0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сделай сам. Фонарик на светодиодах

Инструкция по изготовлению диодного фонаря своими руками

Светодиодные источники света на сегодняшний день пользуются наибольшим успехом среди потребителей. Особенно популярны диодные фонари. Обзавестись светодиодным ручным фонариком можно по-разному: его можно купить в магазине или же сделать своими руками.

Светодиодный ручной фонарик

Многие люди, которые разбираются в электронике хотя бы немного, по разным причинам, все чаще предпочитают делать такие осветительные приспособления своими руками. Поэтому в данной статье будут рассмотрены несколько вариантов того, как можно самостоятельно сделать диодный ручной фонарик.

Преимущества led-светильников

На сегодняшний день одним из самых выгодных эффективных источников света считается светодиод. Он способен создавать яркий световой поток при небольших мощностях, а также имеет массу других положительных технических характеристик.
Сделать своими руками фонарик из диодов стоит по следующим причинам:

  • отдельные светодиоды стоят не дорого;
  • все моменты сборки достаточно легко реализуются своими руками;
  • самодельный осветительный прибор может работать на батарейках (двух или одной);

Обратите внимание! По причине низкого потребления электроэнергии светодиодов во время работы существует много схем, где в качестве питания прибора выступает всего одна батарейка. При необходимости ее можно будет заменить аккумулятором соответствующих габаритов.

  • наличие простых схем для сборки.

Светодиоды и их свечение

Кроме этого получившийся светильник прослужить значительно дольше, чем аналоги. При этом можно выбрать любой цвет свечения (белый, желтый, зеленый и т.д.). Естественно, что самыми актуальными здесь цветами будут желтый и белый. Но, если нужно сделать особенную подсветку какого-нибудь торжества, то можно использовать и светодиоды с более экстравагантным цветом свечения.

Где можно использовать и особенности светильника

Очень часто бывает ситуация, когда нужен свет, но нет возможности установить систему подсветки и стационарных осветительных приборов. В такой ситуации на выручку придёт переносной светильник. Светодиодный ручной фонарик, который можно сделать с одной или несколькими батарейками, найдет обширное применение в быту:

  • его можно использовать для работы на садовом участке;
  • осуществлять подсветку чуланов и прочих помещений, где отсутствует подсветка;
  • использовать в гараже при осмотре транспортного средства в смотровой яме.

Обратите внимание! При желании по аналогии с ручным фонариком можно сделать модель светильника, которую будет легко установить на любую поверхность. В таком случае фонарик станет уже не переносным, а стационарным источником света.

Чтобы сделать своими руками светодиодный фонарик ручного типа нужно помнить, прежде всего, о недостатках диодов. Действительно широкому распространению led-продукции препятствуют такие ее недостатки, как нелинейная вольтамперная характеристика или ВАХ, а также наличие «неудобного» напряжения для питания. В связи с этим все светодиодные светильники содержат специальные преобразователи напряжения, которые работают от индуктивных накопителей энергии или трансформаторов. В связи с этим перед тем, как приступать к самостоятельной сборке такого светильника своими руками, нужно подобрать необходимую схему.
Собираясь изготовить ручной фонарик из светодиодов необходимо в обязательном порядке продумать его питание. Можно сделать такой светильник на батарейках (двух или одной).
Рассмотрим несколько вариантов того, как можно изготовить диодный ручной фонарик.

Схема со сверхярким светодиодом DFL-OSPW5111Р

Данная схема будет предполагать питание от двух, а не от одной, батарейки. Схема по сборки данного типа осветительного прибора имеет следующий вид:

Схема сборки фонарика

Эта схема предполагает питание светильника от батареек типа АА. При этом в качестве источника света будут взят сверхяркий светодиод DFL-OSPW5111Р с белым типом свечения, имеющий яркость 30 Кд и потребление тока на уровне 80 мА.
Чтобы сделать своими руками мини-фонарик из светодиодов на батарейках, нужно запастись следующими материалами:

  • две батарейки. Достаточно будет обычной «таблетки», но можно использовать и другие виды батареек;
  • «карман» для источника питания;

Обратите внимание! Лучшим выбором будет «карман» для батарейки, сделанный на старой материнской плате.

Сверхяркий диод для фонаря

  • кнопка, с помощью которой будет включаться самодельный светильник;
  • клей.

