Как устроен фонарик: Фонарь светодиодный – ремонт, схема, замена аккумулятора

Фонарь светодиодный – ремонт, схема, замена аккумулятора

Для безопасности и возможности продолжать активную деятельность в темное время суток человек нуждается в искусственном освещении. Первобытные люди раздвигали темень, поджигая ветки деревьев, далее придумали факел и керосинку. И только после изобретения французским изобретателем Джорджем Лекланше в 1866 году прототипа современной батарейки, а в 1879 году Томсоном Эдисоном лампы накаливания, у Дэвида Майзела появилась возможность запатентовать 1896 году первый электрический фонарь.

С тех пор в электрической схеме новых образцов фонарей ничего не изменялось, пока в 1923 году российский ученый Олег Владимирович Лосев не нашёл связь люминесценции в карбиде кремния и p-n-переходе, а в 1990 году ученым не удалось создать светодиод с большей светоотдачей, позволяющий заменить лампочку накаливания. Применение светодиодов вместо ламп накаливания, благодаря низкому энергопотреблению светодиодов, позволило многократно увеличить время работы фонарей при той же емкости батареек и аккумуляторов, повысить надежность фонариков и практически снять все ограничения на область их использования.

Светодиодный аккумуляторный фонарь, который Вы видите на фотоснимке попал мне в ремонт с жалобой, что купленный на днях китайский фонарик Lentel GL01 за $3, не светит, хотя индикатор заряда аккумулятора светится.

Внешний осмотр фонаря произвел положительное впечатление. Качественное литье корпуса, удобная ручка и выключатель. Стержни вилки для подключения к бытовой сети для зарядки аккумулятора сделаны выдвижными, что исключает необходимость хранения сетевого шнура.

Внимание! При разборке и ремонте фонаря, если он подключен к сети следует соблюдать осторожность. Прикосновение к оголенным участкам схемы подключенной к электрической сети может привести к поражению электрическим током.

Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01

Хотя фонарик подлежал гарантийному ремонту, но вспоминая свои хождения при при гарантийном ремонте отказавшего электрочайника (чайник был дорогим и в нем перегорел ТЭН, поэтому своими руками его отремонтировать не представлялось возможным), решил заняться ремонтом самостоятельно.

Разобрать фонарь оказалось легко. Достаточно повернуть на небольшой угол против часовой стрелки кольцо, фиксирующее защитное стекло и оттянуть его, затем отвинтить несколько саморезов. Оказалось кольцо фиксируется на корпусе с помощью байонетного соединения.

После снятия одной из половинок корпуса фонарика появился доступ ко всем его узлам. Слева на фотоснимке видна печатная плата со светодиодами, к которой прикреплен с помощью трех саморезов рефлектор (отражатель света). В центре расположен аккумулятор черного цвета с неизвестными параметрами, имеется только маркировка полярности выводов. Правее аккумулятора находится печатная плата зарядного устройства и индикации. Справа установлена сетевая вилка с выдвижными стержнями.

При внимательном рассмотрении светодиодов оказалось, что на излучающих поверхностях кристаллов всех светодиодов имелись черные пятна или точки. Стало ясно даже без проверки светодиодов мультиметром, что фонарик не светит по причине их перегорания.

Почерневшие области имелись также на кристаллах двух светодиодов, установленных в качестве подсветки на плате индикации зарядки аккумулятора. В светодиодных лампах и лентах обычно выходит из строя один светодиод, и работая как предохранитель, защищает остальные от перегорания. А в фонаре вышли из строя все девять светодиодов одновременно. Напряжение на аккумуляторе не могло увеличиться до величины, способной вывести светодиоды из строя. Для выяснения причины пришлось начертить электрическую принципиальную схему.

Поиск причины отказа фонаря

Электрическая схема фонаря состоит из двух функционально законченных частей. Часть схемы, расположенная левее переключателя SA1, выполняет функцию зарядного устройства. А часть схемы, изображенная справа от переключателя, обеспечивает свечение.

Работает зарядное устройство следующим образом. Напряжение от бытовой сети 220 В поступает на токоограничивающий конденсатор С1, далее на мостовой выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4.

С выпрямителя напряжение подается на клеммы аккумулятора. Резистор R1 служит для разряда конденсатора после изъятия вилки фонарика из сети. Таким образом, исключается удар током от разряда конденсатора в случае случайного прикосновения рукой одновременно двух штырей вилки.

Светодиод HL1, включенный последовательно с токоограничивающим резистором R2 в противоположном направлении с правым верхним диодом моста, как, оказалось, светится всегда при вставленной вилке в сеть, даже если аккумулятор неисправен или отсоединен от схемы.

Переключатель режимов работы SA1 служит для подключения к аккумулятору отдельных групп светодиодов. Как видно из схемы получается, что если фонарь подключен к сети для зарядки и движок переключателя находится в положении 3 или 4, то напряжение с зарядного устройства аккумулятора попадает и на светодиоды.

Если человек включил фонарик и обнаружил, что он не работает, и, не зная, что движок выключателя обязательно необходимо установить в положение «выключено», о чем в инструкции по эксплуатации фонаря ничего не сказано, подключит фонарь к сети на зарядку, то за счет броска напряжения на выходе зарядного устройства на светодиоды попадет напряжение, значительно превышающее расчетное. Через светодиоды потечет ток, превышающий допустимый и они перегорят. При старении кислотного аккумулятора за счет сульфатации свинцовых пластин напряжение заряда аккумулятора возрастает, что тоже приводит к перегоранию светодиодов.

Еще одно схемное решение, которое удивило, это параллельное включение семи светодиодов, что недопустимо, так как вольтамперные характеристики даже светодиодов одного типа отличаются и поэтому проходящий ток через светодиоды тоже будет не одинаковым. По этой причине при выборе номинала резистора R4 из расчета протекания через светодиоды максимально допустимого тока, один из них может перегружаться и выйти из строя, а это приведет к перегрузке по току параллельно включенных светодиодов, и они тоже перегорят.

Переделка (модернизация) электрической схемы фонаря

Стало очевидным, что поломка фонаря связана с ошибками, допущенными разработчиками его электрической принципиальной схемы. Чтобы отремонтировать фонарь и исключить его повторную поломку необходимо его переделать, заменив светодиоды и внести незначительные изменения в электрическую схему.

Для того чтобы индикатор заряда аккумулятора действительно сигнализировал о его зарядке, необходимо светодиод HL1 включить последовательно с аккумулятором. Для свечения светодиода необходим ток несколько миллиампер, а выдаваемый ток зарядным устройством должен составлять около 100 мА.

Для обеспечения этих условий достаточно отсоединить HL1-R2 цепочку от схемы в местах, указанных красными крестиками и параллельно с ней установить дополнительный резистор Rd номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт. Ток заряда, протекая через Rd будет создавать на нем падение напряжения около 3 В, которое обеспечить необходимый ток для свечения индикатора HL1. Заодно точку соединения HL1 и Rd необходимо подключить к выводу 1 переключателя SA1. Таким простым способом будет исключена возможность подачи напряжения с зарядного устройства на светодиоды EL1-EL10 во время заряда аккумулятора.

Для выравнивания величины токов, протекающих через светодиоды EL3-EL10, необходимо исключить из схемы резистор R4 и последовательно с каждым светодиодом включить отдельный резистор номиналом 47-56 Ом.

Электрической схема после доработки

Внесенные в схему незначительные изменения повысили информативность индикатора заряда недорогого китайского светодиодного фонаря и многократно повысили его надежность. Надеюсь, что производители светодиодных фонарей после прочтения этой статьи внесут изменения в электрические схемы своих изделий.

После модернизации электрическая принципиальная схема приняла вид, как на чертеже выше. Если необходимо освещать фонариком продолжительное время и не требуется большой яркости его свечения, то можно дополнительно установить токоограничивающий резистор R5, благодаря которому время работы фонарика без подзарядки увеличится в два раза.

Ремонт светодиодного аккумуляторного фонаря

После разборки в первую очередь нужно восстановить работоспособность фонаря, а потом уже заниматься модернизацией.

Проверка светодиодов мультиметром подтвердила их неисправность. Поэтому все светодиоды пришлось выпаять и освободить от припоя отверстия для установки новых диодов.

Судя по внешнему виду, на плате были установлены ламповые светодиоды из серии HL-508H диаметром 5 мм. В наличии имелись светодиоды типа HK5h5U от линейной светодиодной лампы с близкими техническими характеристиками. Они и пригодились для ремонта фонаря. При запайке светодиодов на плату нужно не забывать соблюдать полярность, анод должен быть соединен с плюсовым выводом аккумулятора или батарейки.

После замены светодиодов печатная плата была подключена к схеме. Яркость свечения некоторых светодиодов из-за общего токоограничивающего резистора несколько отличалась от других. Для устранения этого недостатка необходимо удалить резистор R4 и заменить его семью резисторами, включив последовательно с каждым светодиодом.

Для выбора резистора, обеспечивающего оптимальный режим работы светодиода, была измерена зависимость величины тока, протекающего через светодиод, от величины последовательно включенного сопротивления при напряжении 3,6 В, равному напряжению аккумуляторной батареи фонаря.

Исходя из условий применения фонаря (в случае перебоев подачи в квартиру электроэнергии) большой яркости и дальности освещения не требовалось, поэтому резистор был выбран номиналом 56 Ом. С таким токоограничивающим резистором светодиод будет работать в легком режиме, и потребление электроэнергии будет экономным. Если от фонаря требуется выжать максимальную яркость, то следует применить резистор, как видно из таблицы, номиналом 33 Ом и сделать два режима работы фонарика, включив еще один общий токоограничивающий резистор (на схеме R5) номиналом 5,6 Ом.

Чтобы включить последовательно с каждым светодиодом резистор, необходимо предварительно подготовить печатную плату. Для этого на ней нужно перерезать по одной любой токоведущей дорожке, подходящей к каждому светодиоду и сделать дополнительные контактные площадки. Токоведущие дорожки на плате защищены слоем лака, который необходимо соскоблить лезвием ножа до меди, как на фотоснимке. Затем оголенные контактные площадки залудить припоем.

Подготавливать печатную плату для монтажа резисторов и припаивать их лучше и удобнее, если плату закрепить на штатном рефлекторе. В этом случае поверхность линз светодиодов не будет царапаться, и удобнее будет работать.

Подключение диодной платы после ремонта и модернизации к аккумулятору фонаря показало достаточную для освещения и одинаковую яркость свечения всех светодиодов.

Не успел отремонтировать предыдущий фонарь, как в ремонт попал второй, с такой же неисправностью. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.

По дате на корпусе фонарика и на аккумуляторе удалось установить, что фонарю уже четыре года и со слов его хозяина фонарь работал безотказно. Очевидно, что прослужил фонарик долго благодаря предупреждающей надписи «Не включать во время зарядки!» на откидной крышке, закрывающей отсек, в котором спрятана вилка для подключения фонаря к электросети для зарядки аккумулятора.

В этой модели фонаря светодиоды включены в схему по правилам, последовательно с каждым установлен резистор номиналом 33 Ом. Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора. Проверка мультиметром показала, что все светодиоды неисправны, резисторы тоже оказались в обрыве.

Анализ причины отказа светодиодов показал, что за счет сульфатации пластин кислотного аккумулятора его внутреннее сопротивление увеличилось и как следствие, напряжение его зарядки возросло в несколько раз. Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя. Пришлось заменить не только светодиоды, но и все резисторы. Исходя из выше оговоренных условиях эксплуатации фонаря были для замены выбраны резисторы номиналом 47 Ом. Величину резистора для любого типа светодиода можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора.

Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора

Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора. Для этого необходимо перерезать дорожку на печатной плате зарядного устройства и индикации таким образом, чтобы цепочку HL1-R2 со стороны светодиода отсоединить от схемы.

Далее нужно параллельно цепочке HL1-R2 подключить резистор Rd, проходя через который ток зарядки аккумулятора будет создавать необходимое падение напряжения для обеспечения свечения светодиода HL1.

Свинцово-кислотный AGM аккумулятор был доведен до глубокого разряда, и попытка зарядить его штатным зарядным устройством не привела к успеху. Пришлось аккумулятор заряжать с помощью стационарного блока питания с функцией ограничения тока нагрузки. На аккумулятор было подано напряжение 30 В, при этом он в первый момент времени потреблял ток всего несколько мА. Со временем ток начал возрастать и через несколько часов увеличился до 100 мА. После полной зарядки аккумулятор был установлен в фонарь.

Зарядка глубоко разряженных свинцово-кислотный AGM аккумуляторов в результате долгого хранения повышенным напряжением позволяет восстановить их работоспособность. Способ проверен мною на AGM аккумуляторах не один десяток раз. Новые аккумуляторы, не желающие заряжаться от стандартных зарядных устройств, при зарядке от постоянного источника при напряжении 30 В восстанавливаются практически до первоначальной емкости.

Аккумулятор был несколько раз разряжен включением фонарика в рабочий режим и заряжен с помощью штатного зарядного устройства. Измеренный ток заряда составил 123 мА, при напряжении на выводах аккумулятора 6,9 В. К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов. То есть емкость аккумулятора составляла около 0,2 А×часа и для продолжительной работы фонаря необходима его замена.

HL1-R2 цепочка на печатной плате была удачно размещена, и понадобилось под углом перерезать всего одну токоведущую дорожку, как на фотоснимке. Ширина реза должна быть не менее 1 мм. Расчет номинала резистора и проверка на практике показала, что для стабильной работы индикатора зарядки аккумулятора необходим резистор номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт.

На фотоснимке представлена печатная плата с запаянным токоограничивающим резистором. После такой доработки индикатор заряда аккумулятора светится только в случае, если действительно происходит заряд аккумулятора.

Модернизация переключателя режимов работы

Для завершения работы по ремонту и модернизации фонарей необходимо выполнить перепайку проводов на выводах переключателя.

В моделях ремонтируемых фонарей для включения применен четырех позиционный переключатель движкового типа. Средний вывод на приведенной фотографии является общим. При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. При перемещении движка переключателя из крайнего левого положения на одну позицию вправо, общий его вывод подключается ко второму выводу и при дальнейшем перемещении движка последовательно к 4 и 5 выводам.

К среднему общему выводу (смотри фотографию выше) нужно припаять провод, идущий от положительного вывода аккумулятора. Таким образом, появится возможность подключать аккумулятор к зарядному устройству или светодиодам. К первому выводу можно припаять провод, идущий от основной платы со светодиодами, ко второму можно припаять токоограничивающий резистор R5 величиной 5,6 Ом для возможности переключения фонарика в энергосберегающий режим работы. К крайнему правому выводу припаять проводник, идущий от зарядного устройства. Таким образом будет исключена возможность включить фонарь во время зарядки аккумулятора.

