Джерела світла нового покоління – світлодіоди – незважаючи на все ще високу вартість стають все більш популярними.
Завдяки низькому енергоспоживання вони з успіхом застосовуються не тільки в стаціонарних освітлювальних приладах, але і в автономних, що живляться від батарей.
У цій статті ми розповімо про те, як можна зробити світлодіодний ліхтар своїми руками і які переваги він матиме в порівнянні зі звичайним.
Світлодіод (зарубіжна назва - Light Emitting Diode або LED), як і діод звичайний, складається з двох напівпровідників з електронною та дірковою провідністю.
Але в даному випадку застосовано такі матеріали, для яких характерним є світіння в зоні pn-переходу.
Взагалі, світлодіоди застосовуються в електроніці досить давно.
Але раніше вони світилися ледь-ледь, а тому використовувалися тільки як індикатори, наприклад, що вказують на те, що прилад увімкнений.
З розвитком технологій LED'и навчилися робити набагато яскравішими, тож вони перетворилися на повноцінні джерела світла. При цьому вартість їх постійно знижується, хоча, звичайно, до звичайної лампочки їм поки що дуже далеко.
Але багато покупців готові переплачувати, адже світлодіоди мають цілу низку переваг:
- Споживають у 10 – 15 разів менше електрики, ніж лампи розжарювання тієї ж яскравості.
- Мають просто величезний ресурс, який виражається у 50 тис. годин роботи. Причому виробники підкріплюють свої обіцянки гарантійним терміном 2 чи навіть 3 роки.
- Випромінюють біле світло, дуже схоже на природне.
- У меншій мірі бояться ударів і вібрацій, ніж інші джерела світла.
- Мають високу стійкість і до перепадів напруги.
Завдяки всім цим якостям світлодіоди сьогодні впевнено витісняють інші джерела світла практично звідусіль. Використовуються вони і в побуті, і в фарах автомобілів, і в рекламній діяльності, і в переносних ліхтариках, один з яких ми навчимося виготовляти.
Необхідні елементи для виготовлення
Насамперед потрібно роздобути всі компоненти, з яких складатиметься прилад.Їх зовсім небагато:
- Світлодіод.
- Феритове кільце діаметром 10 – 15 мм.
- Провід для намотування діаметром 0,1 та 0,25 мм (шматки по 20 – 30 см).
- Резистор на 1 ком.
- Транзистор типу n-p-n.
- Батарейка.
Добре, якщо вдасться дістати корпус від покупного ліхтарика. Якщо його немає, для кріплення компонентів можна використовувати будь-яку основу.
Схема збору
Якщо все готове, можемо починати:
- Виготовляємо трансформатор: магнітопроводом саморобного трансформатора виступить феритове кільце. Спочатку на нього намотують 45 витків обмотувального дроту діаметром 0,25 мм, формуючи вторинну обмотку. Надалі до неї підключатиметься світлодіод. Далі з дроту діаметром 0,1 мм потрібно зробити первинну обмотку з 30 витками, яка буде підключена до бази транзистора.
- Підбір резистора: опір базового резистора має становити приблизно 2 кОм.
А ось номінал другого резистора потрібно підібрати. Робиться це так:
- на його місці встановлюється підстроювальний (змінний) резистор.
- Підключивши ліхтарик до нової батареї, встановлюють на змінному резистори такий опір, щоб через світлодіод протікав струм силою 22 - 25 мА.
- Вимірюють значення опору на змінному резисторі і встановлюють замість нього постійний резистор з таким же номіналом.
Як видно, схема є дуже простою і ймовірність помилки можна вважати мінімальною.
Світлодіодний ліхтар своїми руками – схема
Якщо ж ліхтарик все ж таки виявився непрацездатним, причина може полягати в наступному:
- При виготовленні обмоток не було дотримано умови різноспрямованості струмів. У цьому випадку генерація струму у вторинній обмотці не відбуватиметься. Щоб схема була робочою, необхідно або намотувати обмотки в різних напрямках, або поміняти місцями висновки однієї з обмоток.
- Обмотка містить дуже мало витків. Потрібно враховувати, що необхідний мінімум становить 15 витків.
Якщо в обмотці вони присутні в меншій кількості, генерація струму знову ж таки буде неможливою.
Світлодіодний ліхтар своїми руками на 12 вольт
Ті, кому потрібний не ліхтар, а цілий прожектор у мініатюрі, можуть зібрати прилад із потужнішим джерелом живлення. Як останній буде використовуватися 12-вольтовий акумулятор. Цей виріб матиме дещо більші розміри, але переносити його все одно буде досить легко.
Для створення джерела світла підвищеної потужності потрібно приготувати таке:
- труба полімерна діаметром близько 50 мм;
- клей для склеювання деталей із ПВХ;
- пара різьбових фітингів для ПВХ-труби;
- загвинчується заглушка;
- тумблер;
- світлодіод на 12 В;
- 12-вольтовий акумулятор;
- допоміжні елементи для монтажу електропроводки – термозбіжні трубки, ізолента, пластикові хомутики.
Як джерело живлення можна використовувати кілька акумуляторів від поламаних радіокерованих іграшок, які об'єднуються в одну батарею напругою 12 В. Акумуляторів, залежно від їх виду, знадобиться від 8 до 12-ти.
12-вольтовий світлодіодний ліхтар збирається так:
- До контактів світлодіода припаюємо відрізки дроту, які за довжиною на пару сантиметрів перевершують акумулятор. При цьому необхідно забезпечити надійну ізоляцію з'єднань.
- Провід, підключений до акумулятора та світлодіода, оснащується спеціальними роз'ємами, що дозволяють виконувати швидкороз'ємні з'єднання.
- При складанні схеми тумблер встановлюється так, щоб по відношенню до світлодіода він опинився на протилежному боці. Електронна начинка готова і, якщо випробування показали, що вона працює належним чином, можна приступати до виготовлення корпусу.
Корпус виготовляється із полімерної труби. Робиться це так:
- Труба підрізається до потрібної довжини, після чого всю електроніку поміщають її всередину.
- Акумулятор саджаємо на клей, щоб він під час перенесення та маніпулювання ліхтарем залишався нерухомим. А якщо ні, то важка батарея може вдарити по LED-елементу і вивести його з ладу.
- З обох кінців до труби приклеюємо по різьбовому фітингу. Клей економити не потрібно – з'єднання має вийти герметичним. Інакше тут у корпус може просочуватися вода.
- Фіксуємо тумблер усередині фітинга, встановленого на протилежній щодо світлодіоду стороні. Вимикач саджаємо на клей, при цьому він не повинен виступати назовні, щоб на фітинг можна було нагвинтити заглушку.
Для перемикання тумблера заглушку потрібно відкручувати, потім знову встановлювати на місце. Це дещо незручно, зате таке рішення забезпечує повну герметичність корпусу.
Питання ціни та якості
З усіх компонентів ліхтаря найдорожчим є 12-вольтовий світлодіод. За нього доведеться заплатити 4-5 USD.Все інше можна отримати безкоштовно: акумулятори, як уже говорилося, витягуються з іграшок з радіокеруванням, пластикові труба і деталі дуже часто залишаються у вигляді відходів після монтажу в будинку водопроводу або опалення.
Якщо ж абсолютно всі складові доведеться купувати в магазині, вартість освітлювального приладу виллється приблизно в 10 USD.
Саморобний світильник із світлодіодної стрічки можна спорудити легко та швидко. – дивіться інструкцію з виготовлення та робіть свій унікальний виріб.
Як правильно встановити світлодіодну стрічку своїми руками, читайте .
Висновок
Зручний ліхтар, що дає яскраве світло і здатний довго працювати без перезарядки батареї, завжди потрібен у господарстві. Як ви могли переконатись, його легко можна зробити своїми руками, що дозволить заощадити деяку суму. Головне - бути уважним і дотримуватися всіх викладених у статті рекомендацій.
Відео на тему
Світлодіодні джерела світла на сьогоднішній день мають найбільший успіх серед споживачів. Особливо популярні діодні ліхтарі. Обзавестися світлодіодним ручним ліхтариком можна по-різному: його можна купити в магазині або зробити своїми руками.
Світлодіодний ручний ліхтарик
Багато людей, які знаються на електроніці хоча б трохи, з різних причин, все частіше воліють робити такі освітлювальні пристрої своїми руками. Тому в цій статті будуть розглянуті кілька варіантів того, як можна самостійно зробити ручний діодний ліхтарик.