Из инструментов в данной ситуации нужны будут:

  • пистолет для клея;
  • припой и паяльник.

Когда все материалы и инструменты собраны, можно приступать к работе:

  • сначала из старой материнской платы извлекаем карман батарейки. Для этого нам понадобиться паяльник;

Обратите внимание! Выпаивание детали следует делать очень аккуратно, чтобы в процессе не повредить контакты кармана.

  • кнопку для включения фонарика следует припаять к плюсовому полюсу кармана. Только после этого к ней будет припаиваться ножка светодиода;
  • вторую ножку диода необходимо припаять к минусовому полюсу;
  • в результате получиться простая электрическая цепь. Она будет замыкаться при нажатии кнопки, что и приведет к свечению источника света;
  • после сборки цепи устанавливаем батарейку и проверяем ее работоспособность.

Если схема была собрана правильно, то при нажатии на кнопку светодиод начнет светиться. После проверки, для повышения прочности цепи, электрические спайки контактов можно залить горячим клеем. После этого цепи помещаем в корпус (можно использовать от старого фонарика) и пользуемся на здоровье.
Плюсом такого метода сборки являются небольшие габариты светильника, который легко поместиться в кармане.

Читать еще:  Как утеплить старые деревянные окна

Второй вариант сборки

Еще одним способом сделать светодиодный самодельный фонарик – использовать старый светильник, в котором перегорела лампочка. В данном случае можно также запитать прибор одной батарейкой. Здесь для сборки будет использоваться следующая схема:

Схема для сборки карманного фонарика

Сборка по этой схеме происходит следующим образом:

  • берем ферритовое кольцо (его можно извлечь из люминесцентной лампы) и наматываем на него 10 витков провода. Провод должен иметь сечение 0,5-0,3 мм;
  • после того, как намотали 10 витков, делаем отвод или петельку и снова мотает 10 витков;

Обмотанное ферритовое кольцо

  • далее по схеме соединяем трансформатор, светодиод, батарейку (одной пальчиковой будет вполне достаточно) и транзистор КТ315. Можно еще поставить конденсатор для яркости свечения.

Если диод не засиял, значит необходимо поменять полярность батарейки. Если не помогло, то дело было не в батарейке и нужно проверить корректность подключения транзистора и источника света. Теперь дополняем нашу схему оставшимися деталями. Теперь схема должна иметь следующий вид:

Схема с дополнениями

При включении в схему конденсатора С1 и диода VD1, диод начнет светить намного ярче.

Визуализации схемы с дополнениями

Теперь только осталось выбрать резистор. Лучше всего ставить переменный резистор на 1,5 кОма. После этого нужно отыскать то место, в котором светодиод буде светит ярче всего. Далее сборка фонарика с одной батарейкой предполагает проведение следующих действий:

  • теперь разбираем старый светильник;
  • из узкого однобокого стеклотекстолита вырезаем круг, который должен соответствовать диаметру трубки осветительного прибора;

Обратите внимание! Под соответствующий диаметр трубки стоит подбирать все детали электроцепи.

Детали подходящего размера

  • далее размечаем плату. После этого ножиком разрезаем фольгу и лудим плату. Для этого паяльник должен иметь специальное жало. Его можно сделать своими руками, накрутив на конец инструмента проволоку шириной 1-1,5 мм. Конец проволоки нужно заострить и залудить. Должно получиться примерно так;

Подготовленное жало паяльника

  • припаиваем к подготовленной плате детали. Она должна иметь следующий вид:

  • после этого соединяем припаянную плату с первоначальной схемой и проверяем ее работоспособность.

Проверка работоспособности схемы

После проверки нужно хорошо припаять все детали. Особенно важно нормально припаять светодиод. Также стоит уделить внимание контактам, идущим к одной батарейке. В итоге должно получиться следующее:

Плата с припаянным светодиодом

Теперь осталось только вставить все в фонарик. После этого края платы можно покрыть лаком.

Готовый светодиодный самодельный фонарик

Такой фонарик можно запитать даже от одной разряженной батарейки.