Ремонт и модернизация

светодиодного аккумуляторного фонаря-прожектора «Фотон PB-0303»

Попал мне в ремонт еще один экземпляр из ряда светодиодных фонарей китайского производства под названием Светодиодный фонарь-прожектор «Фотон PB-0303». Фонарь при нажатии на кнопку включения не реагировал, попытка зарядить аккумулятор фонаря с помощью зарядного устройства к успеху не привела.

Фонарь мощный, дорогой, стоит около $20. По заявлению производителя световой поток фонаря достигает 200 метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече.

Светодиодный фонарь Фотон обладает хорошей ремонтопригодностью. Для получения доступа к электрической схеме достаточно открутить пластмассовое кольцо, удерживающее защитное стекло, вращая кольцо против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды.

При ремонте любых электроприборов поиск неисправности всегда начинается с источника питания. Поэтому первым делом было измерено с помощью мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения, напряжение на выводах кислотного аккумулятора. Оно составил 2,3 В, вместо 4,4 В положенных. Аккумулятор был полностью разряжен.

При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Фонариком пользовались, пока аккумулятор полностью не разрядился, а затем он продолжительное время не эксплуатировался, что и привело к глубокой разрядке аккумулятора.

Осталось проверить исправность светодиодов и остальных элементов. Для этого был снять отражатель, для чего были откручены шесть саморезов. На печатной плате находилось всего три светодиода, ЧИП (микросхема) в виде капельки, транзистор и диод.

От платы и аккумулятора пять проводов уходило в ручку. Для того, чтобы разобраться в их подключении понадобилось ее разобрать. Для этого нужно крестовой отверткой открутить внутри фонаря два винта, которые были расположены рядом с отверстием, в которые уходили провода.

Для отсоединения ручки фонаря от его корпуса ее необходимо сдвинуть в сторону от винтов крепления. Делать это нужно аккуратно, чтобы не оторвать от платы провода.

Как оказалось в ручке не было радиоэлектронных элементов. Два белых провода были припаяны к выводам кнопки включения/выключения фонаря, а остальные к разъему для подключения зарядного устройства. К 1 выводу разъема (нумерация условная) был припаян провод красного цвета, который вторым концом был припаян к плюсовому входу печатной платы. Ко второму контакту был припаян сине-белый проводник, который вторым концом был припаян к минусовой площадке печатной платы. К 3 выводу был припаян зеленый провод, второй конец которого был припаян к минусовому выводу аккумулятора.

Электрическая принципиальная схема

Разобравшись с проводами, спрятанными в ручке можно начертить электрическую принципиальную схему фонаря Фотон.

С отрицательного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на вывод 3 разъема Х1 и далее с его вывода 2 через сине-белый проводник поступает на печатную плату.

Разъем Х1 устроен таким образом, что когда штекер зарядного устройства в него не вставлен, то выводы 2 и 3 соединяются между собой. Когда штекер вставляется, то выводы 2 и 3 разъединяются. Таким образом, обеспечивается автоматическое отключение электронной части схемы от зарядного устройства, исключающей возможность случайного включения фонаря во время зарядки аккумулятора.

С положительного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на D1 (микросхема-чип) и эмиттер биполярного транзистора типа S8550. ЧИП выполняет только функцию триггера, позволяющего кнопкой без фиксации включать или выключать свечение светодиодов EL (⌀8 мм, цвет свечения – белый, мощность 0,5 Вт, ток потребления 100 мА, падение напряжения 3 В. ). При первом нажатии на кнопку S1 с микросхемы D1 на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, он открывается и на светодиоды EL1-EL3 поступает питающее напряжение, фонарь включается. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается.

С технической точки зрения такое схемное решение безграмотно, так как повышает стоимость фонаря, снижает его надежность, и в дополнение за счет падения напряжения на переходе транзистора Q1 теряется до 20% емкости аккумулятора. Такое схемное решение оправдано при наличии возможности регулировки яркости светового луча. В данной модели вместо кнопки достаточно было поставить механический выключатель.

Вызвало удивление, что в схеме светодиоды EL1-EL3 подключены параллельно к аккумулятору как лампочки накаливания, без токоограничивающих элементов. В результате при включении через светодиоды проходит ток, величина которого ограничена только внутренним сопротивлением аккумулятора и при его полном заряде ток может превысить допустимый для светодиодов, что приведет выходу их из строя.

Проверка работоспособности электрической схемы

Для проверки исправности микросхемы, транзистора и светодиодов от внешнего источника питания с функцией ограничения тока было подано с соблюдением полярности напряжение постоянного тока 4,4 В непосредственно на выводы питания печатной платы. Величина ограничения тока была выставлена 0,5 А.

После нажатия кнопки включения светодиоды засветили. После повторного нажатия – погасли. Светодиоды и микросхема с транзистором оказались исправными. Осталось разобраться с аккумулятором и зарядным устройством.

Восстановление кислотного аккумулятора

Так как кислотный аккумулятор емкостью 1,7 А был полностью разряжен, а штатное зарядное устройство было неисправно то решил его зарядить от стационарного блока питания. При подключении аккумулятора для зарядки к блоку питания с установленным напряжением 9 В, ток заряда составил менее 1 мА. Напряжение было увеличено, до 30 В — ток возрос до 5 мА, и через час под таким напряжением составил уже 44 мА. Далее напряжение было снижено до 12 В, ток упал до 7 мА. После 12 часов заряда аккумулятора при напряжении 12 В ток поднялся до 100 мА, таким током и заряжался аккумулятор в течении 15 часов.

Температура корпуса аккумулятора была в пределах нормы, что свидетельствовало о том, что ток зарядки идет не на выделение тепла, а на накопление энергии. После заряда аккумулятора и доработки схемы, о которой речь пойдет ниже, были проведены испытания. Фонарь с восстановленным аккумулятором просветил беспрерывно 16 часов, после чего начала падать яркость луча и поэтому он был выключен.

Описанным выше способом мне приходилось неоднократно восстанавливать работоспособность глубоко разряженных малогабаритных кислотных аккумуляторов. Как показала практика, восстановлению подлежат только исправные аккумуляторы, о которых на некоторое время забыли. Кислотные аккумуляторы, которые выработали свой ресурс, восстановлению не подлежат.

Ремонт зарядного устройства

Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие.

Судя по стикеру, наклеенному на корпус адаптера, он представлял собой блок питания, выдающий нестабилизированное постоянное напряжение величиной 12 В с максимальным током нагрузки 0,5 А. В электрической схеме не было элементов, ограничивающих величину тока зарядки, поэтому возник вопрос, а почему в качестве зарядного устройства использовался обыкновенный блок питания?

Когда адаптер был вскрыт, то появился характерный запах горелой электропроводки, что свидетельствовало о том, что обмотка трансформатора сгорела.

Прозвонка первичной обмотки трансформатора показала, что она в обрыве. После разрезания первого слоя ленты, изолирующего первичную обмотку трансформатора, был обнаружен термопредохранитель, рассчитанный на температуру срабатывания 130°С. Проверка показала, что как первичная обмотка, так и термопредохранитель неисправны.

Ремонт адаптера был экономически нецелесообразен, так как необходимо перемотать первичную обмотку трансформатора и установить новый термопредохранитель. Заменил его аналогичным, который был под рукой, на напряжение постоянного тока 9 В. Гибкий шнур с разъемом пришлось перепаять от сгоревшего адаптера.

На фотографии представлен чертеж электрической схемы сгоревшего блока питания (адаптера) светодиодного фонаря «Фотон». Адаптер для замены был собран по такой же схеме, только с выходным напряжением 9 В. Такого напряжения вполне достаточно для обеспечения требуемого тока заряда аккумулятора с напряжением 4,4 В.

Для интереса подключил фонарь к новому блоку питания и измерял ток зарядки. Величина его составила 620 мА, и это при напряжении 9 В. При напряжении 12 В ток был порядка 900 мА, значительно превышающий нагрузочную способность адаптера и рекомендуемый ток заряда аккумулятор. По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора.

Доработка электрической принципиальной схемы

светодиодного аккумуляторного фонаря «Фотон»

Для устранения схемотехнических нарушений с целью обеспечения надежной и долговременной работы в схему фонаря были внесены изменения и выполнена доработка печатной платы.

На фотографии представлена электрическая принципиальная схема переделанного светодиодного фонаря «Фотон». Синим цветом, показаны дополнительно установленные радиоэлементы. Резистор R2 ограничивает ток заряда аккумулятора до 120 мА. Для увеличения тока зарядки нужно уменьшить номинал резистора. Резисторы R3-R5 ограничивают и выравнивают ток, протекающий через светодиоды EL1-EL3 при свечении фонаря. Светодиод EL4 с последовательно включенным токоограничивающим резистором R1 установлен для индикации процесса зарядки аккумулятора, так как разработчиками конструкции фонаря об этом не позаботились.

Для установки на плате токоограничивающих резисторов печатные дорожки были перерезаны, как показано на фотографии. Ограничивающий ток заряда резистор R2 был припаян одним концом к контактной площадке, к которой до этого был припаян положительный провод, идущий от зарядного устройства, а отпаянный провод припаян ко второму выводу резистора. К этой же контактной площадке был припаян дополнительный провод (на снимке желтого цвета), предназначенный для подключения индикатора зарядки аккумулятора.

Резистор R1 и светодиод индикаторный EL4 были размещены в ручке фонаря, рядом с разъемом для подключения зарядного устройства X1. Вывод анода светодиода был припаян к выводу 1 разъема X1, а ко второму выводу, катоду светодиода токоограничивающий резистор R1. Ко второму выводу резистора был припаян провод (на фото желтого цвета), соединяющий его с выводом резистора R2, припаянного к печатной плате. Резистор R2, для простоты монтажа, можно было разместить и в ручке фонарика, но так как он при зарядке нагревается, то решил его разместить в более свободном пространстве.

При доработке схемы применены резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт, кроме R2, который рассчитан на 0,5 Вт. Светодиод EL4 подойдет любого типа и цвета свечения.

На этой фотографии показана работа индикатора зарядки во время зарядки аккумулятора. Установка индикатора позволила не только следить за процессом зарядки аккумулятора, но и контролировать наличие напряжения в сети, исправность блока питания и надежность его подключения.

Чем заменить сгоревший ЧИП

Если вдруг ЧИП – специализированная микросхема без маркировки в светодиодном фонаре «Фотон», или аналогичном, собранном по подобной схеме, выйдет из строя, то для восстановления работоспособности фонаря ее можно успешно заменить механическим выключателем.

Для этого нужно удалить из платы микросхему D1, а вместо транзисторного ключа Q1 подключить обыкновенный механический выключатель, как показано на выше приведенной электрической схеме. Выключатель на корпусе фонаря можно установить вместо кнопки S1 или в любом другом подходящем месте.

Ремонт с модернизацией

светодиодного фонаря Keyang KY-9914

Посетитель сайта Марат Пурлиев из Ашхабада поделился в письме результатами ремонта светодиодного фонаря Keyang KY-9914. В дополнение представил фотографию, схемы, подробное описание и дал согласие на публикацию информации, за что я выражаю ему свою признательность.

Спасибо Вам за статью «Ремонт и модернизация светодиодных фонарей Lentel, Фотон, Smartbuy Colorado и RED своими руками».

Воспользовавшись примерами ремонта, я отремонтировал и модернизировал фонарь Keyang KY-9914, в котором сгорели четыре светодиода из семи, и выработал ресурс аккумулятор. Светодиоды сгорели из-за переключения переключателя во время зарядки аккумулятора.

В доработанной электрической схеме изменения выделены красным цветом. Неисправный кислотный аккумулятор я заменил на три последовательно включенных бывших в употреблении пальчиковых АА аккумуляторов Sanyo Ni-NH 2700, которые оказались под рукой.

После переделки фонаря ток потребления светодиодов в двух положениях переключателя составил 14 и 28 мА, а ток заряда аккумуляторов 50 мА.

Ремонт и переделка светодиодного фонаря

14Led Smartbuy Colorado

Перестал включаться светодиодный фонарь Smartbuy Colorado, хотя три батарейки типоразмера ААА были установлены новые.

Влагонепроницаемый корпус был выполнен из анодированного алюминиевого сплава, имел длину 12 см. Фонарик выглядел стильно и был удобен в эксплуатации.

Как проверить в светодиодном фонаре батарейки на пригодность

Ремонт любого электроприбора начинается с проверки источника питания, поэтому, несмотря на то, что в фонарь были установлены новые батарейки, ремонт следует начинать с их проверки. В фонаре Smartbuy батарейки устанавливаются в специальный контейнер, в котором с помощью перемычек соединены последовательно. Для того чтобы получить доступ к батарейкам фонарика нужно разобрать, вращая против часовой стрелки заднюю крышку.

Батарейки в контейнер необходимо устанавливать, соблюдая обозначенную на нем полярность. На контейнере тоже обозначена полярность, поэтому его нужно заводить в корпус фонаря стороной, на которой нанесен знак «+».

В первую очередь необходимо визуально проверить все контакты контейнера. Если на них имеются следы окислов, то контакты необходимо зачистить до блеска с помощью наждачной бумаги или соскоблить окисел лезвием ножа. Для исключения повторного окисления контактов их можно смазать тонким слоем любого машинного масла.

Далее нужно проверить пригодность батареек. Для этого, прикоснувшись щупами мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения, необходимо измерять напряжение на контактах контейнера. Три батарейки включены последовательно и каждая из них должна выдавать напряжение 1,5 В, следовательно напряжение на выводах контейнера должно составлять 4,5 В.

Если напряжение меньше указанного, то необходимо проверить правильность полярности батареек в контейнере и измерять напряжение каждой из них индивидуально. Возможно, села только одна из них.

Если с батарейками все в порядке, то нужно вставить, соблюдая полярность контейнер в корпус фонаря, закрутить крышку и проверить его на работоспособность. При этом надо обратить внимание на пружину в крышке, через которую передается питающее напряжение на корпус фонаря и с него прямо на светодиоды. На ее торце не должно быть следов коррозии.

Как проверить исправность выключателя

Если батарейки хорошие и контакты чистые, но светодиоды не светят, то нужно проверить выключатель.

В фонаре Smartbuy Colorado установлен кнопочный герметичный выключатель с двумя фиксированными положениями, замыкающий провод, идущий от положительного вывода контейнера батареек. При первом нажатии на кнопку выключателя его контакты замыкаются, а при повторном – размыкаются.

Так как в фонаре установлены батарейки, то проверить выключатель можно тоже с помощью мультиметра, включенного в режим вольтметра. Для этого нужно вращением против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды, открутить его переднюю часть и отложить в сторону. Далее одним щупом мультиметра прикоснуться к корпусу фонарика, а вторым к контакту, который находится в глубине по центру пластиковой детали, показанной на фотографии.

Вольтметр должен показать напряжение 4,5 В. Если напряжение отсутствует нужно нажать кнопку выключателя. Если он исправен, то напряжение появится. В противном случае нужно ремонтировать выключатель.

Проверка исправности светодиодов

Если на предыдущих шагах поиска неисправность обнаружить не удалось, то на следующем этапе нужно проверить надежность контактов, подающих питающее напряжение на плату со светодиодами, надежность их пайки и исправность.

Печатная плата с запаянными в нее светодиодами фиксируется в головной части фонаря с помощью стального подпружиненного кольца, через которое по корпусу фонаря одновременно подается на светодиоды питающее напряжение от минусового вывода контейнера батареек. На фотографии кольцо показано со стороны, которой оно прижимает печатную плату.

Стопорное кольцо зафиксировано довольно крепко, и извлечь его удалось только с помощью приспособления, показанного на фотографии. Такой крючок можно выгнуть из стальной полоски своими руками.

После извлечения стопорного кольца печатная плата со светодиодами, которая изображена на фото, легко извлеклась из головной части фонаря. Сразу бросилось в глаза отсутствие токоограничивающих резисторов, все 14 светодиодов были включены параллельно и через выключатель непосредственно к батарейкам. Подключение светодиодов непосредственно к батарейке недопустима, так как величина протекающего через светодиоды тока ограничивается только внутренним сопротивлением батареек и может вывести светодиоды из строя. В лучшем случае сильно сократит срок их службы.

Так как в фонаре все светодиоды были включены параллельно, то проверить их с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления не представлялось возможным. Поэтому на печатную плату было подано питающее постоянное напряжение от внешнего источника величиной 4,5 В с ограничением тока до 200 мА. Все светодиоды засветились. Стало очевидным, что неисправность фонаря заключалась в плохом контакте печатной платы с фиксирующим кольцом.

Ток потребления светодиодного фонаря

Для интереса измерял ток потребления светодиодами от батареек при включении их без токоограничительного резистора.

Ток составил более 627 мА. В фонарике установлены светодиоды типа HL-508H, рабочий ток которых не должен превышать 20 мА. 14 светодиодов включены параллельно, следовательно, суммарный ток потребления не должен превышать 280 мА. Таким образом, ток, протекающий через светодиоды, превысил номинальный более чем в два раза.

Такой форсированный режим работы светодиодов недопустим, так как ведет к перегреву кристалла, и как следствие, преждевременный выход светодиодов из строя. Дополнительным недостатком является быстрый разряд батареек. Их хватит, если раньше не перегорят светодиоды, не более чем на час работы.

Конструкция фонарика не позволяла впаять токоограничительные резисторы последовательно с каждым светодиодом, поэтому пришлось установить один общий на все светодиоды. Номинал резистора пришлось определять экспериментально. Для этого фонарик был запитан от штатных батареек и в разрыв положительного провода был включен амперметр последовательно с резистором номиналом 5,1 Ом. Ток составил около 200 мА. При установке резистора 8,2 Ом ток потребления составил 160 мА, что, как показала проверка, вполне достаточно для хорошего освещения на расстоянии не менее 5 метров. На ощупь резистор не нагревался, поэтому подойдет любой мощности.

Переделка конструкции

После проведенного исследования стало очевидным, что для надежной и долговечной работы фонаря необходимо дополнительно установить ограничивающий ток резистор и продублировать дополнительным проводником соединение печатной платы с светодиодами и фиксирующим кольцом.

Если раньше надо было, чтобы отрицательная шина печатной платы касалась корпуса фонаря, то в связи с установкой резистора, понадобилось исключить касание. Для этого с печатной платы по всей ее окружности, со стороны токоведущих дорожек с помощью надфиля был сточен угол.

Для исключения касания прижимного кольца к токоведущим дорожкам при фиксации печатной платы на нее были приклеены клеем «Момент» четыре резиновых изолятора толщиной около двух миллиметров, как показано на фотографии. Изоляторы можно изготовить из любого диэлектрического материала, например пластмассы или плотного картона.

Резистор был заранее припаян к прижимному кольцу, а к крайней дорожке печатной платы припаян отрезок провода. На проводник была надета изолирующая трубка, и затем провод припаян ко второму выводу резистора.

Далее печатная плата была зафиксирована прижимным кольцом, после чего головная часть фонаря была прикручена к его корпусу.

После простой модернизации фонаря своими руками он стал стабильно включаться и световой луч хорошо освещать предметы на расстоянии более восьми метров. Дополнительно срок службы батареек увеличился более чем в три раза, и многократно повысилась надежность работы светодиодов.

Анализ причин отказов отремонтированных китайских светодиодных фонарей показал, что все они вышли из строя из-за безграмотно разработанных электрических схем. Осталось только выяснить, сделано это намеренно, чтобы сэкономить на комплектующих и сократить срок эксплуатации фонарей (чтобы больше покупали новые), или в результате безграмотности разработчиков. Я склоняюсь к первому предположению.

Ремонт светодиодного фонаря RED 110

Попал в ремонт фонарик со встроенным кислотным аккумулятором китайского производителя торговой марки RED. В фонаре имелось два излучателя: – с лучом в виде узкого пучка и излучающий рассеянный свет.

На фотографии представлен внешний вид фонаря RED 110. Фонарь мне сразу понравился. Удобная форма корпуса, два режима работы, петля для подвески на шею, выдвигающаяся вилка подключения к сети для зарядки. В фонаре секция светодиодов рассеянного света светила, а узкого пучка – нет.

Для ремонта сначала было откручено кольцо черного цвета, фиксирующее рефлектор, а затем выкручен один саморез в зоне петли. Корпус легко разделился на две половинки. Все детали были закреплены на саморезах и легко снимались.

Схема зарядного устройства была выполнена по классической схеме. Из сети через токоограничивающий конденсатор емкостью 1 мкф напряжение подавалось на выпрямительный мост из четырех диодов и далее на выводы аккумулятора. Напряжение с аккумулятора на светодиод узкого луча подавалось через токоограничивающий резистор 460 Ом.

Все детали были смонтированы на односторонней печатной плате. Провода были припаяны непосредственно к контактным площадкам. Внешний вид печатной платы представлен на фотографии.

10 светодиодов бокового света были соединены параллельно. Напряжение питания на них подавалось через общий токоограничивающий резистор 3R3 (3,3 Ом), хотя по правилам для каждого светодиода нужно устанавливать отдельный резистор.

При внешнем осмотре светодиода узкого пучка дефектов обнаружено не было. При подаче питания через включатель фонарика с аккумулятора напряжение на выводах светодиода присутствовало, и он нагревался. Стало очевидным, что кристалл пробит, и это подтвердила прозвонка мультиметром. Сопротивление составило при любом подключении щупов к выводам светодиода 46 Ом. Светодиод был неисправен и требовалась его замена.

Для удобства работы от платы светодиода был отпаяны провода. После освобождения выводов светодиода от припоя оказалось, что светодиод намертво держится всей плоскостью обратной стороны на печатной плате. Для его отделения пришлось закрепить плату в настольных висках. Далее острый конец ножа установить в место соединения светодиода с платой и легонько ударить по ручке ножа молотком. Светодиод отскочил.

Маркировка на корпусе светодиода, как обычно, отсутствовала. Поэтому необходимо было определить его параметры и подобрать подходящий для замены. По габаритным размерам светодиода, напряжению аккумулятора и величине токоограничивающего резистора было определено, что для замены подойдет светодиод мощностью 1 Вт (ток 350 мА, падение напряжения 3 В). Из Справочной таблицы параметров популярных SMD светодиодов для ремонта был выбран светодиод LED6000Am1W-A120 белого свечения.

Печатная плата, на которой установлен светодиод выполнена из алюминия и одновременно служит для отвода тепла от светодиода. Поэтому при установке его необходимо обеспечить хороший тепловой контакт за счет плотного прилегания задней плоскости светодиода к печатной плате. Для этого перед запайкой на места контакта поверхностей была нанесена термопаста, которая применяется при установке радиатора на процессор компьютера.

Для того, чтобы обеспечить плотное прилегание плоскости светодиода к плате необходимо сначала положить его на плоскость и немного отогнуть вверх выводы, чтобы они отступали от плоскости на 0,5 мм. Далее выводы залудить припоем, нанести термопасту и установить светодиод на плату. Далее прижать его к плате (удобно это сделать отверткой с вынутой битой) и прогреть выводы паяльником. Далее убрать отвертку, ножом прижать в месте изгиба вывода его к плате и прогреть паяльником. После затвердевания припоя нож убрать. За счет пружинных свойств выводов светодиод будет плотно прижат к плате.

При установке светодиода необходимо соблюдать полярность. Правда в этом случае, если будет допущена ошибка, то можно будет поменять местами подающие напряжение провода. Светодиод припаян и можно проверить его работу и измерять потребляемый ток и падение напряжения.

Ток протекающий через светодиод составил 250 мА, падение напряжения 3,2 В. Отсюда потребляемая мощность (нужно умножить ток на напряжение) составила 0,8 Вт. Можно было увеличить рабочий ток светодиода уменьшив сопротивление 460 Ом, но я этого делать не стал, так как яркость свечения была достаточной. Зато светодиод будет работать в более легком режиме, меньше нагреваться и увеличится время работы фонарика от одной зарядки.

Проверка нагрева светодиода проработавшего в течении часа показала эффективный отвод тепла. Он нагрелся до температуры не более 45°С. Ходовые испытания показали достаточную дальность освещения в темноте, более 30 метров.

Замена кислотного аккумулятора в светодиодном фонаре

Вышедший из строя в светодиодном фонаре кислотный аккумулятор можно заменить как аналогичным кислотным, так и литий-ионным (Li-ion) или никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА.

В ремонтируемых китайских фонарях были установлены свинцово-кислотные AGM аккумуляторы разных габаритных размеров без маркировки напряжением 3,6 В. По расчету емкость этих аккумуляторов составляет от 1,2 до 2 А×часов.

В продаже можно найти аналогичный кислотный аккумулятор российского производителя для ИБП 4V 1Ah Delta DT 401, который имеет напряжение на выходе 4 В при емкости 1 А×часа, стоимостью пару долларов. Для замены достаточно просто, соблюдая полярность, перепаять два провода.

Через несколько лет эксплуатации светодиодный фонарь Lentel GL01, ремонт которого описан в начале статьи, опять принесли мне в ремонт. Диагностика показала, что выработал свой ресурс кислотный аккумулятор.

Был куплен для замены аккумулятор Delta DT 401, но оказалось, что его геометрические размеры были больше, чем неисправного. Штатный аккумулятор фонарика имел размеры 21×30×54 мм и был выше на 10 мм. Пришлось дорабатывать корпус фонарика. Поэтому прежде, чем покупать новый аккумулятор убедитесь, что он вместится в корпус фонаря.

Был удален упор в корпусе и ножовкой по металлу отпилена часть печатной платы, с которой предварительно был выпаян резистор и один светодиод.

После доработки новый аккумулятор хорошо установился в корпус фонаря и теперь, надеюсь, прослужит не один год.

Замена кислотного аккумулятора

аккумуляторами типоразмера АА или ААА

Если нет возможности приобрести аккумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, то его можно успешно заменить тремя любыми пальчиковыми никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА емкостью от 1 А×часа, которые имеют напряжение 1,2 В. Для этого достаточно соединить последовательно, соблюдая полярность, три аккумулятора проводами методом пайки. Однако экономически такая замена нецелесообразна, так как стоимость трех качественных пальчиковых аккумуляторов типоразмера АА может превышать стоимость покупки нового светодиодного фонаря.

Но где гарантия, что в электрической схеме нового светодиодного фонаря не имеются ошибки, и не придется его тоже дорабатывать. Поэтому считаю, что замена свинцового аккумулятора в доработанном фонаре целесообразна, так как обеспечит надежную работу фонаря еще несколько лет. Да и всегда будет приятно пользоваться фонариком, отремонтированным и модернизированным своими руками.

Замена кислотного аккумулятора Li-ion

Замене батареек или аккумуляторов в светодиодном фонаре посвящена отдельная статья «Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным».

Евгений 25.05.2016

Здравствуйте.
Занимаюсь подводной охотой, сейчас вышли новые светодиоды XHP70, у меня есть два фонаря, в которых установлено по одному светодиоду Т6. Возможна ли замена их в моих фонарях на новые XHP70 и какая стоимость работы и запчастей, заранее благодарен.

Александр

Здравствуйте, Евгений.
Оптимальный ток потребления светодиода Т6 составляет 0,7 А, а светодиодной сборки XHP70 – 4,0 А. Следовательно, потребуется замена не только светодиода, но и драйвера, то есть практически замена всей электроники фонаря.
Возможность отвести тепло от светодиода ХНР70 штатным радиатором, установленным в фонаре тоже под вопросом. В дополнение время работы фонаря со штатным аккумулятором уменьшится в 6 раз, то есть вместо 2 часов фонарь будет работать 20 минут.
Таким образом, после модернизации нет гарантий надежной работы фонаря в связи с возможным перегревом светодиода. В дополнение стоимость такой переделки может превысить стоимость нового фонаря с светодиодом XHP70.

Степан Тимофеевич 05.05.2018

Здравствуйте, Александр Николаевич.
Есть в собственности фонарь «Облик 6002». Использовал редко. Более 2-х лет не включал. Сейчас не светит. Включил зарядку, но пока реакции нет. Как быть?
Прочел вашу статью, но там много «мудрёного», а я не специалист по электротехнике, а врач. Жду ваш совет. Спасибо!

Александр

Здравствуйте, Степан Тимофеевич.
Аккумуляторы имеют свойство со временем терять емкость, особенно если находятся в разряженном состоянии. Это как раз Ваш случай. Нужно заменить аккумулятор, а если нет такой возможности, то купить новый фонарь.

Владимир 07.09.2021

Попал на вашу страничку в поисках Схемы на фонарик YJ-2828 … Схемы не оказалось. Пришлось самому рисовать.
Если хотите — можете выставить на вашей страничке.
Схема вычерчена с фонаря мной лично (гарантирую) проблем с авторством не будет.
Может кому-то пригодится. Да вы много и добротно потрудились …
Удачи !!!

Александр

Здравствуйте, Владимир!
Спасибо за высокую оценку сайта и представленную сему фонаря YJ-2828.

Устройство налобного светодиодного фонаря

 

Простейший карманный фонарик, в том числе и налобный, состоит из источника света с отражателем, кнопки включения, элемента питания одноразового или многоразового действия. Благодаря современным технологиям в фонариках в основном используются светодиоды, обладающие высоким световым потоком при малой потребляемой мощности. Это дает возможность изготавливать переносные светильники небольших размеров с аккумуляторами, позволяющие заряжать от сети 220В. Рассмотрим устройство одного из таких фонариков в статье, что в дальнейшем позволит найти неисправность и отремонтировать.

 

Содержание:

1. Устройство налобного светодиодного фонаря.
2. Схема налобного фонаря с аккумулятором.
3. Технические характеристики налобного фонаря.
4. Как зарядить аккумулятор налобного фонаря.

 

Устройство налобного светодиодного фонаря.

Будем использовать в качестве примера аккумуляторный налобный фонарь smartbuy, который собран из элементной базы китайского производства. Основные составные элементы:

— светодиоды;

— элемент питания;

— зарядное устройство для источника тока.

 

 

Для освещения применяются 12 осветительных светодиодов LED, размещаемых отдельно друг от друга в отражателях. С помощью переключателя задается 2 режима работы светильника. В первом положении  загорается четыре светодиода, расположенных в центре, во втором положении – остальные  восемь по окружности.

В качестве элемента питания используется не обслуживаемый свинцово-кислотный аккумулятор напряжением 4В и емкостью 0,5 А∙ч.

Для подключения к сети 220В применяется короткий удлинитель с вилкой и розеткой, а также для удобства вилка-насадка.

 

 

Схема налобного фонаря с аккумулятором.

Чтобы разобраться, как работает зарядное устройство, воспользуемся электрической схемой фонарика. Функция ее состоит в преобразовании 220В переменного тока в постоянный, величиной 4 В. Зарядное устройство реализовано с помощью делителя напряжения в виде резистора R1 и выпрямительного моста VD1-VD4, собранного из кремниевых выпрямительных диодах типа 1N4007 . В период зарядки аккумулятора при подключении к сети за счет резистора R1(560 кОм) происходит падение напряжения с 220В до 9В. Кроме того, снижение напряжения происходит из-за p-n переходов выпрямительных диодов. В результате чего, на выводы элемента питания поступает 7,2В.

От качества изготовления R1, то есть от соответствия заданной величины сопротивления фактическому значению будет зависеть напряжение зарядки аккумулятора. А это влияет на срок эксплуатации источника тока.

 

 

Так как переменный ток промышленной частоты 50 Гц  меняет направление каждые 0.01 сек, то от фазы к нулю он протекает по цепочке: L — VD1- +GB – VD3 – R1- N. А в обратном направлении по контуру: N – R1 – VD2 — +GB – VD4 – L. Величина тока зарядки составляет 0,05А. Потребляемая мощность зарядного устройства с аккумулятором составляет 15 Вт.

О процессе зарядки аккумулятора сигнализирует светодиод HL1. Подключается к «+»  выводу диодного моста и резистору R1. К индикаторному светодиоду подведено напряжение 1,7В, дополнительно сниженное сопротивлением R2 (330 Ом).

 

 

Пленочный конденсатор С типа CL21105J, емкостью 1 мкФ и номинальным напряжением 400 В – распространенный радиотехнический элемент для снижения помех.

 

Технические характеристики налобного фонаря.

Тип светодиодов: осветительные LED.

Количество светодиодов: 12 шт.

Режим включения светодиодов : 1- 4 светодиода, 2- 12 светодиодов.

Тип аккумулятора: Свинцово-кислотный, напряжение 4В, электрическая емкость 0,5А∙ч.

Ток зарядки: 0,05 А.

Потребляемая мощность при зарядке:15 Вт.

 

Как зарядить аккумулятор налобного фонаря.

Для того, чтобы начать заряжать аккумулятор, подключите фонарик к электросети через удлинитель. Во время зарядки будет гореть красный светодиод. К сожалению, в схеме зарядного устройства не предусмотрена индикация о завершении зарядки.

Свинцово-кислотный аккумулятор заряжается постоянной величиной зарядного тока 0,05 А, рекомендованное значение которой составляет 0,1 электрической емкости элемента питания 0,5 А∙ч. При таком способе элемент питания заполняется электрической энергией 6-7 часов.

Не допускается включать светодиоды при зарядке аккумулятора. В противном случае на источники света поступит напряжение 7,2 В, которое практически вдовое превышающее их номинальное. В результате чего светодиоды выйдут из строя, причем достаточно быстро.

 

 

на Ваш сайт.

Как устроен светодиодный фонарик? | Ответы на самые популярные вопросы

Новые осветительные приборы появились благодаря техническому прогрессу новейших технологий, и появлению многих материалов, которые еще десять лет назад не были доступны человеку. Благодаря развитию полупроводниковых светодиодов, появился на свет светодиодный фонарик, который имеет десятки преимуществ в сравнении с различными аналогичными источниками света.

Если всего десяток лет назад самыми популярными устройствами для автономного освещения были фонари на батарейках с мощными лампами накаливания, то сейчас светодиодные фонари совершенно вытеснили этот класс электроприборов.

Светодиодный фонарь устроен просто – это сам полупроводниковый светодиод или батарея светодиодов, которые, собственно, испускают свет благодаря своему особому строению при прохождении через него тока. Свет этот отражается рефлектором фонаря, и через стекло, которое может быть и фокусирующей линзой для создания более узкого пучка света, покидает фонарь и освещает пространство вокруг. Для питания светодиодного фонаря используются привычные батарейки или аккумуляторы. Последние особенно удобны тем, что их можно использовать многократно. Иногда светодиоды необходимо запитывать электричеством по особой схеме, в этом случае в фонаре еще есть небольшая печатная плата со схемой драйвера питания. Драйвер, как правило, состоит из микросхемы и нескольких миниатюрных электронных элементов, создающих нужное напряжение. Фонарь собирается в металлическом, реже пластиковом корпусе. Его размеры целиком зависят от используемых источников питания и количества светодиодов.

Почему фонарики с лампочками накаливания полностью уступают в конкуренции светодиодным фонарям?

Наибольшее преимущество светодиодных фонарей состоит в том, что он устроен на основе полупроводникового кристалла, излучающего свет. Этот кристалл, который надежно залит специальным раствором эпоксидной смолы. Такой вариант более экономичный и надежный, чем в случае с традиционным фонариком. Ведь лампы накаливания очень недолговечны, потребляют большой ток, что приводит к быстрому разряду батарей, кроме того спираль накаливания, которая есть в любой лампе, может в результате тряски или удара разрушиться – придется заменять всю лампу. Полупроводниковый диод же гораздо более надежен и потребляет значительно меньшее количество электроэнергии при большей светоотдаче. Кроме того, светодиод, как правило, обладает небольшим размером, что позволяет получить универсальный и миниатюрный источник света. Все это обеспечивает компактность фонарика, который можно заряжать даже от прикуривателя в салоне авто и не быть привязанными к городской сети в 220 вольт.

Светодиодный фонарик обладает долговечностью и обеспечит более ста тысяч часов эффективной работы.

Статья была полезна? Поделись!

Как сделать экономичный светодиодный фонарик на одной батарейке

Принцип работы
Нижеприведенная схема («Joule thief«) позволяет питать светодиод белого или синего свечения, требующий напряжения питания 3 — 3,5 В, от одного гальванического элемента или аккумулятора NiCD,NiMH, даже разряженных до напряжения 0,8 В под нагрузкой.

Для красных и желтых светодиодов напряжение питания при токе 20 мА составляет 1,8 — 2,4 В, а для синих, белых и зеленых — 3 — 3,5 В, поэтому запитать синий или белый светодиод от пальчиковой батарейки напрямую невозможно.
Схема представляет вариант блокинг-генератора и была описана Z. Kaparnik из города Swindon в Великобритании в журнале «Everyday Practical Electronics» за ноябрь 1999 года. Ниже можно ознакомится с этой статьей:
(щелкните по рисунку мышкой для просмотра в крупном масштабе)


Питание схемы осуществляется от элемента LR6/AA/AAA напряжением 1,5 В — схема может непрерывно работать неделю от одной батарейки до ее разряда до 0,8 В!!! Примечание: AA или AAA (R6) — солевые батарейки, LR6 — щелочные (alkaline) батарейки.

Приведенная схема работает как управляемый током генератор. Всякий раз при выключении транзистора VT спадающее магнитное поле в обмотке трансформатора T вызывает возникновение положительного импульса напряжения (до 30 В) на коллекторе транзистора. Это напряжение вместе с напряжением источника питания (батарейки) прикладывается к светодиоду. Переключение происходит с очень высокой частотой и низким коэффициентом заполнения. Уменьшение сопротивления резистора R приводит к увеличению тока через светодиод и, соответственно, увеличивает яркость его свечения.
Z. Kaparnik приводит вначале значение сопротивления 10 кОм (средний ток через светодиод 18 мА) и затем указывает, что уменьшение сопротивления до 2 кОм приводит к увеличению среднего тока до 30 мА. Также Z. Kaparnik указывает, что коэффициент полезного действия зависит от использованного транзистора VT — к лучшим результатам приводит применение транзистора с низким напряжением насыщения между коллектором и эмиттером V_{CE (SAT)}. Он указывает, что для транзистора ZTX450 (V_{CE (SAT)} = 0,25 В) КПД равен 73 %, при использовании ZTX650 (V_{CE (SAT)} < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 падает до 57 %.

Упоминание подобной конструкции в статье М. Шустова «Низковольтное питание светодиодов» в журнале «Радиомир»  №8 за 2003 год:
 
А вот конструкция японского радиолюбителя: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html

Моделирование
Для моделирования такого устройства можно использовать свободно распространяемый симулятор электрических цепей LTSpice. Вот модель этого генератора:

При напряжении питания 1,5 В и индуктивности каждой из обмоток трансформатора 200 мкГн потребление мощности от батареи составляет 197 мВт, а на светодиоде выделяется 139 мВт. Потери мощности составили 58 мВт, из них в транзисторе 55 мВт, а в резисторе 3 мВт. Таким образом, КПД оказался равен 71%.

При напряжении питания 1,5 В и транзисторе BC547C (V_{CE (SAT)} = 0,2 В) зависимость среднего тока светодиода от индуктивности обмотки трансформатора (с идентичными обмотками) представлена ниже:

При индуктивности обмотки меньше 17 мкГн преобразователь не запускается.

Зависимость среднего тока светодиода от напряжения питания приведена ниже:

Трансформатор
Также вместо самостоятельно намотанного трансформатора на ферритовом колечке можно использовать промышленный импульсный трансформатор, например,
МИТ-4В: М — малогабаритный, И — импульсный, Т — трансформатор, В — высота с выводами 55 мм.

МИТ-4В выпускается в корпусе коричневого или черного цвета.

Этот трансформатор имеет три обмотки (одну первичную и две вторичные) с единичным коэффициентом трансформации. Омическое сопротивление каждой обмотки составляет около 5 Ом, индуктивность около 16 мГн.
Обмотки содержат по 100 витков, намотанных проводом ПЭЛШО 0,1 на колечке К17,5х8х5 из феррита марки М2000НМ1-Б.
Обозначение ферритового колечка расшифровывается так: К — кольцо; 17,5 — внешний диаметр кольца, мм; 8 — внутренний диаметр кольца, мм; 5 — высота кольца, мм.
Марка феррита М2000НМ-1Б расшировывается так: 2000 — начальная магнитная проницаемость феррита; Н — низкочастотный феррит; М — марганец-цинковый феррит (до 100 кГц).
Первый вывод отмечен цифрой «1» на корпусе трансформатора, а нарисованная стрелка указывает направление отсчета оставшихся выводов. Я использовал обмотки с выводами 1-4 и 2-3.

Также можно использовать трансформатор согласующий низкой частоты ТОТ:

Этот трансформатор рассчитаны на работу на частоте до 10 кГц.
Обозначение «ТОТ» расшифровывается как: Т — трансформатор; О — оконечный; Т — транзисторный.
Броневой сердечник трансформатора ТОТ изготавливается из холоднокатаной ленты с высокой магнитной проницаемостью и повышенной индукцией технического насыщения марки 50H.
Расположение выводов трансформаторов ТОТ напоминает цоколевку электровакуумных ламп — имеется ключ и дополнительная маркировка первого вывода на боковой поверхности трансформатора (красная точка). При этом отсчет выводов производится по часовой стрелке со стороны монтажа, а первый вывод расположен в левом верхнем углу.

Цоколевка трансформаторов типов: а — ТОТ1 — ТОТ35; б — ТОТ36 — ТОТ189, ТОЛ1 -ТОЛ54; в — ТОТ202 — ТОТ219, ТОЛ55 — ТОЛ72

Германиевые транзисторы
Для снижения порогового напряжения батарейки, при котором светодиод еще светится, можно использовать германиевые транзисторы, например, советский n-p-n транзистор МП38А:

У этого транзистора прямое падение напряжения на p-n переходах составляет около 200 мВ.
Для проверки я собрал макетную конструкцию на транзисторе МП38А и трансформаторе МИТ-4В:

Довольно сильно разряженная литиевая батарейка CR2032 в этой схеме питает цепочку из пяти светодиодов. При этом напряжение батареи под нагрузкой составляет около 1,5 вольт.

Варианты улучшения схемы
1) Можно добавить конденсатор, включенный параллельно резистору.

Я оценил влияние конденсатора на КПД преобразователя, выполнив моделирование в LTSpice:

Как видно из графика, после некоторого подъема КПД при дальнейшем увеличении емкости конденсатора КПД преобразователя начинает снижаться.
2) Также можно добавить последовательно со светодиодом диод Шоттки и включить параллельно светодиоду конденсаторы.

3) Для ограничения верхнего предела напряжения на нагрузке можно дополнительно включить стабилитрон (диод Зенера) параллельно светодиоду.

p-n-p транзисторы
Наряду с Joule Thief на n-p-n транзисторах, можно применять и транзисторы p-n-p структуры. Я собрал такой преобразователь на базе германиевого pnp-транзистора ГТ308В (VT) и импульсного трансформатора МИТ-4В (катушка L1 — выводы 2-3, L2 — выводы 5-6) :

Значение сопротивления резистора R подбирается экспериментально (в зависимости от типа транзистора) — целесообразно использовать переменный резистор на 4,7 кОм и постепенно уменьшать его сопротивление, добиваясь стабильной работы преобразователя.

мой преобразователь Joule Thief на p-n-p транзисторе

Я исследовал работу этого преобразователя с помощью цифрового осциллографа. При этом преобразователь питался от полуразряженного никель-кадмиевого аккумулятора, а в качесте нагрузки использовались два зеленых светодиода, подключенных через германиевый диод.

напряжение на нагрузке

Пиковое напряжение на нагрузке превышает 5 вольт, чего вполне хватает для свечения двух зеленых светодиодов даже с учетом падения напряжения на германиевом диоде.
Такая же форма кривой напряжения на нагрузке получается и при моделировании преобразователя в симуляторе LTspice:

напряжение на резисторе

напряжение между выводами 6-5 МИТ

Напряжение на нагрузке складывается из напряжения на обмотке 6-5 трансформатора и напряжения аккумулятора.

напряжение между выводами 3-2 МИТ

Как можно заметить, напряжения на обмотках трансформатора практически идентичны (с учетом расположения одноименных зажимов).

определение периода

Период следования  импульсов составил 1,344 мс, т.е. частота генерации составила 744 Гц.

 Для питания такого преобразователя можно использовать не только батарейку, но и ионистор (суперконденсатор):

Китайский фонарик для праздников | WESTWING

Запуск китайского небесного фонарика – зрелище поистине незабываемое. На фоне угольно-черного неба плавно взлетает светящаяся фигура и медленно растворяется в ночи, унося с собой самые заветные мечты и сокровенные желания.  Картины из нескольких десятков или даже сотен горящих точек, двигающихся ввысь, и вовсе завораживает.

Небесные фонарики универсальны: влюбленные пары используют их для романтических ритуалов, родители развлекают ими своих детей на пикник, а организаторы праздников устраивают ошеломляющие шоу. После успеха мультфильма «Рапунцель» о церемонии с китайскими фонариками знают даже малыши. Сколько лет этой традиции, сказать сложно. Достоверно известно лишь одно – воздушное чудо пришло к нам из Китая.

Легенды о летающих огоньках

Китайские фонарики ведут свою историю с третьего века нашей эры. Согласно народной легенде, первопроходцами были монахи-земледельцы. Местом их обитания стала маленькая деревушка, расположенная недалеко от нынешнего Пекина. Практически все свое время отшельники посвящали возделыванию земли и различным ремеслам. Несмотря на тяжкий труд по 14-16 часов в сутки, почва не приносила урожая. Засухи и песчаные бури приводили жителей деревни в отчаяние.

Чтобы поддержать дух тружеников и не допустить воровства, предводитель монахов Чжи Лин стал каждый вечер молиться при свете зажженных факелы. Он считал, что огонь очищает душу и избавляет от дурных мыслей. Постепенно жизнь в деревне наладилась, а огненные ритуалы стали доброй традицией.

Чуть позже появился первый китайский фонарик из бумаги. Для придания процессу символичности монахи решили отправить огненные шары в небо. Для этого они соорудили каркас из бамбука и прикрепили к нему куб из тончайшей рисовой бумаги. «Двигателем» служил бумажный же рулончик, пропитанный воском.

С тех пор ни один праздник не обходился без воодушевляющей процедуры отправления фонарика в небо. Запуская его в небо, жители очищались от всего плохого и наполнялись силой для новых свершений. В деревне стали выращивать не только рис, но и новые культуры: чай и хлопок. А весть о чудесных преображениях распространилась по всей Азии.

Летающие фонарики внесли свою лепту во время войны с монгольскими захватчиками. Руководитель восстания против монголов Чжу Юаньджан использовал их для подачи нужных сигналов, а также для деморализации противников. Наблюдая массовый полет небесных огоньков, враги подумали, что идет празднование Лой Кратонга (национального праздника – фестиваля огоньков). Воспользовавшись их растерянностью, Чжу вернул земли Китая.

Огненные традиции

Небесные фонарики стали прародителями воздухоплавания. Братья Монгольфье сконструировали первый воздушный шар по такому же принципу, который использовали древние монахи.Летающие огоньки стали любимым детским развлечением и обязательным атрибутом многих китайских праздников. Конец сентября – время грандиозного празднования. Вся страна отмечает Праздник фонарей (или Праздник середины осени). Считается, что в этот день луна самая яркая и полная. Для того чтобы оказать ей почести и поблагодарить за удачный год и хороший урожай, в ночное небо запускаются тысячи огоньков.

Праздник фонарей – торжество, которое празднуют в кругу самых близких. По традиции китайцы проводят этот день со своей семьей, украшают дом фонариками, любуются сказочным полнолунием и угощают друг друга круглыми пряниками.

Небесный фонарик желаний также известен и почитаем в Таиланде. В тайском городе Сансай проводится крупнейший международный фестиваль по запуску фонариков. Легенда гласит: если загадать желание и отпустить в небо огонек, то мечта непременно сбудется.

Мы все продолжаем верить в чудо и искать капельки волшебства в повседневных вещах. Может быть, именно по этой причине китайское чудо завоевало стремительную популярность во всем мире. Ежечасно миллионы людей во всех уголках планеты с замирающим сердцем отпускают свои сокровенные мысли в ночную высь.

Небесные фонарики стали одним из светлых символов, часто используемых на свадьбах и помолвках. Действительно, что может быть романтичнее, чем отправить огромное горящее сердце в небо и загадать одно тайное желание на двоих?

 Инструкция по запуску

Со стороны кажется, что поднять фонарик в воздух легко и просто. Но когда доходит до дела, он почему-то ни в какую не хочет взлетать. Постараемся раскрыть секреты, как правильно запустить китайские фонарики:

• Подберите подходящую площадку для запуска. В непосредственной близости не должно быть деревьев, высотных зданий, линий электропередач.
• Аккуратно распакуйте фонарик, стараясь не повредить бумагу и не потерять топливо. Бережно расправьте.
• С помощью специальной проволоки прикрепите топливо. Горелка должна быть закреплена максимально надежно.
• Подожгите топливо и подождите, пока огонь не охватит всю горелку. Эту процедуру легче проводить вдвоем: один расправляет фонарик, второй занимается поддержанием горения.
• Подержите фонарик над землей в течение нескольких минут. Теплый воздух должен полностью его наполнить. Следите за тем, чтобы ветер не задул пламя.
• Загадайте желание, осторожно поднимите его перед собой и отпустите его в небо.
• Наслаждайтесь великолепным видом.

Лучше всего фонарики запускаются в теплую и безветренную погоду. Однако и в морозный ветреный день Вы вполне сможете устроить праздник себе и окружающим. Для этого Вам понадобится немного терпения и обычная газовая зажигалка (бензиновая в холодную погоду работает плохо, а спички гаснут при малейшем порыве ветра).В одиночку справиться с такой задачей почти нереально. Поэтому один человек должен поддерживать фонарик, а другой – разжигать огонь и защищать его от ветра. Купол должен хорошо прогреться.

Обязательно учитывайте направление и силу ветра. Если запущенный фонарик не может справиться со шквалом и летит параллельно земле, нужно его догнать и осторожно направить вверх. Не забывайте о мерах безопасности. Фонарики нельзя использовать в помещениях, давать их детям и запускать при порывистом ветре.

Мы собрали тысячи предложений со всего света, чтоб сделать Ваш праздник ярким и радостным. Загляните на наш сайт – и вы непременно найдете новые идеи для любого торжества.

Не работает фонарик: батарейка быстро разряжается – в чем причина | Мое мнение: ремонт

Напряжение батарейкиряжается

Напряжение батарейкиряжается

Попал мне в руки фонарик. Китайский, современный, светодиодный. Говорят: посмотри что с ним, батарейки быстро разряжаются и светит плохо.

Когда разобрался и выяснил причины, то понял, что ситуация типичная и надо ее описать отдельной статьей. Многим людям может пригодиться, ибо злополучных мест оказалось слишком много.

Устройство фонарика простое, для разборки надо открутить головку со светодиодами от корпуса. Блок с батарейками сразу вынимается, но о нем я расскажу чуть позже.

Как разобрать фонарик

Как разобрать фонарик

Сейчас показываю контактные соединения, которые внутри головки со светодиодами. На плате (показываю с обратной стороны) два вывода:

1. Один объединяет все светодиоды и выходит на центральную пружину меньшего диаметра – это минус.

2. Плюс: собирается второй более широкой пружиной. Она своей нижней частью вжимается в выступающие из платы впаянные контакты светодиодов, соединенных параллельно.

Окисленные-контакты

Окисленные-контакты

Пружина вжимается стопорной шайбой. Заводская шайба была сломана: не держало фиксирующее ушко. Хозяин сколхозил. Результат на фото.

Контакты фонарика

Контакты фонарика

Вернитесь еще раз на предыдущую картинку, обратите внимание какая коррозия образовалась на металлах пружин и шайбе. Черная грязь сильно ослабляет контактные соединения. Пришлось все отчищать.

Для полноты картины показываю путь плюса к светодиодной головке от выключателя. Последний не разбирал, просто вызвонил и понял, что он рабочий и там мне делать нечего.

Через весь корпус от выключателя плюс подводится оголенной металлической пластиной и заканчивается широким металлическим кольцом с внутренним выступом. Фото не очень удалось, но рассмотреть можно.

Как устроен фонарик

Как устроен фонарик

В это широкое кольцо прижимается после закручивания стопорная шайба светодиодной головки.

В разобранном виде фонарик выглядит так.

Как разобрать фонарик

Как разобрать фонарик

Минус подается напрямую с батарейного отсека сразу на узкую центральную пружину.

На фото виден отсек с батарейками: в него вставляется три элемента ААА. Соединение, естественно, последовательное. Выполняется пружинными перемычками с каждой стороны.

Я все батарейки достал из этого блока, осмотрел его на предмет замыканий. Даже изоляцию попробовал прозвонить. Правда, мегаомметром не пользовался. Просто свой карманный мультиметр MESTEK MT -102 заставил поработать на всех режимах измерения сопротивлений.

Прозвонка изоляции

Прозвонка изоляции

Криминала нет. А вот напряжение одной батарейки меня удивило: разряжена. Причем две другие тоже в разном состоянии. Одна практически полностью заряжена, а вторая – немного подразрядилась.

Напряжение баатрейки

Напряжение баатрейки

Мне сказали, что меняют их сразу все три одновременно и ставят только новые.

Решил проверить изоляцию корпуса батареек. Крокодил мультиметра посадил на этикетку корпуса, а вторым щупом дотронулся до плюсового вывода. Вот она причина!

Изоляция корпуса

Изоляция корпуса

Наклеенная на корпус батарейки бумажная этикетка проводит не хило электрический ток. Мультиметр показал 1,5 вольта.

Это значит, что если батарейки соприкасаются между собой (а они точно соприкасаются) то цепь их последовательного соединения нарушена и возникает саморазряд каждого элемента.

И это еще не все дефекты. Самый главный показываю ниже.

Помните фото, где я показал, как плюс от выключателя приходит к светодиодам по оголенной пластине? Так вот, каждая батарейка в этом отсеке имеет люфт и немного болтается во время переноски от тряски.

Ее корпус (а на нем минус) при этом касается общего плюса. Опять же идет саморазряд.

Пришлось мне изолировать этот контакт. Как всегда, выручила синяя изолента. Другие цвета большинство электриков почему- не признает…

Синяя изолента

Синяя изолента

Чтобы исключить шунтирующие цепочки между батарейками обмотал их кусочками бумаги. Для фонарика этого более чем достаточно.

Изоляция корпуса батарейки

Изоляция корпуса батарейки

Заключение перечислением выявленных дефектов:

1. окисленные контактные соединения практически во всех местах;

2. сломанная заводская шайба и грязь на самодельной;

3. не жесткая фиксация батареек в отсеке: болтаются и задевают друг друга;

4. отсутствие надежной изоляции на батарейках, создающее дополнительное шунтирование и токи утечек – саморазряд;

5. не изолированный вывод плюсового контакта, соприкасающийся с корпусом ближайшей батарейки.

На этом заканчиваю. Как вы считаете: 5 причин выявленных дефектов для простой конструкции фонарика – не слишком много? Может вы знаете что-то, что я не упомянул? Тогда поделитесь своим опытом в комментариях.

Если вас интересует сопутствующая тема про аккумуляторы для мобильных устройств, то можете прочитать ее на сайте домашнего мастера.

Появятся вопросы – спрашивайте. Обсудим.

Схему китайского фонарика с одним светодиодом. Светодиодный фонарик светит долго. Как работает светодиодный фонарик

Многие покупают товары в Китае. В этом есть свои преимущества (дешевизна) и недостатки — нельзя пощупать товар перед покупкой. Вот и я заказал фонарик на Алиэкспресс. После его получения и полной разборки сразу выявился один из недостатков — это охлаждение светодиода. Под подложкой была пустота и «звезда» соприкасалась с корпусом всего лишь по краям. Поэтому после длительной работы корпус оставался теплым, а светодиод кипел. Так как знакомого токаря нет, то пришлось выкручиваться переходным радиатором между корпусом и подложкой светодиода.

Как сделать самодельный фонарь

Помните, что большим преимуществом использования ламп такого типа является их более низкое потребление и более длительный срок службы по сравнению с традиционным и даже низким потреблением. Для этого необходимо выполнить следующие шаги. Прежде всего, мы должны иметь в виду, что в зависимости от дизайна фонарика, который мы используем, окончательная связь может меняться, и мы должны сначала выяснить, как устроен фонарь, чтобы мы могли начать на нем накладывать руку. Итак, давайте перейдем к работе и удалим все части фонарика, как мы можем видеть на следующих изображениях.

Во-первых улучшился контакт с корпусом, во-вторых появилось дополнительное охлаждение в виде цилиндрического радиатора. Все стыки были промазаны термопастой, и конструкция собрана воедино. Сразу оговорюсь по поводу охлаждения. Бывают разные версии такого фонарика. И у второй версии нет дырки под подложкой, а имеется всего лишь два отверстия под провода.

Как мы видим, нет ничего другого мира. В этом случае этот фонарик использует небольшую опору для лампы, которая, в свою очередь, касается медных пластин, контактирующих с батареями, с помощью переключателя, расположенного в верхней части. Можно также заметить, что имеется небольшая отметка, которую мы должны удалить, чтобы удалить отражатель, который сделан из пластика. Это пригодится позже, когда мы завершаем окончательную сборку на этом же сайте.

Все диоды монтируются параллельно, и, видимо, все правильно, и мы ценим интенсивный белый свет. Хотя установка и пайка всех диодов не являются сложными вообще, для этого требуется некоторое время, поэтому будьте терпеливы. Мы также припаяли пару кабелей с соответствующими цветами, чтобы течь от батарей. Мы также видим, что пластина прекрасно вписывается в переднюю часть фонарика, как вы можете видеть на этом изображении.

Если попалась такая конструкция то вам повезло, если нет то нужно обязательно позаботиться об охлаждении. Светодиод нагревается очень сильно. Замер температуры в течении нескольких минут возле светодиода показал больше 100 градусов. Это недопустимо для длительной жизни вашего лучика света.

Ну, теперь идет «немного сложнее», чтобы прикрепить комплект, чтобы он мог правильно закрыть фонарик, а также взять ток батарей. Мы отмечаем немного маркером, а затем берем наш дремель, чтобы сделать разрез максимально чистым. Теперь у нас есть все хорошее расположение и позволяет закрыть его без проблем. Что нам не хватает? поэтому возьмите ток от батарей.

С 4-мя выходными уровнями и тремя специальными режимами можно быстро активировать ручку двух кнопок сбоку. Кроме того, модуль терморегулирования поддерживает охлаждение и стабилизацию горелки, продлевая срок службы фонарика и аккумулятора. Требуется постоянная схема нагрузки и защита от обратной полярности батарей. Две кнопки, которыми он оснащен, делают его очень простым в использовании даже с перчатками. Это сделано из алюминиевого сплава военного класса с анодированной отделкой и с твердым покрытием и антибликовым ультра-прозрачным минеральным хрустальным объективом.

Теперь о второй доработке: драйвер. Когда заказывал фонарик, то сразу определился, что буду его менять на более удобный. Многих раздражают эти стробоскопы и SOSы, да еще и неадекватное включение фонарика после предыдущей работы. При включении он перескакивает на следующий режим, и если в последний раз вы работали с минимальным режимом, то теперь он включит вам стробоскоп. Меня такое точно не устраивает. Перейдем к самому драйверу. Представленный ниже драйвер — это конструкция товарища AVSel , за что выражаю ему огромную благодарность. В отличии от спец микросхем, он выполнен . Все файлы для него .

Простое управление и большой цветной дисплей

В обзоре продукта все результаты превосходны. Доступны 4 уровня мощности, от 20 люменов до экрана. На экране мы видим количество люменов в любое время, даже в темноте. Стильный мобильный телефон с подставкой для зарядного устройства, большим цветным дисплеем и различными современными цветами. Большой 2, 3-дюймовый цветной дисплей Три специальных кнопки для быстрого набора любимых телефонных номеров. Возможность назначить фотографию контакту. Специальная кнопка для запуска камеры. Подставка для зарядки аккумулятора.

Схема драйвера на МК

Описание функций драйвера

1. Фонарик имеет 5 режимов работы. Самый минимальный режим делается ШИМом из соображений максимального выжимания КПД из аккумулятора. У меня получились следующие токи — 0,03 А — 0,07 А — 0,20 А — 0,55 А — 1,40 А. Их можно менять подбором низкоомного резистора, при этом падение на нем будет составлять 50 мВ. Используя закон Ома, можно посчитать какое сопротивление нужно для выбранного тока.
2. Контроль разряда аккумулятора. При падении напряжения ниже 3,0 В драйвер переключается на минимальный режим и плавно мигает раз в 10 секунд. Если мигания мешают, нужно выключить фонарик на пару секунд и снова включить. При падении напряжения ниже 2,75 В фонарик отключается и переходит в спящий режим с током потребления порядка 0,3 мА.
3. При переключении на минимальный режим происходит индикация заряда аккумулятора от 5 миганий (полностью заряжен) до 1 мигания (разряжен). После индикации включается минимальный режим.
4. Плавный старт. Время старта зависит от выбранного режима. 0 секунд для минимального и примерно 0,8 секунд для максимального.
5. Возможность включения термоконтроля.

Для включения термоконтроля нужно произвести калибровку:

• устанавливаем минимальный режим и выключаем питание,
• устанавливаем напряжения питания 4. 5..5 В и подаем питание,
• драйвер определяет это состояние, сбрасывает данные предыдущей калибровки и переключается в максимальный режим.
• греем, греем, греем, измеряя температуру градусником или пальцем. Когда считаем что хватит, напряжение опускаем до 4.2 В или ниже.
• драйвер выключает светодиод, выдерживает паузу 2 сек для стабилизации напряжения питания и температуры, и сохраняет значение температуры калибровки в EEPROM. Если отключить питание ранее этого момента, то термоконтроль будет отключен.
• после сохранения драйвер включает минимальный режим, калибровка завершена,
• выключаем питание, немного остужаем, включаем, переводим в максимальный режим, греем, проверяем работу термоконтроля.

Я настроил данный режим примерно на 80 градусов на подложке светодиода. При максимальном токе фонарик работает примерно полчаса, после чего происходит его отключение. Вполне возможно что набору температуры также помогает транзистор, который подогревает контроллер с другой стороны платы.

При этом корпус ощутимо горячий, а на самом светодиоде температура не превышает заданной. Это нам говорит о том, что охлаждение вполне работоспособно по сравнению с начальной версией. А еще зимой им прекрасно можно греть руки.

Также на печатной плате имеется защита от переполюсовки на P-канальном транзисторе. Сначала была проверена без пайки микроконтроллера, а затем уже на рабочем фонарике путем переворота аккумулятора. Теперь фонарик можно считать отличным помощником в темных местах, и не волноваться о состоянии аккумулятора и светодиода. Специально для — SssaHeKkk .

Обсудить статью УЛУЧШЕНИЕ РАБОТЫ ФОНАРИКА

На этот раз хочу представить вашему вниманию одну довольно интересную схемку которая проста и практична, это схема драйвера светодиода или другими словами преобразователь, который помогает использовать в качестве питания светодиода любую убитую батарейку. Меньше слов, вот схемка:

Принцип действия этой схемки можно использовать не только для светодиода, но прежде всего она спроектирована для светодиода, то есть в фонарик. В этой схеме я использовал резистор номиналом 1,5 кОм (можно другой номинал например 2 кОм), конденсатор 33 нан, транзистор применял сам не знаю какой (на номинал не смотрел просто взял первый попавшийся npn типа), самое главное это индуктивность, я взял первое которое попалось мне в руки ферритовое кольцо и намотал 10 витков диаметром (примерно 0,2 .. 0,4 мм) покрытым лаком.

Фото подобного девайса:

Еще схемы (не испытывались, испытаете — отпишитесь пожалуйста в комментариях).

Рис.1

Рис.2

Описание к рис. 2:

Трансформотор Т1 имеет две обмотки. Вторичная обмотка содержит восемь витков изолированного провода 00,25 мм, намотанного вокруг корпуса не экранированного аксиального дросселя индуктивностью 100 мкГн (создает около 0,4 В на вторичной обмотке), выполняющий роль первичной обмотки трансформатора.
Если схема не будет генерировать, следует изменить включение первичной или вторичной обмоток катушки индуктивности. Схема работает в диапазоне входных напряжений от уровня, превышающего уровень падения напряжения база-эмиттера транзистора VT1 (около 0,6 В), до уровня прямого падения напряжения на светодиоде, приблизительно 3 В. Частота переключений схемы превышает 340 кГц при напряжении питания 1, 5 В.

Рис.3

Рис.4

Схема питается от одной пальчиковой батарейки и представляет собой блокинг — генератор. Импульсы повышенного напряжения появляются на коллекторе, выпрямляются диодом Шоттки и заряжают конденсатор. Трансформатор T1 наматывается вручную на кольцевом сердечнике. Для этого берется ферритовое кольцо К10х6х4 и мотается две обмотки по 20 витков проводом ПЕЛ0.3. Вообще количество витков может составлять и 6:10, и 10:10 и 10:15. Для наилучшего кпд и яркости их надо подобрать экспериментально. Для каркаса используется все, что есть под рукой.

Здесь мы видим несколько усложненную схему с более стабильной генерацией. Потребляемый ток 15 мА. Преобразователь напряжения тоже выполнен по схеме однотактного генератора с индуктивной обратной связью на транзисторе и трансформаторе. Данные обмоток те-же.

Очередной модернизацией данного преобразователя, стала схема с китайского светодиодного фонаря:

Здесь и в других схемах в качестве диода используется диод Шоттки с малым падением напряжения (каждые пол вольта на счету). Применяются диоды IN5817, 1GWJ43, 1SS319, или в крайнем случае советский Д311. Эти диоды можно взять с платы контроллера питания нерабочего литий — ионного аккумулятора от мобильного телефона.

Следующие схемы преобразователей выполнены на двух транзисторах и отличаются повышенным выходным током — до 25 мА. Правильно собранный преобразователь наладки не требует, если не перепутаны обмотки трансформатора, в противном случае поменяйте их местами.

Трансформатор используется аналогичный, но число витков в обмотках составляет по 40. Транзисторы стоят С2458 и С3279. Благодаря обратной связи на транзисторе С2458, получается простая стабилизация тока и соответственно яркости светодиода.

Еще один вариант преобразователя на двух транзисторах:

Здесь не нужно мотать трансформатор, поскольку используется готовый дроссель на 300 — 1000 мкГн.

Последняя схема преобразователя тоже была изображена с китайского светодиодного фонаря и прекрасно работает при сборке.

Первое включение правильно собранного устройства необходимо провести в режиме тестирования, при котором питание от батареи подают через резистор сопротивлением 10 Ом, чтобы не сгорели транзисторы при неправильном подключении выводов трансформатора. Если светодиод не светит, необходимо поменять местами выводы первичной или вторичной обмотки трансформатора. Если и это не помогает, проверьте исправность всех элементов и монтажа.

Из личного опыта могу заметить, что во всех приведенных схемах, часто с успехом запускаются и отечественные транзисторы КТ315 — КТ3102. Число обмоток трансформаторов следует подбирать по максимуму яркости и КПД. В качестве дросселей использовались готовые «все что под руку попадало», от различной аппаратуры. Не рекомендуется ставить самые дешевые (0.1Вт) 5-мм светодиоды. Лучше доплатить и приобрести за 0.5уе 10-мм светодиод. Яркость значительно повысится. Еще лучшие результаты будут после установки специальных 3-х ваттных светодиодов. При использовании фокусирующей линзы получаем еще более серьезный фонарь. Если кому-то эти схемы покажутся слишком простыми, можно выбрать в качестве преобразователя специализированную микросхему — контроллер.

Драйвер ярких светодиодов от National Semiconductor. LM3501 предназначен прежде всего, для сверхярких светодиодов, требующих питания от стабилизированного источника постоянного тока.

Напряжение питания может быть в пределах 2,7 … 7 В. Драйвер работает на частоте 1 МГц, что положительно сказывается на его КПД. Выходной ток регулируется напряжением на входе «voltage control». Система защиты отключает драйвер при снижении напряжения питания или выход рабочей температуры за допустимые пределы. Для реализации устройству небольшое количество внешних элементов. Не нужно внешнего диода Шоттки. Ток в закрытом состоянии 0,1 мкА.
Применение: фото — видеокамеры. Реклама. Освещение.

Как работает фонарик

1 — Кейс Трубка, в которой находятся части фонарика, включая батареи и лампу (лампочку).

2 — Контакты Очень тонкая пружина или полоска металла (обычно из меди или латуни), которая расположена по всему фонарю и обеспечивает электрическое соединение между различными частями — батареями, лампой и выключателем. Эти части проводят электричество и «все подключают», замыкая цепь.

3 — Выключатель Электроэнергия активируется, когда вы нажимаете выключатель в положение ВКЛ, что дает вам свет. Электроэнергия прерывается, когда переключатель переводится в положение ВЫКЛ., Таким образом выключая свет.

4 — Отражатель Пластиковая деталь, покрытая блестящим алюминиевым слоем, которая окружает лампу (лампочку) и перенаправляет световые лучи от лампы, чтобы обеспечить устойчивый световой луч, который вы видите, излучаемый из фонарик.

5 — Лампа Источник света в фонарике. В большинстве фонарей лампа представляет собой либо вольфрамовую нить накаливания (лампа накаливания), либо светоизлучающий диод (твердотельная лампа), также известный как светодиод. Вольфрамовая нить или светодиод светится, когда через нее проходит электричество, производя видимый свет. Вольфрам — это природный элемент, а вольфрамовая нить — очень тонкая проволока. Вольфрамовые лампы необходимо заменить при обрыве вольфрамовой нити. Светодиод содержит очень маленький полупроводник (диод), заключенный в эпоксидную смолу, и эта часть излучает свет, когда через нее проходит электричество.Светодиодные фонарики om широко считаются «небьющимися» и незаменимыми лампами на весь срок службы.

6 — Линза Линза — это прозрачная пластиковая часть, которую вы видите на передней части фонарика, которая защищает лампу, поскольку лампа сделана из стекла и легко разбивается.

7 — Батарейки При активации батарейки являются источником питания вашего фонарика.

Собираетесь ли вы на улице в ночное приключение или оказались в темноте из-за отключения электричества после шторма, удобство портативного света — это всего лишь простая кнопка на вашем фонарике.Но как же работает фонарик?

Как все эти части фонарика работают вместе?

Когда переключатель фонаря переводится в положение ВКЛ, он вступает в контакт между двумя контактными полосками, которые начинают электрический ток, питающийся от батареи. Батареи соединены таким образом, что электричество (поток электронов) проходит между положительным и отрицательным электродами батареи. Батареи опираются на небольшую пружину, которая соединена с контактной полосой.Контактная полоса проходит по всей длине корпуса аккумулятора и контактирует с одной стороной переключателя. На другой стороне переключателя есть еще одна плоская контактная полоса, которая идет к лампе (лампочке), обеспечивая электрическое соединение. К лампе подключена еще одна часть, которая контактирует с положительным электродом верхней батареи, замыкая таким образом цепь лампы и завершая выработку электричества.

При активации электричеством вольфрамовая нить или светодиод в лампе начинает светиться, производя видимый свет.Этот свет отражается от отражателя, расположенного вокруг лампы. Отражатель перенаправляет световые лучи от лампы, создавая устойчивый луч света, который вы видите, исходящий от фонарика. Прозрачная линза закрывает лампу фонарика, чтобы стекло лампы не разбилось.

Когда переключатель фонарика переводится в положение ВЫКЛЮЧЕНО, две контактные полоски физически раздвигаются, и путь электрического тока прерывается, таким образом прекращая производство света и выключая фонарик.

Чтобы портативный фонарик работал, все вышеперечисленные детали должны быть соединены и установлены на свои места. Иначе у вас обрыв цепи и электричество не пойдет.

Как работают светодиодные фонарики

У большинства домовладельцев где-то в доме припрятан фонарик на случай чрезвычайной ситуации или неожиданного отключения электроэнергии. Простым щелчком или нажатием кнопки вы легко активируете устойчивый источник света — но как именно фонарики могут производить свет в ситуациях, когда он вам больше всего нужен? Это общий вопрос, и мы готовы ответить на него!

Детали фонарика

Хотя внешне фонарики выглядят так, как будто у них были бы простые механизмы, несколько более мелких деталей работают вместе внутри тела, производя свет. Типичные фонарики содержат следующие компоненты:

• Кожух: Кожух — это внешний защитный кожух, который защищает внутренние механизмы фонаря, включая батареи и лампочку.
• Контакты: По всему корпусу фонарика есть тонкая полоска из меди или латуни, которая создает электрическое соединение между батареями, лампой и выключателем — этот компонент является контактом.
• Переключатель: Чтобы включить или выключить фонарик, пользователи активируют переключатель, который либо сигнализирует поток электричества, чтобы включить свет, либо разрывает соединение, чтобы выключить фонарик.
• Отражатель: На передней части фонарика, вокруг лампочки, находится слой пластика и алюминия, известный как отражатель. Эта деталь перенаправляет лучи лампочки в устойчивый луч.
• Лампа: Лампа — это лампочка, которую фонарик использует для излучения света, обычно это вольфрамовая нить или светодиодная лампа.
• Линза: Лампу от повреждений защищает прозрачная пластиковая линза, расположенная на передней части фонарика.
• Источник питания: При активации источник питания фонарика — часто набор батарей — используется для поддержания устройства во включенном состоянии.

Как части фонарика работают вместе для создания света

Когда переключатель фонарика активирован, он вступает в контакт между двумя контактными полосками, которые проходят вверх и вниз по длине фонарика, завершая соединение и создавая постоянный поток электричества. Эти контакты подключаются к пружине, расположенной в основании батарей.

Пружина соединена с батареей, позволяя электричеству течь от положительной клеммы батареи через лампу и обратно к отрицательной клемме батареи.Этот обмен электричеством позволяет лампочке или светодиоду светиться. Как только лампа активируется, отражатель направляет этот новый свет в устойчивый луч, направленный вперед и наружу через линзу.

Когда переключатель выключен, контактные полоски физически разделены, прерывая путь прохождения электрического тока и выключая свет. Если ваш фонарик не работает должным образом, вероятно, произошел перерыв в электрическом соединении, что препятствует передаче энергии и мешает фонарику светиться.

Уверенно перемещайтесь во тьме с Panther Vision

Никогда больше не попадитесь в темноту без исправного фонарика! В Panther Vision мы предлагаем первоклассные портативные осветительные решения и решения для громкой связи с яркими светодиодными лампами для идеального освещения. Мы производим все наши фонари и осветительные устройства FLATEYE ™ из лучших материалов, рассчитанных на длительную работу с водонепроницаемыми и небьющимися корпусами, долговечными литиевыми батареями и различными вариантами светового потока для любой ситуации.

Купите наш ассортимент светодиодных фонарей FLATEYE ™ или других осветительных приборов сегодня — мы гарантируем, что вы найдете правильное решение, которое сделает вашу жизнь проще. Чтобы узнать больше о наших продуктах, свяжитесь с нами через Интернет.

Как работают фонарики 3-в-1 | HowStuffWorks

Существует множество других комбинаций фонарей 3-в-1. Некоторые объединяют как светодиодные, так и галогенные лампы в одно изделие. Используйте светодиодный режим для яркого света с экономией энергии или переключитесь в галогенный режим для фонарика с увеличенным радиусом действия.Другие фонарики позволяют переключаться между режимами, в которых задействуется постоянно увеличивающееся количество светодиодов, чтобы обеспечить больше света. Другие продукты добавляют ярко-красную лазерную указку к обычным светодиодным функциям.

Если этого недостаточно, вы также найдете фонарики, в которых сочетаются светодиоды, люминесцентные лампы с холодным катодом и ксеноновые лампы в одном продукте. Светодиодный режим отлично подходит для универсального использования, люминесцентная лампа помогает осветить небольшую рабочую зону, а пронизывающая ксеноновая лампа потребляет много энергии, но дает огромное количество света.

Фонарь 3-в-1 от Greenlite Nitelight Emergency Light — это инновационный продукт, разработанный для использования в экстренных ситуациях, когда слишком темно, чтобы найти даже обычный фонарик. Этот светодиодный светильник остается включенным в электрическую розетку, автоматически обеспечивая безопасное освещение, когда в вашем доме темно или при отключении электроэнергии. Еще лучше, если вам нужен немедленный свет, вы можете взять его из розетки и переключить в режим фонарика.

Продукция Victorinox под маркой Swiss Army объединяет светильники в ассортимент продуманных дизайнов.Один продукт под названием SwissCard Lite сочетает в себе мини-светодиодную лампу с открывашкой для писем, ножницами, прямой булавкой, шариковой ручкой, увеличительным стеклом, отвертками и линейкой — все в футляре размером с кредитную карту, который вы можете взять с собой куда угодно.

Life Gear продает уйму фонариков со всевозможными наворотами. Фактически, 200-часовые светящиеся палочки компании буквально имеют встроенный аварийный свисток. В светящихся палках используются цветные светодиоды для длительного освещения, и вы также можете переключиться в режим фонарика.Вы также можете переключить этот продукт в режим аварийной прошивки.

Система AutoLight от Life Gear предназначена для использования в автомобиле. Вы можете использовать белый светодиодный фонарик, когда вам нужно сменить шину ночью, а мигающие красные светодиоды будут предупреждать других водителей о вашем присутствии на обочине. Более того, у AutoLight есть оконный шип, чтобы вы могли разбить безопасное стекло, а нож для ремня безопасности поможет вам спастись из разбитого автомобиля.

Список инновационных фонарей длинный, и благодаря постоянному техническому прогрессу и творческим инженерам этот список будет только расширяться.Независимо от того, являетесь ли вы случайным пользователем фонарей или знатоком комбинированных инструментов, будущее универсальных фонарей действительно яркое.

Фонари Fenix ​​| Как работает фонарик / фонарик?

Основное руководство по эксплуатации фонарика

На этой неделе мы обсудим, как работают современные фонарики, включая источник света, источник питания и функции. В большинстве современных фонарей в качестве источника света используются светодиоды или светодиоды. Есть еще несколько компаний, которые используют лампы накаливания в качестве источника света, даже несмотря на то, что они имеют более короткий срок службы и их приходится чаще менять.В большинстве фонарей источник света либо светодиод, либо лампа установлена ​​вокруг отражателя. Эта часть фонаря обычно закрывается линзой или прозрачной крышкой. Затем эта область подключается к источнику питания. Наиболее распространенными источниками питания современных фонарей являются аккумуляторные и неперезаряжаемые батареи. Затем источник питания контактирует с переключателем, обычно расположенным на задней части фонарика. Переключатель позволит источнику питания замкнуть цепь на источник света, давая таким образом питание фонарику.Так работают 90% фонарей в мире.

Источники света

---

Источник света накаливания — Как мы уже упоминали ранее, все еще есть несколько компаний, которые используют лампы накаливания в качестве источника света. Лампы накаливания были первым источником света фонарей. Срок службы лампы накаливания очень короткий, иногда всего несколько часов. Большинство компаний, выпускающих фонарики, которые используют лампы накаливания, позволяют пользователю легко заменить лампу.Световой поток ламп накаливания варьируется от низкого до среднего. Некоторым удалось достичь мощности около 500 люмен. Некоторые фонарики, в которых используются лампы накаливания, также могут работать от аккумуляторных батарей. Самый распространенный источник питания для этих фонарей — это батарейки типа D и батарейки типа AA и AAA для фонарей меньшего размера.

Светодиодный источник света — Далее у нас есть светодиоды или для краткости светодиоды. Этот источник света для фонарей стал очень популярным за последние два десятилетия.По сравнению с лампами накаливания светодиоды имеют гораздо больший световой поток, более длительный срок службы и менее хрупкие. Еще одним преимуществом светодиодов является то, что они обеспечивают более длительный срок службы батареи и имеют широкий диапазон цветовых температур. Светодиоды также могут питаться от аккумуляторных и неперезаряжаемых батарей. Для включения большинства современных светодиодных фонарей требуется напряжение от 3,2 до 3,9. Многие светодиодные фонарики оснащены аккумулятором. Одним из примеров может быть Fenix ​​PD36R, перезаряжаемый фонарик с максимальной мощностью 1600 люмен.

Источник питания

---

Вы обнаружите, что в большинстве современных фонарей в качестве источника энергии используются одноразовые батарейки. В других фонариках можно использовать перезаряжаемые или неперезаряжаемые источники питания. Ярким примером этого может быть Fenix ​​PD35 TAC, в котором используются два неперезаряжаемых аккумулятора CR123A или аккумулятор 18650. Главное, что нужно учитывать, — это как часто будет использоваться свет. Если он используется часто, лучшим вариантом может быть аккумуляторная батарея.Вы также должны учитывать, что обычные щелочные батареи могут быть опасными, и их не следует оставлять внутри батареи на длительное время. Было сделано много усовершенствований, чтобы обеспечить надежный источник питания для современных фонарей, некоторые компании даже разработали фонари на солнечных батареях. Самыми распространенными батареями, которые вы найдете для фонарей, будут AA, AAA D-Cell, CR123, 18650, 14500, 16340 и 26650. Некоторые из упомянутых батарей доступны в неперезаряжаемых или перезаряжаемых вариантах.

Отражатели для фонарей

---

Отражатель — очень важная часть фонарика, которая способствует его функциональности. В зависимости от типа отражателя это определит, является ли фонарик прожектором или прожектором. Есть также фонарики с фокусирующими отражателями, которые позволяют фонарю переключаться между прожектором и прожектором.

Наиболее распространенными типами отражателей являются отражатели «апельсиновой корки», они обеспечивают очень однородный световой луч, но создают эффект прожектора.Гладкие и полированные отражатели используются для создания эффекта прожектора для фонарика. В зависимости от типа отражателя каждого фонарика, которое вы делаете, для каждого из них устанавливается разное расстояние выброса. Бросок представляет собой видимую досягаемость источника света, гладкий и полированный отражатель, который создает луч прожектора, будет иметь большее расстояние или видимое расстояние по сравнению с отражателем из апельсиновой корки. Еще одним аспектом отражателей фонарей является угол, под которым они расположены, это также определяет расстояние луча или расстояние.

Выключатели для фонарей

---

Это также очень важная часть любого фонарика. Переключатель не только позволяет вам замкнуть цепь от источника питания к источнику света, но в некоторых случаях он также регулирует количество люменов, которое будет выдавать фонарик. В зависимости от марки фонарика у некоторых будет задний переключатель, или боковой переключатель, или и то, и другое. Некоторые примеры — Fenix ​​E30R, у которого есть только боковой переключатель. Другой пример — Fenix ​​TK16 V2, у которого есть только задний переключатель.

Выключатель, упомянутый ранее, позволяет включать и выключать фонарик. Это также может позволить вам увеличить или уменьшить количество люменов. Некоторые современные фонари имеют цифровую регулировку, это означает, что они автоматически уменьшают свой текущий световой поток при достижении определенной температуры или при потере определенного количества энергии. Многие производители фонарей применяют это в качестве защитной меры.

Конструкция кузова

---

Вы обнаружите, что сегодня большинство фонарей изготовлено из алюминия, стали или пластика.Чаще всего используется алюминий, особенно в светодиодных фонариках, поскольку они обеспечивают равномерное рассеивание тепла и имеют значительно меньший вес, чем сталь или медь. Корпус фонаря обычно состоит из двух или трех частей. Головной убор будет удерживать светодиод или лампочку, печатную плату и отражатель. Эта часть иногда может быть интегрирована с корпусом фонаря. Корпус фонаря надежно удерживает батареи на месте и, в зависимости от модели, может также иметь переключатель. Последняя — это задняя крышка, эта деталь ввинчивается в корпус и удерживает внутри аккумулятор.Некоторые задние крышки могут иметь пружину или переключатель сзади.

Все эти компоненты работают вместе, чтобы фонарик работал. Надеюсь, сегодня вы получили важную информацию из нашего блога. Спасибо, что присоединились к нам!

Детали фонарика

Трубка, в которой находятся различные части фонарика, такие как батарейки и лампочка, называется корпусом.

Тонкая пружина или металлическая полоска, обычно сделанная из меди или латуни, расположена по всему фонарю.Это контакты. Он создает электрическое соединение между различными частями и позволяет замкнуть цепь и фонарик работать

Выключатель — это компонент, контролирующий электричество. Нажатие переключателя вызывает активацию электрического тока, тем самым включая фонарик. Ток прерывается, когда переключатель переводится в положение «выключено», и это выключает свет.

Вокруг лампы есть часть, называемая отражателем, которая обычно изготавливается из пластика с алюминиевым покрытием.Это перенаправляет световые лучи от лампы, чтобы создать сфокусированный луч света.

Лампа — это источник света фонарика. Обычно это либо лампа накаливания с вольфрамовой нитью накаливания, либо, что чаще встречается в современных моделях, светодиодная лампа. Он светится, когда через него проходит электричество и излучает видимый свет.

Прозрачная пластиковая часть на передней части фонаря защищает стеклянную колбу от разбивания. Это называется линзой.

Источником питания фонарика являются батарейки.Они могут быть одноразовыми или перезаряжаемыми.

При включении фонарика замыкается цепь между двумя контактными полосками. Контактная полоса проходит по длине батарейного отсека и соединяется с одной стороной переключателя. Другая контактная полоса находится с другой стороны переключателя, идущего к лампе. Это обеспечивает электрическое соединение.

Контактные полоски соединены с небольшой пружиной, на которую опираются батареи. Батареи подключены таким образом, что электричество течет от положительных выводов батареи через лампу к отрицательным клеммам батареи, в результате чего лампа или светодиод становятся активными.

Создает видимый свет, который отражается от отражателя, расположенного вокруг лампы. Отражатель перенаправляет световые лучи от лампы, создавая устойчивый луч света — свет, который вы видите, испускаемый фонариком.

Прозрачная линза, закрывающая лампу, защищает ее и предотвращает разбитие стекла.

При выключении фонарика с помощью переключателя контактные полоски разъединяются, и ток прерывается. На этом прекращается производство света.

фактов о фонариках для детей

Молодежь продает мобильные лампы в Бенине

Фонарь (на североамериканском английском) или фонарик (в большинстве стран Содружества) — это небольшой переносной прожектор. Его функция — луч света, помогающий видеть. Обычно для этого требуются батарейки.

В качестве источника света используется маленькая лампочка. В 20 веке это обычно была лампа накаливания. В настоящее время большинство из них используют светодиоды, которые работают немного иначе.В 1896 году была изобретена первая сухая аккумуляторная батарея. В отличие от предыдущих батарей, в нем использовался пастообразный электролит вместо жидкости. Это была первая батарея, подходящая для портативных электрических устройств, так как она не проливалась и не ломалась, и работала в любом положении. Иногда электричество поступает от небольшого генератора вместо батареи.

Факел также может относиться к легковоспламеняющейся палке, которую зажигают для получения света и тепла.

Происхождение

Сотни лет назад люди использовали свечи для внутреннего освещения.Это было дорого, и как только свеча тухла, вам приходилось покупать или делать новую, иначе вы застряли в темноте. Когда было открыто электричество и была изобретена электрическая лампочка, Дэвид Мизелл, британец, работавший в нью-йоркском магазине Хьюберта в 1898 году, придумал лампочку, которую можно было взять с собой куда угодно. Затем был изобретен факел. Первый фонарь имеет три батарейки типа D, которые питают небольшую лампочку накаливания. Лампы светятся простым переключателем ВКЛ / ВЫКЛ.

Картинки для детей

• Январь 1899 г. Объявление фонарика Ever-Ready, в котором упоминается судебное разбирательство против предполагаемых компаний-конкурентов, нарушающих патентные права

• Миниатюрные лампы накаливания для фонарей. Лампа с вольфрамовой нитью была необходима, чтобы превратить фонарик из новинки в полезный инструмент.

• В маленьких фонариках можно использовать несколько светодиодов диаметром 5 мм.

• Невоспламеняющийся фонарик для использования при осмотре участков, заполненных горючим газом

• Водолазный фонарь одного стиля

• Инспекционный фонарь с гибким креплением на гусиной шее для лампы

• Слева направо: 3 параллельных преобразователя батарей типа AA в D со вставленными перезаряжаемыми батареями NiMH типоразмера AA. Старинный фонарик МОЙ ДЕНЬ. В нем используются батареи типоразмера D 1,5 В. Фонарь Sofirn SP36. Он оснащен портом зарядки USB-C 5 В, 2 А для зарядки литий-ионных аккумуляторов 3,7 В 18650.

• Фонарь для дайвинга с разными отражателями и коллиматором для светодиода XHP70.2

• Перезаряжаемый программируемый светодиодный фонарик

Осветите свой путь: проектирование-создание серийного электрического фонаря — задание

Резюме

Во время отключения электроэнергии или когда мы выходим на улицу ночью, мы берем фонарик, чтобы найти дорогу. Что происходит внутри фонарика, от которого загорается лампочка? Зачем нужен переключатель, чтобы включить фонарик? Вы когда-нибудь замечали, что для работы фонарика необходимо определенным образом сориентировать батарейки, когда вы вставляете их в корпус? Многие не знают, что фонарик представляет собой простую последовательную схему. В этом практическом задании учащиеся получают представление о феномене электричества, когда строят этот повседневный предмет домашнего обихода. Они используют научную и техническую практику определения простой задачи проектирования и основную дисциплинарную идею разработки решений для разработки своих собственных действующих последовательных схемных фонарей.Изучая электричество и принцип работы фонариков, учащиеся знакомятся с комплексной концепцией развивающихся технологий. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Когда инженеры проектируют электрическое оборудование, они определяют оптимальную схему схемотехники для конкретной ситуации, будь то установка солнечных панелей, конструкция электромобилей, поведение светофоров, включение / выключение фена, указатели поворота на транспортном средстве. или даже простой фонарик.Они выбирают между созданием параллельной или последовательной схемы, или они часто создают сложную систему схем, состоящую из обоих типов.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Спроектировать и сконструировать рабочий переносной фонарик.
• Определение, распознавание и сборка последовательных цепей.
• Объясните путь электрического заряда через их цепь.
• Опишите процесс проектирования фонарика.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект Д2Л (www. achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
3-5-ETS1-1.Определите простую проектную проблему, отражающую потребность или желание, которая включает определенные критерии успеха и ограничения по материалам, времени или стоимости. (3-5 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Определите простую проблему проектирования, которая может быть решена путем разработки объекта, инструмента, процесса или системы, и включает несколько критериев успеха и ограничений по материалам, времени или стоимости. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничениями). Успешность разработанного решения определяется с учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения по решениям можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует указанным критериям успеха или насколько хорошо каждое учитывает ограничения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Потребности и желания людей со временем меняются, равно как и их потребности в новых и улучшенных технологиях. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Общие основные государственные стандарты — математика

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

• Системы обработки превращают натуральные материалы в продукты. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Инструменты, машины, продукты и системы используют энергию для работы.(Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ

Колорадо — наука

• Покажите, что электричество в цепях требует замкнутого контура, через который может проходить ток. (Оценка 4) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Опишите преобразование энергии, происходящее в электрических цепях, в которых возникают световые, тепловые, звуковые и магнитные эффекты. (Оценка 4) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• 2 батарейки типа D (если каждый ученик принесет 2 батарейки типа D, то они могут взять с собой самодельные фонарики. Если вы сделаете это, убедитесь, что у вас достаточно других принадлежностей, чтобы сделать по одному фонарику на каждого ученика, а не на группу.)
• 5 отрезков изолированного медного провода (различной длины) (можно приобрести в хозяйственных магазинах)
• 1 лампочка # 40 (в хозяйственных магазинах)
• 1 патрон лампы (продается в хозяйственных магазинах)
• 1 картонное бумажное полотенце или туба из оберточной бумаги
• Рабочие листы Light Your Way, по одному на учащегося

На долю всего класса:

• световозвращающий материал, такой как алюминиевая фольга, маленькие формы для пирогов, фольговые чашки для маффинов и т. Д.
• кнопки для большого пальца
• резинки
• малярная лента
• устройства для зачистки проводов или наждачная бумага средней степени чистоты (для снятия изоляции с концов проводов)
• кусачки
• ножницы

Дополнительные материалы для этого дизайн-проекта:

• тонкие плоские полоски из дерева или пластика
• переключатель (доступен в магазинах электроники) или различные материалы для изготовления переключателей: канцелярские скрепки, алюминиевая фольга, гвозди, монеты, изолированный провод (возможно, разного калибра), ключи и т. Д.
• кнопки для большого пальца

Примечание. Многие материалы, необходимые для этой лаборатории, могут быть повторно использованы во многих других сферах деятельности, связанных с электричеством. Когда батареи изнашиваются, утилизируйте их на свалке с опасными отходами.

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_electricity_lesson05_activity2], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Введение / Мотивация

Слышали ли вы когда-нибудь звонок или зуммер от сигнала тревоги в здании? (Некоторые ответят «да».) Давайте проведем мозговой штурм: как, по вашему мнению, здание знает, что нужно подавать сигнал тревоги, когда злоумышленник пытается открыть дверь или окно? (Дайте учащимся время подумать над некоторыми идеями. Возможные ответы: здание действительно умное, или нарушена цепь сигнализации, из-за чего зазвонил звонок.) Инженеры-электрики проектируют проводку системы охранной сигнализации по схеме «последовательно». Двери и окна в здании действуют как выключатель цепи сигнализации. Цепь сигнализации — это замкнутая цепь, когда сигнализация включена, а окна и двери закрыты. Однако, когда кто-то пытается открыть дверь или окно (не выключая сначала сигнализацию), цепь сигнализации становится «открытой», и здание, по сути, приказывает сработать сигналу тревоги … динг, динь, динь !

Системы охранной сигнализации — не единственные устройства с включенной последовательной цепью.Батареи также могут быть подключены последовательно, что обеспечивает большее напряжение для устройства. Например, если мы подключим три батарейки АА «последовательно», это обеспечит большее напряжение, чем одна батарейка АА. Когда инженеры проектируют фонарик, они определяют, следует ли подключать батареи «последовательно» или «параллельно».

В ходе сегодняшней деятельности мы, как и инженеры, разработаем наши собственные фонарики и определим, будут ли батареи в нашем фонаре подключаться последовательно или параллельно.«

Процедура

Фон — Фонари

Первый фонарик был изобретен в 1896 году и стал возможным благодаря изобретению в том же году D-элементной батареи. До 1896 года единственная батарея, которую можно было использовать для портативного освещения, была слишком тяжелой, чтобы быть практичной. Эти новые устройства были названы «фонариками», потому что они обеспечивали кратковременную вспышку света, когда пользователь нажимал переключатель — в отличие от постоянного светового луча, производимого сегодняшними фонариками.

Со временем детали фонарика практически не изменились (см. Рисунок 1). Батареи подключаются к лампочке в основной последовательной цепи, содержащей выключатель. Металлический отражатель, расположенный за колбой, увеличивает светоотдачу. Защитная крышка объектива закрывает колбу и отражатель. Кожух, часто имеющий трубчатую форму, содержит батареи, лампу, пружину, провода и отражатель и соединяется с крышкой объектива. Переключатель удерживается на месте снаружи корпуса. Фонарь, который студенты собирают в этом упражнении, имеет все эти части, кроме крышки объектива и пружины.

Рис. 1. Поперечное сечение фонаря и его составные части. Авторское право

Авторское право © 2003 Джо Фридрихсен, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Перед мероприятием

• Если возможно, соберите остатки изолированного провода (различной длины) от предыдущих работ с электричеством.
• Соберите все материалы.
• Примечание. Если вы используете готовые переключатели, вам не потребуется собирать какие-либо материалы для переключателей.

Рис. 2. Базовая схема для создания фонарика. Copyright

Copyright © http://www.saltspring.com/brochmann/math_you_need/math_you_need. html

Со студентами

1. Открытый дизайн: попросите учащихся разделиться на группы по четыре человека. Сообщите им, что цель этого задания — спроектировать и сконструировать рабочий фонарик, используя только предоставленные материалы. Фонарик должен включаться и выключаться с помощью переключателя. Кроме того, вся проводка и батареи должны находиться внутри трубок для бумажных полотенец.Все члены команды должны участвовать как на этапе проектирования, так и на этапе строительства.
2. Обсудите со студентами качества хорошего фонарика. (Возможные характеристики: переключатель включения / выключения, надежный переключатель, простой в использовании переключатель, удобный для переноски, небольшой размер, яркий луч света, длится долгое время, не ломается.) Раздайте рабочий лист «Осветите свой путь» и попросите учащихся заполнить соответствующий вопрос на листе.
3. Попросите учащихся нарисовать на доске фонарик. Отдельные ученики должны внести в рисунок одну часть. (К деталям относятся: футляр, пружина, лампочка, выключатель, защитное стекло / пластик, отражатель, батарейки.) Попросите других учащихся описать функции каждой нарисованной части фонарика. (Для получения информации о функциях см. Ответы на листе «Осветите свой путь».) Попросите каждого учащегося ответить на соответствующий вопрос в листе.
4. Покажите студентам доступные материалы для сборки фонарика. Предложите командам провести мозговой штурм по дизайну своего фонарика, определив, какие материалы они будут использовать для каждой детали.Чтобы облегчить процесс мозгового штурма, покажите учащимся принципиальную схему типичного фонарика (рис. 2) в виде распечатки или нарисовав ее на доске. Попросите учащихся записать свой план материалов на рабочем листе (вопрос № 3).
5. Попросите учащихся нарисовать на листе электрическую схему своего фонарика.
6. Попросите учащихся записать шаги, которые они собираются предпринять, чтобы построить свой фонарик. После того, как вы ознакомились (и утвердили) проект команды, попросите учащихся собрать свои материалы.
7. Дайте время каждой команде сконструировать свой фонарик.
8. Проверьте фонарик каждой команды. Чтобы считаться надежным, он должен загораться три раза подряд. Если фонарик команды не работает, попросите их сравнить электрическую схему фонарика (рис. 2) со схемой фонарика своей команды. Попросите учащихся записать на листе любые изменения в конструкции или улучшения изготовления, которые им необходимо внести. Если позволяет время, попросите их внести свои изменения, чтобы фонарик работал.

Рис. 3. Пример дизайна фонарика. Авторское право

Copyright © 2003 Джо Фридрихсен, программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Мозговой штурм: Попросите учащихся провести открытое обсуждение, чтобы перечислить на доске качества хорошего фонарика. Напомните студентам, что «глупые идеи или предложения».»Все идеи следует с уважением выслушивать. Поощряйте дикие идеи и не поощряйте критику идей.

Рисование: Попросите учащихся нарисовать на доске фонарик. Отдельные ученики должны внести в рисунок одну часть. (К деталям относятся: футляр, пружина, лампочка, выключатель, защитное стекло / пластик, отражатель, батарейки.) Попросите других учащихся описать функции каждой нарисованной части фонарика. (Информацию о функциях см. В листе ответов «Осветите свой путь».) Попросите каждого ученика ответить на соответствующий вопрос в листе «Освети свой путь».

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист: Попросите учеников заполнить Рабочий лист «Осветите свой путь»; просмотрите их ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.

Рисунок: Попросите учащихся нарисовать принципиальную схему своего фонарика на рабочем листе «Осветите свой путь».

Мозговой штурм: Предложите учащимся в группах провести открытое обсуждение, чтобы определить дизайн своего фонарика. Им следует решить, какие материалы они будут использовать для каждой детали.Все идеи следует с уважением выслушать. Поощряйте безумные идеи и препятствуйте критике идей. Попросите каждого ученика ответить на соответствующий вопрос в рабочем листе «Осветите свой путь».

Процедура Практика: Использование рабочего листа «Осветите свой путь», попросите учащихся перечислить шаги, которые они предпримут, чтобы спроектировать и построить свой фонарик.

Практика повторного проектирования: Попросите учащихся перечислить любые изменения конструкции или изготовления, которые они могли бы внести в свой фонарик, на рабочем листе «Осветите свой путь».

Оценка после деятельности

Рисунок: Используя рабочий лист «Осветите свой путь», попросите учащихся выполнить последний элемент рабочего листа, нарисовав фонарик своей команды и пометив все части.

Math & Circuits: Попросите студентов заполнить Рабочий лист схемы дробей, чтобы узнать о схемах и попрактиковаться в сложении дробей!

Подача продаж! Предложите ученикам представить себя продавцами, которые пытаются продать свой фонарик производителю или потребителю. Попросите студенческие команды создать убедительный плакат или флаер, а также сделать 10-минутную презентацию своего дизайна фонарика для презентации на следующем занятии. Попросите их включить в свой рекламный ход свою принципиальную схему, детали и особенности фонарика и то, как он работает.

Вопросы безопасности

• Осторожно, учащиеся не играйте с изолированным проводом; они могут ткнуть или порезаться себя или других.
• Предупредите учащихся, чтобы они не держали пальцами изолированный провод на батарее D-элемента в течение длительного времени. Зачищенные концы провода нагреваются, если держать их за клеммы аккумулятора.

Советы по устранению неполадок

Разрежьте маленькие картонные трубки посередине для размещения батарей типа D.

Скрепку можно использовать для удержания лампочки на месте.

Попросите учащихся убедиться, что все их соединения надежны, чтобы при перемещении фонарика соединения не ослабли.

В идеале, все провода, используемые в фонаре, должны находиться внутри трубки для бумажных полотенец — провода не должны свисать. Если у учащихся возникают проблемы с включением переключателя внутри трубки, попросите их установить переключатель извне, как показано на Рисунке 3.

Расширения деятельности

Переносные фонарики могут питаться не от батареек. Попросите учащихся провести в Интернете поиск по фонарикам на солнечных батареях, фонарикам «встряхивать» и «заводить».Попросите учащихся обсудить экологические и экономические последствия использования этих типов фонарей.

Масштабирование активности

• Для младших классов предоставьте ученикам готовые примеры фонарей и рисунок электрической схемы (в виде распечатки или на доске). Это помогает им в процессе мозгового штурма, когда они определяют, какие материалы использовать для изготовления фонарика. Заполните принципиальную схему на рабочем листе «Осветите свой путь» вместе, как класс.
• Для старших классов вам может не потребоваться предоставить чертеж электрической схемы фонарика, чтобы учащиеся могли изучить его в процессе мозгового штурма, когда они определят, какие материалы использовать для создания фонарика своей команды.

использованная литература

Задание адаптировано из: Make a Flashlight , Rough Science, PBS.По состоянию на 29 апреля 2004 г. http://www.pbs.org/weta/roughscience/discover/powerplant.html#flashlight

авторское право

© 2004 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз В. Карлсон

Программа поддержки

Интегрированная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.

No related posts.