Подключение фонарика к блоку питания
Сломался очередной китайский фонарик. Купить новый - не проблема, но хотелось бы проверенный и безотказный девайс. Было решено собрать самодельный фонарик, благо в наличии много-много аккумуляторов, светодиодов, и всякой SMD-рассыпухи. Итак, что я хотел бы видеть внутри фонарика:
- Качественный светодиод
- Линза, фокусирующая луч
- Драйвер для ограничения тока через светодиод
- Контроллер для автоматической зарядки аккумулятора, с индикацией
- Схема защиты от разряда аккумулятора
- Ёмкий аккумулятор, чтобы фонарь работал около 10 часов
- Включение/отключение тактовой кнопкой
Сказано - сделано. Схема фонарика:
Схема не содержит микроконтроллеров, не требует настройки, и начинает работать сразу после сборки. Всё работает следующим образом. При подключении аккумулятора G1, цепь C6R8 выполняет сброс счётчика DD1 в исходное состояние. Кнопка SB1 подключена к счётному входу счётчика DD1 через цепь антидребезга C8R11R12. Нажатие на кнопку вызывает срабатывание счётчика, в результате на выводе OUT1 появляется логическая 1, включается драйвер светодиода DA2. Выходной ток драйвера составляет 350 мА. При повторном нажатии на кнопку, на выходе OUT2 появляется логическая 1, и через диод VD3 происходит сброс счётчика в исходное состояние, драйвер светодиода DA2 отключается. На микросхеме DA1 собрана схема зарядки, резистором R1 задаётся желаемый ток зарядки. В данной схеме ток ограничен на уровне 500 мА, так как используется USB порт. При постановке на зарядку происходит сброс микросхемы счётчика DD1 через цепь R10VD4. Таким образом, работа фонарика блокируется на время зарядки, и процессу зарядки ничего не мешает. Микросхема DA3 и транзистор VT1 образуют схему защиты от разряда аккумулятора. Питание на контроллер защиты DA3 подаётся через диоды VD1, VD2. Это необходимо для поднятия порога срабатывания защиты до 3 вольт.
Подобрать подходящий корпус оказалось гораздо сложнее, чем придумать схему. Выбор пал на пластиковую сантехническую муфту.
Выточил отверстия в заглушках.
Плата располагается в середине трубы и занимает всю внутреннюю площадь. Таким образом отпадает необходимость крепления, плата сидит внутри как влитая.
С одной стороны платы располагаются аккумуляторы, USB разъём для подзарядки, и кнопка управления.
С другой стороны расположены SMD-компоненты и радиатор для охлаждения светодиода.
Размер радиатора несколько маловат, но в общем и целом охлаждения хватает. Ток через светодиод всего 350 мА.
Плата располагается между радиатором и аккумуляторами.
На радиатор установил светодиод CREE XPGWHT-L1-0000-00EE7 с тёплым белым свечением.
Оптику поставил R-20XP01-30H, угол 30 градусов.
Прикрутил к радиатору светодиод и оптику.
Для наблюдения за процессом зарядки аккумулятора, сделал световод из оргстекла.
Вставляем внутренности в корпус.
Насаживаем заглушки. Получился вот такой брутальный фонарик.
Во время зарядки индикатор светится оранжевым цветом.
По окончании зарядки индикатор меняет цвет на зелёный.
Одной зарядки хватает на 9 часов работы. Результатом доволен.
Налобный фонарь, переделанный на работу от пауэрнанка — это действительно удобно. Казалось бы, что тут может быть сложного: добавь шнур и резистор — и готово. Но здесь есть свои подводные камни.
Если в качестве объекта для опытов взят дешёвый фонарь, который до переделки питался от трёх элементов AAA, первым делом следует проверить состояние светодиодов. Во многих таких налобниках светодиоды работают в напряжённом режиме: например, если они 5-миллиметровые, то ток через каждый из них при свежем источнике питания превышает, часто довольно значительно, дозволенные 20 миллиампер. Вышедшие из строя и просто сильно изношенные диоды следует заменить.
Затем нужно решительно избавить фонарь от «умных» функций, если в нём предусмотрены таковые. «Банка силы» тоже не «глупа», а двое «умных» могут спорить, не уступая друг другу, бесконечно. Преобразователь пауэрбанка не запустится, пока фонарь не начнёт потреблять заметный ток, а чип фонаря не подключит к источнику питания ни одну из групп светодиодов, пока напряжение питания не возрастёт до близкого к номинальному. Так что все группы светодиодов необходимо объединить (т.е., запараллелить все диоды) и запитать в обход чипа через включённый последовательно резистор.