Переваги led-світильників
На сьогоднішній день одним із найвигідніших ефективних джерел світла вважається світлодіод. Він здатний створювати яскравий світловий потік при невеликих потужностях, а також має багато інших позитивних технічних характеристик.
Зробити своїми руками ліхтарик із діодів варто з наступних причин:
- окремі світлодіоди коштують не дорого;
- всі моменти збирання досить легко реалізуються своїми руками;
- саморобний освітлювальний пристрій може працювати на батарейках (двох або однієї);
Зверніть увагу! Через низьке споживання електроенергії світлодіодів під час роботи існує багато схем, де як живлення приладу виступає лише одна батарейка. За потреби її можна буде замінити акумулятором відповідних габаритів.
- наявність простих схем для збирання.
Світлодіоди та їх свічення
Крім цього світильник, що вийшов, прослужити значно довше, ніж аналоги. При цьому можна вибрати будь-який колір світіння (білий, жовтий, зелений тощо). Природно, найактуальнішими тут квітами будуть жовтий і білий. Але, якщо потрібно зробити особливе підсвічування якогось торжества, то можна використовувати і світлодіоди з більш екстравагантним кольором світіння.
Де можна використовувати й особливості світильника
Дуже часто буває ситуація, коли потрібне світло, але немає можливості встановити систему підсвічування та стаціонарних освітлювальних приладів. У такій ситуації на допомогу прийде переносний світильник. Світлодіодний ручний ліхтарик, який можна зробити з однією або декількома батарейками, знайде широке застосування в побуті:
- його можна використовувати для роботи на садовій ділянці;
- здійснювати підсвічування комор та інших приміщень, де відсутнє підсвічування;
- використовувати в гаражі під час огляду транспортного засобу у оглядовій ямі.
Зверніть увагу! За бажанням за аналогією з ручним ліхтариком можна зробити модель світильника, яку легко встановити на будь-яку поверхню. У такому разі ліхтарик стане вже не переносним, а стаціонарним джерелом світла.
Щоб зробити своїми руками світлодіодний ліхтарик ручного типу, потрібно пам'ятати, перш за все, про недоліки діодів. Дійсно широкому поширенню led-продукції перешкоджають такі її недоліки, як нелінійна вольтамперна характеристика або ВАХ, а також наявність незручної напруги для живлення. У зв'язку з цим, всі світлодіодні світильники містять спеціальні перетворювачі напруги, які працюють від індуктивних накопичувачів енергії або трансформаторів. У зв'язку з цим перед тим, як приступати до самостійного збирання такого світильника своїми руками, потрібно підібрати необхідну схему.
Збираючись виготовити ручний ліхтарик зі світлодіодів, необхідно в обов'язковому порядку продумати його харчування. Можна зробити такий світильник на батареї (двох або однієї).
Розглянемо кілька варіантів того, як можна зробити діодний ручний ліхтарик.
Схема із надяскравим світлодіодом DFL-OSPW5111Р
Дана схема припускатиме живлення від двох, а не від однієї батарейки. Схема зі складання даного типу освітлювального приладу має такий вигляд:
Схема складання ліхтарика
Ця схема передбачає живлення світильника від батарейок типу АА. При цьому як джерело світла буде взято надяскравий світлодіод DFL-OSPW5111Р з білим типом світіння, що має яскравість 30 Кд і споживання струму на рівні 80 мА.
Щоб зробити своїми руками міні-ліхтарик зі світлодіодів на батарейках, потрібно запастись такими матеріалами:
- дві батареї. Достатньо буде звичайної «пігулки», але можна використовувати й інші види батарейок;
- «кишеню» для джерела живлення;
Зверніть увагу! Найкращим вибором буде «кишеня» для батарейки, зроблена на старій материнській платі.
- надяскравий діод;
Надяскравий діод для ліхтаря
- кнопка, за допомогою якої включатиметься саморобний світильник;
- клей.
Із інструментів у цій ситуації потрібні будуть:
- пістолет для клею;
- припій та паяльник.
Коли всі матеріали та інструменти зібрані, можна приступати до роботи:
- спочатку зі старої материнської плати витягаємо кишеню батарейки. Для цього нам знадобиться паяльник;
Зверніть увагу! Випоювання деталі слід робити дуже акуратно, щоб у процесі не пошкодити контакти кишені.
- кнопку для включення ліхтарика слід припаяти до плюсового полюса кишені. Тільки після цього до неї припаюватиме ніжка світлодіода;
- другу ніжку діода необхідно припаяти до мінусового полюса;
- в результаті вийти простий електричний ланцюг. Вона замикатиметься при натисканні кнопки, що й призведе до свічення джерела світла;
- після складання ланцюга встановлюємо батарейку та перевіряємо її працездатність.
Готовий ліхтар
Якщо схема була зібрана правильно, при натисканні на кнопку світлодіод почне світитися. Після перевірки, для підвищення міцності ланцюга електричні спайки контактів можна залити гарячим клеєм. Після цього ланцюги поміщаємо в корпус (можна використовувати від старого ліхтарика) та користуємося на здоров'я.
Плюсом такого способу збирання є маленькі габарити світильника, який просто поміститися в кишені.
Другий варіант складання
Ще одним способом зробити світлодіодний саморобний ліхтарик – використовувати старий світильник, у якому перегоріла лампочка. У цьому випадку можна також запитати пристрій однією батарейкою. Тут для складання буде використовуватися така схема:
Схема для складання кишенькового ліхтарика
Складання за цією схемою відбувається наступним чином:
- беремо феритове кільце (його можна витягти з люмінесцентної лампи) і намотуємо на нього 10 витків дроту. Провід повинен мати переріз 05-03 мм;
- після того, як намотали 10 витків, робимо відвід або петельку і знову мотає 10 витків;
Обмотане феритове кільце
- далі за схемою з'єднуємо трансформатор, світлодіод, батарейку (однієї пальчикової буде цілком достатньо) і транзистор КТ315. Можна ще поставити конденсатор для яскравості свічення.
Зібрана схема
Якщо діод не засяяв, значить потрібно змінити полярність батареї. Якщо не допомогло, то справа була не в батарейці і потрібно перевірити коректність підключення транзистора та джерела світла. Тепер доповнюємо нашу схему деталями, що залишилися. Тепер схема повинна мати такий вигляд:
Схема із доповненнями
При включенні в схему конденсатора С1 та діода VD1, діод почне світити набагато яскравіше.
Візуалізація схеми з доповненнями
Тепер тільки лишилося вибрати резистор. Найкраще ставити змінний резистор на 1,5 кома. Після цього необхідно знайти те місце, в якому світлодіод буде світити найяскравіше. Далі складання ліхтарика з однією батареєю передбачає проведення наступних дій:
- тепер знаємо старий світильник;
- з вузького однобокого склотекстоліту вирізаємо коло, яке має відповідати діаметру трубки освітлювального приладу;
Зверніть увагу! Під відповідний діаметр трубки варто підбирати всі деталі електроланцюжка.
Деталі відповідного розміру
- далі розмічаємо плату. Після цього ножем розрізаємо фольгу і лудимо плату. Для цього паяльник повинен мати спеціальне жало. Його можна зробити своїми руками, накрутивши на кінець інструменту дріт завширшки 1-1,5 мм. Кінець дроту потрібно загострити та залудити. Повинно вийти приблизно так;
Підготовлене жало паяльника
- припаюємо до підготовленої плати деталі. Вона повинна мати такий вигляд:
Готова плата
- після цього з'єднуємо припаяну плату з початковою схемою та перевіряємо її працездатність.
Перевірка працездатності схеми
Після перевірки потрібно добре припаяти всі деталі. Особливо важливо нормально припаяти світлодіод. Також варто приділити увагу контактам, що йдуть до однієї батареї. У результаті має вийти таке:
Плата з припаяним світлодіодом
Тепер залишилося тільки вставити все у ліхтарик. Після цього краю плати можна покрити лаком.
Готовий світлодіодний саморобний ліхтарик
Такий ліхтарик можна запитати навіть від однієї розрядженої батареї.
Різновиди схем складання
Для того щоб своїми руками зібрати світлодіодний ліхтарик, можна використовувати найрізноманітніші схеми та варіанти збирання. Правильно підібравши схему, можна навіть зробити миготливий освітлювальний прилад. У такій ситуації слід використовувати спеціальний миготливий світлодіод. Такі схеми зазвичай включають транзистори і кілька діодів, які підключаються до різних джерел живлення, у тому числі батарейок.
Є варіанти збирання ручного діодного світильника, коли взагалі можна обійтися без батарейок. Наприклад, у такій ситуації можна використати таку схему:
Для безпеки та можливості продовжувати активну діяльність у темний час доби людина потребує штучного висвітлення. Первісні люди розсовували темінь, підпалюючи гілки дерев, далі придумали смолоскип і гас. І тільки після винаходу французьким винахідником Джорджем Лекланше в 1866 прототипу сучасної батарейки, а в 1879 Томсоном Едісоном лампи розжарювання, у Девіда Майзела з'явилася можливість запатентувати 1896 перший електричний ліхтар.
З того часу в електричній схемі нових зразків ліхтарів нічого не змінювалося, поки в 1923 році російський вчений Олег Володимирович Лосєв не знайшов зв'язок люмінесценції в карбіді кремнію та p-n-переході, а в 1990 році вченим не вдалося створити світлодіод з більшою світловіддачею, що дозволяє замінити розжарювання. Застосування світлодіодів замість ламп розжарювання завдяки низькому енергоспоживанням світлодіодів дозволило багаторазово збільшити час роботи ліхтарів при тій же ємності батарейок і акумуляторів, підвищити надійність ліхтариків і практично зняти всі обмеження на їхнє використання.
Світлодіодний акумуляторний ліхтар, який Ви бачите на фотознімку, потрапив мені в ремонт зі скаргою, що куплений днями китайський ліхтарик Lentel GL01 за $3 не світить, хоча індикатор заряду акумулятора світиться.
Зовнішній огляд ліхтаря справив позитивне враження. Якісне лиття корпусу, зручна ручка та вимикач. Стрижні вилки для підключення до побутової мережі для заряджання акумулятора зроблені висувними, що унеможливлює зберігання мережевого шнура.
Увага! При розбиранні та ремонті ліхтаря, якщо він підключений до мережі, слід дотримуватися обережності. Дотик до оголених ділянок схеми підключеної до електричної мережі може призвести до ураження електричним струмом.
Як розібрати світлодіодний акумуляторний ліхтар Lentel GL01
Хоча ліхтарик підлягав гарантійному ремонту, але згадуючи свої ходіння при гарантійному ремонті електрочайника, що відмовив (чайник був дорогим і в ньому перегорів ТЕН, тому своїми руками його відремонтувати не представлялося можливим), вирішив зайнятися ремонтом самостійно.
Розібрати ліхтар було легко. Достатньо повернути на невеликий кут проти годинникової стрілки кільце, що фіксує захисне скло і відтягнути його, потім відкрутити кілька шурупів. Виявилося кільце фіксується на корпусі за допомогою байонетного з'єднання.
Після зняття однієї з половинок корпусу ліхтарика з'явився доступ до всіх його вузлів. Зліва на фотознімку видно друковану плату зі світлодіодами, до якої прикріплений за допомогою трьох саморізів рефлектор (відбивач світла). У центрі розташований акумулятор чорного кольору з невідомими параметрами, лише маркування полярності висновків. Правіше акумулятора знаходиться друкована плата зарядного пристрою та індикації. Справа встановлена мережева вилка з висувними стрижнями.
При уважному розгляді світлодіодів виявилося, що на випромінюючих поверхнях кристалів всіх світлодіодів були темні плями або крапки. Стало ясно навіть без перевірки світлодіодів мультиметром, що ліхтарик не світить через їхнє перегорання.
Почорнілі області були також на кристалах двох світлодіодів, встановлених як підсвічування на платі індикації заряджання акумулятора. У світлодіодних лампах і стрічках зазвичай виходить із ладу один світлодіод, і працюючи як запобіжник, захищає решту від перегорання. А у ліхтарі вийшли з ладу усі дев'ять світлодіодів одночасно. Напруга на акумуляторі не могла збільшитися до величини, здатної вивести світлодіоди з ладу. Для з'ясування причини довелося накреслити електричну схему.
Пошук причин відмови ліхтаря
Електрична схема ліхтаря і двох функціонально закінчених частин. Частина схеми, розташована ліворуч від перемикача SA1, виконує функцію зарядного пристрою. А частина схеми, зображена праворуч від перемикача, забезпечує свічення.
Зарядний пристрій працює наступним чином. Напруга від побутової мережі 220 надходить на струмообмежуючий конденсатор С1, далі на мостовий випрямляч, зібраний на діодах VD1-VD4. З випрямляча напруга подається на клеми акумулятора. Резистор R1 служить для розряду конденсатора після вилучення вилки ліхтарика з мережі. Таким чином, виключається удар струмом від розряду конденсатора у разі випадкового дотику рукою одночасно двох штирів вилки.
Світлодіод HL1, включений послідовно з струмообмежуючим резистором R2 у протилежному напрямку з правим верхнім діодом моста, як, виявилося, завжди світиться при вставленій вилці в мережу, навіть якщо акумулятор несправний або від'єднаний від схеми.
Перемикач режимів роботи SA1 служить для підключення до акумулятора окремих груп світлодіодів. Як видно зі схеми виходить, що якщо ліхтар підключений до мережі для зарядки і двигун перемикача знаходиться в положенні 3 або 4, напруга із зарядного пристрою акумулятора потрапляє і на світлодіоди.
Якщо людина ввімкнула ліхтарик і виявив, що вона не працює, і, не знаючи, що двигун вимикача обов'язково необхідно встановити в положення «вимкнено», про що в інструкції з експлуатації ліхтаря нічого не сказано, підключить ліхтар до мережі на зарядку, то за рахунок кидка напруги на виході зарядного пристрою на світлодіоди потрапить напруга, що значно перевищує розрахункове. Через світлодіоди потече струм, що перевищує допустимий, і вони перегорять. При старінні кислотного акумулятора за рахунок сульфатації свинцевих пластин напруга заряду акумулятора зростає, що також призводить до перегорання світлодіодів.
Ще одне схемне рішення, яке здивувало, це паралельне включення семи світлодіодів, що неприпустимо, тому що вольтамперні характеристики навіть світлодіодів одного типу відрізняються і тому струм, що проходить через світлодіоди, теж буде не однаковим. З цієї причини при виборі номіналу резистора R4 з розрахунку протікання через світлодіоди максимально допустимого струму, один з них може перевантажуватися і вийти з ладу, а це призведе до перевантаження струмом паралельно включених світлодіодів, і вони теж перегорять.
Переробка (модернізація) електричної схеми ліхтаря
Стало очевидним, що поломка ліхтаря пов'язані з помилками, допущеними розробниками його електричної схеми. Щоб відремонтувати ліхтар та виключити його повторну поломку, необхідно його переробити, замінивши світлодіоди та внести незначні зміни в електричну схему.
Для того, щоб індикатор заряду акумулятора дійсно сигналізував про його заряджання, необхідно світлодіод HL1 увімкнути послідовно з акумулятором. Для свічення світлодіода необхідний струм кілька міліампер, а струм, що видається, зарядним пристроєм повинен становити близько 100 мА.
Для забезпечення цих умов достатньо від'єднати HL1-R2 ланцюжок від схеми в місцях, вказаних червоними хрестиками та паралельно з нею встановити додатковий резистор Rd номіналом 47 Ом потужністю не менше 0,5 Вт. Струм заряду, протікаючи через Rd, буде створювати на ньому падіння напруги близько 3 В, яке забезпечити необхідний струм для свічення індикатора HL1. Заодно точку з'єднання HL1 та Rd необхідно підключити до виведення 1 перемикача SA1. У такий спосіб буде виключена можливість подачі напруги із зарядного пристрою на світлодіоди EL1-EL10 під час заряду акумулятора.
Для вирівнювання величини струмів, що протікають через світлодіоди EL3-EL10, необхідно виключити зі схеми резистор R4 і з кожним світлодіодом послідовно включити окремий резистор номіналом 47-56 Ом.
Електрична схема після доопрацювання
Внесені до схеми незначні зміни підвищили інформативність індикатора заряду недорогого китайського світлодіодного ліхтаря та багаторазово підвищили його надійність. Сподіваюся, що виробники світлодіодних ліхтарів після прочитання цієї статті внесуть зміни до електричних схем своїх виробів.
Після модернізації електрична принципова схема набула вигляду, як на кресленні вище. Якщо необхідно висвітлювати ліхтариком тривалий час і не потрібно великої яскравості його свічення, можна додатково встановити струмообмежуючий резистор R5, завдяки якому час роботи ліхтарика без підзарядки збільшиться вдвічі.
Ремонт світлодіодного акумуляторного ліхтаря
Після розбирання в першу чергу потрібно відновити працездатність ліхтаря, а потім уже займатися модернізацією.
