|
|
Главная » 2011 » Апрель » 7 » Светодиодный фонарик
09:26 Светодиодный фонарик |
Статья посвящается туристам-радиолюбителям, и всем, кто так или иначе
сталкивался с проблемой экономичного источника освещения (например палатки
в ночное время). Хотя в последнее время фонарями на светодиодах никого
не удивишь, я все же поделюсь своим опытом в создании подобного прибора,
а также постараюсь ответить на вопросы тех, кто захочет повторить конструкцию.
Примечание: статья рассчитана на "продвинутых" радиолюбителей,
хорошо знающих закон Ома и державших в руках паяльник.
За основу был взят покупной фонарик "VARTA" с питанием от двух
батареек типа АА.
Больше всего в нем мне понравился вращающийся на 360° отражатель, который
позволяет освещать любой угол палатки, если фонарик подвесить под куполом.
Оставалось доработать фонарик, т.е. оснастить его небольшой схемкой для
работы на светодиоды. Поскольку диоды имеют сильно нелинейную ВАХ, задача
заключалась в разработке стабилизатора напряжения, который бы обеспечивал
постоянную яркость свечения по мере разряда батареи и сохранял работоспособность
при возможно более низком напряжении питания. К сожалению, в наших розничных
магазинах мне удалось найти только одну микросхему, удовлетворяющую всем
моим запросам - это Maxim-овский микромощный повышающий DC/DC конвертор
MAX756. По заявленным характеристикам он должен был работать при снижении
входного напряжения до 0.7В .
Схема включения - типовая:
А вот как выглядит схема в собранном виде:
Весь монтаж выполнен навесным способом. В качестве "опорных"
точек служат ножки DIP-микросхемы.
Несколько пояснений к схеме: 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 3.3В.
Поскольку падение напряжения на диодах в номинальном диапазоне токов (15-30мА)
составляет около 3.1В, то лишние 200мВ пришлось высеять на резисторе,
включенном последовательно с выходом. Кроме того, 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. Пожалуй, это самая интересная деталь. Как
видно на фотографиях, светодиоды в схеме не запаяны намертво, а являются
съемной частью конструкции. Это я решил сделать для того, чтобы не курочить
фонарик, и при случае в него можно было бы вставить обычную лампочку.
В результате долгих раздумий на предмет убиения двух зайцев родилась вот
такая конструкция.
 Думаю,
что особых пояснений здесь не требуется. Потрошится родная лампочка от
этого же фонарика, во фланце с 4-х сторон делаются 4 пропила (один там
уже был). 4 светодиода располагаются симметрично по кругу с некоторым
растопыром для большего угла охвата (пришлось немного подпилить их у основания).
Плюсовые выводы (так получилось по схеме) припаиваются на цоколь возле
пропилов, а минусовые вставляются изнутри в центральное отверстие цоколя,
обрезаются и тоже пропаиваются. В результате получается такой вот "ламподиод",
встающий на место обычной лампочки накаливания.
И в заключение, о результатах испытаний. Для тестирования были взяты полудохлые
батарейки, чтобы быстрее довести их до финиша и понять, на что способен
новоиспеченный фонарь. Измерялось напряжение батарей, напряжение на нагрузке
и ток через нагрузку. Прогон начинался с напряжения батареи 2.5В, при
котором светодиоды напрямую уже не горят. Стабилизация выходного напряжения
(3.3В) продолжалась вплоть до снижения напряжения питания до ~1.2В. 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 0.5В! Выходное напряжение
при этом упало до 2.7В, а ток со 100мА до 8мА. Диоды все еще горели, но
их яркости хватало только на освещение замочной скважины в темном подъезде.
После этого батарейки практически перестали разряжаться, т.к. схема перестала
потреблять ток. Погоняв схему в таком режиме еще минут 10, мне стало скучно,
и я ее выключил, т.к. дальнейший прогон интереса не представлял.
Яркость свечения сравнивалась с обычной лампочкой накаливания при такой
же потребляемой мощности. В фонарик вставлялась лампочка 1В 0.068А, которая
при напряжении 3.1В потребляла приблизительно такой же ток, что и светодиоды
(около 100мА). Результат в пользу светодиодов однозначно. |
|
Категория: Электроника |
Просмотров: 3480 |
Добавил: ХЕРадмин
| Рейтинг: 0.0/0 |
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи. [ Регистрация | Вход ]
-->
|
|