Ну а теперь, казалось бы, самая простой этап переделки — подбор резистора. На именно здесь не всё так очевидно, как кажется. Алгоритм работы пауэрбанка очень приблизительно можно описать следующим образом. В исходном состоянии на выход устройства поступает напряжение, равное напряжению аккумулятора. Если потребляемый ток превышает некоторое значение, назовём его I1, преобразователь запускается, и напряжение на выходе возрастает до 5 В. Затем, если ток нагрузки меньше другого значения, которое мы назовём I2, превышающего I1, преобразователь вскоре останавливается и больше не запускается. Возврат в исходное состояние происходит после отключения нагрузки. Если же ток нагрузки больше I2, преобразователь продолжает работать. Значения I1 и I2 индивидуальны для каждой модели пауэрбанка. Назовём это «алгоритмом 1».
Есть «банки», работающие по отличающемуся алгоритму. Запуск преобразователя в них происходит по кратковременному нажатию кнопки, а останов — по снижению потребляемого тока до значения, меньшего I2, либо по длительному нажатию. Такого параметра, как I1, у них нет.Назовём это «алгоритмом 2».
Важно обеспечить, чтобы налобник мог работать не только от определённого пауэрбанка, но и от практически любого оказавшегося под рукой. Это условие соблюдается, если употребляемый ток фонаря превышает I2 даже тех моделей, у которых его значение велико.
Вот перед нами испытуемые — три пауэрбанка, выборка небольшая, но определённые выводы о минимально допустимом потребляемом токе фонаря сделать можно.
Понятно, что пауэрбанк номер 2 для решения задачи непрактичен — его неудобно крепить на фонаре. А первый и третий — запросто:
Первый и третий пауэрбанки работают по алгоритму 1, второй — по алгоритму 2. Кнопка есть и на третьей «банке», но она предназначена для другого: проверять уровень заряда аккумулятора при отключённой нагрузке. Горит индикаторный светодиод — джоулей пока хватает, мигает — аккумулятор сильно разряжен, преобразователь запускаться не будет ни под какой нагрузкой.
Начались мои опыты с того, что в ходе переделки налобника на USB я нечаянно впаял вместо 100-омного резистора 1-килоомный. Заметил я это не сразу, так как, несмотря на очень малый потребляемый ток, фонарь светил достаточно ярко для использования по назначению — так высок КПД у белых светодиодов. Падение напряжения на резисторе составило 2,5 В, из чего можно сделать вывод, что суммарный ток через светодиоды был равен 2,5 мА. Это всего 0,36 мА на светодиод.
Можно было и оставить так, но «дружил» с фонарём только пауэрбанк номер 1, у которого очень малы значения I1 и I2. «Банки» номер 2 и 3 за нагрузку его не считали: второй выключался через несколько секунд после включения кнопкой, третий — вообще не запускался.
Затем я заменил килоомный резистор на последовательную цепочку из двух 62-омных. Яркость сильно возросла, реакция первого и второго пауэрбанков не изменилась, а третий стал запускаться, но затем отключаться. Стало быть, для него фонарь стал проходить по I1, но не по I2. Измерений в этом режиме я не проводил.
После этого я сократил количество 62-омных резисторов до одного. Яркость стала даже избыточной, рефлектор этого налобника в сочетании с линзами самих светодиодов обеспечивает фокусировку в довольно узкий луч. Падение напряжения на диодах составило 2,8 В, на резисторе — 2,3 В, значит, ток — 37 мА, т.е., 5,3 мА на один диод, что намного меньше предельных 20. На этот раз все три «банки» «согласились» с тем, что налобник является нагрузкой, чего и требовалось добиться.
Осталось наклеить на плату со стороны проводников несколько слоёв изоленты, чтобы острые выводы диодов не перерезали провода, выходящие из центра дна отсека — и можно собирать и пользоваться. Посчитаем, сколько просветит на полной зарядке. Если кпд преобразователя принять за единицу, то при 37 мА по 5 вольтам, от 3,6-вольтового аккумулятора он будет потреблять 51,5 мА. Реальный преобразователь имеет кпд порядка 0,7, значит, он будет потреблять от аккумулятора 73,6 мА. Считаем, что аккумулятор на 2600 мАч изношен до 2000 мАч, получаем 27,2 часа.
Купив множество китайских фонариков, мощностью от 100 до 16000 люмен, так и не остался доволен.