Перевірка світлодіодів мультиметром підтвердила їхню несправність. Тому всі світлодіоди довелося випаяти та звільнити від припою отвори для встановлення нових діодів.
Судячи з зовнішнього вигляду, на платі було встановлено лампові світлодіоди із серії HL-508H діаметром 5 мм. В наявності світлодіоди типу HK5H4U від лінійної світлодіодної лампи з близькими технічними характеристиками. Вони й стали в нагоді для ремонту ліхтаря. При запаюванні світлодіодів на плату потрібно не забувати дотримуватися полярності, анод повинен бути з'єднаний з плюсовим виведенням акумулятора або батарейки.
Після заміни світлодіодів друковану плату було підключено до схеми. Яскравість свічення деяких світлодіодів через загальний струмообмежувальний резистор дещо відрізнялася від інших. Для усунення цього недоліку необхідно видалити резистор R4 та замінити його сімома резисторами, увімкнувши послідовно з кожним світлодіодом.
Для вибору резистора, що забезпечує оптимальний режим роботи світлодіода, була виміряна залежність величини струму, що протікає через світлодіод, від величини послідовно включеного опору при напрузі 3,6, рівному напрузі акумуляторної батареї ліхтаря.
Виходячи з умов застосування ліхтаря (у разі перебоїв подачі в квартиру електроенергії) великої яскравості та дальності освітлення не потрібно, тому резистор був обраний номіналом 56 Ом. З таким струмообмежуючим резистором світлодіод працюватиме в легкому режимі, і споживання електроенергії буде економним. Якщо від ліхтаря потрібно вичавити максимальну яскравість, слід застосувати резистор, як видно з таблиці, номіналом 33 Ом і зробити два режими роботи ліхтарика, включивши ще один загальний струмообмежуючий резистор (на схемі R5) номіналом 5,6 Ом.
Щоб увімкнути послідовно з кожним світлодіодом резистор, необхідно попередньо підготувати друковану плату. Для цього на ній потрібно перерізати по одній будь-якій струмоведущій доріжці, що підходить до кожного світлодіода і зробити додаткові контактні майданчики. Струмопровідні доріжки на платі захищені шаром лаку, який необхідно зіскребти лезом ножа до міді, як на фотознімку. Потім оголені контактні майданчики залудити припоєм.
Підготовляти друковану плату для монтажу резисторів та припаювати їх краще та зручніше, якщо плату закріпити на штатному рефлекторі. В цьому випадку поверхня лінз світлодіодів не дряпатиметься, і зручніше працюватиме.
Підключення діодної плати після ремонту та модернізації до акумулятора ліхтаря показало достатню для освітлення та однакову яскравість світіння всіх світлодіодів.
Не встиг відремонтувати попередній ліхтар, як у ремонт потрапив другий, з такою самою несправністю. На корпусі ліхтарика інформації про виробника та технічні характеристики не знайшов, але судячи з почерку виготовлення та причини поломки, виробник той же, китайський Lentel.
За датою на корпусі ліхтарика та на акумуляторі вдалося встановити, що ліхтареві вже чотири роки і за словами його господаря, ліхтар працював безвідмовно. Очевидно, що прослужив ліхтарик довго завдяки застережливому напису «Не вмикати під час зарядки!» на відкидній кришці, що закриває відсік, в якому захована вилка для підключення ліхтаря до електромережі для заряджання акумулятора.
У цій моделі ліхтаря світлодіоди включені до схеми за правилами, послідовно з кожним встановленим резистор номіналом 33 Ом. Величину резистора легко дізнатися за кольоровим маркуванням за допомогою онлайн калькулятора. Перевірка мультиметром показала, що всі світлодіоди несправні, резистори теж опинилися в обриві.
Аналіз причини відмови світлодіодів показав, що за рахунок сульфатації пластин кислотного акумулятора його внутрішній опір збільшився і, як наслідок, напруга його зарядки зросла в кілька разів. Під час заряджання ліхтарик був увімкнений, струм через світлодіоди та резистори перевищив граничний, що і призвело до виходу їх з ладу. Довелося замінити не лише світлодіоди, а й усі резистори. Виходячи з обумовлених умов експлуатації ліхтаря були для заміни обрані резистори номіналом 47 Ом. Величину резистора для будь - якого типу світлодіода можна розрахувати за допомогою онлайн калькулятора .
Переробка схеми індикації режиму заряджання акумулятора
Ліхтар відремонтований, і можна приступати до внесення змін до схеми індикації заряджання акумулятора. Для цього необхідно перерізати доріжку на друкованій платі зарядного пристрою та індикації таким чином, щоб ланцюг HL1-R2 з боку світлодіода від'єднати від схеми.
Свинцево-кислотний акумулятор AGM був доведений до глибокого розряду, і спроба зарядити його штатним зарядним пристроєм не привела до успіху. Довелося заряджати акумулятор за допомогою стаціонарного блоку живлення з функцією обмеження струму навантаження. На акумулятор було подано напругу 30 В, при цьому він у перший момент споживав струм всього кілька мА. Згодом струм почав зростати і за кілька годин збільшився до 100 мА. Після повної зарядки акумулятор було встановлено у ліхтар.
Заряджання глибоко розряджених свинцево-кислотних AGM акумуляторів у результаті тривалого зберігання підвищеною напругою дозволяє відновити їхню працездатність. Спосіб перевірений мною на акумуляторах AGM не один десяток разів. Нові акумулятори, які не бажають заряджатися від стандартних зарядних пристроїв, заряджаються від постійного джерела при напрузі 30 В відновлюються практично до початкової ємності.
Акумулятор кілька разів розряджений включенням ліхтарика в робочий режим і заряджений за допомогою штатного зарядного пристрою. Виміряний струм заряду становив 123 мА, при напрузі на висновках акумулятора 6,9 В. На жаль, акумулятор був зношений і його вистачало для роботи ліхтаря протягом 2 годин. Тобто ємність акумулятора становила близько 0,2 А години і для тривалої роботи ліхтаря необхідна його заміна.
HL1-R2 ланцюжок на друкованій платі був вдало розміщений, і знадобилося під кутом перерізати всього одну струмоведу доріжку, як на фотознімку. Ширина різу має бути не менше 1 мм. Розрахунок номіналу резистора і перевірка практично показала, що з стабільної роботи індикатора зарядки акумулятора необхідний резистор номіналом 47 Ом потужністю щонайменше 0,5 Вт.
На фотознімку представлена друкована плата із запаяним струмообмежуючим резистором. Після такої доробки індикатор заряду акумулятора світиться лише у випадку, якщо акумулятор дійсно заряджається.
Модернізація перемикача режимів роботи
Для завершення роботи з ремонту та модернізації ліхтарів необхідно виконати перепаювання проводів на виводах перемикача.
У моделях ліхтарів для включення застосований чотири позиційний перемикач движкового типу. Середній висновок на наведеній фотографії є загальним. При положенні движка перемикача у крайньому лівому положенні загальний висновок підключається до лівого виводу перемикача. При переміщенні движка перемикача з крайнього лівого положення на одну позицію вправо, його загальний висновок підключається до другого висновку і при подальшому переміщенні движка послідовно до 4 і 5 висновків.
До середнього загального висновку (дивись фотографію вище) потрібно припаяти провід, що йде від позитивного виведення акумулятора. Таким чином, з'явиться можливість підключати акумулятор до зарядного пристрою або світлодіодів. До першого висновку можна припаяти провід, що йде від основної плати зі світлодіодами, до другого можна припаяти струмообмежуючий резистор R5 величиною 5,6 Ом для перемикання ліхтарика в енергозберігаючий режим роботи. До останнього правого висновку припаяти провідник, що йде від зарядного пристрою. Таким чином буде виключена можливість увімкнути ліхтар під час заряджання акумулятора.
Ремонт та модернізація
світлодіодного акумуляторного ліхтаря-прожектора "Фотон PB-0303"
Потрапив мені в ремонт ще один екземпляр із ряду світлодіодних ліхтарів китайського виробництва під назвою Світлодіодний ліхтар-прожектор «Фотон PB-0303». Ліхтар при натисканні на кнопку ввімкнення не реагував, спроба зарядити акумулятор ліхтаря за допомогою зарядного пристрою до успіху не призвела.
Ліхтар потужний, дорогий, коштує близько $20. За заявою виробника світловий потік ліхтаря досягає 200 метрів, корпус виконаний з удароміцного ABS-пластика, в комплекті є окремий зарядний пристрій та ремінь для перенесення на плечі.
