В этой статье мы рассмотрим, как можно своими руками изготовить мощный фонарь на основе светодиодов самостоятельно. Он в разы будет потреблять меньше количество энергии, чем обычный.
Сегодня купить качественный светодиодный фонарь по хорошей цене достаточно сложно. Поэтому мы предлагаем седлать его своими собственными руками. Смастерить мощный светодиодный фонарь самому совершенно легко. Общая стоимость изготовления фонаря будет меньше, чем Вы бы отдали за аналогичный заводской фонарь. Нужно немного терпения и огромное желание, а также пару инструментов. Использовать данное приспособление вы сможете для различных целей: на территории сада или в огороде, возле дома, для подсветки мебели, как фары для машины и даже для занятия подводным плаванием!
Для создания светодиодного фонаря своими руками вам понадобится:
- нерабочий фонарик
- несколько светодиодных лампочек;
- резисторы;
- клей – герметик или силиконовый клей хорошего качества;
- пластина желательно из алюминия, но можно взять и другой прочный материал;
- любой светоотражатель.
Основные этапы нашей работы:
- Составление электрической схемы
- Изготовление и подготовка пластины для светодиодов
- Сборка схемы
3.1 Спаивание выводов лампы
3.2 Заливка контактов и их проверка - Работа со светоотражателем (подготовка и сборка)
- Закрепление всех деталей светодиодного фонарика
Итак, приступим. Первым делом нужно сделать схему подключения резисторов и светодиодов. Отсутствие знаний и опыта в работе с электричеством - не проблема. Выполнить схему можно прочитав информацию на интернет-сайтах или через онлайн программы. В итоге вы, следуя инструкциям, получите схему-проект на экране в готовом виде.
Для правильного моделирования и изготовления схемы нужно четко определится с силой напряжения источника питания и светодиодных ламп, количеством светодиодов и силой тока одного светодиода. Все эти параметры указаны в характеристиках и описаниях в инструкциях к деталям.
Первый этап изготовления светодиодного фонарика своими руками закончен. Приступаем к следующему – изготовление пластины. Данная пластина будет использоваться как держатель. Для начала начертите на листке бумаги предварительную схему пластины со всеми отверстиями для светодиодов. Дырочек должно быть столько сколько и светодиодов. Затем ножницами вырежьте схему и приклейте ее к пластине. По эскизу, который нанесен на бумаге сделайте соответствующие отверстия и в пластине. Сделать это будет удобно и легко с помощью дрели.
Далее протяните все светодиоды в полученные дырочки. Важно не зацепить и не повредить контакты. Следите за тем, чтобы катоды и аноды чередовались! Все это желательно делать на ровной поверхности. В конечном результате светодиоды должны как бы «проваливаться» в отверстия. Не забудьте закрепить светодиодные лампочки клеем или клеем-герметиком для большей прочности и надежности.
Третий этап создания светодиодного фонарика своими руками начинается еще с одного дополнительного слоя клея. Теперь спаивайте светодиоды и резисторы обычной паяльной лампой. Старайтесь не повредить и не затрагивать контакты. Помните, что перед спайкой все кончики светодиодных лампочек необходимо укоротить. Для начала отметьте положительный и отрицательный выводы, чтобы их не спутать.
Как вариант можно просто сделать отрицательный вывод чуть короче. На качество это не повлияет. Теперь припаяйте выводы.
Проверка и заливка контактов важное действие при сборке светодиодного фонарика. Перед тем как приступить к этому заданию, проверьте работу уже полученного устройства, подключив его к питанию. Все лампы должны светиться. Теперь заливаем контакты. Это удобно сделать обычным воском или использовать парафин. Лучше всего выдавливать воск шприцом для того, чтобы контакты не соприкасались друг с другом. Это мера предосторожности от замыкания.
Переходим к работе со светоотражателем. Он увеличивает мощность светодиодного фонаря. Из светоотражателя нужно вытащить галогенную лампу. Рекомендуем также очистить его от смолы, на которой держалась лампа.
Сборка светодиодной лампы - предпоследний этап работы над светодиодным фонариком, сделанного своими руками. Для этого надежно зафиксируем все контакты. Следите, чтобы все плотно прилегало!
Наконец мы подошли к завершению создания светодиодного фонаря своими руками. Для заливки контактов нужна расплавленная пластмасса. Воск, который был использован ранее, не подходит, так как тут нужна высокая надежность и прочность. Припаиваем к источнику питания, например, к обычной батарейке, либо к вилке.
После того как застынет пластмасса, срежьте лишние выводы. Затем снова подключите полученное устройство к питанию. Если в течение 2 минут нет признаков замыкания, уверенно устанавливайте сделанный своими руками светодиодный фонарь в любое место.
Светодиодные «карманные» фонарики пользуются большим спросом среди потенциальных потребителей. Особую популярность завоевали диодные конструкции. Они имеют яркий свет и отличаются минимальным потреблением энергии. Приобрести данное устройство можно в специализированных магазинах или сделать самостоятельно в домашних условиях.
В нашей статье представлена подробная инструкция для фонарика своими руками. Здесь отображены все тонкости рабочего процесса. Советы опытных профессионалов помогут справиться с поставленной задачей.
Преимущества диодных фонариков
Светодиодные лампы является самым экономичным источником светового излучения. Они обеспечивают бесперебойный поток яркого излучения при самой минимальной мощности. Помимо этого, он имеет целый ряд технических преимуществ по отношению к другим лампам. К ним относят:
- экономичность;
- безопасность;
- надежность;
- разнообразие простых видов и идей для самодельных фонариков;
- длительная эксплуатация.
Так как готовая установка потребляет минимальное количество мощности, для этого было разработано множество микросхем, в которых основным источником питания выступает одна щелочная батарейка.
Что же касается цветового решения, то в продаже представлено несколько оттенков диодов: зеленый, голубой, красный, желтый, розовый. Для холодного оттенка необходимо выбирать белый цвет лампочек. Они имеют широкий угол освещения.
Где используют диодные светильники?
Переносная конструкция фонарика с диодной подсветкой имеет широкую область применения. Его используют там, где нет доступа к осветительному прибору. Его можно применить в гараже, погребе или при работе на садовом участке.
Устройство способно работать до 6 дней без замены элемента питания. Некоторые модели оснащены сменным блоком батарей, который можно постоянно заряжать от электрической сети. Для этого в комплектации идет специальное гнездо с фиксаторами.
В процессе изготовления самодельного фонарика можно сделать дополнительное крепление. В результате этого устройство крепится на любую поверхность при этом освобождая руки.
Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо правильно подобрать схему, которая покажет как сделать фонарик своими руками. Технические изображения указывают подробные требования к электрическим деталям.
Мастер-класс по сборке фонарика с ярким диодом
Как сделать фонарик своими руками? Процесс сборки довольно простой, но интересный. Для изготовления этой конструкции, необходимо приобрести светодиод марки DFL- OSPW511Р. Эти лампы имеют мощный осветительный компонент, который дает мощное освещение в пределах 1 м.
Для этого понадобится:
- два источника питания. Для этого достаточно приобрести две плоских батарейки в виде таблеток;
- отдел для питания. Это позволит сократить потерю энергии в процессе эксплуатации;
- яркие диоды 5 шт.;
- кнопка включения и выключения устройства;
- термоклей. Он обеспечит плотную фиксацию микросхемы в корпусе конструкции;
- паяльник;
- смола для спаивания деталей.
Когда все составляющие подготовлены, переходим к рабочему процессу. Он включает в себя следующие пункты:
На старой материнской плате фиксируем при помощи паяльного инструмента отдел для батареек. Провода от кнопки включения припаиваем к плюсовому полюсу отдела питания. Другой конец к одной из ножек диода.
Второй отдел диодной ножки фиксируем к минусу отдела для батареек. В результате, получается простая электрическая цепь. При нажатии на кнопку будет замыкание всех отделов, которые обеспечат нужное свечение прибора.
Когда все элементы на своем месте, можно помещать схему в корпус устройства.
По окончанию сборки, устанавливаем батарейку и включаем готовую конструкцию для проверки работоспособности. Вставлять элементы питания, необходимо с соблюдением их полярности. Неправильная установка, приведет к преждевременной поломки светового прибора. На фото самодельного фонарика изображена готовая модель.
Фото фонариков своими руками
Источники света нового поколения - светодиоды - несмотря на все еще высокую стоимость становятся все более популярными.
Благодаря низкому энергопотреблению, они с успехом применяются не только в стационарных осветительных приборах, но и в автономных, питающихся от батарей.
В данной статье мы расскажем о том, как можно сделать светодиодный фонарь своими руками и какими достоинствами он будет обладать в сравнении с обычным.
Светодиод (зарубежное название - Light Emitting Diode или LED), как и диод обычный, состоит из двух полупроводников с электронной и дырочной проводимостью.
Но в данном случае применены такие материалы, для которых характерным является свечение в зоне pn-перехода.
Вообще говоря, светодиоды применяются в электронике достаточно давно.