В большинстве случаев фонарик не отдаёт заявленный продавцом световой поток. Так получается из-за того, что продавцы в лучшем случае указывают максимальный световой поток, который может отдавать установленный светодиодный модуль, но в результате экономии на материалах светодиод работает, если повезёт, в половину от своего максимума. Для ограничения тока применяются тонкие провода, это позволяет отказаться от использования источника постоянного тока и ограничиться простым ШИМ контроллером с силовым ключём.
В качестве донора был выбран «2500Lm CREE XM-L T6 LED Headlamp» ценой в 12 долларов, у которого через год использования умер ШИМ контроллер CX2812. Данный контроллер имеет три выхода для нагрузки, два входа для настройки режимов работы и один вход для кнопки переключения режимов. Первым неприятным моментом практически любого китайского фонарика для меня оказалось наличие режимов Strobe и SOS. В случае с данным контроллером, достаточно подать на вход OPT1 логическую единицу и из пяти режимов останется только три (High, Low, Off). Если единицу подать на оба OPT входа, то режим Low тоже исчезнет.
Продавец заявляет, что в фонарике используется светодиод Cree XM-L T6 и он жарит аж 2500 люменов на максимальном режиме. На сайте Cree для данного светодиода заявлена светосила 100 люменов на ватт и максимальная мощность 10 ватт. На самом деле используется светодиод XM-L U2, его характеристики не сильно отличаются от T6, но из-за толщины проводов до светодиода доходит только 1.1А, что при напряжении аккумулятора 4.1В составляет 4.51Вт. Получается, что на максимальном режиме фонарик излучает примерно 451 люмен. Люксметр показывает 420 люменов, и это довольно далеко от цифры 2500.
Схема драйвера проще некуда и усложнять её не будем. В качестве нового каменного сердца был выбран микроконтроллер ATtiny85, хотя хватило бы и ATtiny13(a), но в нужном корпусе его под рукой не оказалось. Кнопка переключения режимов удачно попала на ножку PB2/INT0, а вот база транзистора оказалась подключенной к выходу RESET. Имея на борту аппаратный ШИМ, было решено использовать именно его, поэтому дорожка ведущая к RESET была перерезана, а база транзистора подключена перемычкой к выходу PB1/OC0B. Для удобства программирования необходимые пины были вынесены наружу. Провода зафиксированы соплями термоклея. Провода от аккумуляторов до платы заменены на чуть более толстые.
Прошивка собиралась в Arduino 1.0.6, в качестве программатора использовался Arduino Nano. Установлены фьюзы в соответствии со схемой «ATtiny85 @ 1 MHz (internal oscillator; BOD disabled)». Вес прошивки в бинарном виде на данный момент составляет 278 байт. В выключенном состоянии фонарик потребляет 0.3мкА, при кратковременном нажатии на кнопку включается минимальный режим, потребление увеличивается до 7.6мА. Для выключения необходимо кратковременно нажать и отпустить кнопку. Если продолжить удержание кнопку, то яркость плавно увеличится до максимальной. Частичная замена проводов не дала существенного прироста яркости, ибо провода от блока питания до головы остались узким местом. На данный момент на максимальном режиме потребление получилось 1.2А, напряжение АКБ 4.2, получается примерно 500 люменов.
Но даже несмотря на то, что китайские продавцы указывают в несколько раз завышенные показатели по светосиле, зачастую даже минимальный, из предложенных, режим был слишком ярким для меня. После переделки, минимального режима вполне достаточно для того, чтобы ночью не запнуться на лесной тропинке или использовать фонарик в качестве ночника при ночёвке в пещере. Итого буквально за пару часов из мёртвого фонарика удалось сделать фонарик моей мечты. Надеюсь мой опыт окажется для кого-нибудь полезным. Код доступен по ссылке HeadLamp.ino.
Обновление 04.02.2015: Подумав немного, добавил возможность моментального включения фонарика на максимальный режим (два быстрых клика), а так же режим стробоскопа (три быстрых клика). Для активации этих режимов необходимо раскомментировать соответствующие дефайны в начале кода.
Зарядный ток в амперах обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора в ампер-часах. Далее нужно параллельно цепочке HL1-R2 подключить резистор Rd, проходя через который ток зарядки аккумулятора будет создавать необходимое падение напряжения для обеспечения свечения светодиода HL1.
Если использовать светиков больше 6 штук — начинает сильно греться транзистор, яркость свечения падает. Виктор Донской.
