Фонарик эра схема – Фонарь светодиодный – замена аккумулятора, ремонт, схема
Фонарь светодиодный – замена аккумулятора, ремонт, схема
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 Жорджом Лекланше в 1866 году прототипа современной батарейки, а в 1879 году Томсоном Эдисоном лампы накаливания, у Дэвида Майзелла 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 аккумуляторных 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 включатель. 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 незащищенным участком тела к неизолированным проводам и деталям 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 сульфитации 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, нежелающие 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 необход
ydoma.info
РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНОГО ФОНАРЯ
Научились китайцы делать ширпотреб и в частности фонарики. Такого изобилия форм, размеров, расцветок нет, пожалуй, ни в какой другой группе товаров. Дома их уже не меньше пяти штук, но купил ещё один. И вовсе не из любопытства, посмотрел на него и воображение нарисовало картинку как в тёмное время суток включаю боковую панель, прикрепляю торцевой частью с магнитом к металлической гаражной двери, и при свете, не занятыми руками открываю замки. Сервис – «пять звёздочек»! Вот только фонарь предлагалось купить в нерабочем состоянии.
Характеристики фонарика STE-15628-6LED
- 6 светодиодов (3 в отражателе + 3 в боковой панели)
- 2 режима работы
- встроенное ЗУ
- магнит для крепления
- размеры: 11х5х5 см
Внешне абсолютно исправное и привлекательное изделие не создавало светового потока. Ну, разве возможно чтобы вот такая замечательная вещица была совершенно не на что не годной? Данная модель была в единственном экземпляре, но любитель электроники во мне «вещал», что всё преодолимо.
Провод оторвался при вскрытии корпуса, а вот опалённой пластмасса уже была и наводила на мысль, что подгорели электронные компоненты схемы зарядного устройства, а аккумулятор может быть и вполне исправным.
С него и начал проверку. Напряжение на клеммах вольтметр показал равным одному вольту. Имея уже некоторый опыт общения с такими аккумуляторами начал с того, что открыл на нём верхнюю предохранительную планку, снял резиновые колпачки, долил в каждую «банку» по одному кубику дистиллированной воды и поставил на зарядку. Зарядное напряжение 12 В, ток 50 мА.
Зарядка в режиме повышенного напряжения (вместо штатных 4,7 В) длилась два часа, в наличии более 4 вольт.
Раз аккумулятор годный к эксплуатации то ему нужно зарядное устройство, собранное по более приличной схеме и на более надёжных электронных компонентах, нежели чем от китайского производителя, в котором «сгорел» резистор на входе, был пробит один из двух диодов 1N4007 выпрямителя и дымился при включении ЗУ резистор светодиода. В первую очередь необходимы надёжный конденсатор не менее чем на 400 вольт, диодный мост и подходящий стабилитрон на выходе.
Схема ЗУ фонаря
Составленная схема показала свою работоспособность, конденсатор ёмкостью в 1 мкФ и 400 В нашёл МБГО (куда ещё надёжней и в предполагаемый корпус вписывается удачно), диодный мост собран из 4 штук диодов 1N4007, стабилитрон на пробу взял первый попавшийся импортный (напряжение стабилизации определил приставкой к мультиметру, а вот название его прочитать не представилось возможным).
Далее схема была собрана при помощи пайки и использована для производства нормально цикла заряда, предварительно разряженного аккумулятора (миллиамперметр с шунтом, так что в действительности полное отклонение стрелки происходит при токе в 50 мА). Стабилитрон применён уже с напряжением стабилизации 5 В.
Печатная плата для окончательной сборки ЗУ с размерами под корпус зарядки от сотового телефона. Лучшего варианта корпуса тут и не придумать.
Вид реально собранной, работоспособной платы. Корпус конденсатора приклеен к плате клеем «мастер». А вот травить платку поленился, винюсь, случайно оказалась под рукой б/у практически нужного размера и это обстоятельство всё решило.
Зато не поленился заменить информационную наклейку на корпусе зарядки. При полностью заряженном аккумуляторе, в темноте, боковая панель вполне прилично освещает помещение размером 10 кв. метров, а свет от отражателя фары делает хорошо видимыми предметы на расстояние до 10 метров.
В дальнейшем предполагаю подобрать для фонаря более надёжный и мощный аккумулятор. Автор — Babay из Barnaula.
Ремонт электроникиelwo.ru
СХЕМА ФОНАРИКА НА СВЕТОДИОДАХ
Всем доброго времени суток. Валялся дома фонарик с диодной матрицей на 16 светодиодов, захотел его переделать в смысле усовершенствования схемы питания, тем более было из чего. Сама по себе матрица светит достаточно ярко, но все же не то, как говориться. За основу взял светодиод 1 Вт с коллиматором на 60 градусов, в качестве драйвера светодиода взял схему уже мной приводимую в других материалах.
Схема номер 1
В качестве источника питания выбрал конечно литиевый аккумулятор SAMSUNG 18650 2600ma/h.
Для контроллера разряда аккумулятора применил специализированный контроллер, который стоит в АКБ мобильных телефонов — микросхему DW01-P с ключом на полевом транзисторе.
Задача стояла всё это хозяйство утолкать без переделки корпуса фонаря, так как свободного места оказалось очень мало, а точнее вообще не оказалось, кроме как внутри резьбовой гайки, крепящей родную диодную матрицу в корпусе. Всё это дело поместил на двух печатных платах: на первой сам контроллер разряда АКБ, на второй драйвер светоизлучающего диода. Светодиод припаян к алюминиевой подложке и прижимается к корпусу фонаря все той же резьбовой гайкой. В виду того, что гайка имеет непосредственный тепловой контакт с подложкой светодиода и корпусом фонаря, который также из алюминия, мы получили превосходный радиатор.
Платы между собой спаяны шпильками, для жесткости, на плате контроллера разряда имеется контактная пружина под минус аккумулятора.
Выключатель питания, как и всё остальное, остался не тронутым. Для зарядки аккумулятора его необходимо извлечь из корпуса фонаря. Плата драйвера светодиода на одностороннем текстолите, плата контроллера разряда двусторонняя. На второй стороне контактная пружина, соединение обоих сторон через пропаянную сквозную шпильку. Вот что в результате вышло:
Но на этом дело не закончилось, позже решил разобрать временно свой фонарик. Причина — кривая работа контроллера разряда аккумулятора. Оказался дохлым элемент DW01-P, собственно это и следовало ожидать, так как взят он был из раздутого аккума. Всёже очень хотелось организовать контроль разряда и заряда, и отключение нагрузки при переходе ниже допустимого уровня.
Очередной донор был выковырян из аккумулятора — какого-то SIEMENS, купленного по спекулятивной цене аж 5 гривен, и имел вид примерно такой же как на фото. Пришлось конечно проверить режимы на минимальных и максимальных предельных напряжениях. Он показал свою устойчивую и четкую работу защиты при КЗ. Так как мой аккумулятор не имеет своего контроллера, пришлось его прицепить поверх его корпуса, благо он очень мал и имеет малую толщину. Это дало возможность выкинуть первую плату контроллера в мусорное ведро и немного освободить места под аккумулятором, что дало скрутить части фонарика до упора — теперь все стало как влитое. Доделка платы драйвера не особенная, только в дополнении площадки под пружину для аккумулятора и всё. Если изначально приобрести аккумулятор со встроенным контроллером, то задача переделки сводится вообще к минимуму.
Схема номер 2
Очередная переделка фонарика заключалась в смене драйвера светодиода на более «продвинутый», а именно ZXSC400, причина наличие дополнительного входа для строба от супервизора, дополнительный вход по токовой стабилизации светодиода. Собственно схема совмещенная с супервизором показана далее.
При достижении напряжения питания ниже порогового значения супервизора, появляется стробирующий импульс на выводе 3 микросхемы ZXSC400, что отправляет его в спящий режим до тех пор, пока напряжение питания не выйдет выше порогового уровня. Таким образом мы можем отказаться от контроллера разряда аккумулятора и не переживать за его жизнь при разряде. Все это хозяйство вместилось на одной плате всё такого же размера и установлено под аккумулятором. Внешне это имеет такой вид:
Обратная сторона двусторонней платы имеет всего лишь пружину под минус аккумулятора:
Резисторы имеют типоразмер 0603, конденсатор электролитический танталовый размер А 47,0х16 Вольт. Новая плата прилагается:
Очередная доработка фонарика, а именно установлен светодиод мощностью 3 Ватт, при этом пришлось подобрать резистор R1 до получения необходимого тока через диод и R2 для контроля тока. Привожу зависимость тока на диоде, в зависимости от питающего напряжения:
- 4.0 Вольт — 0.9 Ампер
- 3.9 Вольт — 0.9 Ампер
- 3.8 Вольт — 0.9 Ампер
- 3.7 Вольт — 0.9 Ампер
- 3.6 Вольт — 0.25 Ампер
Правда тут есть один нюанс — при просадке батареи до 3.6 вольт, микросхема ZXSC переходит специально в пониженный режим потребления для ещё возможной работы фонарика (мало ли что, вот неожиданно выключился к примеру и всё, а так есть потенциальная возможность потянуть ещё значительное время, думаю не один час, правда яркость упадет до 1-ваттного) и так до тех пор пока не поступит стробирующий сигнал на вывод 3. Пришлось между резьбовой гайкой и подложкой светодиода положить медную проставку через КПТ для лучшего отвода тепла от подложки светодиода и передачи на корпус фонаря. Автор материала ГУБЕРНАТОР.
Форум по LED
Обсудить статью СХЕМА ФОНАРИКА НА СВЕТОДИОДАХ
radioskot.ru
Модернизация и ремонт на примере светодиодного фонаря Эра
Пocвящaeтcя вceм тeм, ктo имeeт aнaлoгичныe cвeтoдиoдныe фoнaри.Типoвaя прoблeмa пocлeдниx — гeлeвый cвинцoвый aккумулятoр нa 4 Вoльтa, кoтoрый «нeoжидaннo» пeрecтaeт рaбoтaть.
Нeдaвнo был oбзoр c рeшeниeм aнaлoгичнoй прoблeмы. Пoчитaть мoжнo тут.
Я пoшeл нeмнoгo пo другoму пути, пoзжe будeт пoнятнo пoчeму.
Снaчaлa нeмнoгo o фoнaряx:
Бюджeтныe фoнaри имeющиe приличныe рaзмeры и пocрeдcтвeнныe xaрaктeриcтики. Нo иx прoдoлжaют пoкупaть и иcпoльзoвaть. Фoнaрь coдeржит в ceбe мнoжecтвo cвeрxъяркиx cвeтoдиoдoв 3-5мм.
Включeны cвeтoдиoды кaк прaвилo пaрaллeльнo, чeрeз тoкooгрaничивaющиe рeзиcтoры.
Сeрдцeм фoнaря являeтcя cвинцoвaя гeлeвaя aккумулятoрнaя бaтaрeя eмкocтью дo 4.5Ач.
Пoлoжитeльным мoмeнтoм мoжнo cчитaть нeприxoтливocть aккумулятoрa. Вoзмoжнocть пoдзaрядки в любoe врeмя и рaбoтa при oтрицaтeльныx тeмпeрaтурax. Пocлeдний мoмeнт в мoeй пeрeдeлкe нe учитывaeтcя, пocкoльку экcплуaтaция фoнaря при знaчитeльнoй oтрицaтeльнoй тeмпeрaтурe нe плaнируeтcя.
Зaбeгaя впeрeд cкaжу, чтo врeмeни нa пeрeдeлку фoнaря пoтрeбoвaлocь oкoлo 2x чacoв.
Вcкрывaeм фoнaрь и извлeкaeм дoxлую бaтaрeю:
Для нaчaлa прoизвeл зaмeры пoтрeбляeмoгo тoкa:
Пocлeдoвaтeльнo cвeтoдиoдaм уcтaнoвлeны рeзиcтoры для oгрaничeния тoкa. Из зa измeнившeгocя нaпряжeния фoнaря мoжнo былo бы пoнизить coпрoтивлeния рeзиcтoрoв, нo дeлaть этoгo я нe cтaл. Яркocть упaлa нeзнaчитeльнo, c этим мoжнo cмиритьcя, дa и xлoпoтнo этo пo врeмeни.
При нaпряжeнии 4.2В тoк прeвышaл 1 А. Этo cтaлo oтпрaвнoй тoчкoй при рeшeнии прoблeмы. Иcпoльзoвaниe кит нaбoрa дeшeвoгo пoвeрбaнкa oтпaдaeт из зa нecпocoбнocти пocлeднeгo выдaть нeoбxoдимый тoк.
Рeшeниe былo нa пoвeрxнocти:
Двa вaриaнтa плaт, oднa c зaщитoй oт пeрeрaзрядa, другaя бeз зaщиты:
Нeмнoгo o плaтax. Кoнтрoллeр oдин из caмыx рacпрocтрaнeнныx TP4056. Я иcпoльзoвaл aнaлoгичную плaту при изгoтoвлeнии пoвeрбaнкa. Дoкумeнтaция нa кoнтрoллeр TP4056. Кoнтрoллeр oбecпeчивaeт тoк зaрядa дo 1 Ампeрa, пoэтoму мoжнo примeрнo рaccчитaть врeмя зaрядa aккумулятoрoв.
Кaкую плaту иcпoльзoвaть в вaшeм фoнaрe зaвиcит oт типa примeняeмыx элeмeнтoв 18650. Еcли ecть зaщитa oт пeрeрaзрядa, тoгдa ту чтo cпрaвa. Инaчe мoжнo вoзлoжить функцию зaщиты aккумулятoрa нa плaту c кoeй oнa зaмeчaтeльнo cпрaвляeтcя. Плaты oтличaютcя мeжду coбoй нaличиeм дoпoлнитeльныx дeтaлeй, тaкиx кaк кoнтрoллeр рaзрядa DW01 и cилoвoй ключ 8205(cдвoeнный пoлeвoй трaнзиcтoр) для oтключeния в нужный мoмeнт aккумулятoрa oт нaгрузки или зaщиты oт пeрeзaрядa.
Мecтa внутри мнoгo, мoжнo уcтaнoвить xoть дecятoк aккумулятoрoв, нo я для прoбы oбoшeлcя oдним.
Пocлeдний был извлeчeн из cтaрoй бaтaрeи нoутбукa и прoтecтирoвaн нa зaряднoм уcтрoйcтвe IMAX B6:
При тoкe рaзрядa 1 Ампeр, ocтaтoчнaя eмкocть 1400 мАч. Этoгo xвaтит примeрнo нa чac- пoлтoрa нeпрeрывнoй рaбoты фoнaря.
Прoбуeм пoдключить aккумулятoр к плaтe:
Прoвoдa к aккумулятoру пaять нaдo aккурaтнo, нe пeрeгрeвaя пocлeдний. Еcли нe увeрeны, тo мoжнo иcпoльзoвaть xoлдeр для aккумулятoрa.
Тaк жe жeлaтeльнo coблюдaть цвeтoвую диффeрeнциaцию штaнoв иcпoльзoвaть прoвoдa рaзнoгo цвeтa мaркирoвкa прoвoдoв для пoдключeния питaния.
Пoдключaeм плaту чeрeз кaбeль micro USB к блoку питaния:
Зaгoрeлcя крacный cвeтoдиoд, зaряд пoшeл.
Тeпeрь нaдo уcтaнoвить плaту- кoнтрoллeр зaрядa в фoнaрь. Спeциaльныx крeплeний нe прeдуcмoтрeнo, пoэтoму дeлaeм кoлxoз иcпoльзуя любимый вceми cупeрклeй.
Склeить xoть рaз пaльцы cвятaя oбязaннocть кaждoгo, ктo пoльзoвaлcя циaкринaкрилaт, в нaрoдe cупeрклeeм.
Изгoтaвливaeм крoнштeйн из пoдxoдящeй мeтaлличecкoй плacтинки (пoдoйдeт элeмeнт из дeтcкoгo мeтaлличecкoгo кoнcтруктoрa).
Для тoгo, чтo бы избeжaть зaмыкaния иcпoльзуeм изoляциoнный мaтeриaл. Я примeнил куcoчeк тeрмoуcaдoчнoй трубки.
Зaкрeпил плaту прeдвaритeльнo пoдключив прoвoдa чтo шли рaнee к cвинцoвoму АКБ:
Снaружи выглядит тaк:
Видны мeлкиe дeфeкты пo бoкaм oт рaзъeмa. Иcпрaвляютcя cлeдующим oбрaзoм: ямкa или щeль зacыпaeтcя пищeвoй coдoй и пoтoм 1-2 кaпли cупeрклeя. Клeй cxвaтывaeтcя мгнoвeннo. Чeрeз 30 ceкунд мoжнo нaдфилeм oбрaбoтaть пoвeрxнocть.
Аккумулятoр внутри зaкрeпляeм любым дocтупным cпocoбoм. Я примeнил гeрмeтик, кoму тo удoбнee клeeвoй пиcтoлeт.
Отвeрcтиe рaзъeмa пoдзaрядки будeт пoзжe зaкрытo рeзинoвым кoлпaчкoм.
Сoбирaeм и включaeм:
Рaбoтaeт.
Upd : Еcли плaнируeтcя пoдключeниe нecкoлькиx aккумулятoрoв пaрaллeльнo, тo пeрeд coeдинeниeм, вo избeжaниe пoрчи пocлeдниx нeoбxoдимo привecти вce aккумулятoры к eдинoму ЭДС (пo прocтoму нaпряжeниe).
Вывoды: Рacxoды пo дeньгaм примeрнo 100 рублeй и 2 чaca врeмeни. Аккумулятoр в рacчeт нe бeру, иcпoльзoвaл пoлудoxлый c бoльшим внутрeнним coпрoтивлeниeм. Пoлучaю рaбoчий фoнaрь. Опиcывaeмыe мнoй прoцeдуры нe пaнaцeя, cущecтвуют и другиe вaриaнты дoрaбoтки фoнaрeй. Индикaцию прoцecca зaрядки/гoтoвнocти вывoдить нa кoрпуc нe cтaл. Свeчeниe cвeтoдиoдoв cиний/крacный виднo cквoзь кoрпуc.
Плaтa кcтaти мoжeт имeть любoй рaзъeм кaкoй вaм пoнрaвитcя mini или micro USB. Вce зaвиcит oт нaличия нужныx кaбeлeй. Крoмe вceгo прoчeгo у нac нa рукax ocтaeтcя блoк питaния для зaрядки cвинцoвoгo aккумулятoрa — мoжнo будeт c пoльзoй приcтрoить кудa нибудь.
Плюcы:
Рaбoчий фoнaрь, мeньший вec (xoтя этo мaлoзнaчитeльный фaкт). зaряжaть мoжнo в любoм дocтупнoм мecтe при нaличии USB зaрядки или кoмпьютeрa.
Минуcы:
Аккумулятoр бoитcя мoрoзa, мeньшaя яркocть (примeрнo нa 10-15%) пo oтнoшeнию к зaвoдcкoму вaриaнту. В кoнцe рaзрядa яркocть пaдaeт, зaмeтнo нa глaз. Для рeшeния этoй прoблeмы мoжнo пocтaвить бoлee eмкий (или нecкoлькo) aккумулятoр.
Кoтэ:
Нeбoльшoe видeo c дeмoнcтрaциeй рaбoты:
musku.ru
Модернизация и ремонт на примере светодиодного фонаря Эра
- Цена: $2,63 за 5 штук со встроенной защитой
Посвящается всем тем, кто имеет аналогичные светодиодные фонари.
Типовая проблема последних — свинцовый (AGM) аккумулятор на 4 Вольта, который «неожиданно» перестает работать.
Недавно был обзор с решением аналогичной проблемы. Почитать можно тут.
Я пошел немного по другому пути, позже будет понятно почему.
Сначала немного о фонарях:
Бюджетные фонари имеющие приличные размеры и посредственные характеристики. Но их продолжают покупать и использовать. Фонарь содержит в себе множество сверхъярких светодиодов 3-5мм.
Включены светодиоды как правило параллельно, через токоограничивающие резисторы.
Сердцем фонаря является свинцовая (AGM) аккумуляторная батарея емкостью до 4.5Ач.
Положительным моментом можно считать неприхотливость аккумулятора. Возможность подзарядки в любое время и работа при отрицательных температурах. Последний момент в моей переделке не учитывается, поскольку эксплуатация фонаря при значительной отрицательной температуре не планируется.
Забегая вперед скажу, что времени на переделку фонаря потребовалось около 2х часов.
Вскрываем фонарь и извлекаем дохлую батарею:
Для начала произвел замер потребляемого тока при напряжении на батарее 3.84 В:
Последовательно светодиодам установлены резисторы для ограничения тока. Из за изменившегося напряжения фонаря можно было бы понизить сопротивления резисторов, но делать этого я не стал. Яркость упала незначительно, с этим можно смириться, да и хлопотно это по времени.
При напряжении 4.2В ток превышал 1 А. Это стало отправной точкой при решении проблемы. Использование кит набора дешевого повербанка отпадает из за неспособности последнего выдать необходимый ток.
Решение было на поверхности:
Два варианта плат, одна с защитой от переразряда, другая без защиты:
mysku.me
САМОДЕЛЬНЫЙ ФОНАРИК НА СВЕТОДИОДЕ CREE
Во времена увлечения туризмом был приобретен фонарь Duracell c мощной криптоновой лампой на двух больших батарейках типоразмера D (в советском варианте тип 373). Светил отлично, но высаживал батарейки часа за 3-4.
Кроме того, дважды случилась неприятность – батарейки потекли и электролитом залило все внутри фонаря. Контакты окислились, покрылись ржавчиной и даже после чистки и установки новых элементов питания, фонарь уже не внушал доверия, а уж батарейки тем более. Выбросить было жалко, а не имение возможности использовать, натолкнуло на мысль переделать фонарь на модные сейчас литиевый аккумулятор и светодиод. С полгода в закромах лежал литиевый аккумулятор Sanyo 18650 емкостью 2600 мА/ч, у китайских товарищей выписал вот такой светодиод (якобы Cree XML T6 U2) с рабочим напряжением 3-3,6 В, током 0,3-3 А (опять же, якобы – мощностью 10 Вт), световым потоком 1000-1155 люмен, цветовой температурой 5500-6500 К и углом рассеивания 170 градусов.
Поскольку опыт переделки фонарей на питание от литиевых аккумуляторов уже имелся (ссылка 1 и ссылка 2), то решил пойти тем же путем: применить хорошо зарекомендовавшую себя связку: АКБ 18650 и контроллер заряда TP4056. Оставалось решить одну проблему – какой драйвер использовать для светодиода? Простым токоограничивающим резистором тут не отделаешься – мощность светодиода пусть и не 10 Ватт, как утверждают китайские товарищи, но все же. Изучая материал по «драйверостроению для мощных светодиодов» набрел на очень интересную, и как оказалось, часто применяемую микросхему АМС7135. На основе данной микросхемы китайцы давно и удачно завалили планету своими фонарями). Принципиальная схема питания мощного светодиода на основе АМС7135.
Как видим, допускается питание в диапазоне 2,7…6 В, а это довольно широкий спектр источников питания, в том числе и литиевые аккумуляторы. Задача чипа – ограничить ток, протекающий через светодиод на уровне 350 мА.
Согласно информации производителя чипа, конденсатор Со нужно использовать, если:
- длина проводника между АМС7135 и светодиодом больше 3 см;
- длина проводника между светодиодом и источником питания больше 10 см;
- светодиод и микросхема не установлены на одной плате.
В реальности производители фонарей зачастую пренебрегаю этими условиями, и исключают конденсаторы из схемы. Но как показал эксперимент – напрасно, о чем несколько позже. К дополнительным преимуществам ИС типа АМС7135 можно отнести наличие встроенной защиты при обрыве, КЗ светодиода и диапазон рабочих температур -4О…85°С. Подробно документацию на чип АМС7135 можно изучить тут.
Схема электрическая фонаря
Еще одной важной и крайне полезной особенностью данной микросхемы является то, что их можно устанавливать параллельно для увеличения тока, протекающего через светодиод. В результате родилась такая схема:
Исходя из нее, ток протекающий через светодиод, составит 1050 мА, что на мой взгляд, более чем достаточно для совсем не тактического, а хозяйственного фонаря. Далее приступил к монтажу все в единую систему. При помощи дремеля в корпусе фонаря удалил направляющие для батареек и контактные шины:
Так же дремелем убрал посадочное гнездо для криптоновой лампы и сформировал площадку для светодиода
Поскольку мощный светодиод во время работы выделяет много тепла, то для его рассеивания решил применить теплоотвод, снятый с материнской платы.
По задумке, светодиод, теплоотвод и головная часть фонаря с отражателем будут создавать одно целое и накручиваясь на корпус фонаря не должны ни за что цепляться. Для этого обрезал грани теплоотвода, просверлил отверстия для проводов и приклеил светодиод к теплоотводу термоклеем.
В Sprint-Layout набросал плату драйвера, вытравил, спаял и так же приклеил к теплоотводу.
Как можно видеть, на плате драйвера установлены конденсаторы 10 мкф на входе и два по 0,1 мкф. Так вот, без них ток через светодиод составлял 850 мА, после их установки – 1030 мА. Далее, через прокладку из тонкого стеклотекстолита, приклеил к радиатору контроллер зарядки литиевого аккумулятора TP4056.
Сначала хотел всю конструкцию приклеить к отражателю:
Но этого оказалось не достаточно и пришлось сформировать подиум.
Далее упаковка АКБ в корпус фонаря, пайка проводов к кнопке и контроллеру.
Такую компоновку выбрал по причине не желания ковырять в корпусе фонаря отверстие под зарядку – все-же фонарь водонепроницаемый. Минус конечно есть – провода перекручиваются при наворачивании конструкции на корпус фонаря, но я сделал их длину с запасом и изломов нет. В результате получился хороший фонарь на мощном светодиоде в водонепроницаемом корпусе. В качестве зарядки – зарядное от смартфона с током 1 А.
Время работы составляет порядка двух часов, далее яркость снижается, но и этого времени вполне достаточно чтоб освещать пространство очень ярким светом. Специально для сайта «Электрические схемы» — Кондратьев Николай, Г. Донецк.
Светодиодыelwo.ru
Ремонт зарядных устройств светодиодных аккумуляторных фонарей
В эксплуатации у населения находится достаточно много светодиодных аккумуляторных фонарей со встроенными зарядными устройствами (ЗУ), которые часто выходят из строя. В настоящей статье авторы делятся своим опытом ремонта светодиодных фонарей ФО-ДИК АН-0-005 и Космос А618LX.
Светодиодный фонарь ФО-ДИК АН-0-005 (фото 1) российского производства содержит пять светодиодов, аккумулятор на рабочее напряжение 4…4,5 В и встроенное сетевое зарядное устройство (ЗУ).
Фото 1
Принципиальная схема зарядного устройства фонаря ФО-ДИК АН-0-005 показана на рис.1.
Рис. 1
После непродолжительной эксплуатации фонарь перестал функционировать. При разборке устройства было обнаружено, что дорожки на миниатюрной печатной плате фонаря полностью выгорели, а высоковольтный диод VD2 (рис.1) вышел из строя. К сожалению, позиционные номера деталей на плате не указаны. Поэтому авторы, создавая схему рис.1, указали эти номера на ней произвольно.
Из собственного опыта, авторы предлагают следующие варианты замены элементов на плате:
- высоковольтные диоды VD1, VD2 типа 1N4007 можно заменить КД105Б, В, Г или КД209Б, В; КД226В, Г, Д;
- высоковольтный конденсатор С1 номиналом 0,68…1,5 мкФ х 400…630 В;
- резисторы , типа МЛТ-0,25, R1 номиналом 560…620 кОм, R2 — 220…330 Ом;
- светодиод HL1 любой миниатюрный.
При подключении к сети 220 В напряжение на аккумуляторе должно быть 4,5…5 В, а светодиод НL1 должен светиться.
На рис.2 показана схема зарядного устройства фонаря «Космос А618LX», в котором вышли из строя сверхъяркие светодиоды. Как видно из рис.2, схема этого фонаря отличается от схемы рис.1 только двухполупериодным выпрямителем на диодах VD1-VD4. Номиналы элементов аналогичны рис.1.
Рис. 2
Проанализировав обе схемы, можно сделать вывод, что если по какой-то причине вышел из строя аккумулятор фонаря или отпаялись его электроды, то при включении заряжаемого фонаря сетевое напряжение 220 В выведет из строя все сверхъяркие светодиоды фонаря. По этой причине при зарядке фонарей не рекомендуется включать (проверять) заряжаемый фонарь.
Автор: Олег Никитенко, Валентин Никитенко, г. Киев
Возможно, вам это будет интересно:
meandr.org