Во времена увлечения туризмом был приобретен фонарь Duracell c мощной криптоновой лампой на двух больших батарейках типоразмера D (в советском варианте тип 373). Светил отлично, но высаживал батарейки часа за 3-4.
Кроме того, дважды случилась неприятность - батарейки потекли и электролитом залило все внутри фонаря. Контакты окислились, покрылись ржавчиной и даже после чистки и установки новых элементов питания, фонарь уже не внушал доверия, а уж батарейки тем более. Выбросить было жалко, а не имение возможности использовать, натолкнуло на мысль переделать фонарь на модные сейчас литиевый аккумулятор и светодиод. С полгода в закромах лежал литиевый аккумулятор Sanyo 18650 емкостью 2600 мА/ч, у китайских товарищей выписал вот такой светодиод (якобы Cree XML T6 U2) с рабочим напряжением 3-3,6 В, током 0,3-3 А (опять же, якобы - мощностью 10 Вт), световым потоком 1000-1155 люмен, цветовой температурой 5500-6500 К и углом рассеивания 170 градусов.
Поскольку опыт переделки фонарей на питание от литиевых аккумуляторов уже имелся ( и ), то решил пойти тем же путем: применить хорошо зарекомендовавшую себя связку: АКБ 18650 и контроллер заряда TP4056. Оставалось решить одну проблему - какой драйвер использовать для светодиода? Простым токоограничивающим резистором тут не отделаешься - мощность светодиода пусть и не 10 Ватт, как утверждают китайские товарищи, но все же. Изучая материал по «драйверостроению для мощных светодиодов» набрел на очень интересную, и как оказалось, часто применяемую микросхему АМС7135. На основе данной микросхемы китайцы давно и удачно завалили планету своими фонарями). Принципиальная схема питания мощного светодиода на основе АМС7135.
Как видим, допускается питание в диапазоне 2,7...6 В, а это довольно широкий спектр источников питания, в том числе и литиевые аккумуляторы. Задача чипа - ограничить ток, протекающий через светодиод на уровне 350 мА.
Согласно информации производителя чипа, конденсатор Со нужно использовать, если:
- длина проводника между АМС7135 и светодиодом больше 3 см;
- длина проводника между светодиодом и источником питания больше 10 см;
- светодиод и микросхема не установлены на одной плате.
В реальности производители фонарей зачастую пренебрегаю этими условиями, и исключают конденсаторы из схемы. Но как показал эксперимент - напрасно, о чем несколько позже. К дополнительным преимуществам ИС типа АМС7135 можно отнести наличие встроенной защиты при обрыве, КЗ светодиода и диапазон рабочих температур -4О...85°С. Подробно документацию на чип АМС7135 можно .
Схема электрическая фонаря
Еще одной важной и крайне полезной особенностью данной микросхемы является то, что их можно устанавливать параллельно для увеличения тока, протекающего через светодиод. В результате родилась такая схема:
Исходя из нее, ток протекающий через светодиод, составит 1050 мА, что на мой взгляд, более чем достаточно для совсем не тактического, а хозяйственного фонаря. Далее приступил к монтажу все в единую систему. При помощи дремеля в корпусе фонаря удалил направляющие для батареек и контактные шины:
Так же дремелем убрал посадочное гнездо для криптоновой лампы и сформировал площадку для светодиода
Поскольку мощный светодиод во время работы выделяет много тепла, то для его рассеивания решил применить теплоотвод, снятый с материнской платы.
По задумке, светодиод, теплоотвод и головная часть фонаря с отражателем будут создавать одно целое и накручиваясь на корпус фонаря не должны ни за что цепляться. Для этого обрезал грани теплоотвода, просверлил отверстия для проводов и приклеил светодиод к теплоотводу термоклеем.
Источники света нового поколения - светодиоды - несмотря на все еще высокую стоимость становятся все более популярными.
Благодаря низкому энергопотреблению, они с успехом применяются не только в стационарных осветительных приборах, но и в автономных, питающихся от батарей.
В данной статье мы расскажем о том, как можно сделать светодиодный фонарь своими руками и какими достоинствами он будет обладать в сравнении с обычным.
Светодиод (зарубежное название - Light Emitting Diode или LED), как и диод обычный, состоит из двух полупроводников с электронной и дырочной проводимостью.
Но в данном случае применены такие материалы, для которых характерным является свечение в зоне pn-перехода.
Вообще говоря, светодиоды применяются в электронике достаточно давно.
Но раньше они светились едва-едва, а потому использовались только в качестве индикаторов, например, указывающих на то, что прибор включен.
С развитием технологий LED’ы научились делать гораздо более яркими, так что они превратились в полноценные источники света. При этом стоимость их постоянно снижается, хотя, конечно, до обычной лампочки им пока очень далеко.
Но многие покупатели готовы переплачивать, ведь светодиоды обладают целым рядом достоинств:
- Потребляют в 10 – 15 раз меньше электричества, чем лампы накаливания той же яркости.
- Имеют просто огромный ресурс, который выражается в 50-ти тыс. часов работы. Причем производители подкрепляют свои обещания гарантийным сроком в 2 или даже 3 года.
- Излучают белый свет, очень похожий на естественный.
- В гораздо меньшей степени боятся ударов и вибраций, чем другие источники света.
- Имеют высокую устойчивость и к перепадам напряжения.
Благодаря всем этим качествам, светодиоды сегодня уверенно вытесняют прочие источники света практически отовсюду. Используются они и в быту, и в фарах автомобилей, и в рекламной деятельности, и в переносных фонариках, один из которых мы научимся сейчас изготавливать.
Необходимые элементы для изготовления
В первую очередь нужно раздобыть все компоненты, из которых будет состоять прибор.Их совсем не много:
- Светодиод.
- Ферритовое кольцо диаметром 10 – 15 мм.
- Провод для намотки диаметром 0,1 и 0,25 мм (куски по 20 – 30 см).
- Резистор на 1 кОм.
- Транзистор типа n-p-n.
- Батарейка.
Хорошо, если удастся достать корпус от покупного фонарика. Если же его нет, для крепления компонентов можно использовать любую основу.
Схема сборки
Если все готово, можем начинать:
- Изготавливаем трансформатор: магнитопроводом самодельного трансформатора выступит ферритовое кольцо. Сначала на него наматывают 45 витков обмоточного провода диаметром 0,25 мм, формируя вторичную обмотку. В дальнейшем к ней будет подключаться светодиод. Далее из провода диаметром 0,1 мм нужно сделать первичную обмотку с 30-ю витками, которая будет подключена к базе транзистора.
- Подбор резистора: сопротивление базового резистора должно составлять примерно 2 кОм.
А вот номинал второго резистора нужно подобрать. Делается это так:
- на его месте устанавливается подстроечный (переменный) резистор.
- Подключив фонарик к новой батарейке, устанавливают на переменном резисторе такое сопротивление, чтобы через светодиод протекал ток силой 22 – 25 мА.
- Замеряют значение сопротивления на переменном резисторе и устанавливают вместо него резистор постоянный с таким же номиналом.
Как видно, схема является предельно простой и вероятность ошибки можно считать минимальной.
Светодиодный фонарь своими руками – схема
Если же фонарик все же оказался неработоспособным, причина может заключаться в следующем:
- При изготовлении обмоток не было соблюдено условие разнонаправленности токов. В этом случае генерация тока во вторичной обмотке происходить не будет. Чтобы схема была рабочей, нужно либо наматывать обмотки в разных направлениях, либо поменять местами выводы одной из обмоток.
- Обмотка содержит слишком малое число витков. Нужно учитывать, что необходимый минимум составляет 15 витков.
Если в обмотке они присутствуют в меньшем количестве, генерация тока опять же будет невозможной.
Светодиодный фонарь своими руками на 12 вольт
Те, кому нужен не фонарь, а целый прожектор в миниатюре, могут собрать прибор с более мощным источником питания. В качестве последнего будет использоваться 12-вольтовый аккумулятор. Данное изделие будет иметь несколько большие размеры, но переносить его все равно будет достаточно легко.
Для создания источника света повышенной мощности нужно приготовить следующее:
- труба полимерная диаметром порядка 50 мм;
- клей для склеивания деталей из ПВХ;
- пара резьбовых фитингов для ПВХ-трубы;
- навинчивающаяся заглушка;
- тумблер;
- светодиод на 12 В;
- 12-вольтовый аккумулятор;
- вспомогательные элементы для монтажа электропроводки – термоусадочные трубки, изолента, пластиковые хомутики.
В качестве источника питания можно использовать несколько аккумуляторов от поломанных радиоуправляемых игрушек, которые объединяются в одну батарею напряжением 12 В. Аккумуляторов, в зависимости от их вида, понадобится от 8-ми до 12-ти.
12-вольтовый светодиодный фонарь собирается так:
- К контактам светодиода припаиваем отрезки провода, которые по длине на пару сантиметров превосходят аккумулятор. При этом необходимо обеспечить надежную изоляцию соединений.
- Провода, подключенные к аккумулятору и светодиоду, оснащаются специальными разъемами, позволяющими выполнять быстроразъемные соединения.
- При сборке схемы тумблер устанавливается так, чтобы по отношению к светодиоду он оказался на противоположной стороне. Электронная начинка готова и если испытания показали, что она работает надлежащим образом, можно приступать к изготовлению корпуса.
Корпус изготавливается из полимерной трубы. Делается это так:
- Труба подрезается до нужной длины, после чего всю электронику помещают внутрь нее.
- Аккумулятор сажаем на клей, чтобы он во время переноски и манипулирования фонарем оставался неподвижным. В противном случае тяжелая батарея может ударить по LED-элементу и вывести его из строя.
- С обоих концов к трубе приклеиваем по резьбовому фитингу. Клей экономить не нужно - соединение должно получиться герметичным. Иначе в этом месте в корпус может просачиваться вода.
- Фиксируем тумблер внутри фитинга, установленного на противоположной относительно светодиода стороне. Выключатель сажаем на клей, при этом он не должен выступать наружу, чтобы на фитинг можно было навинтить заглушку.
Для переключения тумблера заглушку нужно будет откручивать, потом снова устанавливать на место. Это несколько неудобно, но зато такое решение обеспечивает полную герметичность корпуса.
Вопрос цены и качества
Из всех компонентов фонаря наиболее дорогим является 12-вольтовый светодиод. За него придется заплатить 4 – 5 USD.Все остальное можно раздобыть бесплатно: аккумуляторы, как уже говорилось, извлекаются из игрушек с радиоуправлением, пластиковые труба и детали очень часто остаются в виде отходов после монтажа в доме водопровода или отопления.
Если же абсолютно все составляющие придется приобретать в магазине, то стоимость осветительного прибора выльется примерно в 10 USD.
Самодельный светильник из светодиодной ленты можно соорудить легко и быстро. – смотрите инструкцию по изготовлению и делайте свое уникальное изделие.
О том, как правильно установить светодиодную ленту своими руками, читайте .
Заключение
Удобный фонарь, дающий яркий свет и при этом способный долго работать без перезарядки батареи, всегда нужен в хозяйстве. Как вы могли убедиться, его легко можно сделать своими руками, что позволит сэкономить некоторую сумму. Главное - быть внимательным и точно придерживаться всех изложенных в статье рекомендаций.
Видео на тему
Эта статья поможет вам разобраться в том, как смастерить сильный светодиодный фонарь для вашего участка, сада или же дачи. Такой фонарь намного меньше потребляет электроэнергии, к тому же приобрести достаточно хороший фонарик в магазине по доступной цене крайне тяжело. Поэтому, если есть возможность, сделайте его сами.
Соорудить такой фонарь не так уж и сложно, и данная процедура не займет много времени. Стоимость фонаря будет в разы меньше магазинного, а сам предмет определенно качественнее. Вам понадобится небольшой набор инструментов (он перечислен ниже), ваше терпение, настойчивость и, конечно же, желание трудиться. Использование такого фонаря зависит от вашей фантазии: он может располагаться на огороде, в саду, веранде, гараже, беседке, подвале. Разберем один несложный вариант изготовления светодиодного фонаря во всех подробностях ниже.
Набор инструментов для выполнения работы
Понадобится:
- светодиодные лампочки (пару штук);
- резисторы;
- качественный клей (суперклей либо строительный);
- пластина (по возможности алюминиевая, но если такой нет, можно и другой надежный материал);
- светоотражатель;
- кусок пластмассы;
- старый фонарик.
Для начала вам потребуется схема (№ 1), которую вы создадите сами. Из всей работы именно эта самая трудоемкая. Если вы не имеете опыта работы с электроникой, первую схему вам будет сделать довольно сложно. В таких случаях в помощь вам придет Интернет (на разных просторах сайта можно найти варианты, где при заполнении данных полей перед вами появится полноценная готовая схема, с которой вы и будете работать дальше).
Схема электрического фонарика
Завершение: сборка прибора
Начало работы основано на повторном закреплении светодиодов вторым слоем суперклея. Нужно отметить, что при последующем повреждении фонарика замена лампочек не так проста, так как на сегодняшний день изготавливают достаточно стойкий клей, который убрать довольно сложно, поэтому будьте с ним осторожнее.
Припаивание резистора
С помощью паяльной лампы припаяйте резисторы к светодиодам. Стремитесь во время работы не затронуть контакты. Предварительно перед работой необходимо подрезать кончики светодиодов.
Припаивание выводов
Один из трудных этапов конструирования светодиодного фонарика является припаивание выводов лампы к самой вилке. Для фонаря понадобится самая обычная вилка, которая берется для ламп накаливания. Отметьте «+» и «–» выводов – это делается для того, чтобы в дальнейшем не перепутать их. Отметки можно сделать маркером или же один из выводов сделать длиннее другого (на функционирование фонарика это не влияет). Припаяйте все выводы.
Проверяем и заливаем контакты
После того как вся эта конструкция «схватится» (примерно через 20 минут), необходимо подключить ее к питанию и проверить работоспособность. Если все нормально и лампы светятся, то можно приступать к заливке контактов, которая делается обычным воском или парафином. При этом расплавленный воск лучше набирать в шприц и заливать им контакты. Это нужно делать обязательно для того, чтобы в будущем они не могли дотрагиваться друг к другу, вызывая этим замыкание.
Работа со светоотражателями
Теперь перейдем к светоотражателям. Благодаря светоотражателю, который состоит из галогенной лампы, наш фонарик получится очень сильный. Не спеша, изымите из него лампу, уберите смолу (это можно сделать с помощью пинцета или старой отвертки).
Сборка лампы
На этом этапе нам необходимо полностью собрать лампу. Для начала зафиксируем все контакты (у вас должен получиться «диск», на котором располагаются ваши диоды) в светоотражатели. Следите внимательно за тем, чтобы все части плотно примыкали друг к другу. По необходимости вы можете отогнуть алюминий (он мягкий) или же, наоборот, закрепить потуже в нужных местах.
Финальное закрепление и завершение работы
В ходе заливки контактов пластмассой (не берите воск, так как он не подходит – здесь понадобится более надежное крепление) прикрепите к источнику питания (например, к самой простой батарейке 12 Ватт), можно также и к самой вилке. Подождите, пока все застынет, после чего уберите все излишки выводов. Подключите устройство к источнику питания, проверьте, нет ли замыкания в фонарике (время проверки должно быть не менее 2-х минут), все ли закрыто и крепко держится. Если все работает и нет признаков дефекта, тогда можно смело сказать, что ваш супермощный светодиодный фонарь готов к использованию.
Вопрос экономии электроэнергии сегодня актуален, как никогда. Лампы накаливания потребляют большое количество электричества, но при этом не всегда обеспечивают должное освещение. Им на замену пришли светодиодные уличные фонари, осветители для дома и для автомобиля. О том, как самостоятельно сделать светодиодный фонарь, читайте далее.
Инструменты:
Материалы:
Один из простейших способов сделать светодиодную лампу – использовать корпус неработающей старой и установить в него отдельные светодиоды. Это позволяет без дополнительных усилий делать светодиодные фонари своими руками. Но когда работа делается с нуля, приходится работать более тщательно и ответственно. Мы предлагаем вашему вниманию сразу три схемы, по которым можно сделать мощный и экономный диодный фонарь. В каждой из предложенных схем советуем использовать светодиоды с мощностью 3 Вт. Цвет свечения можете подбирать на свое усмотрение (теплый или холодный). Но для дома более приятным будет теплый цвет, придавая помещению пастельные тона. На улице же лучше использовать холодный – он будет немного ярче. Схема светодиодного фонаря №1
В пределах 3,7-14 вольт данная схема показывает отличную стабильность в работе. Обратите внимание, что может падать коэффициент полезного действия при повышении напряжения. На выходе можно настроить напряжение 3,7 и поддерживать его во всем диапазоне. При помощи резистора R3 задайте выходное напряжение, но при этом не уменьшайте его слишком сильно. Нужно рассчитывать максимальный ток на LED1-светодиоде, а также максимально допустимое напряжение на LED2. Если ваш фонарь будет получать питание от Li-ion аккумулятора, то коэффициент полезного действия составит 90-95%. 4,2 вольта обеспечивают КПД в пределах 90%. 3,8 – 95%. Рассчитать можно простой формулой: P = U х I. Выбранный светодиод будет потреблять 0,7 А при напряжении 3,7 вольт. Делаем просчет: 0,7 х 3,7 = 2,59 Вт. От полученного числа отнимаем напряжение аккумулятора и умножаем на потребляемый ток: (4,2 – 3,7) х 0,7 = 0,35 Вт. И теперь вы с легкостью можете узнать точный КПД: (100 / (2.59 + 0.37)) х 2.59 = 87.5%. Мощные светодиоды обязательно нужно устанавливать на радиатор. Его можно взять с компьютерного блока питания. Можно использовать следующий вариант расположения деталей:
Обратите внимание, что при этом транзистор не касается к плате. Произведите следующие действия:
Схема светодиодного фонаря №2
Второй вариант – довольно экономичный. Вам понадобятся КТ819, КТ315 и КТ361. Используя их можно сделать неплохой стабилизатор, хотя потери будут незначительно большими, чем в предыдущем варианте. Схема довольно схожа с первой, однако все делается с точностью до наоборот. Напряжение подается конденсатором С4. Основное отличие в том, что выходной транзистор открывается резистором R1 и КТ315. В первой же схеме закрывается и открывается только КТ315. Все детали должны быть расположены следующим образом:
Дополнительный светодиод обеспечивает при этом хорошую стабилизацию. Следующая информация поможет при создании других низковольтных стабилизаторов.
Схема светодиодного фонаря №3
Последняя рассматриваемая схема позволяет значительно увеличить КПД, получить более высокую яркость свечения. В данном случае вам понадобятся четыре аккумулятора с общей емкостью не менее 13 Ач и дополнительная фокусная линза для светодиодов. В этом случае в дополнительном светодиоде необходимости нет. Все делается в SMD исполнении без транзисторов, которые потребляют энергию дополнительно. Благодаря этому срок автономной работы ощутимо увеличивается. Стабилизатором может выступать TL431. При этом коэффициент полезного действия может варьироваться от 90 до 99 процентов, что более чем хорошо. На выходе лучше всего ставить мощность 3,9 вольт. При этом светодиоды не будут перегорать многие месяцы, а то и годы. Хотя вполне возможен незначительный нагрев радиатора. Но это нормально. Сделать фонарь от 1,5 ВЕсли вам нет необходимости разбираться в сложных схемах, чтобы получить мощный осветительный прибор, предлагаем также простой способ, с помощью которого можно сделать простейшие (хотя и довольно слабые) светодиодные фонари для дома. Такого фонаря вполне хватит для домашнего использования. Чтобы упростить задачу, можно взять старый фонарик с лампой накаливания и работать с ним. Порядок действий следующий:
Когда схема готова, диод светит с максимальной яркостью и все работает, можно переходить к финишной работе.
Сделанный фонарь может полноценно и долго работать даже на разряженной батарее. Если батарейки нет вообще, лампочка загорится даже от нестандартного аккумулятора. Например, если в картошку вставить две проволоки из разных металлов и подключить светодиод. Не факт, что такой способ вам понадобится, но случаи бывают разные. Светодиодные фонари получили хорошие отзывы от покупателей за счет своего низкого энергопотребления, невысокой стоимости и надежности. Лампы накаливания – далеко не лучший на сегодняшний день вариант. И теперь вы знаете, ка сделать светодиодный фонарик самостоятельно из подручных средств. |