Однако на практике это не совсем так, т. В данном случаи, теоретически, если не обращать внимание на габариты, то чем больше индуктивность, тем лучше по всем показателем.
Ремонт налобного фонаря
Если все сделано правильно преобразователь начинает работать .
Простейший расчет показывает, что такой фонарик на светодиодах будет значительно экономичней.
Источником питания является одна минипальчиковая батарейка с напряжением 1,5 Вольт. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.
Каждый из нас выбирает тип фонарика по своему усмотрению: налобный фонарик;.
Когда светодиодный фонарик стоит на зарядке в сети В, категорический нельзя включать и отключать светодиоды кнопкой отключения, так как в момент переключения возникают скачки напряжения, что приведет к перегоранию светодиодов.
Ремонт обычного фонарика
Проекты по теме:
К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов.
Ремонт зарядного устройства Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие. После 15 мин.
Недостатком схемы является высокое 1,25V напряжение на входе FB вывод 8. Проволока 0,1 мм — витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное колечко. Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора.
Светодиод был подключен через ограничительный резистор 6,2 Ом, ток потребления светодиода составил мА. Спасибо за статью. Вот такая простая защита. Минус крепим к плечевой части, с помощью завинчивающей крышки просто зажав провод крышкой.
Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается. Только если сделать отдельную схемку для мигания на NE Ирина Спасибо, что ответили!
По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора. При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Однако на практике это не совсем так, т. Но, хочу заострить ваше внимание, если корпус фонарика металлический — зарядное устройство туда не монтируйте, а сделайте его выносным, то есть отдельно. Назначение кружка — двойное.
Состоит из двух ячеек по 2 вольта, соединённых последовательно. Типовыми неисправностями фонариков с аккумулятором являются: Выход из строя элементов сетевого выпрямителя диодов, электролитического конденсатора, резистора в цепи индикации ; Неисправность кнопки-выключателя легко чинится любой подходящей кнопкой с фиксацией или же рокерным выключателем ; Деградация старение аккумулятора;.
При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. Этот фонарик за доллара. Все три светодиода от аккумуляторов при номинальном напряжении 3,6 В потребляют ток не более 75…80 мА по мере разряда элементов ток будет снижаться, но все равно свечение будет достаточно ярким для подсветки. Введение транзисторов выровняло яркость, однако они имеют сопротивление и на них падает напряжение, что вынуждает преобразователь повышать уровень выходного до 4В, для снижения падения напряжения на транзисторах можно предложить схему на рис. Как оказалось в ручке небыло радиоэлектронных элементов.
✅ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ СВОИМИ РУКАМИ
Схема светодиодного фонарика
Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора. Так вот у меня есть специальная коробка для мобильных остатков шнурки, старые батареи, карточки и т. А располагать светодиоды удобнее в линейку, на расстоянии около 5 мм друг от друга, например, как это показано в конструкции на рисунке ниже. Следовательно конденсатор С будет оставаться в заряженном состоянии.
Если светодиод не светит, необходимо поменять местами крайние выводы первичной или вторичной обмотки трансформатора. Если блокинг генератор не запустился — вы перепутали концы обмоток трансформатора.
Парафин для заливания всего преобразователя.
Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя.
По заявлению производителя световой поток фонаря достигает метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече. Как получают переменный ток — преобразование механической энергии в электрическую энергию при помощи генератора.
Я измерял выходное напряжение, и оно составило В. Разумеется, возможно, применение и других светодиодов с напряжением питания 2, В.
Устройство заряда аккумуляторов для фонаря Для подзаряда аккумуляторов от бортовой сети автомобиля можно воспользоваться схемой, показанной на рисунке ниже.
Садовый фонарь на солнечной батарее. Как он …
Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01
При этом аккумуляторы не придется вынимать из отсека фонарика, если на его корпусе установить соединительный разъем Х2. В авторском варианте в качестве трансформаторного блока применен стандартный блок, предназначенный для питания модемов.
Алюминиевая плечевая часть тюбика от зубной пасты , крема и т.
Для простоты и наглядного примера рассмотрим простейший генератор, состоящий из двух полюсного магнита и одной обмотки. Настройка электрической схемы фонаря сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Он настолько слаб, что полежав неделю, уже не горит.
Брать делитель еще меньше, чтобы понизить напряжение в точке V2, нельзя т. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света. В схеме для получения высокого КПД желательно использовать чип-компоненты.
На этот раз речь пойдёт о фонарике с аккумулятором. Его можно сделать из железной проволоки 0.