Світлодіодний ліхтар Фотон має гарну ремонтопридатність. Для отримання доступу до електричної схеми достатньо відкрутити пластмасове кільце, що утримує захисне скло, обертаючи кільце проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди.
При ремонті електроприладів пошук несправності завжди починається з джерела живлення. Тому насамперед було виміряно за допомогою мультиметра, включеного в режим напруга на висновках кислотного акумулятора. Воно становило 2,3 В, замість 4,4 В належних. Акумулятор повністю розряджений.
При підключенні зарядного пристрою напруга на клемах акумулятора не змінювалася, стало очевидним, що зарядний пристрій не працює. Ліхтариком користувалися, поки акумулятор повністю не розрядився, а потім він тривалий час не експлуатувався, що призвело до глибокої розрядки акумулятора.
Залишилося перевірити справність світлодіодів та інших елементів. Для цього був зняти відбивач, для чого було відкручено шість саморізів. На друкованій платі знаходилося всього три світлодіоди, ЧІП (мікросхема) у вигляді крапельки, транзистор та діод.
Від плати та акумулятора п'ять дротів уходило в ручку. Для того, щоб розібратися в їх підключенні, знадобилося її розібрати. Для цього потрібно хрестовою викруткою відкрутити всередині ліхтаря два гвинти, які були розташовані поряд з отвором, в які йшли дроти.
Для від'єднання ручки ліхтаря від корпусу її необхідно зрушити убік від гвинтів кріплення. Робити це потрібно обережно, щоб не відірвати від плати дроти.
Як виявилося, в ручці не було радіоелектронних елементів. Два білих дроти були припаяні до висновків кнопки ввімкнення/вимкнення ліхтаря, а решта до роз'єму для підключення зарядного пристрою. До 1 висновку роз'єму (нумерація умовна) був припаяний дріт червоного кольору, який другим кінцем був припаяний до плюсового входу друкованої плати. До другого контакту припаяли синьо-білий провідник, який другим кінцем був припаяний до мінусового майданчика друкованої плати. До 3 висновку був припаяний зелений провід, другий кінець якого був припаяний до виходу мінусового акумулятора.
Електрична принципова схема
Розібравшись із проводами, захованими в ручці, можна накреслити електричну принципову схему ліхтаря Фотон.
З негативного виведення акумулятора GB1 напруга подається на висновок роз'єму 3 Х1 і далі з його виведення 2 через синьо-білий провідник надходить на друковану плату.
Роз'єм Х1 влаштований таким чином, що коли штекер зарядного пристрою не вставлений в нього, то висновки 2 і 3 з'єднуються між собою. Коли штекер вставляється, висновки 2 і 3 роз'єднуються. Таким чином, забезпечується автоматичне відключення електронної частини схеми від зарядного пристрою, що унеможливлює випадкове включення ліхтаря під час зарядки акумулятора.
З позитивного виведення акумулятора GB1 напруга подається на D1 (мікросхема-чіп) та емітер біполярного транзистора типу S8550. ЧІП виконує тільки функцію тригера, що дозволяє кнопкою без фіксації вмикати або вимикати світлодіодів EL (⌀8 мм, колір світіння – білий, потужність 0,5 Вт, струм споживання 100 мА, падіння напруги 3 В.). При першому натисканні на кнопку S1 з мікросхеми D1 на базу транзистора Q1 подається позитивна напруга, він відкривається і на світлодіоди EL1-EL3 надходить напруга живлення, ліхтар включається. При повторному натисканні на кнопку S1 транзистор закривається і ліхтар вимикається.
З технічної точки зору таке схемне рішення безграмотно, тому що підвищує вартість ліхтаря, знижує його надійність, і на додаток за рахунок падіння напруги на переході транзистора Q1 втрачається до 20% ємності акумулятора. Таке схемне рішення виправдане за наявності можливості регулювання яскравості світлового променя. У цій моделі замість кнопки достатньо було встановити механічний вимикач.
Здивувало, що у схемі світлодіоди EL1-EL3 підключені паралельно до акумулятора як лампочки розжарювання, без струмообмежувальних елементів. В результаті при включенні через світлодіоди проходить струм, величина якого обмежена тільки внутрішнім опором акумулятора і при повному заряді струм може перевищити допустимий для світлодіодів, що приведе виходу їх з ладу.
Перевірка працездатності електричної схеми
Для перевірки справності мікросхеми, транзистора і світлодіодів від зовнішнього джерела живлення з функцією обмеження струму було подано з дотриманням полярності напруга постійного струму 4,4 безпосередньо на висновки живлення друкованої плати. Розмір обмеження струму було виставлено 0,5 А.
Після натискання кнопки увімкнення світлодіоди засвітили. Після повторного натискання – згасли. Світлодіоди та мікросхема з транзистором виявилися справними. Залишилося розібратися з акумулятором та зарядним пристроєм.
Відновлення кислотного акумулятора
Так як кислотний акумулятор ємністю 1,7 А був повністю розряджений, а штатний зарядний пристрій було несправно, то вирішив його зарядити від стаціонарного блоку живлення. При підключенні акумулятора для зарядки до блока живлення з встановленою напругою 9 В струм заряду склав менше 1 мА. Напруга була збільшена, до 30 - струм зріс до 5 мА, і через годину під такою напругою склав вже 44 мА. Далі напруга була знижена до 12, струм впав до 7 мА. Після 12 годин заряду акумулятора при напрузі 12 В струм піднявся до 100 мА, таким струмом і заряджається акумулятор протягом 15 годин.
Температура корпусу акумулятора була в межах норми, що свідчило про те, що заряджання йде не на виділення тепла, а на накопичення енергії. Після заряду акумулятора та доопрацювання схеми, про яку йтиметься нижче, були проведені випробування. Ліхтар із відновленим акумулятором просвітив безперервно 16 годин, після чого почала падати яскравість променя і тому він був вимкнений.
Описаним способом мені доводилося неодноразово відновлювати працездатність глибоко розряджених малогабаритних кислотних акумуляторів. Як показала практика, відновленню підлягають лише справні акумулятори, про які на якийсь час забули. Кислотні акумулятори, які виробили свій ресурс, не підлягають відновленню.
Ремонт зарядного пристрою
Вимірювання величини напруги мультиметром на контактах вихідного роз'єму зарядного пристрою показало його відсутність.
Судячи з стікера, наклеєного на корпус адаптера, він був блоком живлення, що видає нестабілізовану постійну напругу величиною 12 В з максимальним струмом навантаження 0,5 А. В електричній схемі не було елементів, що обмежують величину струму зарядки, тому виникло питання, а чому в Як зарядний пристрій використовувався звичайний блок живлення?
Коли адаптер був розкритий, з'явився характерний запах горілої електропроводки, що свідчило про те, що обмотка трансформатора згоріла.
Продзвонювання первинної обмотки трансформатора показало, що вона в кручі. Після розрізання першого шару стрічки, що ізолює первинну обмотку трансформатора, було виявлено термозапобіжник, розрахований на температуру спрацьовування 130°С. Перевірка показала, що як первинна обмотка, і термозапобіжник несправні.
Ремонт адаптера був економічно недоцільний, тому що необхідно перемотати первинну обмотку трансформатора та встановити новий термозапобіжник. Замінив його аналогічним, який був під рукою, на напругу постійного струму 9 В. Гнучкий шнур з роз'ємом довелося перепаяти від адаптера, що згорів.
На фотографії представлено креслення електричної схеми згорілого блоку живлення (адаптера) світлодіодного ліхтаря "Фотон". Адаптер для заміни був зібраний за такою ж схемою, тільки з вихідною напругою 9 В. Такої напруги достатньо для забезпечення необхідного струму заряду акумулятора з напругою 4,4 В.
Для інтересу підключив ліхтар до нового блоку живлення та вимірював струм зарядки. Величина його склала 620 мА, і це при напрузі 9 В. При напрузі 12 В струм був близько 900 мА, що значно перевищує здатність навантаження адаптера і рекомендований струм заряду акумулятор. Тому від перегріву і згоріла первинна обмотка трансформатора.
Доопрацювання електричної принципової схеми
світлодіодного акумуляторного ліхтаря «Фотон»
Для усунення схемотехнічних порушень з метою забезпечення надійної та довготривалої роботи до схеми ліхтаря було внесено зміни та виконано доопрацювання друкованої плати.
На фотографії представлена електрична принципова схема переробленого світлодіодного ліхтаря "Фотон". Синім кольором показані додатково встановлені радіоелементи. Резистор R2 обмежує струм заряду акумулятора до 120 мА. Для збільшення струму заряджання потрібно зменшити номінал резистора. Резистори R3-R5 обмежують і вирівнюють струм, що протікає через світлодіоди EL1-EL3 при світінні ліхтаря. Світлодіод EL4 з послідовно включеним резистором R1 встановлений для індикації процесу зарядки акумулятора, так як розробниками конструкції ліхтаря про це не подбали.
Для встановлення на платі струмообмежувальних резисторів друковані доріжки були перерізані, як показано на фотографії. Обмежуючий струм заряду резистор R2 був припаяний одним кінцем до контактного майданчика, до якої до цього був припаяний позитивний провід, що йде від зарядного пристрою, а пропаяний провід припаяний до другого висновку резистора. До цього контактного майданчика був припаяний додатковий провід (на знімку жовтого кольору), призначений для підключення індикатора заряджання акумулятора.
Резистор R1 і індикаторний світлодіод EL4 були розміщені в ручці ліхтаря, поряд з роз'ємом для підключення зарядного пристрою X1. Висновок анода світлодіода був припаяний до виведення 1 роз'єму X1, а до другого виводу, катоду світлодіода струмообмежуючий резистор R1. До другого висновку резистора був припаяний дріт (на фото жовтого кольору), що з'єднує його з виведенням резистора R2, припаяного до друкованої плати. Резистор R2, для простоти монтажу, можна було розмістити і в ручці ліхтарика, але оскільки він при зарядці нагрівається, то вирішив його розмістити у вільному просторі.
При доопрацюванні схеми застосовані резистори типу МЛТ потужністю 0,25 Вт, крім R2 який розрахований на 0,5 Вт. Світлодіод EL4 підійде будь-якого типу та кольору світіння.
На цій фотографії показано роботу індикатора заряджання під час заряджання акумулятора. Встановлення індикатора дозволило не лише стежити за процесом заряджання акумулятора, але й контролювати наявність напруги в мережі, справність блоку живлення та надійність його підключення.
Чим замінити згорілий ЧІП
Якщо раптом ЧІП – спеціалізована мікросхема без маркування у світлодіодному ліхтарі «Фотон», або аналогічному, зібраному за подібною схемою, вийде з ладу, то для відновлення працездатності ліхтаря її можна успішно замінити на механічний вимикач.
Для цього потрібно видалити з плати мікросхему D1, а замість транзисторного ключа Q1 підключити звичайний механічний вимикач, як показано наведеної вище електричної схеми. Вимикач на корпусі ліхтаря можна встановити замість кнопки S1 або в будь-якому іншому місці.
Ремонт із модернізацією
світлодіодного ліхтаря Keyang KY-9914
Відвідувач сайту Марат Пурлієв із Ашхабада поділився у листі результатами ремонту світлодіодного ліхтаря Keyang KY-9914. На додаток представив фотографію, схеми, докладний опис та дав згоду на публікацію інформації, за що я висловлюю свою вдячність.
Дякуємо Вам за статтю «Ремонт та модернізація світлодіодних ліхтарів Lentel, Фотон, Smartbuy Colorado та RED своїми руками».
Скориставшись прикладами ремонту, я відремонтував та модернізував ліхтар Keyang KY-9914, в якому згоріли чотири світлодіоди з семи, та виробив ресурс акумулятор. Світлодіоди згоріли через перемикання під час заряджання акумулятора.
У доопрацьованій електричній схемі зміни виділені червоним кольором. Несправний кислотний акумулятор я замінив на три послідовно включених акумуляторів Sanyo Ni-NH 2700, які були у використанні пальчикових АА, які опинилися під рукою.
Після переробки ліхтаря струм споживання світлодіодів у двох положеннях перемикача становив 14 і 28 мА, а струм заряду акумуляторів 50 мА.
Ремонт та переробка світлодіодного ліхтаря
14Led Smartbuy Colorado
Перестав вмикатися світлодіодний ліхтар Smartbuy Colorado, хоча три батареї типорозміру ААА були встановлені нові.
Вологонепроникний корпус був виконаний з анодованого алюмінієвого сплаву, мав довжину 12 см. Ліхтарик виглядав стильно і був зручним в експлуатації.
Як перевірити у світлодіодному ліхтарі батарейки на придатність
Ремонт будь-якого електроприладу починається з перевірки джерела живлення, тому, незважаючи на те, що у ліхтарі були встановлені нові батареї, ремонт слід починати з їхньої перевірки. У ліхтарі Smartbuy батареї встановлюються у спеціальний контейнер, у якому за допомогою перемичок з'єднані послідовно. Для того, щоб отримати доступ до батарей ліхтарика, потрібно розібрати, обертаючи проти годинникової стрілки задню кришку.
Батарейки в контейнер необхідно встановлювати, дотримуючись зазначеної на ньому полярності. На контейнері також позначено полярність, тому його потрібно заводити в корпус ліхтаря стороною, на якій нанесено знак «+».
Насамперед необхідно візуально перевірити всі контакти контейнера. Якщо на них є сліди оксидів, то контакти необхідно зачистити до блиску за допомогою наждакового паперу або зіскребти оксид лезом ножа. Для унеможливлення повторного окислення контактів їх можна змастити тонким шаром будь-якого машинного масла.
Далі потрібно перевірити придатність батарейок. Для цього, доторкнувшись щупами мультиметра, включеного в режим вимірювання постійної напруги необхідно вимірювати напругу на контактах контейнера. Три батарейки включені послідовно і кожна з них повинна видавати напругу 1,5, отже напруга на висновках контейнера повинна становити 4,5 В.
Якщо напруга менша за вказану, то необхідно перевірити правильність полярності батарейок у контейнері та вимірювати напругу кожної з них індивідуально. Можливо, села лише одна з них.
Якщо з батарейками все гаразд, то потрібно вставити, дотримуючись полярності контейнера в корпус ліхтаря, закрутити кришку і перевірити його на працездатність. При цьому треба звернути увагу на пружину в кришці, через яку передається напруга живлення на корпус ліхтаря і з нього прямо на світлодіоди. На її торці не повинно бути слідів корозії.
Як перевірити справність вимикача
Якщо батарейки хороші та контакти чисті, але світлодіоди не світять, потрібно перевірити вимикач.
У ліхтарі Smartbuy Colorado встановлений герметичний кнопковий вимикач з двома фіксованими положеннями, замикаючий провід, що йде від позитивного виведення контейнера батарейок. При першому натисканні на кнопку вимикача його контакти замикаються, а при повторному розмикаються.
Так як у ліхтарі встановлені батарейки, перевірити вимикач можна теж за допомогою мультиметра, включеного в режим вольтметра. Для цього потрібно обертанням проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди, відкрутити його передню частину та відкласти убік. Далі одним щупом мультиметра торкнутися корпусу ліхтарика, а другим контакту, який знаходиться в глибині по центру пластикової деталі, показаної на фотографії.
Вольтметр повинен показати напругу 4,5 В. Якщо відсутня напруга потрібно натиснути кнопку вимикача. Якщо він справний, напруга з'явиться. В іншому випадку потрібно ремонтувати вимикач.
Перевірка справності світлодіодів
Якщо на попередніх кроках пошуку несправність виявити не вдалося, то на наступному етапі потрібно перевірити надійність контактів, що подають напругу живлення на плату зі світлодіодами, надійність їх паяння і справність.
Друкована плата із запаяними в неї світлодіодами фіксується в головній частині ліхтаря за допомогою сталевого пружного кільця, через яке по корпусу ліхтаря одночасно подається на світлодіоди напруга живлення від мінусового виведення контейнера батарейок. На фотографії кільце показано з боку, яким вона притискає друковану плату.
Стопорне кільце зафіксовано досить міцно, і витягти його вдалося лише за допомогою пристрою, показаного на фотографії. Такий гачок можна вигнути зі сталевої смужки своїми руками.
Після вилучення стопорного кільця друкована плата зі світлодіодами, зображена на фото, легко витяглася з головної частини ліхтаря. Відразу впала в око відсутність струмообмежувальних резисторів, всі 14 світлодіодів були включені паралельно і через вимикач безпосередньо до батарейок. Підключення світлодіодів безпосередньо до батареї неприпустима, оскільки величина струму, що протікає через світлодіоди, обмежується тільки внутрішнім опором батарей і може вивести світлодіоди з ладу. У найкращому разі сильно скоротить термін їхньої служби.
Так як у ліхтарі всі світлодіоди були включені паралельно, перевірити їх за допомогою мультиметра, включеного в режим вимірювання опору не уявлялося можливим. Тому на друковану плату було подано живильну постійну напругу від зовнішнього джерела величиною 4,5 з обмеженням струму до 200 мА. Усі світлодіоди засвітилися. Стало очевидним, що несправність ліхтаря полягала в поганому контакті друкованої плати з кільцем, що фіксує.
Струм споживання світлодіодного ліхтаря
Для інтересу вимірював струм споживання світлодіодами від батарейок при включенні їх без струмообмежувального резистора.
Струм становив понад 627 мА. У ліхтарику встановлені світлодіоди типу HL-508H, робочий струм яких не повинен перевищувати 20 мА. 14 світлодіодів включені паралельно, отже сумарний струм споживання не повинен перевищувати 280 мА. Таким чином, струм, що протікає через світлодіоди, перевищив номінальний більш ніж удвічі.
Такий форсований режим роботи світлодіодів неприпустимий, оскільки веде до перегріву кристала, як наслідок, передчасний вихід світлодіодів з ладу. Додатковим недоліком є швидкий розряд батарей. Їх вистачить, якщо раніше не перегорять світлодіоди, лише на годину роботи.
Конструкція ліхтарика не дозволяла впаяти струмообмежувальні резистори послідовно з кожним світлодіодом, тому довелося встановити один загальний на всі світлодіоди. Номінал резистора довелося визначати експериментально. Для цього ліхтарик був запитаний від штатних батарей і в розрив позитивного дроту був включений амперметр послідовно з номіналом резистором 5,1 Ом. Струм становив близько 200 мА. При установці резистора 8,2 Ом струм споживання становив 160 мА, що, як показала перевірка, цілком достатньо хорошого освітлення з відривом щонайменше 5 метрів. На дотик резистор не нагрівався, тому підійде будь-якої потужності.
Переробка конструкції
Після проведеного дослідження стало очевидним, що для надійної та довговічної роботи ліхтаря необхідно додатково встановити резистор, що обмежує струм, і продублювати додатковим провідником з'єднання друкованої плати з світлодіодами та фіксуючим кільцем.
Якщо раніше треба було, щоб негативна шина друкованої плати торкалася корпусу ліхтаря, то у зв'язку із встановленням резистора потрібно виключити торкання. Для цього з друкованої плати по всьому її колу, з боку струмопровідних доріжок за допомогою надфілю було зточено кут.
Для виключення торкання притискного кільця до струмоведучих доріжок при фіксації друкованої плати на неї були приклеєні клеєм «Момент» чотири гумові ізолятори завтовшки близько двох міліметрів, як показано на фотографії. Ізолятори можна виготовити з будь-якого діелектричного матеріалу, наприклад, пластмаси або щільного картону.
Резистор був заздалегідь припаяний до кільця притиску, а до крайньої доріжки друкованої плати припаяний відрізок дроту. На провідник була надіта ізолююча трубка, а потім провід припаяний до другого висновку резистора.
Після простої модернізації ліхтаря своїми руками він став стабільно вмикатися і світловий промінь добре висвітлювати предмети на відстані понад вісім метрів. Додатково термін служби батарей збільшився більш ніж утричі, і багаторазово підвищилася надійність роботи світлодіодів.
Аналіз причин відмов відремонтованих китайських світлодіодних ліхтарів показав, що всі вони вийшли з ладу через безграмотно розроблені електричні схеми. Залишилося тільки з'ясувати, чи зроблено це навмисно, щоб заощадити на комплектуючих і скоротити термін експлуатації ліхтарів (щоб більше купували нові), або внаслідок безграмотності розробників. Я схиляюся до першого припущення.
Ремонт світлодіодного ліхтаря RED 110
Потрапив у ремонт ліхтарик із вбудованим кислотним акумулятором китайського виробника торгової марки RED. У ліхтарі було два випромінювачі: - з променем у вигляді вузького пучка і випромінює розсіяне світло.
На фотографії представлений зовнішній вигляд ліхтаря RED 110. Ліхтар мені одразу сподобався. Зручна форма корпусу, два режими роботи, петля для підвіски на шию, вилка, що висувається, підключення до мережі для зарядки. У ліхтарі секція світлодіодів розсіяного світла світила, а вузького пучка – ні.
Для ремонту спочатку було відкручено кільце чорного кольору, яке фіксує рефлектор, а потім викручено один саморіз у зоні петлі. Корпус легко поділився на дві половинки. Всі деталі були закріплені на шурупах і легко знімалися.
Схема зарядного пристрою була виконана за класичною схемою. З мережі через струмообмежуючий конденсатор ємністю 1 мкф напруга подавалася на випрямний міст із чотирьох діодів і далі на виводи акумулятора. Напруга з акумулятора на світлодіод вузького променя подавалося через струмообмежуючий резистор 460 Ом.
Усі деталі було змонтовано на односторонній друкованій платі. Провіди були припаяні безпосередньо до контактних майданчиків. Зовнішній вигляд друкованої плати подано на фотографії.
10 світлодіодів бічного світла було з'єднано паралельно. Напруга живлення на них подавалося через загальний струмообмежувальний резистор 3R3 (3,3 Ом), хоча за правилами для кожного світлодіода потрібно встановлювати окремий резистор.
При зовнішньому огляді світлодіода вузького пучка дефектів не виявлено. При подачі живлення через вмикач ліхтарика з акумулятора напруга на виводах світлодіода була присутня, і він нагрівався. Стало очевидним, що кристал пробитий, і це підтвердило продзвонювання мультиметром. Опір склало за будь-якого підключення щупів до висновків світлодіода 46 Ом. Світлодіод був несправний і була потрібна його заміна.
Для зручності роботи від плати світлодіода було відпаяно дроти. Після звільнення висновків світлодіода від припою виявилося, що світлодіод намертво тримається усією площиною зворотного боку на друкованій платі. Для його відділення довелося закріпити плату у настільних скронях. Далі гострий кінець ножа встановити місце з'єднання світлодіода з платою і легенько вдарити по ручці ножа молотком. Світлодіод відскочив.
Маркування на корпусі світлодіода, як завжди, не було. Тому необхідно було визначити його параметри та підібрати відповідний для заміни. За габаритними розмірами світлодіода, напругою акумулятора та величиною струмообмежувального резистора було визначено, що для заміни підійде світлодіод потужністю 1 Вт (струм 350 мА, падіння напруги 3 В). З «Довідкової таблиці параметрів популярних SMD світлодіодів» для ремонту вибрано світлодіод LED6000Am1W-A120 білого світіння.
Друкована плата, на якій встановлено світлодіод, виконана з алюмінію і одночасно служить для відведення тепла від світлодіода. Тому при встановленні його необхідно забезпечити хороший тепловий контакт за рахунок щільного прилягання задньої площини світлодіода до друкованої плати. Для цього перед запаюванням на місця контакту поверхонь була нанесена термопаста, яка застосовується при встановленні радіатора на процесор комп'ютера.
Для того, щоб забезпечити щільне прилягання площини світлодіода до плати, необхідно спочатку покласти його на площину і трохи відігнути висновки, щоб вони відступали від площини на 0,5 мм. Далі висновки залудити припоєм, нанести термопасту та встановити світлодіод на плату. Далі притиснути його до плати (зручно це зробити викруткою з вийнятою битою) та прогріти висновки паяльником. Далі прибрати викрутку, ножем притиснути у місці вигину виведення його до плати та прогріти паяльником. Після затвердіння припою ніж усунути. За рахунок пружинних властивостей виводів світлодіод буде щільно притиснутий до плати.
При встановленні світлодіода необхідно дотримуватися полярності. Правда в цьому випадку, якщо буде допущена помилка, то можна буде поміняти місцями дроти, що подають напругу. Світлодіод припаяний і можна перевірити його роботу та вимірювати споживаний струм та падіння напруги.
Струм протікає через світлодіод склав 250 мА, падіння напруги 3,2 В. Звідси споживана потужність (потрібно помножити струм на напругу) склала 0,8 Вт. Можна було збільшити робочий струм світлодіода, зменшивши опір 460 Ом, але я цього робити не став, оскільки яскравість свічення була достатньою. Натомість світлодіод працюватиме у легшому режимі, менше нагріватиметься і збільшиться час роботи ліхтарика від однієї зарядки.
Перевірка нагріву світлодіода, що пропрацював протягом години, показала ефективне відведення тепла. Він нагрівся до температури трохи більше 45°С. Ходові випробування показали достатню дальність освітлення у темряві понад 30 метрів.
Заміна кислотного акумулятора у світлодіодному ліхтарі
кислотний акумулятор, що вийшов з ладу у світлодіодному ліхтарі, можна замінити як аналогічним кислотним, так і літій-іонним (Li-ion) або нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА.
У китайських ліхтарях, що ремонтуються, були встановлені свинцево-кислотні AGM акумулятори різних габаритних розмірів без маркування напругою 3,6 В. За розрахунком ємність цих акумуляторів становить від 1,2 до 2 А×год.
У продажу можна знайти аналогічний кислотний акумулятор російського виробника для ДБЖ 4V 1Ah Delta DT 401, який має напругу на виході 4 при ємності 1 А×години, вартістю пару доларів. Для заміни досить просто, дотримуючись полярності, перепаяти два дроти.
Через кілька років експлуатації світлодіодний ліхтар Lentel GL01, ремонт якого описаний на початку статті, знову принесли мені ремонт. Діагностика показала, що виробив свій ресурс кислотний акумулятор.
Був куплений для заміни акумулятор Delta DT 401, але виявилося, що його геометричні розміри були більшими, ніж несправні. Штатний акумулятор ліхтарика мав розміри 21×30×54 мм і був вищим на 10 мм. Довелося доопрацьовувати корпус ліхтарика. Тому перш ніж купувати новий акумулятор, переконайтеся, що він уміститься в корпус ліхтаря.
Було видалено упор у корпусі і ножівкою по металу відпилена частина друкованої плати, з якої попередньо було випаяно резистор і один світлодіод.
Після доопрацювання новий акумулятор добре встановився в корпус ліхтаря і тепер, сподіваюся, прослужить не один рік.
Заміна кислотного акумулятора
акумуляторами типорозміру АА або ААА
Якщо немає можливості придбати акумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, його можна успішно замінити трьома будь-якими пальчиковими нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА ємністю від 1 А×години, які мають напругу 1. з'єднати послідовно, дотримуючись полярності, три акумулятори проводами методом паяння. Проте економічно така заміна недоцільна, оскільки вартість трьох якісних пальчикових акумуляторів типорозміру АА може перевищувати вартість купівлі нового світлодіодного ліхтаря.
Але де гарантія, що в електричній схемі нового світлодіодного ліхтаря немає помилки, і не доведеться його теж допрацьовувати. Тому вважаю, що заміна свинцевого акумулятора в допрацьованому ліхтарі є доцільною, оскільки забезпечить надійну роботу ліхтаря ще кілька років. Та й завжди буде приємно користуватися ліхтариком, відремонтованим та модернізованим своїми руками.
Ліхтарик - це необхідна річ при поїздках на природу або за місто на дачу. Вночі на присадибній ділянці або біля намету тільки він створить промінь світла у темному царстві. Але й у міській квартирі без нього іноді просто не обійтись. Як правило, дістати що-небудь маленьке і під ліжко або диван без ліхтарика складно. І хоча в наш час є пристрої, які є мультифункціональними і можуть бути джерелом світла, деякі з наших читачів напевно захочуть дізнатися, як зробити ліхтарик своїми руками. Про те, як зробити маленький прилад із підручних предметів, буде розказано далі.
Класика форми
Найбільш зручною конструкцією, яка в принципі вже багато років залишається незмінною для ліхтариків, є конструкція, що містить у собі:
- циліндричний корпус з такими самими формою батарейками;
- рефлектор із лампочкою з одного кінця корпусу;
- знімну кришку з іншого кінця корпусу.
І цю конструкцію можна одержати, використовуючи непотрібні предмети побуту. Якщо виготовити ліхтар своїми руками, краси форм як у промислового зразка, звичайно, не буде. Але він буде функціональним і від працюючої саморобки буде одержано багато позитивних емоцій.
Отже, основною проблемою, яку на перший погляд важко вирішити, є рефлектор. Але це лише здається складним. Насправді нас оточує багато предметів, які можуть стати заготівлею для цілого ряду відбивачів різних розмірів. Це звичайні пластикові пляшки. Їхня внутрішня поверхня поблизу шийки за формою дуже близька до тієї, яку має відбивач, зроблений на заводі. А кришка немовби створена для кріплення в ній світлодіода, який сьогодні є найкращим джерелом світла. Він яскравіший і економічніший мініатюрної лампочки.
Майструємо рефлектор
Те, що можна не знайти трубку відповідних розмірів для виготовлення корпусу – не проблема. Його можна склеїти із окремих деталей. Наприклад, з непотрібних одноразових кулькових авторучок. Для пружності контактів можна застосувати спіраль, яка використовується для палітурки сторінок, і контакти виготовити з тонкої листової жерсті, сировиною для якої стане бляшана банка. Тому починаємо з вибору пластикової пляшки бажаних розмірів та підбору інших елементів. Чим менше буде пляшка, тим жорсткішим і міцнішим вийде відбивач. Кріплення деталей при складанні найпростіше зробити на основі будівельного герметика.
Отже, приступаємо до виготовлення ліхтарика своїми руками. Від пляшки гострим ножем відрізаємо шийку та параболічну частину корпусу та підрівнюємо краї ножицями.
Для ефективного відображення використовуємо фольгу, в яку загортаються шоколадні плитки. Якщо її розмірів не вистачить, можна вирізати більшу заготовку розміру з рулону фольги, призначеної для випікання продуктів. Щоб фольга трималася поверхні, наносимо тонкий шар герметика. Потім притискаємо та розрівнюємо по ньому фольгу. Якщо вона зморщиться, це не біда. Головне, щоб не було здуття, і вона повторювала форму основи.
Притискаємо фольгу пальцями і розгладжуючи нерівності, формуємо максимально рівну поверхню. Фольгу по краях підрівнюємо ножицями врівень із пластиковою основою. По контуру шийки робимо виріз ножем для світлодіода, який згодом буде встановлений тут на панельці.
Її виготовляємо з денця пляшкової кришки, відрізавши гострим ножем краю з різьбленням і при необхідності підрівнявши їх ножицями. Потім, проробивши шилом або вістрям ножа в панельці два отвори, продаємо через них ніжки світлодіода, притиснувши його основу до неї. Для правильної установки світлодіодної лампи в центрі кришки треба правильно по розташуванню ніжок у підставі світлодіода вибрати відстань між отворами.
Висновки світлодіода відгинаємо в сторони до упору краю панельки. До них скруткою кріпимо провідники. Якщо скручування виходить ненадійним через властивості жил проводу або з інших причин, застосовується пайка. Висновки після прикріплення дротів підгинаються вздовж панельки. Працездатність отриманої деталі рекомендується перевірити батареями, що застосовуються у ліхтарику.
Потім з жерстяного листа вирізаємо контактний майданчик для батарейки, який упирається в панельку зі світлодіодом. Скручуванням або паянням з'єднуємо майданчик - клему з більш коротким проводом. Клему кріпимо до пружинки, яку у свою чергу кріпимо до панельки. Для скріплення елементів використовуємо герметик.
Потім панельку зі світлодіодом вклеюємо у відбивач.
денце і футляр з батарейками
Протилежна рефлектору деталь корпусу ліхтарика теж виготовлена з частини пляшки з шийкою. Але тільки з самого шийки з кришкою. До внутрішньої стінки його приклеюється клема, виготовлена з жерстяного листа. До неї також кріпиться провід. Цей провід та другий провід від світлодіода будуть використані для керування ліхтариком. Клема контактує з батарейкою, будучи притиснутою кришкою, що нагвинчується на шийку.
Дві основні деталі готові. Тепер треба зробити футляр для батарейок. Для цього використовуємо висохлі і тому вже не потрібні фломастери. Залишаємо від них тільки корпус, який укорочуємо по довжині і по кінцях підрізаємо вздовж по осі, роблячи два виступи для приклеювання. Перед відрізанням робимо маркером позначки, прикладаючи корпус фломастеру до деталей, що приклеюються.
На виступи наносимо клей і приклеюємо їх відповідно до рефлектора та тильної частини.
Потім із жерстяного листа вирізаємо деталі вимикача. Монтуємо до них дроти та приклеюємо деталі до корпусу.
Вставляємо у ліхтарик батарейки та користуємося ним. Це, звичайно, не ліхтар заводського виготовлення з якісним відбивачем та далеким світлом. Але він виготовлений своїми руками, це ваш власний виріб, який дає хороше ближнє освітлення і приносить велике задоволення, а його за гроші не купиш. Тепер ви отримали наочне уявлення про те, як легко можна зробити ліхтар самому.
Готовий ліхтарик та світло від нього