Разновидности схем сборки

Для того чтобы своими руками собрать светодиодный фонарик, можно использовать самые разнообразные схемы и варианты сборки. Правильно подобрав схему можно даже сделать мигающий осветительный прибор. В такой ситуации следует использовать специальный мигающий светодиод. Такие схемы обычно включают транзисторы и несколько диодов, которые подключаются к различным источникам питания, в том числе и к батарейкам.
Есть варианты сборки ручного диодного светильника, когда вообще можно обойтись без батареек. К примеру, в такой ситуации можно использовать следующую схему:

Схема сборки фонарика без батарейки

Здесь в качестве источника питания будет выступать шаговый двигатель, взятый из дисковода гибких дисков. Он генерирует поток из свободных электронов за счет совершения ротором маятниковых движений.

Заключение

Для самостоятельной сборки светодиодного фонарика существует большое количество разнообразных схем. Мы привели лишь самые популярные из них. При желании можно даже модифицировать базовую схему, подогнав ее к собственным запросам.

Как сделать светодиодный фонарь своими руками?

Если по какой-либо причине нельзя воспользоваться стационарной электрической сетью, а в хозяйстве отсутствует переносной автономный светильник, то можно своими руками собрать светодиодный фонарь.

Преимущества LED светильников

Светодиодные осветительные элементы вытесняют с рынка привычные лампы накаливания. Это вызвано рядом преимуществ LED технологий:

  1. Отдача света в полупроводниках происходит более интенсивно. Они превосходят лампы накаливания по освещенности в 8 раз, а также работают лучше, чем натриевые или энергосберегающие приборы.
  2. За счет высокого коэффициента полезного действия по сравнению с распространенными лампочками светодиоды способны сэкономить от 60 до 90% электроэнергии. LED устройства расходуют меньше ресурсов, чем энергосберегающие (на 15-20%).
  3. Стоимость обслуживания полупроводников ниже, так как они имеют небольшое количество отказов и сбоев. Светодиоды используются в сложных эксплуатационных условиях – для аварийных систем, на высотных архитектурных объектах, в конструкциях с дорогой установкой, в освещении мостов.
  4. Новые приборы устанавливаются быстро, с немалой экономией по затратам на кабель, который в полупроводниках нужен меньшего диаметра.
  5. Продолжительность службы LED устройств: более 15 лет при работе по 8 часов в сутки.
  6. Для питания светодиодов применяют низкое напряжение. Это делает их монтаж и эксплуатацию безопаснее аппаратуры, рассчитанной на 220/380 В.
  7. Полупроводники обладают хорошей устойчивостью к вибрации, повышенной механической прочностью, высокими температурными характеристиками.
  8. Индекс цветопередачи полупроводниковых приборов превышает 80. Без потери энергии и использования фильтров устройства способны обеспечить глубокие и чистые цвета света.
  9. LED приборы подходят для таймеров, датчиков объема, диммеров (регуляторов силы света). Светодиоды широко применяются в программируемой аппаратуре с изменяемой интенсивностью освещения.
  10. В диодных изделиях отсутствуют ультрафиолетовое и инфракрасное излучения, свет монохроматический, нет стробирования и бликов. Это позволяет применять их в осветительных системах разного назначения, размеров и форм.
  11. У светодиодов минимальное время запуска. Даже при морозной погоде прибор мгновенно набирает цветовую температуру и заданный уровень освещенности.
  12. Из-за отсутствия вредных излучений и тепла полупроводники могут безопасно применяться в медицинских целях, а также для освещения помещений с людьми, животными и растениями.
  13. Приборы перерабатываются после выслуги положенного срока без получения опасных для экологии веществ.

Схема аккумуляторного фонарика на светодиодах

Простые схемы с обычными лампами являются энергозатратными. Они обладают слабым световым потоком и приводят к быстрому выходу ламп из строя. Чтобы избавиться от указанных недостатков, применяют более сложные устройства с аккумуляторами вместо батареек и светодиодами, которые заменяют лампы накаливания.

Читать еще:  Газонокосилка своими руками: чертежи, фото, видео

Для улучшения рабочих характеристик фонаря в его цепь включают дополнительные элементы:

  1. Зарядка осуществляется от сети 220 В через выпрямитель с использованием сглаживающего конденсатора С1. Схема сделана так, чтобы часть электроэнергии преобразовывалась в тепло и ограничивалось напряжение, прикладываемое к аккумулятору.
  2. Для индикации процесса зарядки в схему включен светодиод VD1.
  3. В качестве нагрузки в фонарике используют светодиоды.

Схема со сверхярким светодиодом DFL-OSPW5111Р

Для работы светодиодов в такой схеме используются 2 батарейки АА. DFL-OSPW5111Р отличается высокой яркостью света (30 cd). Требуемый для работы ток – 80 мА. Свечение прибора является белым.

В качестве стабилизатора напряжения часто используют готовый узел – микросхему ADP1110 (1111), которая относится к семейству переключающих регуляторов, способного функционировать от источников питания напряжением от 2 до 12 В. Устройство имеет стационарные выходы 12 В, 5,5 В, 3,3 В.

Возможно запрограммировать разные режимы работы микросхемы:

  • 200 мА при 5 В, если использовать 12 В вход и режим снижения;
  • 100 мА при 5 В от 3 В выхода и режим повышения.

Питание от батареек любых типов поступает на конденсатор постоянного тока относительно большой емкости и с его обкладок на ADP1110. В качестве источника энергии можно использовать, например, «таблетки».

Для дополнительной фильтрации напряжения и ограничения пульсаций тока в схеме используют катушку индуктивности и диод Шотки. В последнем за счет перехода металл-проводник возникает барьерный эффект. Прибор характеризуется малым прямым сопротивлением, повышенным быстродействием и небольшой емкостью перехода.

Необходимые состовляющие для сборки

Для сборки фонарика своими руками понадобится:

  • провода медные;
  • батарейки («таблетки») или аккумулятор;
  • светодиоды;
  • устройство для размещения источника питания;
  • паяльник и припой;
  • нож;
  • клей – жидкие гвозди, эпоксидная смола, суперклей (лучше иметь пистолет для его точного нанесения);
  • выключатель;
  • детали стабилизатора напряжения в зависимости от схемы (можно использовать микромодуль подзарядки, например, ТР4056; или собрать цепь из отдельных элементов самостоятельно);
  • корпус фонарика;
  • линзы для светодиода.

Как собрать своими руками?

Собрать светодиодный фонарь несложно при наличии минимальных навыков работы с паяльником. Например, можно воспользоваться старой материнской платой персонального компьютера и выпаять из нее «карман» для фиксации батареи питания. Это следует делать аккуратно, чтобы не повредить поверхность и контакты.

Корпус небольшого фонарика можно сделать из шприца. Для этого нужно малярным ножом срезать конус, на который устанавливается игла, и вынуть поршень.

Чтобы избежать перегрева светодиода, из алюминиевой пластинки нужно вырезать радиатор по размеру линзы. С помощью суперклея корпус держателя линзы соединяют с алюминиевым радиатором.

Медной проволокой пропаять контакты диода. В качестве изоляции можно воспользоваться термокембриком и зажигалкой.

Часть с линзой и светодиодом следует закрепить с помощью клея к корпусу из шприца.

Контакты светодиода соединяем с контактами аккумулятора и вставляем во внутрь конструкции.

Если плата модуля зарядки не помещается в оставшуюся часть шприца, ее можно разделить на две части и соединить между собой скотчем. Разорванные контакты следует пропаять медной проволокой.

Микровыключатель через резистор требуется подсоединить к плате модуля зарядки. Остальные контакты модуля расключаются в соответствии со схемой.

На поверхности после сборки фонарика должны остаться разъем micro-usb и кнопка выключателя. При правильном выполнении работ от одной зарядки такой фонарик будет работать 10-12 часов.

Доработка готового светодиодного фонаря

В некоторых случаях проще купить недорогой готовый фонарик на светодиодах и с помощью небольших усовершенствований сделать более совершенную модель.

Например, в устройстве HG-528 HUAGE и подобных ему по схемным решением фонарях, часто выходят из строя диоды EL1-EL5. Проблема возникает из-за того, что хозяева часто забывают отключить полупроводниковые элементы при зарядке от сети.

Свой фонарик можно переделать так, что произвести зарядку будет невозможно, если не изменить положение переключателя SA1 так, чтобы отключить светодиоды. Кроме этого, недолговечные аккумуляторы этих устройств можно заменить на более энергоемкие литий-ионные приборы от мобильных телефонов. Для чего из фонаря удаляются выпрямительные диоды VD1-VD4 и фильтр, состоящий из емкости С1 и двух резисторов R1, R2.

На освободившееся место размещают после небольшого выпиливания пластиковых деталей корпуса аккумулятор от сотового. Последний медным проводом соединяется со схемой прибора.

У Lentel GL01 светодиодного аккумуляторного фонаря разработчиками допущена ошибка в электрической схеме, которая также приводит к выходу из строя устройство, если она включена на зарядку при не отключенных светодиодах. К тому же, параллельно включены 7 диодов, что является причиной неравномерности тока, протекающего через них во время работы фонарика за счет отличающихся вольт-амперных характеристик полупроводниковых элементов. Это приводит к частому перегоранию как самих светодиодов, так и резистора R4.

Если отдельные резисторы (45 – 55 Ом) включить с каждым светодиодом последовательно, и резистор R4 убрать из цепи, то величины токов выровняются. Чтобы исключить во время зарядки аккумулятора попадание напряжения на светодиоды зарядного устройства, нужно HL1 (индикатор) подключить к первому выводу SA1.

Как отремонтировать светодиодный фонарик?

Наиболее распространенными причинами поломок фонарей, в которых в качестве осветительных приборов используются светодиоды, являются:

  • неисправности светодиодов;
  • отсутствие в цепи питающего напряжения;
  • поломка выключателя;
  • выход из строя проводов, которые идут от светодиода к аккумулятору;
  • контакты, к которым подключены элементы питания, окислились;
  • пробой или выгорание электронных элементов схемы.

Например, ремонт светодиодного фонарика-ручки часто связан с заменой полевого транзистора КТ315, который в схеме включен последовательно с одной из обмоток высокочастотного трансформатора Т1. Параллельно транзистору расположен светодиод VD1, являющийся нагрузкой блокинг-генератора.

Читать еще:  Самодельный электро сноуборд

Выбор разработчиками такого элемента, как КТ315, связан с его низкой стоимостью. Поэтому при ремонте устройства вместо установленного проводникового прибора можно использовать другие типы транзисторов с частотой более 200 МГц.

Если необходимо заменить трансформатор, то понадобится проволока 0,2 мм диаметром.

Нужно намотать по 20 витков для каждой обмотки в случае, когда используется ферромагнитное кольцо. При отсутствии последнего подойдет цилиндр, на который потребуется намотать обмотки уже по 100 витков каждая.

Ремонт прибора следует начинать с внешнего осмотра осветительных и электронных элементов цепи, проводов. При отсутствие явных признаков неисправности – выгоревших деталей, оборванных соединений, наличия налета и окислов, нарушающих нормальный электрический контакт, – понадобятся измерительные приборы, с помощью которых можно обнаружить вышедшие из строя электронные части.

Сделай сам. Фонарик на светодиодах

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 (ссылка 1 и ссылка 2), 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 изучить тут.

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.

В Sprint-Layout набросал плату драйвера, вытравил, спаял и так же приклеил к теплоотводу.

Как можно видеть, на плате драйвера установлены конденсаторы 10 мкф на входе и два по 0,1 мкф. Так вот, без них ток через светодиод составлял 850 мА, после их установки – 1030 мА. Далее, через прокладку из тонкого стеклотекстолита, приклеил к радиатору контроллер зарядки литиевого аккумулятора TP4056.

Сначала хотел всю конструкцию приклеить к отражателю:

Но этого оказалось не достаточно и пришлось сформировать подиум.

Далее упаковка АКБ в корпус фонаря, пайка проводов к кнопке и контроллеру.

Такую компоновку выбрал по причине не желания ковырять в корпусе фонаря отверстие под зарядку – все-же фонарь водонепроницаемый. Минус конечно есть – провода перекручиваются при наворачивании конструкции на корпус фонаря, но я сделал их длину с запасом и изломов нет. В результате получился хороший фонарь на мощном светодиоде в водонепроницаемом корпусе. В качестве зарядки – зарядное от смартфона с током 1 А.

Время работы составляет порядка двух часов, далее яркость снижается, но и этого времени вполне достаточно чтоб освещать пространство очень ярким светом. Специально для сайта «Электрические схемы» — Кондратьев Николай, Г. Донецк.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector