Понастоящем прекъсванията на електрозахранването са станали много чести, така че в радиолюбителската литература се обръща много внимание на местните източници на енергия. Не е много енергоемък, но много полезен при аварийно изключване, е компактен акумулаторен фенер (AKF), чиято батерия използва три запечатани никел-кадмиеви дискови батерии D 0,25. Провалът на ACF по една или друга причина предизвиква значително разочарование. Въпреки това, ако приложите малко изобретателност, разберете дизайна на самото фенерче и знаете елементарна електротехника, тогава той може да бъде ремонтиран и вашият малък приятел ще ви служи дълго време и надеждно.
Проектиране на вериги. Дизайн
Нека започнем, както се очаква, с изучаване на ръководството за употреба 2.424.005 R3 Акумулаторно фенерче "Електроника V6-05". Несъответствията започват веднага след внимателно сравнение на електрическата схема (фиг. 1) и дизайна на фенерчето. Във веригата плюсът идва от батерията, а минусът е свързан към електрическата крушка HL1.
Реално коаксиалната клема HL1 е постоянно свързана към плюса на акумулатора, а минусът е свързан през S1 към резбовата букса. След като внимателно разгледахме инсталационните връзки, веднага забелязваме, че HL1 не е свързан според диаграмата, кондензаторът C1 не е свързан към VD1 и VD2, както е показано на фиг. 1, а към еластичния контакт на конструкцията, натискайки минусовата батерия , което е структурно и технологично удобно, тъй като C1, като най-големият елемент, е доста здраво монтиран със структурни елементи - един от щифтовете на захранващия щепсел, структурно комбиниран с корпуса на ACF и пружинния контакт на батерията; резистор R2 не е свързан последователно с кондензатор С1, а е запоен с единия край към втория щифт на щепсела, а другият към държача U1. Това също не е взето предвид в схемата на ACF в . Останалите връзки съответстват на диаграмата, показана на фиг. 2.
Но ако не вземете предвид дизайнерските и технологичните предимства, които са доста очевидни, тогава по принцип няма значение как е свързан C1, според фиг. 1 или фиг. 2. Между другото, с добра идея за усъвършенстване на веригата на зарядното устройство AKF, не беше възможно да се избегне използването на „допълнителни“ елементи.
Схемата на паметта, при запазване на общия алгоритъм, може да бъде значително опростена чрез сглобяването й съгласно фиг. 3.
Разликата е, че елементите VD1 и VD2 в диаграмата на фиг. 3 изпълняват две функции, което направи възможно намаляването на броя на елементите. Ценеровият диод VD1 за отрицателната полувълна на захранващото напрежение на VD1, VD2 служи като токоизправителен диод, той също е източник на положително референтно напрежение за веригата за сравнение (CC), чиято (втора) функция също се изпълнява от VD2. CC работи по следния начин: когато стойността на EMF на катода VD2 е по-малка от напрежението на неговия анод, протича нормалният процес на зареждане на батерията. Докато батерията се зарежда, стойността на EMF на батерията се увеличава и когато достигне напрежението на анода, VD2 ще се затвори и зарядът ще спре. Стойността на референтното напрежение VD1 (напрежение на стабилизиране) трябва да бъде равна на сумата от спада на напрежението в права посока през VD2 + спад на напрежението през R3VD3 + емф на батерията и се избира за конкретен заряден ток и специфични елементи. ЕДС на напълно зареден диск е 1,35 V.
При тази схема на зареждане светодиодът, като индикатор за състоянието на заряд на батерията, свети ярко в началото на процеса, докато се зарежда, яркостта му намалява, а когато достигне пълен заряд, изгасва. Ако по време на работа се забележи, че произведението на зарядния ток и времето на светене на VD3 в часове е значително по-малко от стойността на неговия теоретичен капацитет, тогава това не означава, че компараторът на VD2 не работи правилно, а това или повече дискове са с недостатъчен капацитет.
условия за ползване
Сега нека анализираме зареждането и разреждането на батерията. Съгласно спецификации (12MO.081.045), времето за зареждане на напълно разредена батерия при напрежение 220 V е 20 часа.Зарядният ток при C1 = 0,5 μF, като се вземе предвид разпространението на капацитета и колебанията в захранващото напрежение, е около 25-28 mA, което отговаря на препоръките, а Препоръчителният разряден ток е два пъти по-голям от зарядния ток, т.е. 50
mA. Броят на пълните цикли на зареждане-разреждане е 392. В реален ACF дизайн, разреждането се извършва на стандартна крушка 3,5 V x 0,15 A (с три диска), въпреки че дава увеличение на яркостта, но също така поради увеличаване на тока от батерията, надвишаващо препоръчаното от спецификациите, влияе отрицателно на експлоатационния живот на батерията, така че такава подмяна едва ли е препоръчителна, тъй като в някои копия на дисковете това може да причини повишено образуване на газ, което от своя страна ще доведе до повишаване на налягането вътре в корпуса и до влошаване на вътрешния контакт, осъществяван от дисковата пружина между активното вещество в опаковката на таблетката и минусовата част на тялото. Това също води до отделяне на електролит през уплътнението, причинявайки корозия и свързаното с това влошаване на контакта както между самите дискове, така и между дисковете и металните елементи на AKF структурата.
Освен това, поради изтичане, водата се изпарява от електролита, което води до увеличаване на вътрешното съпротивление на диска и цялата батерия. При по-нататъшна работа на такъв диск той напълно се поврежда в резултат на превръщането на електролита отчасти в кристален KOH, отчасти в поташ K2CO3. Поради тези причини трябва да се обърне специално внимание на въпросите за зареждане и разреждане.
Практичен ремонт
И така, една от трите батерии се е развалила. Можете да оцените състоянието му с авометър. За да направите това (в подходяща полярност), всеки диск се свързва за кратко със сондите на авометър, настроен да измерва постоянен ток в рамките на 2-2,5 A.
За добри, прясно заредени дискове токът на късо съединение трябва да бъде в рамките на 2-3 A. При ремонт на ACF могат да възникнат две логични опции: 1) няма резервни дискове; 2) има резервни дискове.
В първия случай това решение ще бъде най-простото. Вместо третия, неизползваем диск, е монтирана шайба от медното тяло на неизползваем транзистор от типа KT802, който освен това се вписва добре по размер в повечето дизайни на AKF. За да направите шайба, отстранете клемите на транзисторните електроди и почистете двата края с фина пила от покритието, докато се появи мед, след което те се шлайфат върху фино шлифовъчна хартия, поставена върху равна равнина, след което се полират до блясък върху парче филц с нанесен слой GOI паста. Всички тези операции са необходими, за да се намали влиянието на контактното съпротивление върху времето на горене. Същото важи и за контактните краища на дисковете, чиито потъмнели по време на работа повърхности е желателно да се шлайфат по същите причини.
Тъй като премахването на един диск ще доведе до намаляване на яркостта на блясъка на HL1, в AKF е инсталирана крушка от 2,5 V при 0,15 A или, дори по-добре, крушка от 2,5 V при 0,068 A, която, въпреки че има по-малко мощност, намалява тока на разреждане, което позволява да се доближи до препоръчаното от спецификациите, което ще има благоприятен ефект върху живота на акумулаторните дискове. Практическото разглобяване и анализът на коригиращите причини за повреда на диска показа, че доста често причината за повреда е разрушаването на дисковата пружина. Затова не бързайте да изхвърляте неизползваем диск и, ако имате късмет, можете да го накарате да работи още малко. Тази операция ще изисква достатъчна точност и определени водопроводни умения.
За да го изпълните, ще ви трябва малко менгеме, топка от сачмен лагер с диаметър около 10 мм и гладка стоманена плоча с дебелина 3-4 мм. Плочата се поставя през уплътнение от електрически картон с дебелина 1 мм между челюстите и положителната част на тялото, а топката се поставя между втората челюст и отрицателната част на тялото, ориентирайки топката приблизително в центъра. Електрическото картонено уплътнение е предназначено да елиминира късо съединение на диска, а плочата е проектирана да разпределя равномерно силата и да предотвратява деформацията на положителната част на корпуса на батерията от нарязване върху челюстите на менгемето. Размерът им е очевиден. Постепенно затегнете менгемето. След като натиснете топката 1-2 мм, извадете диска от устройството и контролирайте тока на късо съединение. Обикновено след едно или две скоби повече от половината заредени дискове започват да показват увеличение на тока на късо съединение до 2-2,5 A. След определен ход силата на затягане рязко нараства, което означава, че деформируемата част на корпусът лежи върху таблета. По-нататъшното натискане е непрактично, тъй като води до разрушаване на батерията. Ако след спиране токът на късо съединение не се увеличи, тогава дискът е напълно неизползваем.
Във втория случай простото заместване на диска с друг също може да не доведе до желания резултат, тъй като напълно функционалните дискове имат така наречената „капацитивна“ памет.
Поради факта, че при работа в батерия винаги има поне един диск с по-малък от допустимия капацитет, поради което при разреждане вътрешното съпротивление рязко нараства, което ограничава възможността за пълно разреждане на останалите дискове. Не е препоръчително да подлагате такава батерия на известно презареждане, за да елиминирате това явление, тъй като това няма да доведе до увеличаване на капацитета, а само до повреда на най-добрите устройства. Ето защо, когато сменяте поне един диск в батерията, е препоръчително да ги подложите на принудително обучение (дайте един пълен цикъл на зареждане-разреждане), за да елиминирате горните явления. Зареждането на всеки диск се извършва в един и същ ACF, като се използват шайби от транзистори вместо два диска.
Разрядът се извършва върху резистор със съпротивление 50 ома, осигуряващ разряден ток 25 mA (което отговаря на спецификациите), докато напрежението върху него достигне 1 V. След това дисковете се комбинират в батерия и заредени заедно. След като заредите цялата батерия, разредете я до стандартния HL, докато батерията достигне 3 V. При натоварване от същия HL проверете отново тока на късо съединение на всеки диск, разреден до 1 V.
За дискове, подходящи за работа като част от батерия, токът на късо съединение на всеки диск трябва да бъде приблизително еднакъв. Капацитетът на батерията може да се счита за достатъчен за практическа употреба, ако времето за разреждане до 3 V е 30-40 минути.
Подробности
Предпазител.U1. След като наблюдавахме еволюцията на ACF схемите по време на ремонти в продължение на около две десетилетия, беше забелязано, че в средата на 80-те години някои предприятия започнаха да произвеждат батерии без предпазители с токоограничаващ резистор от 0,5 W и съпротивление от 150-180 ома, което е напълно оправдано, тъй като в случай на повреда Ролята на C1 U1 се играе от R2 (фиг. 1) или R2 (фиг. 2 и 3), чийто проводящ слой се изпарява много по-рано (отколкото U1 изгори при 0,15 A ), прекъсвайки веригата, което се изисква от предпазителя. Практиката потвърждава, че ако резистор за ограничаване на тока с мощност 0,5 W в реална ACF верига се нагрява забележимо, това ясно показва значително изтичане C1 (което е трудно да се определи с авометър, а също и поради промени в неговата стойност с течение на времето) и трябва да бъде сменен.
Кондензатор C1 тип MBM 0,5 μF при 250 V е най-ненадеждният елемент. Той е предназначен за използване в постоянни вериги с подходящо напрежение и използването на такива кондензатори в променливотокови мрежи, когато амплитудата на напрежението в мрежата може да достигне 350 V и като се вземе предвид наличието в мрежата на множество пикове от индуктивни товари , както и времето за зареждане на напълно разреден ACF според спецификациите (около 20 часа), то неговата надеждност като радиоелемент става много ниска. Най-надеждният кондензатор, който има оптимални размери, които му позволяват да се побере в ACF с различни размери на дизайна, е кондензаторът K42U-2 0,22 μF Ch 630 V или дори K42U 0,1 μF Ch 630 V. Намаляване на тока на зареждане до приблизително 15-18 mA, при 0,22 μF и до 8-10 mA при 0,1 μF, на практика предизвиква само увеличаване на времето за зареждане, което не е съществено.
LED индикатор на зарядния ток VD3. В ACF, които нямат LED индикатор на зарядния ток, той може да се монтира чрез свързване към отворената верига в точка А (фиг. 2).
Светодиодът е свързан паралелно с измервателния резистор R3 (фиг. 4), който трябва да се избере при направата на нов или намаляването на C1. При капацитет C1, равен на 0,22 μF вместо 0,5 μF, яркостта на VD3 ще намалее и при 0,1 μF VD3 може изобщо да не свети. Следователно, като се вземат предвид горните зарядни токове, в първия случай резисторът R3 трябва да се увеличи пропорционално на намаляването на тока, а във втория случай трябва да се премахне напълно. На практика, като се има предвид факта, че работата с 220 V е много опасна, по-добре е да изберете съпротивлението R3, като свържете регулируем източник на постоянен ток (RIPS) през милиамперметър към точка B (фиг. 3) и контролирате заряден ток. Вместо R3 временно е свързан потенциометър със съпротивление 1 kOhm, включен от реостат до минималното съпротивление. Чрез увеличаване на напрежението на RIPT, зарядният ток на батерията се настройва на 25 mA.
Без да променяте зададеното напрежение на RIPT, свържете милиамперметъра към отворената верига VD3 в точка C и, като постепенно увеличавате съпротивлението на потенциометъра, постигнете ток през него от 10 mA, т.е. половината от максимума за AL307. Тази точка е особено важна за вериги без ценеров диод, в които в първия момент след включване при зареждане на C1, токът през VD3 може да стане голям, въпреки наличието на токоограничаващ резистор R1 и може да доведе до VD3 провал. В стационарно състояние R1 практически няма ефект върху зарядния ток поради ниското си съпротивление в сравнение с реактивното (около 9 kOhm) съпротивление C1. При модифициране VD3 се монтира в отвор с диаметър 5 mm, пробит симетрично спрямо линията на разделяне в корпуса между опорите на пружинния контакт, свързан към коаксиалния извод HL1 и положителния извод на батерията. Там се поставя измервателният резистор.
Токоизправителни диоди
Като се има предвид наличието на токов удар по време на първоначалното зареждане на C1, за да се увеличи надеждността в токоизправителя AKF, препоръчително е да се използват всякакви силициеви импулсни диоди с обратно напрежение от 30 V или повече.
Нестандартно използване на ACF
Чрез направата на адаптер от основата на неизползваема крушка и захранващия конектор на радиоприемник, AKF може да се използва не само като източник на светлина, но и като източник на вторично захранване с напрежение 3,75 V. средно ниво на звука (ток на консумация 20-25 mA), капацитетът му е напълно достатъчен за слушане на VEF в продължение на няколко часа.
В някои случаи, при липса на електричество, ACF може да се презарежда от радиолиния. Собствениците на AKF с LED индикатор могат да наблюдават процеса на динамично мигане на светодиода. VD3 изгаря особено гладко от „тежък“ рок, така че ако не обичате да слушате, заредете ACF, използвайте енергията за мирни цели. Физическият смисъл на това явление е, че реактивното съпротивление намалява с нарастваща честота, следователно при значително по-ниско напрежение (15-30 V) импулсната стойност на зарядния ток през индикатора е достатъчна, за да свети и, естествено, да се презареди.
Литература:
- Вузецки В.Н. Зарядно устройство за акумулаторно фенерче // Радиолюбител .- 1997. - № 10. - С. 24.
- Терешчук Р.М. и др.. Полупроводникови приемни и усилвателни устройства: Справ. радиолюбител - Киев: Наук. Думка, 1988
За безопасност и възможност за продължаване на активни дейности на тъмно човек се нуждае от изкуствено осветление. Примитивните хора отблъснаха тъмнината, като подпалиха клони на дървета, след което измислиха факла и керосин. И едва след изобретяването на прототипа на съвременна батерия от френския изобретател Джордж Лекланш през 1866 г. и лампата с нажежаема жичка през 1879 г. от Томсън Едисън, Дейвид Мейзел има възможността да патентова първото електрическо фенерче през 1896 г.
Оттогава нищо не се е променило в електрическата верига на новите образци на фенерче, докато през 1923 г. руският учен Олег Владимирович Лосев открива връзка между луминесценцията в силициевия карбид и p-n прехода, а през 1990 г. учените успяват да създадат светодиод с по-голяма светлинна мощност ефективност, което им позволява да заменят крушка с нажежаема жичка Използването на светодиоди вместо лампи с нажежаема жичка, поради ниската консумация на енергия на светодиодите, направи възможно многократно увеличаване на времето за работа на фенерчета със същия капацитет на батерии и акумулатори, повишаване на надеждността на фенерчетата и практически премахване на всички ограничения за областта на тяхното използване.
LED акумулаторното фенерче, което виждате на снимката, дойде при мен за ремонт с оплакване, че китайското фенерче Lentel GL01, което купих онзи ден за $3, не свети, въпреки че индикаторът за зареждане на батерията свети.
Външният оглед на фенера направи положително впечатление. Качествена отливка на корпуса, удобна дръжка и превключвател. Щепселите за свързване към битова мрежа за зареждане на батерията са направени прибиращи се, което елиминира необходимостта от съхранение на захранващия кабел.
внимание! Когато разглобявате и ремонтирате фенерчето, ако е свързано към мрежата, трябва да внимавате. Докосването на открити части на верига, свързана към електрически контакт, може да доведе до токов удар.
Как да разглобите акумулаторен фенер Lentel GL01 LED
Въпреки че фенерчето беше предмет на гаранционен ремонт, спомняйки си преживяванията си по време на гаранционния ремонт на повредена електрическа кана (чайникът беше скъп и нагревателният елемент в него изгоря, така че не беше възможно да го поправя със собствените си ръце), аз реших сам да направя ремонта.
Беше лесно да разглобите фенера. Достатъчно е да завъртите пръстена, който закрепва защитното стъкло, под малък ъгъл обратно на часовниковата стрелка и да го издърпате, след което развийте няколко винта. Оказа се, че пръстенът е фиксиран към тялото с помощта на байонетна връзка.
След отстраняване на една от половинките на тялото на фенерчето се появи достъп до всичките му компоненти. Вляво на снимката можете да видите печатна платка със светодиоди, към която с три винта е закрепен рефлектор (светлоотразител). В центъра има черна батерия с неизвестни параметри, има само маркировка на полярността на клемите. Вдясно от акумулатора има печатна платка за зарядно и индикация. Отдясно има щепсел с прибиращи се пръти.
При по-внимателно изследване на светодиодите се оказа, че върху излъчващите повърхности на кристалите на всички светодиоди има черни петна или точки. Стана ясно и без проверка на светодиодите с мултицет, че фенерчето не свети поради прегарянето им.
Имаше и почернели зони върху кристалите на два светодиода, инсталирани като подсветка на таблото за индикация за зареждане на батерията. В LED лампите и лентите един светодиод обикновено се повреди и действайки като предпазител, той предпазва останалите от изгаряне. И всичките девет светодиода във фенерчето отказаха едновременно. Напрежението на батерията не може да се увеличи до стойност, която може да повреди светодиодите. За да разбера причината, трябваше да начертая електрическа схема.
Намиране на причината за повредата на фенерчето
Електрическата верига на фенера се състои от две функционално завършени части. Частта от веригата, разположена вляво от превключвателя SA1, действа като зарядно устройство. И частта от веригата, показана вдясно от превключвателя, осигурява блясъка.
Зарядното работи по следния начин. Напрежението от домакинската мрежа 220 V се подава към токоограничаващия кондензатор C1, след това към мостов токоизправител, монтиран на диоди VD1-VD4. От токоизправителя напрежението се подава към клемите на батерията. Резисторът R1 служи за разреждане на кондензатора след изваждане на щепсела на фенерчето от мрежата. Това предотвратява токов удар от разреждане на кондензатора в случай, че ръката ви случайно докосне два щифта на щепсела едновременно.
LED HL1, свързан последователно с токоограничаващ резистор R2 в обратна посока с горния десен диод на моста, както се оказва, винаги свети, когато щепселът е включен в мрежата, дори ако батерията е повредена или изключена от веригата.
Превключвателят за режим на работа SA1 се използва за свързване на отделни групи светодиоди към батерията. Както можете да видите от диаграмата, се оказва, че ако фенерчето е свързано към мрежата за зареждане и плъзгачът на превключвателя е в позиция 3 или 4, тогава напрежението от зарядното устройство за батерии също отива към светодиодите.
Ако човек включи фенерчето и открие, че не работи, и без да знае, че плъзгачът на превключвателя трябва да бъде поставен в положение „изключено“, за което нищо не се казва в инструкциите за експлоатация на фенерчето, свързва фенерчето към мрежата за зареждане, тогава за сметка Ако има скок на напрежението на изхода на зарядното устройство, светодиодите ще получат напрежение, значително по-високо от изчисленото. През светодиодите ще тече ток, който надвишава допустимия ток и те ще изгорят. Тъй като киселинната батерия старее поради сулфатиране на оловните пластини, напрежението на зареждане на батерията се увеличава, което също води до изгаряне на светодиода.
Друго схемно решение, което ме изненада, беше паралелното свързване на седем светодиода, което е неприемливо, тъй като характеристиките на тока и напрежението дори на светодиоди от един и същи тип са различни и следователно токът, преминаващ през светодиодите, също няма да бъде същият. Поради тази причина при избора на стойността на резистора R4 въз основа на максимално допустимия ток, протичащ през светодиодите, един от тях може да се претовари и да се повреди и това ще доведе до свръхток на паралелно свързани светодиоди и те също ще изгорят.
Преработка (модернизация) на електрическата верига на фенера
Стана очевидно, че повредата на фенерчето се дължи на грешки, допуснати от разработчиците на неговата електрическа схема. За да поправите фенерчето и да предотвратите повторното му счупване, трябва да го направите отново, като смените светодиодите и направите малки промени в електрическата верига.
За да може индикаторът за зареждане на батерията действително да сигнализира, че се зарежда, светодиодът HL1 трябва да бъде свързан последователно с батерията. За да светне светодиод, е необходим ток от няколко милиампера, а токът, подаван от зарядното устройство, трябва да бъде около 100 mA.
За да се осигурят тези условия, достатъчно е да изключите веригата HL1-R2 от веригата на местата, обозначени с червени кръстове, и да инсталирате допълнителен резистор Rd с номинална стойност 47 ома и мощност най-малко 0,5 W паралелно с него . Токът на зареждане, протичащ през Rd, ще създаде спад на напрежението от около 3 V в него, което ще осигури необходимия ток за светване на индикатора HL1. В същото време точката на свързване между HL1 и Rd трябва да бъде свързана към щифт 1 на превключвателя SA1. По този прост начин ще бъде невъзможно да се подаде напрежение от зарядното устройство към светодиодите EL1-EL10, докато зареждате батерията.
За да се изравни големината на токовете, протичащи през светодиодите EL3-EL10, е необходимо да се изключи резистор R4 от веригата и да се свърже отделен резистор с номинална стойност 47-56 ома последователно с всеки светодиод.
Електрическа схема след модификация
Малки промени, направени във веригата, увеличиха информационното съдържание на индикатора за зареждане на евтино китайско LED фенерче и значително повишиха неговата надеждност. Надявам се, че производителите на LED фенерчета ще направят промени в електрическите вериги на своите продукти, след като прочетат тази статия.
След модернизацията електрическата схема придоби формата, както е на чертежа по-горе. Ако трябва да осветявате фенерчето дълго време и не се нуждаете от висока яркост на светенето му, можете допълнително да инсталирате токоограничаващ резистор R5, благодарение на който времето за работа на фенерчето без презареждане ще се удвои.
Ремонт на LED фенери на батерии
След разглобяването, първото нещо, което трябва да направите, е да възстановите функционалността на фенерчето и след това да започнете да го надграждате.
Проверката на светодиодите с мултицет потвърди, че са дефектни. Затова всички светодиоди трябваше да бъдат разпоени и отворите освободени от спойка, за да се монтират нови диоди.
Съдейки по външния вид, платката е оборудвана с тръбни светодиоди от серията HL-508H с диаметър 5 mm. Налични са светодиоди тип HK5H4U от линейна LED лампа с подобни технически характеристики. Бяха ми полезни за ремонт на фенера. Когато запоявате светодиоди към платката, не забравяйте да спазвате полярността, анодът трябва да бъде свързан към положителния извод на батерията или батерията.
След смяната на светодиодите, печатната платка беше свързана към веригата. Яркостта на някои светодиоди беше малко по-различна от другите поради общия резистор за ограничаване на тока. За да се премахне този недостатък, е необходимо да се премахне резистор R4 и да се замени със седем резистора, свързани последователно с всеки светодиод.
За избор на резистор, който осигурява оптимална работа на светодиода, беше измерена зависимостта на тока, протичащ през светодиода, от стойността на последователно свързаното съпротивление при напрежение 3,6 V, равно на напрежението на батерията на фенерчето.
Въз основа на условията за използване на фенерчето (в случай на прекъсване на електрозахранването в апартамента) не се изисква висока яркост и обхват на осветяване, така че резисторът е избран с номинална стойност от 56 ома. С такъв токоограничаващ резистор светодиодът ще работи в светлинен режим и консумацията на енергия ще бъде икономична. Ако трябва да изтръгнете максимална яркост от фенерчето, тогава трябва да използвате резистор, както се вижда от таблицата, с номинална стойност 33 ома и да направите два режима на работа на фенерчето, като включите друг общ ток- ограничителен резистор (на диаграмата R5) с номинална стойност 5,6 ома.
За да свържете резистор последователно към всеки светодиод, първо трябва да подготвите печатната платка. За да направите това, трябва да изрежете всеки един токопроводящ път върху него, подходящ за всеки светодиод, и да направите допълнителни контактни площадки. Тоководещите пътища на платката са защитени със слой лак, който трябва да се изстърже с острие на нож до медта, както е на снимката. След това калайдисайте оголените контактни площадки с припой.
По-добре и по-удобно е да подготвите печатна платка за монтиране на резистори и запояване, ако платката е монтирана на стандартен рефлектор. В този случай повърхността на LED лещите няма да бъде надраскана и ще бъде по-удобна за работа.
Свързването на диодната платка след ремонт и модернизация към батерията на фенерчето показа, че яркостта на всички светодиоди е достатъчна за осветяване и същата яркост.
Преди да имам време да ремонтирам предишната лампа, ремонтираха втора, със същата грешка. Не намерих никаква информация за производителя или технически спецификации на тялото на фенерчето, но съдейки по стила на производство и причината за повредата, производителят е същият, китайският Lentel.
По датата на корпуса на фенера и на батерията е възможно да се установи, че фенерът е вече на четири години и според собственика му фенерът работи безупречно. Очевидно е, че фенерчето издържа дълго време благодарение на предупредителния знак „Не включвайте по време на зареждане!“ върху шарнирен капак, покриващ отделение, в което е скрит щепсел за свързване на фенера към електрическата мрежа за зареждане на батерията.
В този модел фенерче светодиодите са включени във веригата според правилата, последователно с всеки е инсталиран резистор 33 Ohm. Стойността на резистора може лесно да бъде разпозната чрез цветно кодиране с помощта на онлайн калкулатор. Проверка с мултицет показа, че всички светодиоди са дефектни, резисторите също са счупени.
Анализът на причината за повредата на светодиодите показа, че поради сулфатиране на плочите на киселинната батерия вътрешното му съпротивление се е увеличило и в резултат на това напрежението на зареждане се е увеличило няколко пъти. По време на зареждане фенерчето беше включено, токът през светодиодите и резисторите надхвърли лимита, което доведе до повредата им. Трябваше да сменя не само светодиодите, но и всички резистори. Въз основа на горепосочените условия на работа на фенерчето, за подмяна бяха избрани резистори с номинална стойност 47 ома. Стойността на резистора за всеки тип светодиод може да се изчисли с помощта на онлайн калкулатор.
Редизайн на веригата за индикация на режима на зареждане на батерията
Фенерът е ремонтиран и можете да започнете да правите промени във веригата за индикация за зареждане на батерията. За да направите това, е необходимо да изрежете пистата на печатната платка на зарядното устройство и индикацията по такъв начин, че веригата HL1-R2 от страната на светодиода да бъде изключена от веригата.
Оловно-киселинната AGM батерия беше дълбоко разредена и опитът за зареждане със стандартно зарядно беше неуспешен. Трябваше да зареждам батерията с помощта на стационарно захранване с функция за ограничаване на тока на натоварване. Към батерията беше приложено напрежение от 30 V, докато в първия момент тя консумираше само няколко mA ток. С течение на времето токът започна да нараства и след няколко часа се увеличи до 100 mA. След пълно зареждане батерията беше поставена във фенерчето.
Зареждането на дълбоко разредени оловно-киселинни AGM батерии с повишено напрежение в резултат на дългосрочно съхранение ви позволява да възстановите тяхната функционалност. Тествах метода върху AGM батерии повече от дузина пъти. Нови батерии, които не искат да се зареждат от стандартни зарядни устройства, се възстановяват почти до първоначалния си капацитет, когато се зареждат от постоянен източник с напрежение 30 V.
Батерията се разрежда няколко пъти с включване на фенера в работен режим и се зарежда със стандартно зарядно. Измереният заряден ток беше 123 mA, с напрежение на клемите на батерията 6,9 V. За съжаление батерията беше изтощена и беше достатъчна за работа на фенерчето 2 часа. Тоест капацитетът на батерията беше около 0,2 Ah и за продължителна работа на фенера е необходима смяната му.
Веригата HL1-R2 на печатната платка беше успешно поставена и беше необходимо да се изреже само един токопроводящ път под ъгъл, както е на снимката. Ширината на рязане трябва да бъде най-малко 1 мм. Изчисляването на стойността на резистора и тестването на практика показаха, че за стабилна работа на индикатора за зареждане на батерията е необходим резистор 47 Ohm с мощност най-малко 0,5 W.
На снимката е показана печатна платка със запоен токоограничаващ резистор. След тази модификация индикаторът за зареждане на батерията свети само ако батерията действително се зарежда.
Модернизация на превключвателя за режим на работа
За завършване на ремонта и модернизацията на осветителните тела е необходимо да се презапоят проводниците на клемите на превключвателя.
При ремонтираните модели фенерчета за включване се използва четирипозиционен плъзгащ се ключ. Средният щифт на показаната снимка е общ. Когато плъзгачът на превключвателя е в крайна лява позиция, общият извод е свързан към левия извод на превключвателя. При преместване на плъзгача на превключвателя от крайно ляво положение до едно положение надясно, неговият общ щифт е свързан към втория щифт и при по-нататъшно движение на плъзгача последователно към щифтове 4 и 5.
Към средния общ извод (вижте снимката по-горе) трябва да запоите проводник, идващ от положителния извод на батерията. По този начин ще бъде възможно да свържете батерията към зарядно устройство или светодиоди. Към първия щифт можете да запоите кабела, идващ от основната платка със светодиоди, към втория можете да запоите токоограничаващ резистор R5 от 5,6 ома, за да можете да превключите фенера в енергоспестяващ режим на работа. Запоете проводника, идващ от зарядното към най-десния щифт. Това ще ви попречи да включите фенерчето, докато батерията се зарежда.
Ремонт и модернизация
LED акумулаторен прожектор "Foton PB-0303"
Получих още един екземпляр от серия китайски LED фенерчета, наречени Photon PB-0303 LED прожектор за ремонт. Фенерчето не реагира при натискане на бутона за захранване; опитът за зареждане на батерията на фенерчето със зарядно устройство беше неуспешен.
Фенерчето е мощно, скъпо, струва около 20$. Според производителя светлинният поток на фенерчето достига 200 метра, корпусът е изработен от удароустойчива ABS пластмаса, а в комплекта има отделно зарядно и презрамка.
Светодиодният фенер Photon има добра поддръжка. За да получите достъп до електрическата верига, просто развийте пластмасовия пръстен, който държи защитното стъкло, като завъртите пръстена обратно на часовниковата стрелка, когато гледате светодиодите.
Когато ремонтирате електрически уреди, отстраняването на неизправности винаги започва с източника на захранване. Следователно, първата стъпка беше да се измери напрежението на клемите на киселинната батерия с помощта на мултицет, включен в режим. Беше 2,3 V, вместо необходимите 4,4 V. Батерията беше напълно разредена.
При свързване на зарядното устройство напрежението на клемите на батерията не се промени, стана очевидно, че зарядното устройство не работи. Фенерът е използван до пълно разреждане на батерията, след което не е използван дълго време, което е довело до дълбоко разреждане на батерията.
Остава да проверите изправността на светодиодите и другите елементи. За да направите това, рефлекторът беше отстранен, за което бяха развити шест винта. На печатната платка имаше само три светодиода, чип (чип) под формата на капчица, транзистор и диод.
Пет проводника минаха от платката и батерията в дръжката. За да се разбере връзката им, беше необходимо да се разглоби. За да направите това, използвайте кръстата отвертка, за да развиете двата винта във вътрешността на фенерчето, които бяха разположени до отвора, в който влизаха кабелите.
За да отделите дръжката на фенерчето от корпуса, тя трябва да се отдалечи от монтажните винтове. Това трябва да се направи внимателно, за да не се откъснат проводниците от платката.
Оказа се, че в писалката няма радиоелектронни елементи. Два бели проводника бяха запоени към клемите на бутона за включване/изключване на фенерчето, а останалите към конектора за свързване на зарядното. Червен проводник беше запоен към щифт 1 на конектора (номерацията е условна), чийто другият край беше запоен към положителния вход на печатната платка. Към втория контакт беше запоен синьо-бял проводник, чийто другият край беше запоен към отрицателната площадка на печатната платка. Към щифт 3 беше запоен зелен проводник, чийто втори край беше запоен към отрицателния извод на батерията.
Електрическа схема
След като се справихте с проводниците, скрити в дръжката, можете да нарисувате електрическа схема на фенерчето Photon.
От отрицателната клема на акумулатора GB1 се подава напрежение към пин 3 на конектор X1 и след това от неговия пин 2 през синьо-бял проводник се подава към печатната платка.
Конектор X1 е проектиран по такъв начин, че когато щепселът на зарядното устройство не е поставен в него, щифтове 2 и 3 са свързани един с друг. Когато щепселът е поставен, щифтове 2 и 3 са изключени. Това гарантира автоматично изключване на електронната част на веригата от зарядното устройство, елиминирайки възможността за случайно включване на фенерчето по време на зареждане на батерията.
От положителния извод на батерията GB1 се подава напрежение към D1 (микросхема-чип) и емитера на биполярен транзистор тип S8550. ЧИПЪТ изпълнява само функцията на тригер, позволяващ бутон да включва или изключва светенето на EL светодиоди (⌀8 mm, цвят на светене - бял, мощност 0,5 W, консумация на ток 100 mA, спад на напрежението 3 V.). Когато за първи път натиснете бутона S1 от чипа D1, към основата на транзистора Q1 се подава положително напрежение, той се отваря и захранващото напрежение се подава към светодиодите EL1-EL3, фенерчето се включва. Когато натиснете отново бутон S1, транзисторът се затваря и фенерчето се изключва.
От техническа гледна точка такова схемно решение е неграмотно, тъй като увеличава цената на фенерчето, намалява неговата надеждност и освен това, поради спада на напрежението на кръстовището на транзистора Q1, до 20% от батерията капацитетът се губи. Такова схемно решение е оправдано, ако е възможно да се регулира яркостта на светлинния лъч. В този модел, вместо бутон, беше достатъчно да инсталирате механичен превключвател.
Беше изненадващо, че във веригата светодиодите EL1-EL3 са свързани паралелно на батерията като крушки с нажежаема жичка, без елементи за ограничаване на тока. В резултат на това, когато е включен, през светодиодите преминава ток, чиято величина е ограничена само от вътрешното съпротивление на батерията и когато е напълно заредена, токът може да надвиши допустимата стойност за светодиодите, което ще доведе до техния провал.
Проверка на функционалността на електрическата верига
За да се провери изправността на микросхемата, транзистора и светодиодите, беше приложено напрежение 4,4 V DC от външен източник на захранване с функция за ограничаване на тока, поддържаща полярност, директно към захранващите щифтове на печатната платка. Текущата гранична стойност беше зададена на 0,5 A.
След натискане на бутона за захранване светодиодите светнаха. След повторно натискане изгаснаха. Светодиодите и микросхемата с транзистора се оказаха изправни. Остава само да разбера батерията и зарядното устройство.
Възстановяване на киселинна батерия
Тъй като киселинната батерия 1.7 A беше напълно разредена и стандартното зарядно устройство беше дефектно, реших да я зареждам от стационарно захранване. При свързване на батерията за зареждане към захранване с зададено напрежение 9 V, токът на зареждане е по-малък от 1 mA. Напрежението беше увеличено до 30 V - токът се увеличи до 5 mA и след час при това напрежение вече беше 44 mA. След това напрежението беше намалено до 12 V, токът падна до 7 mA. След 12 часа зареждане на батерията при напрежение 12 V, токът се повиши до 100 mA и батерията беше заредена с този ток в продължение на 15 часа.
Температурата на кутията на батерията беше в нормални граници, което показва, че зарядният ток не се използва за генериране на топлина, а за акумулиране на енергия. След зареждане на батерията и финализиране на веригата, която ще бъде разгледана по-долу, бяха проведени тестове. Фенерчето с възстановена батерия свети непрекъснато 16 часа, след което яркостта на лъча започва да намалява и затова се изключва.
Използвайки описания по-горе метод, трябваше многократно да възстановявам функционалността на дълбоко разредените киселинни батерии с малък размер. Както показа практиката, могат да бъдат възстановени само работещи батерии, които са били забравени за известно време. Киселинните батерии, които са изчерпали експлоатационния си живот, не могат да бъдат възстановени.
Ремонт на зарядно
Измерването на стойността на напрежението с мултицет на контактите на изходния конектор на зарядното устройство показа липсата му.
Съдейки по стикера, залепен върху тялото на адаптера, това е захранване, което произвежда нестабилизирано постоянно напрежение от 12 V с максимален ток на натоварване от 0,5 A. Няма елементи в електрическата верига, които ограничават количеството на зарядния ток, така че възникна въпросът защо в Използвахте ли обикновено захранване като зарядно?
При отваряне на адаптера се появи характерна миризма на изгоряло електрическо окабеляване, което показва, че намотката на трансформатора е изгоряла.
Тестът за непрекъснатост на първичната намотка на трансформатора показа, че тя е счупена. След отрязване на първия слой лента, изолираща първичната намотка на трансформатора, беше открит термичен предпазител, предназначен за работна температура от 130°C. Тестването показа, че както първичната намотка, така и термичният предпазител са дефектни.
Ремонтът на адаптера не беше икономически целесъобразен, тъй като беше необходимо да се пренавие първичната намотка на трансформатора и да се инсталира нов термичен предпазител. Смених го с подобен, който беше под ръка, с постоянно напрежение 9 V. Гъвкавият кабел с конектор трябваше да се презапои от изгорял адаптер.
На снимката е чертеж на електрическа верига на изгоряло захранване (адаптер) на LED фенер Photon. Резервният адаптер е сглобен по същата схема, само с изходно напрежение от 9 V. Това напрежение е напълно достатъчно, за да осигури необходимия ток за зареждане на батерията с напрежение от 4,4 V.
За забавление свързах фенерчето с ново захранване и измерих тока на зареждане. Стойността му беше 620 mA и това беше при напрежение 9 V. При напрежение 12 V токът беше около 900 mA, което значително надвишава товароносимостта на адаптера и препоръчителния ток за зареждане на батерията. Поради тази причина първичната намотка на трансформатора е изгоряла поради прегряване.
Финализиране на електрическата схема
LED акумулаторен фенер "Фотон"
За да се премахнат нарушенията на веригата, за да се осигури надеждна и дългосрочна работа, бяха направени промени във веригата на фенерчето и печатната платка беше модифицирана.
Снимката показва електрическата схема на преобразуваното LED фенерче Photon. Допълнително инсталираните радио елементи са показани в синьо. Резисторът R2 ограничава тока на зареждане на батерията до 120 mA. За да увеличите тока на зареждане, трябва да намалите стойността на резистора. Резисторите R3-R5 ограничават и изравняват тока, протичащ през светодиодите EL1-EL3, когато фенерчето свети. Светодиодът EL4 с последователно свързан резистор за ограничаване на тока R1 е инсталиран, за да покаже процеса на зареждане на батерията, тъй като разработчиците на фенерчето не са се погрижили за това.
За да инсталирате резистори за ограничаване на тока на платката, отпечатаните следи бяха изрязани, както е показано на снимката. Резисторът за ограничаване на зарядния ток R2 беше запоен в единия край към контактната площадка, към която преди това беше запоен положителният проводник, идващ от зарядното устройство, и запоеният проводник беше запоен към втория извод на резистора. Към същата контактна площадка беше запоен допълнителен проводник (жълт на снимката), предназначен за свързване на индикатора за зареждане на батерията.
Резистор R1 и индикаторен светодиод EL4 бяха поставени в дръжката на фенерчето, до конектора за свързване на зарядното устройство X1. Щифтът на анода на светодиода беше запоен към щифт 1 на конектор X1, а резисторът за ограничаване на тока R1 беше запоен към втория щифт, катода на светодиода. Към втория извод на резистора беше запоен проводник (жълт на снимката), свързващ го с извода на резистор R2, запоен към печатната платка. Резистор R2, за по-лесно инсталиране, може да се постави и в дръжката на фенера, но тъй като загрява при зареждане, реших да го поставя на по-свободно място.
При финализирането на веригата са използвани резистори тип MLT с мощност 0,25 W, с изключение на R2, който е проектиран за 0,5 W. Светодиодът EL4 е подходящ за всякакъв тип и цвят светлина.
Тази снимка показва индикатора за зареждане, докато батерията се зарежда. Инсталирането на индикатор направи възможно не само да се следи процеса на зареждане на батерията, но и да се следи наличието на напрежение в мрежата, изправността на захранването и надеждността на връзката му.
Как да сменим изгорял ЧИП
Ако внезапно CHIP - специализирана немаркирана микросхема в фотонно LED фенерче или подобна, сглобена по подобна схема - се повреди, тогава за възстановяване на функционалността на фенерчето може успешно да бъде заменен с механичен превключвател.
За да направите това, трябва да премахнете чипа D1 от платката и вместо транзисторния ключ Q1 да свържете обикновен механичен ключ, както е показано на горната електрическа схема. Превключвателят на корпуса на фенера може да се монтира вместо бутона S1 или на друго подходящо място.
Ремонт с модернизация
LED фенер Keyang KY-9914
Посетителят на сайта Марат Пурлиев от Ашхабад сподели в писмо резултатите от ремонта на LED фенерчето Keyang KY-9914. Освен това той предостави снимка, диаграми, подробно описание и се съгласи да публикува информацията, за което му изказвам своята благодарност.
Благодарим Ви за статията „Направи си сам ремонт и модернизация на LED светлини Lentel, Photon, Smartbuy Colorado и RED“.
Използвайки примери за ремонти, поправих и надстроих фенерчето Keyang KY-9914, в което четири от седемте светодиода изгоряха и животът на батерията изтече. Светодиодите изгоряха поради превключване на превключвателя, докато батерията се зареждаше.
В модифицираната електрическа схема промените са маркирани в червено. Смених дефектната киселинна батерия с три използвани батерии Sanyo Ni-NH 2700 AA, свързани последователно, които бяха под ръка.
След преработка на фенерчето, токът на консумация на светодиода в две позиции на превключвателя беше 14 и 28 mA, а токът на зареждане на батерията беше 50 mA.
Ремонт и промяна на LED фенер
14Led Smartbuy Колорадо
Светодиодното фенерче Smartbuy Colorado спря да свети, въпреки че бяха поставени три нови AAA батерии.
Водоустойчивото тяло е изработено от анодизирана алуминиева сплав и е с дължина 12 см. Фенерът изглежда стилен и лесен за използване.
Как да проверите батериите за годност в LED фенерче
Ремонтът на всяко електрическо устройство започва с проверка на източника на захранване, следователно, въпреки факта, че във фенерчето са монтирани нови батерии, ремонтът трябва да започне с проверката им. В фенерчето Smartbuy батериите са инсталирани в специален контейнер, в който са свързани последователно с джъмпери. За да получите достъп до батериите на фенерчето, трябва да го разглобите, като завъртите задния капак обратно на часовниковата стрелка.
Батериите трябва да се поставят в контейнера, като се спазва полярността, указана върху него. Полярността е посочена и на контейнера, така че трябва да се постави в корпуса на фенерчето със страната, на която е отбелязан знакът „+“.
На първо място е необходимо визуално да проверите всички контакти на контейнера. Ако върху тях има следи от оксиди, тогава контактите трябва да бъдат почистени до блясък с помощта на шкурка или оксидът трябва да бъде изстърган с острие на нож. За да се предотврати повторно окисляване на контактите, те могат да бъдат смажени с тънък слой от всяко машинно масло.
След това трябва да проверите годността на батериите. За да направите това, докосвайки сондите на мултицет, включен в режим на измерване на постоянно напрежение, трябва да измерите напрежението на контактите на контейнера. Три батерии са свързани последователно и всяка от тях трябва да произвежда напрежение 1,5 V, следователно напрежението на клемите на контейнера трябва да бъде 4,5 V.
Ако напрежението е по-малко от посоченото, тогава е необходимо да проверите правилния поляритет на батериите в контейнера и да измерите напрежението на всяка от тях поотделно. Може би само един от тях седна.
Ако всичко е наред с батериите, тогава трябва да поставите контейнера в тялото на фенерчето, като спазвате полярността, завийте капачката и проверете нейната функционалност. В този случай трябва да обърнете внимание на пружината в капака, през която захранващото напрежение се предава към тялото на фенерчето и от него директно към светодиодите. По края му не трябва да има следи от корозия.
Как да проверите дали превключвателят работи правилно
Ако батериите са добри и контактите са чисти, но светодиодите не светят, тогава трябва да проверите превключвателя.
Фенерът Smartbuy Colorado е с херметичен бутонен превключвател с две фиксирани позиции, затварящ проводника, идващ от плюсовата клема на контейнера на батерията. При първото натискане на бутона за превключване контактите му се затварят, а при повторно натискане се отварят.
Тъй като фенерчето съдържа батерии, можете също да проверите превключвателя с помощта на мултицет, включен в режим на волтметър. За да направите това, трябва да го завъртите обратно на часовниковата стрелка, ако погледнете светодиодите, развийте предната му част и я оставете настрана. След това докоснете корпуса на фенера с една сонда на мултицет, а с втората докоснете контакта, който се намира дълбоко в центъра на пластмасовата част, показана на снимката.
Волтметърът трябва да показва напрежение от 4,5 V. Ако няма напрежение, натиснете бутона за превключване. Ако работи правилно, ще се появи напрежение. В противен случай превключвателят трябва да бъде ремонтиран.
Проверка на изправността на светодиодите
Ако предишните стъпки за търсене не успяха да открият повреда, тогава на следващия етап трябва да проверите надеждността на контактите, захранващи захранващото напрежение на платката със светодиоди, надеждността на тяхното запояване и изправност.
Печатна платка със запечатани в нея светодиоди е фиксирана в главата на фенерчето с помощта на стоманен пружинен пръстен, през който захранващото напрежение от отрицателния извод на контейнера на батерията се подава едновременно към светодиодите по тялото на фенерчето. Снимката показва пръстена откъм страната, която притиска към печатната платка.
Задържащият пръстен е фиксиран доста плътно и е възможно да го премахнете само с помощта на устройството, показано на снимката. Можете да огънете такава кука от стоманена лента със собствените си ръце.
След отстраняване на задържащия пръстен, печатната платка със светодиоди, която е показана на снимката, лесно се отстранява от главата на фенерчето. Липсата на резистори за ограничаване на тока веднага ми привлече вниманието; всичките 14 светодиода бяха свързани паралелно и директно към батериите чрез превключвател. Свързването на светодиоди директно към батерия е неприемливо, тъй като количеството ток, протичащ през светодиодите, е ограничено само от вътрешното съпротивление на батериите и може да повреди светодиодите. В най-добрия случай това значително ще намали експлоатационния им живот.
Тъй като всички светодиоди във фенерчето бяха свързани паралелно, не беше възможно да ги проверите с мултицет, включен в режим на измерване на съпротивлението. Следователно, печатната платка беше захранвана с постоянно напрежение от външен източник от 4,5 V с ограничение на тока от 200 mA. Всички светодиоди светнаха. Стана очевидно, че проблемът с фенера е лошият контакт между печатната платка и задържащия пръстен.
Текуща консумация на LED фенер
За забавление измерих текущата консумация на светодиоди от батерии, когато бяха включени без резистор за ограничаване на тока.
Токът беше повече от 627 mA. Фенерът е оборудван със светодиоди тип HL-508H, чийто работен ток не трябва да надвишава 20 mA. 14 светодиода са свързани паралелно, следователно общата консумация на ток не трябва да надвишава 280 mA. По този начин токът, протичащ през светодиодите, надвишава повече от два пъти номиналния ток.
Такъв принудителен режим на работа на светодиодите е неприемлив, тъй като води до прегряване на кристала и в резултат на това преждевременна повреда на светодиодите. Допълнителен недостатък е, че батериите се изтощават бързо. Те ще бъдат достатъчни, ако светодиодите не изгорят първо, за не повече от час работа.
Дизайнът на фенерчето не позволяваше запояване на токоограничаващи резистори последователно с всеки светодиод, така че трябваше да инсталираме един общ за всички светодиоди. Стойността на резистора трябваше да се определи експериментално. За да направите това, фенерчето се захранваше от стандартни батерии и амперметър беше свързан към празнината в положителния проводник последователно с резистор 5,1 Ohm. Силата на тока беше около 200 mA. При инсталиране на резистор 8,2 Ohm, консумацията на ток беше 160 mA, което, както показаха тестовете, е напълно достатъчно за добро осветление на разстояние най-малко 5 метра. Резисторът не се нагорещи на допир, така че всяко захранване ще свърши работа.
Редизайн на конструкцията
След проучването стана очевидно, че за надеждна и издръжлива работа на фенерчето е необходимо допълнително да се инсталира резистор за ограничаване на тока и да се дублира връзката на печатната платка със светодиодите и фиксиращия пръстен с допълнителен проводник.
Ако преди това беше необходимо отрицателната шина на печатната платка да докосне тялото на фенерчето, тогава поради инсталирането на резистора беше необходимо да се премахне контактът. За целта от печатната платка се изпиля ъгъл по цялата й обиколка, от страната на тоководещите пътища, с помощта на иглена пила.
За да се предотврати докосването на затягащия пръстен до тоководещите релси при фиксиране на печатната платка, четири гумени изолатора с дебелина около два милиметра бяха залепени върху него с лепило Moment, както е показано на снимката. Изолаторите могат да бъдат направени от всеки диелектричен материал, като пластмаса или дебел картон.
Резисторът беше предварително запоен към затягащия пръстен и парче тел беше запоено към най-външната писта на печатната платка. Върху проводника беше поставена изолационна тръба и след това жицата беше запоена към втория извод на резистора.
След като просто надстроихте фенерчето със собствените си ръце, той започна да се включва стабилно и светлинният лъч осветява добре обекти на разстояние повече от осем метра. Освен това животът на батерията е увеличен повече от три пъти, а надеждността на светодиодите се е увеличила многократно.
Анализът на причините за повредата на ремонтираните китайски LED светлини показа, че всички те са се повредили поради лошо проектирани електрически вериги. Остава само да разберем дали това е направено умишлено, за да се спестят компоненти и да се съкрати живота на фенерчетата (така че повече хора да купуват нови), или в резултат на неграмотността на разработчиците. Склонен съм към първото предположение.
Ремонт на LED фенер RED 110
Ремонтиран е фенер с вградена киселинна батерия от китайския производител марка RED. Фенерът имаше два излъчвателя: един с лъч под формата на тесен лъч и един, излъчващ дифузна светлина.
На снимката се вижда как изглежда фенерчето RED 110. Фенерчето веднага ми хареса. Удобна форма на тялото, два режима на работа, примка за закачане на врата, прибиращ се щепсел за свързване към електрическата мрежа за зареждане. Във фенерчето светодиодната секция с дифузна светлина светеше, но тесният лъч не светеше.
За да извършим ремонта, първо развихме черния пръстен, закрепващ рефлектора, и след това развихме един самонарезен винт в областта на пантите. Калъфът лесно се разделя на две половини. Всички части бяха закрепени със самонарезни винтове и лесно се отстраняваха.
Схемата на зарядното устройство е направена по класическата схема. От мрежата чрез токоограничаващ кондензатор с капацитет 1 μF се подава напрежение към токоизправителен мост от четири диода и след това към клемите на батерията. Напрежението от батерията към светодиода с тесен лъч се подава през 460 Ohm токоограничаващ резистор.
Всички части бяха монтирани върху едностранна печатна платка. Проводниците бяха запоени директно към контактните площадки. Външният вид на печатната платка е показан на снимката.
10 светодиода за странични светлини бяха свързани паралелно. Захранващото напрежение се подава към тях чрез общ резистор за ограничаване на тока 3R3 (3,3 ома), въпреки че според правилата трябва да се инсталира отделен резистор за всеки светодиод.
При външен оглед на теснолъчевия светодиод не са открити дефекти. Когато захранването беше подадено през превключвателя на фенерчето от батерията, на клемите на светодиода имаше напрежение и то се нагряваше. Стана очевидно, че кристалът е счупен и това беше потвърдено от тест за непрекъснатост с мултиметър. Съпротивлението беше 46 ома за всяко свързване на сондите към LED клемите. Светодиодът беше повреден и трябваше да бъде сменен.
За по-лесна работа, проводниците бяха разпоени от LED платката. След освобождаване на проводниците на светодиода от спойката се оказа, че светодиодът е здраво задържан от цялата равнина на обратната страна на печатната платка. За да го отделим, трябваше да фиксираме дъската в храмовете на работния плот. След това поставете острия край на ножа на кръстопътя на светодиода и дъската и леко ударете дръжката на ножа с чук. Светодиодът изгасна.
Както обикновено, нямаше маркировки върху корпуса на светодиода. Ето защо беше необходимо да се определят неговите параметри и да се избере подходящ заместител. Въз основа на общите размери на светодиода, напрежението на батерията и размера на токоограничаващия резистор, беше определено, че 1 W LED (ток 350 mA, спад на напрежението 3 V) би бил подходящ за замяна. От „Референтната таблица на параметрите на популярните SMD светодиоди“ за ремонт беше избран бял светодиод LED6000Am1W-A120.
Печатната платка, на която е монтиран светодиодът е изработена от алуминий и същевременно служи за отвеждане на топлината от светодиода. Следователно, когато го инсталирате, е необходимо да се осигури добър термичен контакт поради плътното прилягане на задната равнина на светодиода към печатната платка. За да направите това, преди запечатването, върху контактните зони на повърхностите се нанася термична паста, която се използва при инсталиране на радиатор на компютърен процесор.
За да осигурите плътно прилягане на равнината на светодиода към дъската, първо трябва да я поставите върху равнината и леко да огънете проводниците нагоре, така че да се отклоняват от равнината с 0,5 mm. След това калайдисайте клемите с припой, нанесете термична паста и монтирайте светодиода на платката. След това го натиснете към дъската (удобно е да направите това с отвертка с отстранен накрайник) и загрейте проводниците с поялник. След това извадете отвертката, натиснете я с нож в завоя на проводника към платката и я загрейте с поялник. След като спойката се втвърди, извадете ножа. Благодарение на пружинните свойства на проводниците, светодиодът ще бъде плътно притиснат към платката.
При инсталиране на светодиода трябва да се спазва полярността. Вярно е, че в този случай, ако е направена грешка, ще бъде възможно да смените проводниците за захранване с напрежение. Светодиодът е запоен и можете да проверите работата му и да измерите консумацията на ток и спада на напрежението.
Токът, протичащ през светодиода, беше 250 mA, спадът на напрежението беше 3,2 V. Следователно консумацията на енергия (трябва да умножите тока по напрежението) беше 0,8 W. Възможно е да се увеличи работният ток на светодиода чрез намаляване на съпротивлението до 460 ома, но не го направих, тъй като яркостта на сиянието беше достатъчна. Но светодиодът ще работи в по-лек режим, ще се нагрява по-малко и времето за работа на фенерчето с едно зареждане ще се увеличи.
Проверката на нагряването на светодиода след работа в продължение на един час показа ефективно разсейване на топлината. Загрява се до температура не по-висока от 45°C. Морските изпитания показаха достатъчен обхват на осветяване на тъмно, повече от 30 метра.
Смяна на оловно-киселинна батерия в LED фенер
Повредена киселинна батерия в LED фенер може да бъде заменена или с подобна киселинна батерия, или с литиево-йонна (Li-ion) или никел-метал хидридна (Ni-MH) AA или AAA батерия.
Ремонтираните китайски фенери бяха оборудвани с оловно-киселинни AGM батерии с различни размери без маркировка с напрежение 3,6 V. Според изчисленията капацитетът на тези батерии варира от 1,2 до 2 A×часа.
В продажба можете да намерите подобна киселинна батерия от руски производител за 4V 1Ah Delta DT 401 UPS, която има изходно напрежение 4 V с капацитет 1 Ah, струва няколко долара. За да го смените, просто запоете отново двата проводника, като спазвате полярността.
След няколко години работа, LED фенерът Lentel GL01, чийто ремонт беше описан в началото на статията, отново ми беше донесен за ремонт. Диагностиката показа, че киселинният акумулатор е изчерпал експлоатационния си живот.
За смяна беше закупена батерия Delta DT 401, но се оказа, че геометричните й размери са по-големи от дефектната. Стандартната батерия на фенерчето е с размери 21x30x54 mm и е с 10 mm по-висока. Трябваше да модифицирам тялото на фенерчето. Ето защо, преди да купите нова батерия, уверете се, че тя ще пасне в корпуса на фенерчето.
Премахнат е ограничителят на корпуса и с ножовка е отрязана част от печатната платка, от която преди това са запоени резистор и един светодиод.
След модификацията новата батерия се монтира добре в тялото на фенерчето и сега, надявам се, ще издържи много години.
Смяна на оловно-киселинна батерия
АА или ААА батерии
Ако не е възможно да закупите батерия 4V 1Ah Delta DT 401, тогава тя може успешно да бъде заменена с произволни три батерии AA или AAA размер AA или AAA тип писалка, които имат напрежение 1,2 V. За това е достатъчно свържете три батерии последователно, като спазвате полярността, като използвате проводници за запояване. Подобна подмяна обаче не е икономически осъществима, тъй като цената на три висококачествени батерии тип АА може да надвиши цената на закупуване на ново LED фенерче.
Но къде е гаранцията, че няма грешки в електрическата верига на новото LED фенерче и няма да се налага да се модифицира. Затова считам, че смяната на оловната батерия в модифициран фенер е препоръчителна, тъй като ще осигури надеждна работа на фенера още няколко години. И винаги ще бъде удоволствие да използвате фенерче, което сте ремонтирали и модернизирали сами.
Такова изобилие от форми, размери и цветове може би не се среща в никоя друга група продукти. Вкъщи вече има поне пет, но купих още един. И съвсем не от любопитство, погледнах го и въображението ми нарисува как на тъмно включвам страничния панел, закрепвам крайната част с магнит за метална гаражна врата, а на светло с моята свободни ръце, отварям ключалките. Обслужване - "пет звезди"! Но беше предложено да закупите фенера в неработещо състояние.
Характеристики на фенер STE-15628-6LED
- 6 светодиода (3 в рефлектора + 3 в страничния панел)
- 2 режима на работа
- вградена памет
- магнит за закопчаване
- размери: 11х5х5 см
Външно, абсолютно работещ и привлекателен продукт не създава светлинен поток. Е, наистина ли е възможно такова прекрасно нещо да е напълно безполезно? Този модел беше в единичен екземпляр, но любителя на електрониката в мен „излъчи”, че всичко е преодолимо.
Кабелът се отдели при отваряне на кутията, но пластмасата вече беше обгорена и предполагаше, че електронните компоненти на зарядното устройство са изгорели, а батерията може да е доста добра.
Започнах да проверявам с него. Волтметърът показа, че напрежението на клемите е един волт. След като вече имах известен опит с такива батерии, започнах с отваряне на горната предпазна лента върху него, премахване на гумените капачки, добавяне на едно кубче дестилирана вода към всеки „буркан“ и го зареждах. Зарядно напрежение 12 V, ток 50 mA.
Зареждането в режим на високо напрежение (вместо стандартните 4,7 V) продължи два часа, налични повече от 4 волта.
Ако батерията е изправна, тогава тя се нуждае от зарядно устройство, сглобено по по-прилична схема и на по-надеждни електронни компоненти, отколкото от китайския производител, в който входният резистор „изгоря“, един от двата изправителни диода 1N4007 беше счупен и пушеше при включване LED памет резистор. На първо място, имате нужда от надежден кондензатор от поне 400 волта, диоден мост и подходящ ценеров диод на изхода.
Схема за памет на фенерче
Компилираната схема показа своята производителност, кондензатор с капацитет 1 μF и 400 V беше намерен от MBGO (много по-надежден и се вписва добре в предвидения случай), диодният мост беше сглобен от 4 броя 1N4007 диоди, ценеровият диод беше тестван от първия внесен, който се натъкна (напрежението на стабилизация беше определено от приставката към мултицет, но не беше възможно да се прочете името му).
След това веригата беше сглобена чрез запояване и използвана за създаване на нормален цикъл на зареждане за предварително разредена батерия (милиамперметър с шунт, така че в действителност пълното отклонение на иглата се случва при ток от 50 mA). Ценеровият диод вече се използва със стабилизиращо напрежение от 5 V.
Печатна платка за окончателно сглобяване на зарядното с размери за кутия за зареждане на мобилен телефон. Не се сещам за по-добър вариант тук.
Изглежда като наистина сглобена, функционална дъска. Корпусът на кондензатора е залепен към платката с мастър лепило. Но ме мързеше да избера шала, съжалявам, случайно имах под ръка използван с почти правилния размер и това обстоятелство реши всичко.
Но не ме мързеше да заменя информационния стикер на кутията за зареждане. При напълно заредена батерия, на тъмно, страничният панел доста добре осветява стая с размери 10 квадратни метра. метра, а светлината от рефлектора на фара прави обектите ясно видими на разстояние до 10 метра.
В бъдеще смятам да избера по-надежден за фенерчето. Автор - Бабай от Барнаула.
Населението използва доста LED акумулаторни фенерчета с вградени зарядни устройства, които често се провалят. В тази статия авторите споделят своя опит в ремонта на LED фенерчета FO-DIK AN-0-005 и Cosmos A618LX.
LED фенер FO-DIK AN-0-005 ( снимка 1) произведен в Русия съдържа пет светодиода, батерия с работно напрежение 4...4,5 V и вградено мрежово зарядно устройство (зарядно устройство).
Принципната схема на зарядното устройство за фенер FO-DIK AN-0-005 е показана на Фиг. 1.
След кратка употреба фенерът спря да работи. При разглобяването на устройството беше установено, че пистите на миниатюрната печатна платка на фенерчето са напълно изгорени, а високоволтовият диод VD2 ( Фиг. 1) не работи. За съжаление, позиционните номера на частите на платката не са посочени. Ето защо, авторите, създавайки схема Фиг. 1, посочи произволно тези числа върху него.
- високоволтови диоди VD1, VD2 тип 1N4007 могат да бъдат заменени с KD105B, V, G или KD209B, V; KD226V, G, D;
- високоволтов кондензатор C1 с номинална стойност 0,68...1,5 µF x 400...630 V;
- резистори тип MLT-0.25, R1 с номинална стойност 560...620 kOhm, R2 - 220...330 Ohm;
- LED HL1 всеки миниатюрен.
При свързване към мрежа 220 V напрежението на батерията трябва да бъде 4,5...5 V, а светодиодът HL1 трябва да свети.
На Фиг.2показва схема на зарядното устройство на фенера Cosmos A618LX, в който супер ярките светодиоди са отказали. Както се вижда от Фиг.2, схемата на този фенер се различава от схемата Фиг. 1само токоизправител с пълна вълна, използващ диоди VD1-VD4. Стойностите на елементите са подобни Фиг. 1.
След като анализирахме и двете вериги, можем да заключим, че ако по някаква причина батерията на фенерчето се повреди или нейните електроди са незапоени, тогава, когато фенерчето за зареждане е включено, мрежовото напрежение 220 V ще деактивира всички супер ярки светодиоди на фенерчето. Поради тази причина, когато зареждате фенерчета, не се препоръчва да включвате (проверявате) фенерчето, което се зарежда.
Ако по някаква причина е невъзможно да използвате стационарна електрическа мрежа и домакинството няма преносима, автономна лампа, тогава можете да сглобите LED лампа със собствените си ръце.
Предимства на LED лампите
LED осветителните елементи изместват от пазара конвенционалните лампи с нажежаема жичка. Това се дължи на редица предимства на LED технологията:
- Излъчването на светлина в полупроводниците е по-интензивно. Те са 8 пъти по-ярки от лампите с нажежаема жичка и работят по-добре от натриевите или енергоспестяващите устройства.