Если не сложно сбросьте параметры катушки. Диод Шоттки. Трансформатор я делал на небольшом ферритовом кольце — выпаянном из нерабочей материнки. Master
Ремонт бытовой техники своими руками
Можно ли собрать схему на более простых компонентах транзисторах? Так как LP это микромощный стабилизатор, ток до mA , то пришлось поэкспериментировать. Обязательно попробую скорее всего на выходных , надеюсь на успех!
Операционный усилитель U2B — усиливает напряжение, снимаемое с датчика тока. Доработка Фонарика vlad — Затем переменное напряжение после гасящего конденсатора выпрямляется диодным мостом на диодах VD1 — VD4 1N С увеличением номинала резистора допустимое напряжение разряда увеличивается, и наоборот.
ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде
Недавно заказывал USB фонарик-брелок на ключи, в целом компактная и дешёвая штука, светит в темноте с линзой довольно ярко, правда время непрерывной работы всего пару часов. Ради улучшения разобрал, посмотрел что там китайцами напаяно, схема зарядки в нём оказалась простейшая и не рациональная, что и понятно. Замеры показали - встроенный аккумулятор при долгом подключении к USB постоянно стоит на подзарядке, это не очень хорошо, хоть оно и ограничено по напряжению до 3,6 В.
Хотя это и мелкая проблема, но захотелось брелок всё же сделать более надёжным. Зарядку сделал по классической схеме на ЗУ LTC4054 c применением транзистора, поскольку место позволяло. При зарядке светится красный LED, по мере полной зарядки красный светодиод гаснет, а синий загорается, что свидетельствует о полном заряде аккумулятора (4,18 В) не допуская его перезаряда, ну и поскольку аккумулятор (60 мА) заряжается полностью, то и время нормального свечения светодиода увеличивается до 4-х часов.
Для желающих улучшить свой подобный девайс или приспособить ЗУ платку под другие нужды, файл печатной платы будет в конце статьи в архиве.
Следующая переделка касалась простого фонаря с гелевым аккумулятором с зарядкой от сети. Начинка от фонаря на запчасти, аккумулятор можно смело выкидывать, так как он и сам по себе дохлый, а с таким зарядником вообще умирает очень быстро.
Начинка с применением в нём ЗУ от телефона на 5 В и платки заряда на ТР4056 описывалась на примере фонарика выше, изменяется тут лишь плата светодиодов. Поскольку китайцы ставят тут в основном светодиоды шляпа (укороченная линза) с резистором, немного завышая рабочее напряжение светодиодов, они светят ярко но не долго, решено было модернизировать и световую часть. В основном сейчас продают только такие фонарики с четырьмя светодиодами, простенько, но четырёх светодиодов 5 мм тут явно маловато, хоть в нём и применены отражатели. Для замены решил поставить LED 2835 в целях эксперимента для увеличения яркости и надёжности.
Драйвером выбрал схему на ОУ LM358, как самую простую и надёжную - она маленькая и отлично вписалась в габариты платы. На светодиоды подал ток в 4 х 40 мА = 160 мА, напряжение с драйвера 3 В, свет довольно яркий и тепловой режим хороший, сильно не нагреваются, что положительно на светодиодах сказывается, дольше проработают. Транзистор под такой ток применим любой КТ815-КТ817 (BD237).
Получилось всё отлично, есть правда с таким применением светодиодов небольшое затемнение в пучке света по середине, но если стойку сточить до основания - затемнение пропадёт, но тогда если приглядеться в середине проявляются небольшие жёлтые пятна от люминофора.
При желании можно поставить и родные 5 мм диоды, изменив места под светодиодами на пятачки, резистор R2 в этом случае нужно поставить на 39 кОм (ток 80 мА).
Применимы и другие светодиоды, поскольку есть и ещё более яркие, следует только подобрать им ток для предотвращения от перегрева. Также можно использовать двухсторонний стеклотекстолит для отвода тепла от светодиодов, если потребуется, или применить пластинку алюминия под транзистором, резистор R1 в этом случае запаять со стороны дорожек, и всё это можно прижать центральным болтиком через транзистор. Файловый архив с платами. Автор материала - Igoran.
Форум по обсуждению материала ФОНАРИК С ЗАРЯДОМ ОТ USB
Обзор китайского устройства для электролиза воды - фото, видео, описание работы.
Обзор ещё нескольких схем и готовых конструкций Gauss Gun с Алиэкспресс.
Что такое изолятор и чем он отличается от токопроводящего материала. Занимательная теория радиоэлектроники.
Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.
Читайте также: