подбором
конденсатора СЗ.
Работоспособность фонаря сохраняется
при понижении напряжения до 1.1v хотя при этом значительно уменьшается яркость
В качестве электронного ключа применен
полевой транзистор с изолированным затвором КП501А (КР1014КТ1В).
По цепи
управления он хорошо согласуется с микросхемой К561ЛЕ5. Транзистор КП501А имеет
следующие предельные параметры, напряжение сток-исток — 240 В; напряжение
затвор—исток — 20 В. ток стока — 0.18 А; мощность — 0.5 Вт
Допустимо
параллельное включение транзисторов желательно из одной партии. Возможная
замена — КП504 с любым буквенным индексом. Для полевых транзисторов IRF540
напряжение питания микросхемы DD1. вырабатываемое преобразователем, должно быть
повышено до 10 В
В фонаре с шестью параллельно
включенными светодиодами L-53MWC потребляемый ток примерно равен 120 мА при
подключении параллельно VT3 второго транзистора — 140 мА
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом
кольце 2000НМ К10- 6’4.5. Обмотки намотаны в два провода, причем конец первой
обмотки соединяют с началом второй обмотки. Первичная обмотка содержит 2-10
витков, вторичная — 2*20 витков Диаметр провода — 0.37 мм. марка — ПЭВ-2.
Дроссель намотан на таком же магнитопроводе без зазора тем же проводом в один
слой, число витков — 38.
Индуктивность дросселя 860
мкГн
Схема преобразователя для светодиода от 0,4 до 3V – работающая от одной батарейки AAA. Этот фонарь повышает входное напряжение до нужного простым конвертером DC-DC.
Выходное напряжение составляет приблизительно 7 вт (зависит от напряжения установленного диода LEDs).
Building the LED Head Lamp
Что касается трансформатора в
конвертере DC-DC. Вы должны его сделать самостоятельно.
Изображение показывает, как собрать трансформатор.
Ещё вариант преобразователей для светодиодов _http://belza.cz/ledlight/ledm.htm
Фонарь на свинцово-кислотном герметичном аккумуляторе с зарядным устройством.
Свинцово кислотные герметичные
аккумуляторные батареи самые дешевые в настоящее время. Электролит в них
находится в виде геля, поэтому аккумуляторы допускают работу в любом
пространственном положении и не производят никаких вредных испарений.
Им
свойственна большая долговечность, если не допускать глубокого разряда.
Теоретически они не боятся перезаряда, однако злоупотреблять этим не следует.
Подзарядку аккумуляторных батарей можно производить в любое время, не дожидаясь
их полной разрядки.
Свинцово-кислотные герметичные
аккумуляторные батареи подходят для применения в переносных фонарях,
используемых в домашнем хозяйстве, на дачных участках, на производстве.
Рис.1. Схема электрического фонаря
Электрическая принципиальная схема
фонаря с зарядным устройством для 6-вольтового аккумулятора, позволяющая
простым способом не допустить глубокий разряд аккумулятора и, таким образом,
увеличить его срок службы, показана на рисунке. Он содержит заводской или
самодельный трансформаторный блок питания и зарядно-коммутационное устройство,
смонтированное в корпусе фонаря.
В авторском варианте в качестве
трансформаторного блока применен стандартный блок, предназначенный для питания
модемов. Выходное переменное напряжение блока 12 или 15 В, ток нагрузки – 1 А.
Встречаются такие блоки и с встроенными выпрямителями. Они также подходят для
этой цели.
Переменное напряжение с
трансформаторного блока поступает на зарядно-коммутационное устройство,
содержащее вилку для подключения зарядного устройства X2, диодный мостик VD1,
стабилизатор тока (DA1, R1, HL1), аккумулятор GB, тумблер S1, кнопку
экстренного включения S2, лампу накаливания HL2. Каждый раз при включении
тумблера S1 напряжение аккумулятора поступает на реле К1, его контакты К1.1
замыкаются, подавая ток в базу транзистора VТ1. Транзистор включается,
пропуская ток через лампу HL2. Выключают фонарь переключением тумблера S1 в
первоначальное положение, в котором аккумулятор отключен от обмотки реле К1.
Допустимое напряжение разряда
аккумулятора выбрано на уровне 4,5 В. Оно определяется напряжением включения
реле К1. Изменять допустимое значение напряжения разряда можно с помощью
резистора R2. С увеличением номинала резистора допустимое напряжение разряда
увеличивается, и наоборот.
Если напряжение аккумулятора ниже 4,5 В, то реле не
включится, следовательно, не будет подано напряжение на базу транзистора VТ1,
включающего лампу HL2. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. При
напряжении 4,5 В освещенность, создаваемая фонарем, неплохая. В случае
экстренной необходимости можно включить фонарь при пониженном напряжении
кнопкой S2, при условии предварительного включения тумблера S1.
На вход зарядно-коммутационного
устройства можно подавать и постоянное напряжение, не обращая внимание на
полярность стыкуемых устройств.
Для перевода фонаря в режим заряда
необходимо состыковать розетку Х1 трансформаторного блока с вилкой Х2,
расположенной на корпусе фонаря, а затем включить вилку (на рисунке не
показана) трансформаторного блока в сеть 220 В.
В приведенном варианте применен
аккумулятор емкостью 4,2 Ач. Следовательно, его можно заряжать током 0,42 А.
Заряд аккумулятора производится постоянным током. Стабилизатор тока содержит
всего три детали: интегральный стабилизатор напряжения DA1 типа КР142ЕН5А либо
импортный 7805, светодиод HL1 и резистор R1.
Светодиод, кроме работы в
стабилизаторе тока, выполняет также функцию индикатора режима заряда
аккумулятора.
Настройка электрической схемы фонаря
сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Зарядный ток (в амперах)
обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора (в
ампер-часах).
Для настройки лучше всего собрать
схему стабилизатора тока отдельно. Вместо аккумуляторной нагрузки к точке
соединения катода светодиода и резистора R1 подключить амперметр на ток 2…5 А.
Подбором резистора R1 установить по амперметру вычисленный ток заряда.
Реле К1 – герконовое РЭС64,
паспорт РС4.569.724. Лампа HL2 потребляет ток примерно 1А.
Транзистор КТ829 можно применить с
любым буквенным индексом. Эти транзисторы являются составными и имеют высокий
коэффициент усиления по току – 750. Это следует учитывать в случае замены.
В авторском варианте микросхема DA1
установлена на стандартном ребристом радиаторе размерами 40х50х30 мм. Резистор
R1 состоит из двух последовательно соединенных проволочных резисторов мощностью
12 Вт.
Схемы:
РЕМОНТ СВЕТОДИОДНОГО ФОНАРИКА
Номиналы
деталей (С, D, R)
C = 1 мкФ. R1 = 470 кОм. R2 = 22 кОм.
1Д, 2Д – КД105А (допустимое напряжение 400V предельный ток 300 mA.)
Обеспечивает:
зарядный ток = 65 – 70mA.
напряжение = 3,6V.
LED-Treiber PR4401 SOT23
Модернизация фонарика (альтернативная версия).
Вариант модернизации:
1. Более яркое свечение светодиода, чем при применении преобразователя из
статьи (Модернизация фонарика.).
2. Возможность отрегулировать свечение светодиода подбором емкости конденсатора
или ограничительного резистора.
3. Возможность питания до 3-4 светодиодов. Если конечно это вам нужно.
Схема и правила намотки
трансформатора:
О трансформаторе.
Мотаем его на ферритовом кольце диаметром 7мм и длиной 11мм (можно взять любое
другое ферритовое кольцо). Феррит берем целый, не раскалывая его. Провод берем
любой, какой влезет на ваш феррит до заполнения. Количество витков 20. Мотаем
сразу двумя проводами, свитыми в жгут. Затем начало одной обмотки соединяем с
концом другой обмотки. (не перепутайте, а то работать не будет). Начало обмоток
на схеме показано точками.
Транзистор VT1 2SC945 можно заменить на любой транзистор этой структуры, например
КТ315. D1 1N5819 – любой диод Шоттки такого типа, С1 – 47мф х 16В (можно и на
6В), R1 – 1Ком, R2 – 100 Ом (можно не ставить). С1 и R2 регулируют яркость и
ток светодиода.
Не перепутайте плюс и минус при подключении светодиода. При неверном подключении
светодиод сгорит! Помните об этом!
Если все сделано правильно преобразователь начинает работать сразу. Не
включайте его без нагрузки (светодиода) иначе конденсатор может выти из строя.
На холостом ходу преобразователь дает до 60В!
Теперь поговорим о конструировании каркаса преобразователя.
Нам понадобится:
1. Мерная часть шприца на 5мл (каркас
для преобразователя).
2. Алюминиевая плечевая часть тюбика (от зубной пасты, крема и т.д) вместе с
резьбой и крышечкой (это будет общий минус).
3. Пружина от автоматической шариковой авторучки (плюс, идущий к светодиоду) и
маленький кусочек изоляции для пружины.
4. Шуруп с шайбой или подходящая пружина (плюс, идущий к батарейке).
5. Парафин для заливания всего преобразователя (не обязательно).
Берём мерную часть шприца на 5мл, обрезаем
с одной стороны конус для одевания иглы, с другой стороны срезаем плечи. Делаем
заготовку похожую на ровную трубочку с дном. Вставляем преобразователь внутрь
шприца. Плюсовой вывод для батарейки выводим в отверстие для иглы и вкручиваем
туда же шуруп-саморез с шайбой. В центр плотно вставляем пружину от авторучки в
изоляции (это плюс идущий к светодиоду). Минус крепим к плечевой части с
помощью завинчивающей крышки просто зажав провод крышкой. (Внешний вид типа
спутниковой тарелки).
Теперь припаиваем выводы этой так называемой тарелки к
выходу преобразователя и плотно вставляем в шприц. Вот и всё. Хотя можно всё
это ещё залить парафином для надёжности. Я этого делать не стал просто для того
чтобы показать внутренности преобразователя.
Если всей длины преобразователя не
хватает до плюса батарейки, просто поставьте металлическую втулку или
подходящую по длине пружину.
Светодиодный осветительный LED-фонарь на замечательном белом светодиоде Luxeon LXHL-NWE8 он примечателен своей яркостью – 500000mcd, а также потребляемым током – 350 mA. На фотографии с деталями он находится справа вверху.
Справа внизу – ParaLight EP2012-150BW1, но он явно уступает по параметрам люксеону.
Схема
включения срисована из даташита с подбором параметров деталей
опытным путем.
Все детали SMD – потому
что занимают меньше места – раз, надоело сверлить дырки в платах – два… Конденсаторы C2C3 танталовые, для
уменьшения паразитной индуктивности и увеличения общего КПД схемы.
Плата фонарика в DipTrace
Вся конструкция собрана в виде моноблока: детали с одной стороны, светодиод – с другой. Токоограничительный резистор R1 нужен для ограничения рабочего тока через светодиод и уменьшения общего энергопотребления схемы. Дроссель L1 – 40…50 витков медного провода на кольце диаметром 12 мм. из мю-пермаллоя.
При напряжении питания от 1,5 до 3 Вольт КПД преобразователя примерно равен 70%, что в общем не так уж и плохо. При понижении U питания менее 1 вольта микросхема уже не может выдать нормальное выходное напряжение и дает просто “все, что может” высасывая батарейку почти до 0,3 Вольта, после чего схема перестает работать.
Как из 1,5 сделать 5?
Как от 1,5 вольтовой батарейки запитать микроконтроллер, как засветить белый светодиод? Оказывается очень просто, в очередной раз постарались товарищи из фирмы MAXIM, изобрели вот такое чудо – MAX1674 (MAX1676).
Это повышающий индуктивный преобразовать со встроенным синхронным выпрямителем,
позволяющим повысить эффективность, компактность схемы, избавиться от
назойливых для таких схем диодов шоттки, так же повысить простоту изготовления.
Характеристики преобразователя смотрим здесь:
| Рабочее напряжение, В | 0,7…5,5 |
| КПД (при Iнагр.=120мА), % | 94 |
| Выходное напряжение, В | 3,3/5 |
| Номинальный выходной ток, мА | 300 |
| Ограничение выходного тока, А | 1 |
| Ток холостого хода, мА | 0,1 |
| Диапазон рабочих температур, °С | -40…+85 |
Чтобы получить выходной ток в 300мА указанный фирмой, нужно очень постараться. Если детально разобраться, то получим такую картинку – во первых учтём мощность на выходе преобразователя. Допустим берём 300мА при 5-ти вольтах и того имеем 1,5Вт, не будет учитывать потери и представим что КПД преобразователя 100%, значит от батарейки конвертор тоже потребит 1,5Вт, при 1,5В питания получится не много не мало 1А.
А такой ток
выдаст не каждая батарейка, к тому же под нагрузкой, это напряжение сразу же
просядет. Это первый фактор. Второй – для нормальной работы преобразователя
нужен дроссель с большим током насыщения, который быть больше импульсного тока
внутреннего MOSFET транзистора, а значит всё это приведёт к немалыми габаритам
индуктивности, а значит берем то, что
реально нужно:| Номинальный выходной ток, не менее, мА | Индуктивность дросселя, мкГн |
| 300 | 47 |
| 120 | 22 |
| 70 | 10 |
Некоторые особенности включения микросхемы. Если вход FB соединен с общим проводом, выходное напряжение соответствует +5 В. Если этот вход соединить с выходом OUT, на нем установится выходное напряжение +3,3 В. Если же между выходом OUT и общим проводом включить делитель, его среднюю точку соединить с выводом FB, то на выходе преобразователя можно установить напряжение в диапазоне от 3,3 до 5 В.
Плату
следует разводить согласно рекомендациям фирмы-изготовителя, длину проводников
выполнять минимальной, ширину максимальной. Среди возможного разнообразия
дросселей следует выбрать с минимальным сопротивлением обмотки. Во время экспериментов с “черновым” вариантом (фото), наибольший КПД наблюдался в районе 120мА. Преобразователь как к источнику напряжения был подключён к 4-м запараллелиным ионисторам, по 1 фараду каждый. Что дало возможность в ускоренном снижении входного напряжения следить за работой микросхемы. На удивление микросхема сохраняла работоспособность вплоть до 0,5В, правда, ток снимаемый с выхода был менее одного миллиампера.
Рекомендуемые дроссели из DataSheet-а
производителя:
| Производитель, тип индуктивности | Индуктивность, мкГн | Сопротивление обмотки, Ом | Пиковый ток, А | Высота, мм |
| Coilcraft DT1608C-103 | 10 | 0,095 | 0,7 | 2,92 |
| Coilcraft DT1608C-153 | 15 | 0,200 | 0,9 | 2,92 |
| Coilcraft DT1608C-223 | 22 | 0,320 | 0,7 | 2,92 |
| Coiltronics UP1B-100 | 10 | 0,111 | 1,9 | 5,0 |
| Coiltronics UP1B-150 | 15 | 0,175 | 1,5 | 5,0 |
| Coiltronics UP1B-223 | 22 | 0,254 | 1,2 | 5,0 |
| Murata LQh5N100 | 10 | 0,560 | 0,4 | 2,6 |
| Murata LQh5N220 | 22 | 0,560 | 0,4 | 2,6 |
| Sumida CD43-8R2 | 8,2 | 0,132 | 1,26 | 3,2 |
| Sumida CD43-100 | 10 | 0,182 | 1,15 | 3,2 |
| Sumida CD54-100 | 10 | 0,100 | 1,44 | 4,5 |
| Sumida CD54-180 | 18 | 0,150 | 1,23 | 4,5 |
| Sumida CD54-220 | 22 | 0,180 | 1,11 | 4,5 |
Как конечный результат экспериментов с данной микросхемой хочется отметить действительно высокий КПД построенного преобразователя, высокая нагрузочная способность, компактность собранной схемы.
На фото данная
схема “трудится” на светодиод Luxeon. Светодиод подключен без
резистора. Схема питается от 1,5-вольтовой батарейке Kodak
Здесь можно посмотреть к чему привёли результаты эксперимента.
Предложенная Вашему вниманию схема, была использована для питания светодиодного фонарика, подзарядки мобильного телефона от двух металлгидритных аккумуляторов, при создании микроконтроллерного устройства, радиомикрофона. В каждом случае работа схемы была безупречной. Список, где можно использовать MAX1674 можно ещё долго продолжать.
Самый простой способ получить более-менее стабильный ток через светодиод — включить его в цепь нестабилизированного питания через резистор. Надо учитывать, что питающее напряжение должно быть как минимум в два раза больше рабочего напряжения светодиода. Ток через светодиод рассчитывается по формуле:
I led = (Uмакс.пит – U раб. диода) : R1
Эта схема чрезвычайно проста и во многих случаях является оправданной, но применять ее следует там, где нет нужды экономить электричество, и нет высоких требований к надежности.
Более стабильные схемы, – на основе линейных стабилизаторов:
В качестве стабилизаторов лучше выбирать регулируемые, или на фиксированное напряжение, но оно должно быть как можно ближе к напряжению на светодиоде или цепочке последовательно соединенных светодиодов.
Очень хорошо подходят стабилизаторы типа LM 317.
ный немецкий текст:iel war es, mit nur einer NiCd-Zelle (AAA, 250mAh) eine der neuen ultrahellen LEDs mit 5600mCd zu betreiben. Diese LEDs benötigen 3,6V/20mA. Ich habe Ihre Schaltung zunächst unverändert übernommen, als Induktivität hatte ich allerdings nur eine mit 1,4mH zur Hand. Die Schaltung lief auf Anhieb! Allerdings ließ die Leuchtstärke doch noch zu wünschen übrig. Mehr zufällig stellte ich fest, dass die LED extrem heller wurde, wenn ich ein Spannungsmessgerät parallel zur LED schaltete!??? Tatsächlich waren es nur die Messschnüre, bzw. deren Kapazität, die den Effekt bewirkten. Mit einem Oszilloskop konnte ich dann feststellen, dass in dem Moment die Frequenz stark anstieg.