- Поради високата си ефективност в сравнение с обикновените крушки, светодиодите могат да спестят от 60 до 90% електроенергия. LED устройствата консумират по-малко ресурси от енергоспестяващите устройства (с 15-20%).
- Разходите за поддръжка на полупроводниците са по-ниски, тъй като те имат малко повреди и повреди. Светодиодите се използват в трудни условия на експлоатация - за аварийни системи, на високи архитектурни обекти, в конструкции със скъп монтаж, в мостово осветление.
- Новите устройства се инсталират бързо, със значителни икономии в разходите за кабели, които при полупроводниците изискват по-малък диаметър.
- Срок на експлоатация на LED устройства: повече от 15 години при работа 8 часа на ден.
- За захранване на светодиоди се използва ниско напрежение. Това прави монтажа и работата им по-безопасни от оборудването, предназначено за 220/380 V.
- Полупроводниците имат добра устойчивост на вибрации, повишена механична якост и високи температурни характеристики.
- Индексът на цветопредаване на полупроводниковите устройства надвишава 80. Без загуба на енергия или използване на филтри, устройствата са в състояние да осигурят дълбоки и чисти цветове на светлината.
- LED устройствата са подходящи за таймери, сензори за обем, димери (регулатори на интензитета на светлината). Светодиодите се използват широко в програмируемо оборудване с променлив интензитет на осветление.
- В диодните продукти няма ултравиолетово и инфрачервено лъчение, светлината е монохроматична, няма стробинг или отблясъци. Това им позволява да бъдат използвани в осветителни системи с различни цели, размери и форми.
- Светодиодите имат минимално време за стартиране. Дори при мразовито време устройството моментално достига цветовата температура и определеното ниво на осветеност.
- Поради липсата на вредно излъчване и топлина, полупроводниците могат безопасно да се използват за медицински цели, както и за осветяване на помещения с хора, животни и растения.
- Устройствата се рециклират след предвидения срок на експлоатация, без да се произвеждат вещества, опасни за околната среда.
LED акумулаторна верига за фенерче
Простите схеми с конвенционални лампи са енергоемки. Те имат слаб светлинен поток и водят до бърза повреда на лампите. За да се отървете от тези недостатъци, се използват по-сложни устройства с батерии вместо батерии и светодиоди, които заместват лампите с нажежаема жичка.
За да се подобри работата на фенерчето, в неговата верига са включени допълнителни елементи:
- Зареждането се извършва от 220 V мрежа чрез токоизправител с помощта на изглаждащ кондензатор C1. Веригата е проектирана да преобразува част от електричеството в топлина и да ограничава напрежението, приложено към батерията.
- За да покаже процеса на зареждане, светодиодът VD1 е включен във веригата.
- Светодиодите се използват като товар във фенерчето.
За работа на светодиодите в тази верига се използват 2 батерии AA. DFL-OSPW5111P има висока яркост на светлината (30 cd). Необходимият ток за работа е 80 mA. Устройството свети в бяло.
Като стабилизатор на напрежението често се използва готов модул - микросхемата ADP1110 (1111), която принадлежи към семейството на импулсни регулатори, способни да работят от източници на захранване с напрежение от 2 до 12 V. Устройството има стационарни изходи 12 V, 5,5 V, 3,3 V.
Възможно е да се програмират различни режими на работа на микросхемата:
- 200 mA при 5 V, ако се използва 12 V вход и режим на намаляване;
- 100 mA при 5 V от 3 V изход и режим на усилване.
Захранването от всеки тип батерия се подава към сравнително голям DC кондензатор и от неговите пластини към ADP1110. Например „таблетите“ могат да се използват като източник на енергия.
За допълнително филтриране на напрежението и ограничаване на пулсациите на тока, веригата използва индуктор и диод на Шотки. В последния, поради прехода метал-проводник, възниква бариерен ефект. Устройството се характеризира с ниско съпротивление напред, повишена скорост и нисък капацитет на прехода.
Необходими компоненти за сглобяване
За да сглобите фенерче със собствените си ръце, ще ви трябва:
- медни проводници;
- батерии („таблети“) или акумулатор;
- светодиоди;
- устройство за поставяне на източник на захранване;
- поялник и спойка;
- лепило - течни пирони, епоксидна смола, суперлепило (по-добре е да имате пистолет за прецизно нанасяне);
- превключвател;
- подробности за стабилизатора на напрежението в зависимост от веригата (можете да използвате модул за микрозареждане, например TP4056; или сами да сглобите верига от отделни елементи);
- корпус на фенерче;
- лещи за LED.
Как да го сглобите сами?
Сглобяването на LED фенерче не е трудно, ако имате минимални умения за работа с поялник. Например, можете да използвате дънна платка на стар персонален компютър и да премахнете „джоб“ от него, за да държите батерията. Това трябва да се направи внимателно, за да не се повредят повърхността и контактите.
Тялото на малко фенерче може да бъде направено от спринцовка. За да направите това, използвайте нож за боядисване, за да отрежете конуса, върху който е монтирана иглата, и извадете буталото.
За да избегнете прегряване на светодиода, трябва да изрежете радиатор от алуминиева плоча до размера на лещата. С помощта на суперлепило корпусът на държача на обектива е свързан към алуминиевия радиатор.
Запоете диодните контакти с медна жица. Като изолация можете да използвате термичен корпус и запалка.
Частта с лещата и светодиода трябва да се закрепи с лепило към тялото на спринцовката.
Свързваме светодиодните контакти към контактите на батерията и ги вкарваме в конструкцията.
Ако платката на модула за зареждане не се побира в останалата част на спринцовката, тя може да бъде разделена на две части и свързана с лента. Счупените контакти трябва да бъдат запоени с медна тел.
Микропревключвателят трябва да бъде свързан чрез резистор към платката на модула за зареждане. Останалите контакти на модула са свързани в съответствие със схемата.
След сглобяването на фенерчето на повърхността трябва да останат микро-USB конектор и бутон за превключване. Ако работата е извършена правилно, такова фенерче ще работи 10-12 часа с едно зареждане.
Финализиране на готовия LED фенер
В някои случаи е по-лесно да закупите евтино готово LED фенерче и с помощта на малки подобрения да направите по-усъвършенстван модел.
Например, в устройството HG-528 HUAGE и фенерчетата, подобни на схемата, диодите EL1-EL5 често се провалят. Проблемът възниква, защото собствениците често забравят да изключат полупроводниковите елементи, когато зареждат от електрическата мрежа.
Можете да модифицирате вашето фенерче така, че да бъде невъзможно да се зарежда, освен ако не промените позицията на превключвателя SA1, така че да изключи светодиодите. Освен това, краткотрайните батерии на тези устройства могат да бъдат заменени с по-енергоемки литиево-йонни устройства от мобилни телефони. Защо токоизправителните диоди VD1-VD4 и филтър, състоящ се от капацитет C1 и два резистора R1, R2, са отстранени от фенерчето?
След малко изрязване на пластмасовите части на кутията, на свободното място се поставя батерия за мобилен телефон. Последният е свързан с меден проводник към веригата на устройството.
Разработчиците на акумулаторното фенерче Lentel GL01 LED направиха грешка в електрическата верига, което също води до повреда на устройството, ако е включено за зареждане, когато светодиодите не са изключени. В допълнение, 7 диода са свързани паралелно, което причинява неравномерност на тока, протичащ през тях по време на работа на фенерчето, поради различните характеристики на напрежението на полупроводниковите елементи. Това води до често изгаряне както на самите светодиоди, така и на резистора R4.
Ако отделни резистори (45 - 55 ома) са свързани последователно с всеки светодиод и резистор R4 е премахнат от веригата, тогава текущите стойности ще бъдат изравнени. За да предотвратите достигането на напрежение до светодиодите на зарядното устройство, докато зареждате батерията, трябва да свържете HL1 (индикатор) към първия пин на SA1.
Как да поправите LED фенерче?
Най-честите причини за повреда на фенерчета, които използват светодиоди като осветителни устройства, са:
- неизправности на светодиодите;
- липса на захранващо напрежение във веригата;
- счупване на превключвателя;
- повреда на проводниците, които преминават от светодиода към батерията;
- контактите, към които са свързани батериите, са окислени;
- повреда или изгаряне на елементи на електронна верига.
Например, ремонтът на фенерче с LED писалка често включва подмяна на полевия транзистор KT315, който във веригата е свързан последователно с една от намотките на високочестотния трансформатор T1. LED VD1 е разположен успоредно на транзистора, който е товарът на блокиращия генератор.
Изборът от разработчиците на такъв елемент като KT315 е свързан с неговата ниска цена. Следователно, когато ремонтирате устройство, вместо инсталираното проводящо устройство, можете да използвате други видове транзистори с честота над 200 MHz.
Ако трябва да смените трансформатора, ще ви е необходим проводник с диаметър 0,2 mm.
Необходимо е да се навият 20 оборота за всяка намотка в случай, че се използва феромагнитен пръстен. При липса на последния е подходящ цилиндър, върху който ще трябва да навиете намотки от 100 оборота всяка.
Ремонтът на устройството трябва да започне с външна проверка на елементите и проводниците на осветлението и електронните вериги. При липса на очевидни признаци на неизправност - изгорели части, счупени връзки, наличие на плака и оксиди, които нарушават нормалния електрически контакт - ще ви трябват измервателни уреди, които могат да се използват за откриване на повредени електронни части.