Hm, also habe ich
den 100nF-Kondensator gegen einen 4,7nF Typ ausgetauscht und schon war die
Helligkeit wie gewünscht. Anschließend habe ich dann nur noch durch
Ausprobieren die beste Spule aus meiner Sammlung gesucht… Das beste Ergebnis
hatte ich mit einem alten Sperrkreis für den 19KHz Pilotton (UKW), aus dem
ich die Kreiskapazität entfernt habe. Und hier ist sie nun, die
Mini-Taschenlampe: Источники:
http://pro-radio.ru/
http://radiokot.ru/
http://radio-hobby.org/
Вернутся
Как сделать схему светодиодного фонарика
Белые светодиоды стали настолько распространенными в наши дни, что даже школьники сегодня знают, как использовать их для создания простых светодиодных проектов. Светодиоды обычно используются для освещения, обсуждаемая схема также предназначена для аналогичных приложений. В сообщении рассказывается о том, как подключить светодиоды и батарею, чтобы сделать простой светодиодный фонарик своими руками.
Белые светодиоды – это круто
До появления эффективных белых светодиодов лампы накаливания были единственным вариантом, который можно было использовать для изготовления фонарей.
Хотя и не такие яркие, как белые светодиоды, фонарики с лампой накаливания хорошо справлялись с этой задачей, пока не были изобретены светодиоды, которые полностью изменили ситуацию.
Белые светодиоды настолько эффективны, что излучают в 4 раза больше света, чем обычный фонарь накаливания, но при этом потребляют на 60% меньше энергии.
Неудивительно, почему белые светодиоды рассматриваются в качестве будущего варианта для всех осветительных приборов.
Схема светодиодного фонарика, описанная здесь, очень проста, и для ее успешного выполнения необходимо просто следовать приведенным инструкциям.
В предлагаемой схеме используется только один ярко-белый светодиод, три кнопочных элемента на 1,5 В и переключатель.
Белый светодиод, прямое падение напряжения
Как мы все знаем, для прямого включения белого светодиода обычно требуется напряжение 3,5 В, без использования каких-либо токоограничивающих резисторов.
Таким образом, здесь мы подключаем три разъема кнопочного элемента на 1,5 В непосредственно к клемме светодиода для его включения и получения от него желаемого освещения.
При низком токе выходное напряжение 4,5 В от ячеек не вызывает никакого повреждающего воздействия, а автоматически регулируется для очень яркого свечения светодиода.
Теперь добавьте переключатель в любом месте между указанной выше ячейкой и подключением светодиода, он станет переключаемым вручную, ваша простая схема светодиодного фонарика готова.
Обсуждаемая конструкция фонаря потребует надлежащего кожуха для надежного удержания всех частей на месте, чтобы им можно было удобно управлять вручную.
Ниже показан образец конструкции, которую можно скопировать для изготовления корпуса для указанной выше схемы. Принципиальная схема
Экономичный фонарик с переключаемым выходом
Поскольку полное освещение фонарика не всегда требуется, соответствующий диммер может быть приятным энергосберегающим средством.
Устройство создано на основе нестабильного мультивибратора, рабочий цикл которого можно регулировать с помощью потенциометра P1. Диод включен для увеличения времени нарастания.Диод может быть 1N4148.
Через T3 AMV переключает транзистор T4, который, в свою очередь, включает светодиодную лампу. T4 может работать без радиатора.
Диапазон управления таков, что лампу можно настроить так, чтобы она потребляла примерно одну треть ее общего уровня яркости; Это означает, что батареи, вероятно, будут продолжать работать в 3 раза дольше, чем обычно.
Реализация схемы, естественно, не ограничивается только фонариками; он также может использоваться для солнечного освещения, яркости радиоприемника и т. д.
Если LDR используется вместо P1, можно получить автоматический диммер, который самостоятельно регулирует освещенность лампы в зависимости от условий фонового освещения.
О Swagatam
Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.
Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!
Схема светодиодного фонарика высокой мощности с 1.Батарея 5V AA
Этот мощный светодиодный фонарик выглядит как фонарик при использовании только от аккумулятора 1,5 В, поэтому его можно использовать. Так как маленький, поэтому легко носить с собой в разных местах. И к тому же очень яркий.
Техническая информация
Электропитание: одна батарейка АА 1,5В.
Максимальный используемый ток 200 мА
Использует 6 белых светодиодов.
Печатная плата малого размера.
Как это работает
Как обычно, светодиод загорается при напряжении 1,8 В или 2 В,
Нам нужен способ увеличения напряжения для повышения путем переключения режима питания в цепи повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный .
Рисунок 1 Принципиальная схема 6-светодиодного фонарика повышенной мощности для батарейки типа AA 1,5 В.
As Рисунок 1 – Принципиальная схема этого проекта. Работа схемы определяется катушкой и С2. Что будет служить частотой производственного цикла. Цепь LC Frequency с конденсаторами и конденсатором поочередно вызывает частоту.
Когда мы подаем на схему напряжение питания, транзистор TR1 заработает. Тогда TR2 тоже будет работать.Тем временем C2 будет заряжать накопительный ток. Все светодиоды погаснут. Но при полной зарядке TR1 перестанет работать, в результате C2 разрядится на все светодиоды.
Так как зарядка и разрядка очень быстрая, мы видим их одинаковую яркость. Конденсатор C1 будет фильтровать ток для сглаживания.
Как построить.
Этот проект небольшой и состоит из нескольких частей, поэтому мы можем использовать перфорированную доску. Или используйте настоящую печатную плату, как показано на рисунке 2.
Затем соберите все детали на печатной плате и подключите проводку, как показано на рисунке 3.
Рисунок 2 реальная печатная плата этого проекта.
Рисунок 3 компоновка компонентов .
Катушка индуктивности L1 составляет 100 мкГн, как показано на Рисунке 4, которое я измеряю. И вы можете использовать любой похожий тип.
Рисунок 4 Катушка составляет около 100 мкГн.
Рис. 5. 6 светодиодных фонарей повышенной мощности для батарей 1,5 В AA.
Тестирование
После завершения сборки схемы Диапазон напряжения питания 1.5В на цепь.
Затем переведите переключатель в положение ВКЛ. Все светодиоды загорятся, схема готова к работе.
Как видео ниже.
Я хочу видеть волны через светодиоды (все параллельно) через панель осциллографа.
Мы увидим, что высокий амплитуда около 3Vp-p вызывает свечение светодиодов.
Примечание: батарея AA, которую мы должны, является своего рода щелочным домом. Потому что высокая производительность
Список запчастей.
Резисторы 0,25 Вт
R1: 10K
R2: 6.8K
R3: 100 Ом
Электролитические конденсаторы
C1: 220uF 16V
Керамические конденсаторы
C2: 680pF 50V
Катушка индуктивности
L1: 100uH Пожалуйста, как это построить здесь
Транзисторы
TR1: CS9012__ 0.8A Транзисторы.
TR2-TR4: CS9013__0.8A, 40 В, NPN транзисторы.
PCB, 1.5V AABattery и т. Д.
Другие схемы светодиодных фонарей
ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ
Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .
Как работают светодиодные фонари?
Есть разница между знанием того, как что-то работать, и тем, как это работает.
Что касается фонариков, то для их работы необходимо убедиться, что у вас есть батарейки, работает ли свет и как их включить. Но как работает светодиодный фонарик?
Светодиодный фонарик, или светодиодный фонарик, работает, перемещая электроны для создания света. Полупроводниковый материал, такой как кремний или галлий, модифицируется так, что через него может течь ток.Свет создается путем изменения пути электронов в полупроводнике.
Чтобы понять, как работает светодиод, необходимы базовые знания в области химии, электричества и света. Знание того, как они работают, поможет вам понять, почему они обеспечивают больше света с большей эффективностью, чем фонарики с лампой накаливания.
Что такое светодиодный фонарик?
В традиционных фонариках используется лампа накаливания, работающая от батареи. Ток от батареи нагревает нить накала внутри лампы, заставляя ее светиться и излучать свет.Фонари с лампами накаливания используются с 1899 года, но они неэффективны.
Тепло от лампочки – это бесполезная трата энергии, и включение и выключение фонарика часто приводит к перегоранию нити.
Светодиодные фонари, которые были впервые проданы в начале 2000-х годов, основаны на движении электродов для создания света. Из-за того, как они излучают свет, светодиодные фонарики потребляют меньше энергии, чем традиционные или галогенные фонари. В то же время они могут излучать больше света.
Светодиодное освещение используется с 1960-х годов – в компьютерах, светофорах, автомобилях, телевизорах и пультах дистанционного управления используются светодиоды. Прежде чем их можно было использовать в фонариках, потребовалось несколько технических достижений.
Наконец, лампы накаливания дешевле светодиодных; однако и батарейки, и лампы светодиода служат намного дольше. Если учесть затраты на замену, светодиодные фонарики на дешевле в долгосрочной перспективе на .
Как работают светодиодные фонари?
Первый светодиод был изобретен случайно в 1961 году Джеймсом Р.
Биард и Гэри Питтман, работая над разработкой полупроводников. Вскоре после этого IBM начала использовать их в устройствах чтения перфокарт. Хотя светодиоды широко использовались во многих отраслях промышленности, только в 1999 году был продан первый светодиодный фонарик.
Итак, как светодиодные фонарики создают свет? Они делают это за счет движения электронов через полупроводник. Но что такое полупроводник и как движение электронов создает свет? Чтобы объяснить это, мы начнем с полупроводников.
Что такое полупроводник?
Полупроводник состоит из вещества, плохо проводящего электричество. Примеси, добавленные в материал, позволяют управлять им для проведения электричества в некоторых случаях, но не в других.
Кремний – широко используемый элемент (как в Кремниевой долине), хотя другой элемент, галлий, используется для производства светодиодов. Однако процесс тот же. Сами по себе кремний или галлий не пропускают через себя электричество.Однако, когда к нему добавляются другие элементы, кремний может проводить электричество – следовательно, полупроводник.
Как полупроводник создает свет?
Первый шаг в создании светодиода включает добавление примесей в кремний, также известное как легирование. Для диода требуется два вида легирования – N и P.
- При легировании типа N в кремний добавляются элементы с пятью электронами, такие как фосфор или мышьяк. Эти электроны имеют отрицательный заряд.
- При легировании P-типа элементы, которые имеют 3 электрона, такие как бор, добавляются к кремнию, создавая положительный заряд.
- При соединении кремния P-типа и N-типа кремний становится возможным стать проводником электричества. Аккумулятор, который правильно подключен к диоду (положительный к положительному), позволяет току течь между кремнием P-типа и N-типа.
- Ток, который течет через соединение между P-типом и N-типом, может затем использоваться для генерации света .
Транзистор состоит из трех слоев диода. Кремниевый чип может содержать тысячи транзисторов, создавая тем самым кремниевые чипы, на которых работают наши компьютеры и множество других электронных устройств.
Все это было бы невозможно без диода.
Как диод создает свет?
Чтобы понять это, необходимо немного узнать об атомах и фотонах. Свет создается из атомов в маленькие пакеты энергии, которые могут двигаться, но не содержат массы.Когда эти пакеты объединяются, они образуют фотоны – основные единицы света.
Мы знаем, что атомы состоят из электронов, вращающихся вокруг ядра. Если их не трогать, электроны остаются на своей орбите. Однако, если электроны вынуждены перейти на более низкую орбиту, они создают фотоны.
Все диоды испускают фотоны, но диоды, сделанные исключительно из кремния , создают низкочастотные фотоны или инфракрасный свет , который наши глаза не могут видеть. Это причина того, что вы не можете видеть свет, исходящий от пульта дистанционного управления.
Чтобы мы могли видеть фотоны, кремний должен быть легирован материалами, которые создают больше энергии . Разнообразие цветов может быть получено из светодиодных ламп с использованием различных материалов.
Обычным элементом является галлий, но другие элементы создают широкий спектр цветовых вариантов:
- Красный и инфракрасный светодиоды содержат арсенид алюминия-галлия
- Желтый и зеленый содержат фосфид галлия
- Оранжевый и красный ярких цветов созданы с использованием фосфида алюминия-галлия
- Синий, зеленый и ультрафиолетовый свет лампы содержат нитрид индия и галлия
Не все диоды излучают свет эффективно
Поскольку диоды не излучают свет эффективно, они предназначены для того, чтобы фотонов отражались на от полимерного тела, на котором находятся диоды.Кроме того, прозрачная пластиковая оболочка из эпоксидной смолы, которая защищает диод, предназначена для концентрации света .
Поскольку светодиоды являются твердотельными компонентами, они создают «холодный» свет вместо «теплого» света ламп накаливания. Большая часть энергии, вырабатываемой лампой накаливания , – это не свет, а тепло .
Однако в светодиодах почти вся энергия излучается в виде световых волн . Это одна из причин того, что светодиоды намного эффективнее «обычных» лампочек.
Несмотря на то, что светодиоды излучают холодный свет, тепло все еще может быть проблемой для светодиодов. Температура перехода повышается по мере прохождения тока через диод. Это может привести к изменению цвета света, снижению эффективности и падению светоотдачи.
Для борьбы с этим светотехники используют клеи, опорные пластины и контактные площадки, которые изолируют чрезмерное электричество, а отводит его от диода . Конструктивные особенности корпуса, такие как выступы, увеличивают площадь поверхности, позволяя рассеивать больше тепла.Об устранении этого чрезмерного тепла мы поговорим позже при обсуждении чрезвычайно ярких светодиодных фонарей.
Регулирующие светодиодные фонари
Лампы накаливания и дешевые светодиодные фонари получают питание от с прямым приводом , то есть напрямую от аккумулятора.
Этот прямой метод прост, но он также означает, что светоотдача зависит от заряда батареи. По мере разрядки аккумулятора фонарик гаснет.
У большинства светодиодных фонарей есть драйвер, который регулирует напряжение, которое получают фонари.Эти драйверы могут выполнять множество функций:
- Уменьшите или увеличьте напряжение, поступающее от батарей
- Регулировка яркости
- Служит связующим звеном между лампами и аккумулятором
Драйверы классифицируются по их функциям. Например, драйвер полевого транзистора использует транзистор и микропроцессор для регулирования тока. Повышающая или повышающая схема увеличивает входное напряжение, чтобы оно соответствовало выходному. В фонариках, которые могут работать от одной или двух батареек, используется схема наддува.
Понижающая цепь снижает напряжение и обычно используется в осветительных приборах с последовательно соединенными элементами. Схема понижающе-повышающего напряжения может повышать и понижать напряжение.
Хотя схемы, такие как AK47-Mode, доступны в продаже, их покупают энтузиасты и коллекционеры, которые хотят модифицировать свои фонарики.
Светодиодные лампы и люмен
Люмен – это слово, которое часто используют. Чем больше люмен, тем ярче свет – но что такое люмен? Давай выясним.
Ответ прост: люмен – это способ измерения светоотдачи. Таким образом, свечи будут утверждать, что они излучают определенный уровень люменов. Однако измерить яркость не так просто, как может показаться.
Например, просвет – это только один из пяти способов измерения света. Вот все пять:
- Интенсивность . Кандела – это единица измерения, которая описывает яркость света, движущегося во всех направлениях. Кандела измеряется как источник света.
- Флюс . Поток или люмены относятся к тому, как свет течет в воздухе. Таким образом, люмены не являются мерой яркости света.
- Освещенность. Это относится к плотности света на поверхности объекта.
Он измеряется в фут-свече – сколько света попадает на квадратный фут объекта. - Существование . Мера того, сколько света отражается от объекта.
- Яркость . Мера того, сколько света отражается под разными углами.
Он измеряется в фут-свече – сколько света попадает на квадратный фут объекта.
Ваше восприятие яркости фонарика определяется не только люменами, но и другими факторами. Например, фонарик с яркостью 900 люмен и стандартным объективом будет более ярко освещать объект на расстоянии.
Однако, изменение линзы в фонарике для создания широкого луча влияет на яркость. Фонарик по-прежнему будет светить 900 люмен, но эффект прожектора означает, что вы также не сможете видеть удаленные объекты, но будет освещена большая область ближе к источнику света.
Батареи как источник энергии
За некоторыми исключениями, светодиоды питаются от батареек. Ваша модель может рекомендовать конкретный тип батареи, но хорошо понимать свойства различных батарей , если тот тип, который вы хотите, недоступен, когда они вам нужны.
- Обычно используются щелочные батареи . В зависимости от того, как вы будете использовать свой свет, это приемлемые батарейки. Щелочные батарейки могут сохранять заряд в течение нескольких лет, поэтому, если вы редко используете фонарик, то они – хороший выбор.Если вы часто используете высокопроизводительные фонарики, вам следует поискать аккумулятор другого типа.
- Угольно-цинковые батареи . Они редко продаются отдельно. Однако батареи, которые идут в комплекте с бюджетными фонариками, часто бывают углеродно-цинковыми.
- Литиевые батареи . Эти батареи могут сохранять заряд до 10 лет. Если у вас есть мощный фонарик, то литиевый – лучший выбор. Высокопроизводительные фонари потребляют больше тока, а литиевые батареи накапливают больше энергии, что делает их лучшим выбором.Литиевые батареи также лучше переносят перепады температуры.
- NiMH аккумуляторы . Одним из преимуществ NiMH (никель-металлогидридных) батарей является то, что они пригодны для вторичной переработки. И литиевые, и никель-металлгидридные батареи стоят дороже, но литиевые батареи нельзя перезаряжать (литий-ионные – можно – подробнее об этом чуть позже). Если вы часто используете фонарик, это может быть хорошим вариантом, потому что его можно подзарядить. При покупке никель-металлгидридных аккумуляторов убедитесь, что у них низкий уровень саморазряда.
- Аккумуляторные батареи .В большинстве светодиодных фонарей можно использовать аккумуляторные батареи. Единственное предостережение заключается в том, что при перезарядке батарей они теряют напряжение. Поскольку светодиодные фонари более привередливы, когда дело доходит до напряжения батареи, рекомендуется следить за этим.
- Встроенные аккумуляторные батареи . Если вы ищете новый светодиодный фонарик, модель со встроенными аккумуляторными батареями имеет несколько преимуществ. Самый очевидный из них – это сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе. Во-вторых, удобство.Аккумулятор со встроенной функцией зарядки означает, что на одну единицу оборудования меньше. Если вы приобретете тот, у которого есть опция USB, вы увеличите количество способов его подзарядки. Однако эти типы фонарей не рекомендуются для длительных поездок или чрезвычайных ситуаций, когда у вас может не быть возможности перезарядить их в течение длительного времени. Если вы не можете заменить батарею на новую, ваш аккумуляторный фонарик станет бесполезным после того, как вы разрядите батарею один раз, и не сможет перезарядиться.
И литиевые, и никель-металлгидридные батареи стоят дороже, но литиевые батареи нельзя перезаряжать (литий-ионные – можно – подробнее об этом чуть позже). Если вы часто используете фонарик, это может быть хорошим вариантом, потому что его можно подзарядить. При покупке никель-металлгидридных аккумуляторов убедитесь, что у них низкий уровень саморазряда.
Если вы приобретете тот, у которого есть опция USB, вы увеличите количество способов его подзарядки. Однако эти типы фонарей не рекомендуются для длительных поездок или чрезвычайных ситуаций, когда у вас может не быть возможности перезарядить их в течение длительного времени. Если вы не можете заменить батарею на новую, ваш аккумуляторный фонарик станет бесполезным после того, как вы разрядите батарею один раз, и не сможет перезарядиться.Почему мне следует покупать светодиодный фонарик?
Поскольку светодиоды дороже, разумно спросить, стоят ли они дополнительных затрат. Мы можем вспомнить причин, по которым светодиоды стоят дополнительных долларов, но, поскольку мы говорим о деньгах, давайте начнем с них.
Они служат дольше
Большинство светодиодных фонарей рассчитаны на срок службы не менее 50 000 часов . Если вы держите фонарик включенным в течение 24 часов, вы получите более 2000 дней или пяти лет света, прежде чем лампочка погаснет.
Лампа накаливания рассчитана на срок службы от 1000 до 2000 часов, поэтому потребуется 25 лампочек, чтобы прослужить дольше одного светодиода.
Эта светодиодная лампа для замены стоит около 10 долларов, в то время как упаковка из 8 запасных ламп для фонарика Ryobi стоит около 12 долларов. Умножьте это на три, и ваши лампы накаливания будут стоить 36 долларов.
По иронии судьбы, чем чаще вы включаете лампу накаливания и выключаете ее , тем быстрее сгорает . Это связано с тем, что повторяющееся нагревание и охлаждение нити приводит к ее расширению и сжатию.Расширение приводит к крошечным трещинам, которые в конечном итоге приводят к разрыву нити. Столетний свет в Ливерморе, Калифорния, был установлен в 1901 году и работает до сих пор.
У них более продолжительный срок службы батареи
Конечно, на одной батарее фонарик не проработает пять лет. Светодиоды требуют меньше энергии , что означает также меньшее количество батарей.
Батарейки в светодиодном фонарике прослужат от 6 до 10 раз дольше, чем батареи в лампах накаливания. Таким образом, светодиодный аккумулятор сэкономит вам деньги на лампах и батареях.Но это не все.
Мы называем эти устройства фонариками, потому что первые огни приходилось выключать многократно. Это было связано с природой батарей того времени, поскольку они не могли обеспечивать электрический ток более нескольких минут.
Они более прочные
Каждый раз, когда падает обычная лампочка, существует большая вероятность того, что нить накаливания в лампе сломается. Поскольку у светодиода нет лампы, этого не может быть. А поскольку светодиоды легче, они ударяются о землю с меньшей силой.
Какие особенности я должен искать в светодиодном фонарике?
Ключевые особенности, о которых люди обычно думают при выборе светодиодного фонарика, помимо цены, – это стоимость, светоотдача, требования к батарее, а также размер и вес. Есть и другие функции, которые вы, возможно, захотите рассмотреть, в том числе некоторые, о которых вы можете не подозревать.
Балка
- Широкий луч освещает большую площадь, но на короткое расстояние. Они отлично подходят для кемпинга или прогулок.Фонарик для домашнего использования обычно имеет широкий луч.
- Сфокусированный или узкий луч используется для дальнего освещения, когда необходимо осветить удаленный объект. Они используются, в частности, правоохранительными органами, охотниками и исследователями пещер.
- Комбинированный луч , такой как у BAMFF Tactical DUAL LED Flashlight, идеально подходит, если вам нужен гибкий свет. Они идеально подходят для активного отдыха, например, пеших прогулок, а также могут использоваться при спасательных операциях.
Некоторые фонарики предоставляют пользователю возможность управлять желаемой интенсивностью широкого или сфокусированного луча.
Выход
Фонарь, который начинает светиться ярко и излучает меньше света, чем дольше он используется, – это нерегулируемый свет .
Регулируемый фонарик никогда не достигает максимальной яркости, но механизм регулировки позволяет свету оставаться ровным. Дополнительная схема добавлена к регулируемому свету , что позволяет лучше контролировать ток между батареей и осветительными приборами.
К счастью, большинство светодиодных фонарей регулируются, так что вам не о чем беспокоиться. Регулируемый фонарик обычно описывает свою светоотдачу как имеющую два отдельных люмена, например 1000 люмен в течение двух минут, а затем 500 люмен в течение того времени, на которое хватит заряда батареи.
Например, передвижной рабочий фонарь от STKR излучает поразительную яркость 1200 люмен в течение всего времени, пока на светильник подается питание. Он никогда не потускнеет при разряде батареи. Это здорово, поскольку пользователь знает, что он всегда будет использовать весь потенциал светодиода.Фонарь разработан с интеллектуальным драйвером, который регулирует батарею, чтобы обеспечить максимальное время работы.
Он также имеет несколько режимов питания, поэтому вы можете продлить срок службы батареи, выбрав более низкий уровень мощности.
Настройки
Для повседневного использования батарея с одной настройкой, вероятно, все, что нужно. У некоторых фонарей есть дополнительные настройки:
- Множественный. Они позволяют пользователю изменять интенсивность луча. Это отличный вариант, который позволяет пользователю подбирать световой поток в зависимости от ситуации.Как изменить эти настройки, зависит от модели.
- Специализированный . Некоторые светильники оснащены функцией SOS или проблесковым маячком.
- Программируемый . С помощью программируемых фонарей вы можете заставить фонарик выключиться, изменить яркость или запрограммировать дополнительный уровень освещенности. Некоторые фонари имеют встроенные функции программирования, в то время как другие поставляются с USB-шнурами, поэтому программирование можно выполнять на ноутбуке, а затем переносить на фонарик.
Органы управления
Существует различных вариантов для включения света.У некоторых есть простой ползунковый переключатель включения / выключения или кнопка. Ползунок может иметь предохранительный замок, который предотвращает включение этого света, что является хорошей функцией, если свет часто перемещается.
Подсветку также можно включить вращающейся лицевой панелью. Для этого требуются две руки, но они могут обеспечить контроль над светоотдачей. Фонари с кнопкой в основании ручки пользуются популярностью у правоохранительных органов. Еще одна популярная функция – это функция бесшумной кнопки мгновенного действия, которая позволяет мгновенно включать и выключать свет путем нажатия и отпускания переключателя давления.Полное нажатие на переключатель позволяет свету оставаться включенным.
Принадлежности
Фонарипоставляются с несколькими аксессуарами, повышающими их универсальность.
- Варианты переноски . Некоторые фонарики достаточно малы, их можно носить в кармане. Ремешки – популярный способ их ношения, но вы также можете найти различные кобуры и зажимы для ремня, которые позволят вам взять с собой фонарик, не нося его. Вы даже можете найти беговое полотно, предназначенное для небольшого фонарика.
- Фильтры . Вы можете найти множество цветных фильтров и диффузоров. Зеленый и красный фильтры улучшают видимость в ночное время. Если у вас сфокусированный луч, белый диффузор его расширяет. Синий фильтр отлично подходит для отслеживания крови в темноте.
- Крепления . Если вам нужно установить фонарик на винтовку или пистолет, они доступны. К биноклю также можно прикрепить фонарик. Эти скакуны используются охотниками и в правоохранительных органах. Велосипедисты могут найти средства передвижения, чтобы использовать фонарик в качестве ночника.Крепления на стойке камеры помогают фотографам сделать идеальный снимок.
- Дистанционные переключатели. Эти переключатели работают вместе с описанными выше креплениями. Установка фонарика на оружие, такое как винтовка или дробовик, делает его недоступным для включения или выключения света, не отпуская оружие. Вот тут-то и пригодится дистанционный переключатель. Обычно они могут заменить кнопку заднего переключателя проводным переключателем, который можно установить рядом с курком.
- Зарядные устройства .Перезаряжаемые светодиодные фонарики – это экологически чистый и более удобный способ поддерживать аккумулятор полностью заряженным. Ваш аккумулятор может поддерживать зарядку через USB, автомобильные зарядные устройства на 12 В, солнечные зарядные устройства и многое другое. Перед покупкой зарядного устройства проверьте совместимость – например, магнитные зарядные устройства ограничены некоторыми моделями.
- Оконные выключатели и лицевые панели . Опять же, эти продукты предназначены в первую очередь для правоохранительных органов и самообороны. Оконные выключатели позволяют пожарным безопасно разбивать окна, а ударные лицевые панели превращают фонарик в оружие самообороны.
Некоторые фонарики достаточно малы, их можно носить в кармане. Ремешки – популярный способ их ношения, но вы также можете найти различные кобуры и зажимы для ремня, которые позволят вам взять с собой фонарик, не нося его. Вы даже можете найти беговое полотно, предназначенное для небольшого фонарика.
Эти переключатели работают вместе с описанными выше креплениями. Установка фонарика на оружие, такое как винтовка или дробовик, делает его недоступным для включения или выключения света, не отпуская оружие. Вот тут-то и пригодится дистанционный переключатель. Обычно они могут заменить кнопку заднего переключателя проводным переключателем, который можно установить рядом с курком.
Оконные выключатели позволяют пожарным безопасно разбивать окна, а ударные лицевые панели превращают фонарик в оружие самообороны.Определение качества фонарика
Производители высококачественных фонарей используют стандарты ANSI FL1 для оценки своих фонарей. Эти стандарты основаны на согласованных методах тестирования. Например, производители соглашаются использовать аналогичные методы для измерения люменов и расстояния луча.
Другие измеряемые качества включают:
- Время работы . Производители измеряют свет через 30 секунд после включения фонарика, пока он не достигнет 10% от первого измерения.
- Интенсивность . Производители измеряют не только просвет и расстояние луча, но и самую яркую точку в луче света.
- Ударопрочность . Производители измеряют высоту, с которой их свет может быть упал шесть раз без видимых повреждений и все еще работает.
- Водонепроницаемость . Этот рейтинг определяется тем, насколько хорошо фонарь работает после того, как на него обрызгано определенное количество воды.
- Водонепроницаемый .В этом тесте свет погружен. Рейтинг глубины включает как глубину, так и продолжительность.
Этот рейтинг определяется тем, насколько хорошо фонарь работает после того, как на него обрызгано определенное количество воды.Испытания на водонепроницаемость и водонепроницаемость завершаются после испытания на ударопрочность для моделирования реальных условий.
Ищите стандартные рейтинги FL 1 для фонарей, если хотите сравнить, насколько хорошо фонарики сравниваются друг с другом.
А как насчет автономных светодиодных фонарей?
Несмотря на то, что наличие фонарика без батареи кажется отличной идеей, перед тем, как выбрать один из них, хорошо бы посмотреть на плюсы и минусы.
Ручной фонарик
Фонарик с ручным заводом содержит перезаряжаемый литий-ионный аккумулятор. Ручка поворачивает генератор, который заряжает аккумулятор. Минута проворачивания обычно дает около 30 минут света.
Однако большинство литий-ионных аккумуляторов рассчитаны на 500 зарядок.
Некоторые батареи с ручным заводом теперь включают в себя солнечное зарядное устройство. Однако, если производитель не указывает, сколько зарядов может вместить аккумулятор, фонарик имеет ограниченный срок службы .Технически фонарики с ручным заводом не обходятся без батареек.
Сожмите фонарик
Сжимаемый фонарик – действительно безбатарейный вариант. При нажатии на ручку этих фонарей крутится маховик. Энергия от маховика поступает в небольшой генератор, который генерирует ток для светодиода. Несветодиодные версии выжимных фонарей использовались во время Второй мировой войны.
Фарадеевский фонарик
Еще один безбатарейный светодиодный фонарь – это фонарик Фарадея.Эти батарейки, обычно называемые дрожащими фонариками, основаны на законе индукции Фарадея, который, в широком смысле, создает электричество с помощью магнитов. Встряхивание фонарика Фарадея по горизонтали заставляет редкоземельный магнит создавать ток, проходя через катушку из медной проволоки.
Чтобы получить пять минут полезного света, батарею необходимо энергично встряхнуть в течение примерно 30 секунд. Если вам нужен фонарик, который всегда будет давать вам несколько минут света и станет отличным предметом для разговора, стоит присмотреться к фонарику для встряхивания.
Обращайте внимание на поддельные лампочки для встряхивания, которые работают от небольшой литиевой батареи. Например, у этого фонарика Shake Light указано, что его NiMH аккумулятор имеет 10000 зарядов. Настоящий тряской фонарь не должен иметь батарею.
Можете ли вы сделать свой собственный светодиодный фонарик?
Сделать фонарик на светодиодах или лампах накаливания может любой желающий. Если у вас есть лампочка, аккумулятор и несколько проводов, вы можете сделать свой собственный фонарик. Компания Energizer, например, предлагает инструкции по созданию простого фонарика с использованием лампочки, батареи, проводов и картонной трубки.
Однако ламповый фонарик не позволяет много возиться.
С другой стороны, светодиод можно модифицировать множеством способов:
- светодиодов. Можно изменять как количество светодиодов, так и их мощность.
- Драйвер. Драйверы следят за правильным взаимодействием батарей и светодиодов. Играя с разными драйверами, вы можете менять размер и тип батарей и светодиодов.
- Программирование. Как мы обсуждали ранее, светодиоды можно программировать, что требует дополнительных настроек.
Google “строительный светодиодный фонарик”, и вы найдете сотни страниц с дизайном фонарей своими руками. Некоторые сосредотачиваются на том, как сделать один дешево, в то время как другие сосредотачиваются на люменах, например, в статье о самодельном фонарике на 72000 люмен.
Итог
Светодиодные фонарики просты и увлекательны одновременно. Поскольку они созданы с использованием полупроводников и твердотельной конструкции, эти фонарики создают больше источников света, используя меньше энергии.
Они служат дольше и более долговечны. Светодиодные фонарики – это не только количество люменов, которые они излучают. Интенсивность, тип луча и добавление линз делают их пригодными для многих целей, от кемпинга и охоты до правоохранительных органов и самообороны.
Покупая светодиодный фонарик, имейте в виду, что на рынке существует множество вариантов. Хотя многие из них выглядят почти одинаково, на рынке есть как качественные, так и некачественные фонарики. Amazon – это море небрендовых фонарей, предлагающих невероятные характеристики по невысокой цене.Они невероятны, потому что большинство из них неэтичны в своих маркетинговых и служебных характеристиках.
В долгосрочной перспективе вы проявите смекалку, чтобы избежать дешевых, небрендированных, прямых из Китая фонарей и придерживаться качественных известных брендов, таких как STKR, Surefire, Streamlight, Nebo и т.д. Они создают качественные продукты и соблюдают свои гарантии. Они могут стоить немного дороже, но если вам действительно когда-нибудь понадобится хороший свет (отключение электричества, чрезвычайная ситуация, обочина дороги и т.
Д.), Вам понадобится фонарик, на который вы можете положиться.
Комментарии будут одобрены перед появлением.
Производство светодиодных фонарей | WIRED
Это может быть немного ОКР, GeekDads, но технические детали, по крайней мере, немного интересны, так что терпите меня. Понимаете, у меня есть светодиодный фонарик, который я вообще очень люблю. В фонаре используются литиевые элементы (18650), которые я извлек из старого аккумуляторного блока ноутбука, поэтому он работает вечно и излучает поразительное количество света. Единственное, что мне не понравилось / не понравилось, так это то, что это был многорежимный свет – i.е. при быстром нажатии на переключатель индикатор переключается между низким, средним, высоким и (очень раздражающим) режимом мигания. Низкий, средний и высокий режимы хороши, хотя переключатель слишком чувствителен и склонен к случайному переключению режимов. Однако последний режим – режим моргания, вызывающий судороги, – был решающим фактором.
Итак, старый фонарик с лампой накаливания состоит из лампы, батареи, переключателя и некоторого провода, так что здесь особо нечего настраивать или переделывать. А современный светодиодный фонарик включает в себя небольшую печатную плату, состоящую из регулятора тока и микроконтроллера.
Да, вы правильно прочитали: мы живем так далеко в будущем, что даже в наших фонариках есть компьютеры.
«ЦП» на плате драйвера отвечает за контроль переключателя и соответствующее изменение режимов. По сути, это маленький PIC, который использует ШИМ для управления уровнем выходного сигнала светодиода. И, к счастью для меня, оказалось, что эти платы драйверов довольно стандартны по размеру, поэтому вполне разумно заменить их на замену, НЕ включающую режим мерцания, вызывающего ярость.
Чтобы понять, в чем дело, взгляните на следующий набор изображений. Прежде всего, это «вставной» модуль, который содержит светодиод и схему драйвера.
После небольшой аккуратной разборки обнаруживается латунное “таблеточное” кольцо и схема драйвера.
Если вы также обратитесь к изображению выше, вы заметите, что схема драйвера на самом деле припаяна к латунной таблетке, которая, в свою очередь, контактирует с алюминиевым вставным модулем. Ток проходит через все это и через сам корпус фонаря, поэтому очень важны хороший контакт и проводимость.
И да, красный провод оторвался от плюсовой клеммы схемы драйвера. Виноват.
В верхней части панели вы можете увидеть настоящий светодиод с черным и красным проводами от драйвера, припаянными на место. Эти соединения обычно блокируются пластиковым изолирующим диском, который предотвращает короткое замыкание алюминизированного отражателя. Было легко нагреть паяные соединения наверху и отсоединить старые провода.
После удаления старого драйвера очень легко установить новый.Все, что требовалось, – это пропустить провода через отверстия и аккуратно припаять их на место (соблюдая полярность!).
Единственной сложной частью всего упражнения было отпаяние старого драйвера от латунной таблетки.
Как только это было сделано, можно было легко вставить новый драйвер на место и припаять его к таблетке.
После замены драйвера и сборки фонарика пришло время протестировать. Успех! Больше никаких стробоскопов!
Если вы хотите узнать больше о настройке и ремонте фонарика, зайдите в вики по фонарикам и загляните на страницу DIY P60.Кроме того, Candlepowerforums – это и место в Интернете для заядлых гиков-фонариков.
И, наконец, если вас не устраивают предварительно запрограммированные режимы в вашем фонарике, есть даже прошивка с открытым исходным кодом, которая позволяет вам настраивать и записывать собственный драйвер. Как я уже сказал, мы живем в будущем …
Драйвер– Flashlight Wiki
Драйвер состоит из электроники, которая получает питание от аккумулятора и передает питание светодиоду. Они усиливают или уменьшают напряжение от батарей до уровня, необходимого для светодиода, а также контролируют количество подаваемого тока.
Драйвер также содержит электронику, которая дает фонарику его пользовательский интерфейс, включая количество режимов и то, как они работают относительно нажатия кнопок. Драйвер имеет положительный и отрицательный вход от батареи, а также положительный и отрицательный выход, который идет на светодиод.
Регламент мощности
Только при правильном сочетании источника питания, драйвера и светодиода светодиод будет работать правильно. Для включения многих светодиодов Cree требуется 3,3 В. Если фонарик питается от одной батарейки АА, то напряжение необходимо усиливать.Однако, если в фонаре используются 2 батареи CR123 на 3 В и 6 В, напряжение необходимо уменьшить. Регулировка мощности подает постоянное напряжение на светодиод, так что яркость фонарика остается постоянной на протяжении большей части периода использования (многие схемы перестают работать, как только батарея разряжается, и яркость медленно падает, что лучше, чем свет, просто включающийся сам. без предупреждения).
Прямой привод
17-миллиметровый драйвер линейного регулятора с 4 микросхемами 7135 и микропроцессором Если вы подаете правильное напряжение, вам вообще не нужен драйвер.Литий-ионные батареи обеспечивают приличное напряжение без каких-либо дополнительных модификаций. Это довольно эффективно, поскольку вся энергия от батареи поступает на светодиод. Однако новая литий-ионная батарея начинается с 4,2 вольт при полностью заряженном состоянии и будет составлять 3,6 вольт, когда ее необходимо перезарядить. Когда на светодиод подается питание, он потребляет определенное количество тока от батареи. Этот ток увеличивается с увеличением напряжения. Когда напряжение выше, светодиод будет очень ярким и потреблять большой ток.По мере уменьшения напряжения свет будет тускнеть и потреблять меньше тока. Если требуется постоянная яркость, необходим драйвер, который предлагает какое-то регулирование. Кроме того, многие светодиоды перегружены 4,2 вольтами новой литий-ионной батареи.Линейный регулятор
Хотя люди называют этот тип драйверов линейным регулятором, линейные регуляторы регулируют напряжение.
Однако в этих драйверах установлено несколько микросхем регулирования тока AMC7135. Каждая микросхема пропускает ток 350 мА, а при параллельном подключении ток складывается, так что 700 мА от 2 микросхем, 1050 мА от 3 микросхем и 1400 мА от 4 (некоторые драйверы имеют более высокие микросхемы регуляторов, которые пропускают 380 мА).Восемь микросхем 350 мА (при использовании двух плат или обеих сторон одной 17-миллиметровой платы) дают 2800 мА, что идеально для светодиодов XM-L2 и XP-L. Ограниченный определенным током, светодиод установится на своем Vf для этого тока, а остальное напряжение от батареи будет преобразовано микросхемами регулятора в тепло. Поскольку любое напряжение сверх требуемой величины тратится впустую в виде тепла, подача более высокого напряжения менее эффективна, и плата становится более эффективной, когда входное напряжение приближается к выходному напряжению.Когда подаваемое напряжение падает ниже Vf светодиода плюс некоторые накладные расходы на микросхемы, драйвер выходит из строя и переходит в режим прямого привода, и свет начинает тускнеть.
Эти драйверы также могут иметь режимы с использованием микроконтроллера, использующего ШИМ для более низких режимов и режимов мигания.
Драйвер полевого транзистора
Драйвер A17L FET + 1 использует полевой транзистор для высоких режимов и 7135 для более низких режимов. Этот драйвер использует полевой транзистор (FET или MOSFET) в сочетании с микропроцессором для управления током светодиода.Полевой транзистор представляет собой переключатель с очень низким сопротивлением (ниже, чем пропускание полного тока через микропроцессор) и может включаться и выключаться микропроцессором с помощью ШИМ. Без ШИМ это в основном похоже на включение света на прямом приводе, поэтому нет защиты светодиода. Некоторые драйверы на полевых транзисторах добавляют линейный регулятор 7135, поэтому потребность в ШИМ в более низких режимах снижается. Этот многоканальный подход позволяет драйверу ограничивать ток до 350 мА (вместо неограниченного через полевой транзистор) и использовать ШИМ по мере необходимости для работы оттуда.
Также канал 350 мА дает более равномерные низкие уровни, тогда как уровни от полевого транзистора зависят от заряда батареи.Цепь повышения давления
17-миллиметровый повышающий драйвер с индуктором наверху Изменение напряжения источника постоянного тока описано в Википедии в статье о преобразователе постоянного тока в постоянный. Повышение напряжения осуществляется схемой повышающего преобразователя, также называемой повышающей схемой. Эффективность повышающего преобразователя увеличивается по мере приближения подаваемого напряжения к выходному напряжению. Например, фонарик, который использует один 1.NiMH-элемент на 2 В не будет таким эффективным, как тот, который использует два, поскольку в одном случае повышающий преобразователь почти утроил напряжение, а в другом даже не удвоил его. Вот почему фонарик может работать как от одной, так и от двух батареек, но будет ярче от двух. Если напряжение источника превышает целевое напряжение, некоторые драйверы перейдут в режим прямого привода, а некоторые просто сгорят.
Поэтому важно согласовать диапазон напряжения драйвера с батареями, которые вы будете использовать.Бак цепи
Понижающая схема аналогична схеме повышения, указанной выше, но в обратном порядке.Он берет более высокое напряжение и снижает его до желаемого напряжения. Это используется в фонариках с несколькими последовательно соединенными элементами, например, когда есть две батареи CR123 3 В (или 2 литий-ионные батареи 3,7 В 16340). Понижающая схема также довольно эффективна, но обычно требует для работы понижения не менее 0,5 В и поэтому не подходит при использовании одного литий-ионного элемента.
Цепь понижающего повышения
Понижающий / повышающий преобразователь обеспечивает максимальную гибкость входного напряжения и при необходимости увеличивает или понижает напряжение.Но удачи в поиске по разумной цене.
Другие функции драйвера
Помимо регулирования напряжения, драйвер контролирует уровни яркости и то, как пользователь переключается между ними, отслеживая щелчки и нажатия кнопок.
Поэтому некоторые драйверы предлагают различные режимы, а некоторые нет. Некоторые предлагают различные пакеты режимов, которые доступны либо при нажатии кнопок пользователем, либо они могут быть жестко подключены путем пайки перемычек на плате драйвера.
Размер самого драйвера тоже важен.Самый распространенный размер – 17 мм, который хорошо подходит для большинства светильников P60 и многих светильников, питающихся от литий-ионной батареи 18650. Однако в меньших светильниках используются доски меньшего диаметра, которые труднее найти. Есть также более крупные печатные платы размером около 25 мм, используемые в более крупных фонариках.
Дополнительная информация
См. Популярные драйверы, чтобы узнать о некоторых доступных драйверах.
Очень информативный пост на CPF с картинками и графиками.
База данных драйверов фонарика
Зеленый светодиодный фонарик | Доступна подробная принципиальная схема
Вот простой зеленый светодиодный фонарик, построенный на микросхеме таймера 555 (IC1) и питающийся от аккумуляторной батареи 3 В.
Фонари на основе зеленых светодиодов широко используются охотниками и другими людьми в аналогичной деятельности, чтобы осветить свой путь и предупредить других охотников о своем присутствии. Зеленый цвет не мешает охоте, так как животные слепы или равнодушны к зеленому свету. Зеленый также хорошо сохраняет ночное видение, позволяя различать такие цвета, как желтый и красный, на картах и диаграммах.
Схема зеленого светодиодного фонарика
Ключевым компонентом этого фонарика является таймер 555 (IC1), который сконфигурирован как нестабильный мультивибратор, генерирующий прямоугольную волну с коэффициентом заполнения 50% на частоте приблизительно 6 Гц.Три 5-миллиметровых зеленых светодиода (от LED1 до LED3) подключены к выходному контакту 3 IC1. Резисторы с R1 по R3 ограничивают ток через светодиоды, чтобы предотвратить их перегорание.
Выключатель S1 – это главный выключатель. В нормальном режиме IC1 отключается нормально замкнутым (N / C) двухпозиционным выключателем S1, сохраняя его выход на низком уровне.
В результате все светодиоды (LED1 – LED3) горят непрерывно. С другой стороны, когда нажат S2, активируется IC1, и все светодиоды начинают мигать с частотой примерно 6 Гц.
Вы также можете использовать этот фонарик как сигнальную лампу. Частоту мигания можно изменять, изменяя номинал конденсатора C2.
Вся схема может быть легко собрана на печатной плате общего назначения и помещена в небольшую пластиковую коробку. Просверлите подходящие отверстия для светодиодов и переключателей. Наконец, прикрепите держатель батареи с помощью двусторонней клейкой ленты.
EFY note
Посмотрев на яркий источник света, вы можете продолжать видеть изображение этого источника, когда отводите взгляд.Это сохраняющееся визуальное впечатление называется остаточным изображением и со временем исчезает. Если вы используете очень яркий фонарик, остаточное изображение перекрывает ваше поле зрения и затрудняет просмотр до тех пор, пока остаточное изображение не исчезнет. Белый свет, содержащий все частоты, от красного до фиолетового (видимый спектр света), разрушит ваше ночное зрение.
Красный цвет предпочтителен, когда вам нужно быстро восстановиться, а зеленый – для остроты зрения. Так что попробуйте использовать источник зеленого света.
Статья была впервые опубликована в июле 2010 г. и недавно была обновлена.
Popsicle Stick Светодиодный фонарик Summer STEM Activity
Помогите детям этим летом в увлекательной игровой форме узнать о электрических цепях, а также о положительных и отрицательных зарядах. Этот светодиодный фонарик в виде палочки для мороженого прост в изготовлении и является идеальным летним занятием для детей. Читайте здесь, как это сделать, и идеи для игр с фонариками.
Летом мы определенно делаем вещи легкими и веселыми, но это не значит, что мы не можем уклоняться от некоторых занятий, на которых дети могут чему-то научиться.Фонарики – огромная часть нашего летнего веселья, поэтому, когда я увидел этот проект от Instructables, я понял, что нам будет интересно его попробовать.
Прочтите ниже, чтобы увидеть, как мы создали светодиодный фонарик в виде палочек для мороженого, используя несколько простых принадлежностей.
Кроме того, я добавил несколько забавных идей для игр с фонариком в конце поста, чтобы продолжить летнее веселье!
(Этот пост содержит партнерские ссылки, что означает, что я могу заработать небольшую плату, если вы перейдете по ссылке и сделаете покупку. Это поможет вам бесплатно поддержать этот блог.Спасибо!)
Вот что вам понадобится:
* Для изготовления фонарей можно использовать обычную кухонную фольгу вместо медной ленты. При первом дубле мы использовали фольгу, но я обнаружил, что медная лента намного надежнее, поэтому рекомендую именно ее.
Как сделать светодиодный фонарик из палочки для мороженого
Их действительно просто собрать, и их можно изготовить за короткое время. У моей 10-летней девочки не было проблем, когда я показал ей, как я сделал свой, однако детям младшего возраста может потребоваться помощь с некоторыми шагами.Обязательно ознакомьтесь с инструкциями по устранению неполадок в конце этого сообщения, если у вас возникнут проблемы!
Шаг 1: Отрежьте концы ваших палочек так, чтобы у вас был прямой край с одной стороны.
Я отрезал примерно 1 1/4 дюйма и использовал свой средний зажим для бумаги в качестве ориентира.
Шаг 2: Во-первых, проверьте батарею и светодиодный индикатор, вставив аккумуляторную батарею C между контактами светодиода. Как только вы узнаете, что все работает, поместите светодиод на кончик изогнутого конца вашего джамбо-стика.
Шаг 3: Отрежьте полоску медной ленты немного короче, чем длина вашей палочки для мороженого. Протяните ленту от изогнутого наконечника, полностью закрывая выступы светодиодов, вниз к обрезанному концу палочки. Повторите с другой стороны.
Шаг 4: Добавьте зажим для бумаги в нижнюю часть палочки для мороженого с выступами вверх. Используйте прозрачную ленту (или любую токонепроводящую ленту), чтобы закрепить аккумулятор на месте. Закрывайте батарею только верхнюю часть изолентой, чтобы металлические выступы ваших зажимов могли соприкасаться с батареей (см.
Фото справа внизу). Возможно, вам придется повозиться с размещением батареи. Вы поймете, что он находится в нужном месте, когда загорится ваш свет.
Шаг 5: Зажги! Фонарик должен включаться и выключаться, когда вы поднимаете и опускаете металлический стержень зажима для папок. Если ваш свет не работает, см. Советы по устранению неполадок ниже.
Как работает светодиодный фонарик Popsicle Stick:
[половина первого]
[/ пол-первый]
Медная лента действует как проводник, переносящий заряд от источника питания (батареи) к светодиоду.
Зажим для папок помогает замкнуть цепь и действует как переключатель, позволяя включать и выключать фонарик.
Вот милое видео для детей, в котором просто объясняется, как работает схема: The Power of Circuits от SciShow Kids
Поиск и устранение неисправностей:
Иногда все работает плавно сразу, иногда нужно немного повозиться.
Во-первых, если у вас есть время, я рекомендую привлечь детей к устранению неполадок. Дать им возможность спросить, почему это не работает, и работать над решением проблемы – это хорошая практика, и в конечном итоге они получат больше от этого проекта.Сказав это, вот несколько указателей, которые, надеюсь, помогут вам:
- Если вы не подтвердили, что аккумулятор и светодиод работают, прежде чем собирать фонарик, вам следует сначала это проверить.
- Попробуйте перевернуть аккумулятор на другую сторону
- Попробуйте обрезать медную ленту так, чтобы она не доходила до пластиковой части зажимов
5 веселых игр с фонариком
Теперь, когда ваши фонарики заработали, пришло время повеселиться с ними! У детей, возможно, уже есть свои идеи о том, как они хотят использовать свои фонарики, но если вам нужны идеи, взгляните на эти игры с фонариками, в которые можно играть как внутри, так и снаружи.
- Тег фонарика: Один человек «это», а все остальные прячутся. Если свет от фонарика попадает в ваше тело, вы «помечены» и становитесь новым «этим» человеком.
- Фонарик Марко Поло: Подобно классической игре в бильярд, один человек – это ищущий, который зовет «Марко», а другие игроки пытаются спрятаться. Когда вызывается «Марко», скрывающиеся мигают своими фонариками, затем искатель пытается найти прятников, основываясь на том, где светились огни.Hiders могут продолжать движение, но они должны мигать своими фарами каждый раз, когда ищущий говорит «Марко».
- Shadow puppets: Это может быть простое творческое задание или вы можете превратить его в игру в угадывание, где игроки по очереди создают тени от света, отбрасываемого фонариком. Один игрок создает тень, а другие должны угадать, что это такое. У вас может быть корзина с листками бумаги с написанными на них идеями, которые игроки должны выбрать, а затем попытаться создать то, что написано (подумайте о Шарадах).
- Firefly Flashlight Game: Один человек – это «он» и бегает с фонариком в темноте, в то время как другие игроки пытаются их поймать.
Если свет от фонарика попадает в ваше тело, вы «помечены» и становитесь новым «этим» человеком.