Но раньше они светились едва-едва, а потому использовались только в качестве индикаторов, например, указывающих на то, что прибор включен.
С развитием технологий LED’ы научились делать гораздо более яркими, так что они превратились в полноценные источники света. При этом стоимость их постоянно снижается, хотя, конечно, до обычной лампочки им пока очень далеко.
Но многие покупатели готовы переплачивать, ведь светодиоды обладают целым рядом достоинств:
- Потребляют в 10 – 15 раз меньше электричества, чем лампы накаливания той же яркости.
- Имеют просто огромный ресурс, который выражается в 50-ти тыс. часов работы. Причем производители подкрепляют свои обещания гарантийным сроком в 2 или даже 3 года.
- Излучают белый свет, очень похожий на естественный.
- В гораздо меньшей степени боятся ударов и вибраций, чем другие источники света.
- Имеют высокую устойчивость и к перепадам напряжения.
Благодаря всем этим качествам, светодиоды сегодня уверенно вытесняют прочие источники света практически отовсюду. Используются они и в быту, и в фарах автомобилей, и в рекламной деятельности, и в переносных фонариках, один из которых мы научимся сейчас изготавливать.
Необходимые элементы для изготовления
В первую очередь нужно раздобыть все компоненты, из которых будет состоять прибор.Их совсем не много:
- Светодиод.
- Ферритовое кольцо диаметром 10 – 15 мм.
- Провод для намотки диаметром 0,1 и 0,25 мм (куски по 20 – 30 см).
- Резистор на 1 кОм.
- Транзистор типа n-p-n.
- Батарейка.
Хорошо, если удастся достать корпус от покупного фонарика. Если же его нет, для крепления компонентов можно использовать любую основу.
Схема сборки
Если все готово, можем начинать:
- Изготавливаем трансформатор: магнитопроводом самодельного трансформатора выступит ферритовое кольцо. Сначала на него наматывают 45 витков обмоточного провода диаметром 0,25 мм, формируя вторичную обмотку. В дальнейшем к ней будет подключаться светодиод. Далее из провода диаметром 0,1 мм нужно сделать первичную обмотку с 30-ю витками, которая будет подключена к базе транзистора.
- Подбор резистора: сопротивление базового резистора должно составлять примерно 2 кОм.
А вот номинал второго резистора нужно подобрать. Делается это так:
- на его месте устанавливается подстроечный (переменный) резистор.
- Подключив фонарик к новой батарейке, устанавливают на переменном резисторе такое сопротивление, чтобы через светодиод протекал ток силой 22 – 25 мА.
- Замеряют значение сопротивления на переменном резисторе и устанавливают вместо него резистор постоянный с таким же номиналом.
Как видно, схема является предельно простой и вероятность ошибки можно считать минимальной.
Светодиодный фонарь своими руками – схема
Если же фонарик все же оказался неработоспособным, причина может заключаться в следующем:
- При изготовлении обмоток не было соблюдено условие разнонаправленности токов. В этом случае генерация тока во вторичной обмотке происходить не будет. Чтобы схема была рабочей, нужно либо наматывать обмотки в разных направлениях, либо поменять местами выводы одной из обмоток.
- Обмотка содержит слишком малое число витков. Нужно учитывать, что необходимый минимум составляет 15 витков.
Если в обмотке они присутствуют в меньшем количестве, генерация тока опять же будет невозможной.
Светодиодный фонарь своими руками на 12 вольт
Те, кому нужен не фонарь, а целый прожектор в миниатюре, могут собрать прибор с более мощным источником питания. В качестве последнего будет использоваться 12-вольтовый аккумулятор. Данное изделие будет иметь несколько большие размеры, но переносить его все равно будет достаточно легко.
Для создания источника света повышенной мощности нужно приготовить следующее:
- труба полимерная диаметром порядка 50 мм;
- клей для склеивания деталей из ПВХ;
- пара резьбовых фитингов для ПВХ-трубы;
- навинчивающаяся заглушка;
- тумблер;
- светодиод на 12 В;
- 12-вольтовый аккумулятор;
- вспомогательные элементы для монтажа электропроводки – термоусадочные трубки, изолента, пластиковые хомутики.
В качестве источника питания можно использовать несколько аккумуляторов от поломанных радиоуправляемых игрушек, которые объединяются в одну батарею напряжением 12 В. Аккумуляторов, в зависимости от их вида, понадобится от 8-ми до 12-ти.
12-вольтовый светодиодный фонарь собирается так:
- К контактам светодиода припаиваем отрезки провода, которые по длине на пару сантиметров превосходят аккумулятор. При этом необходимо обеспечить надежную изоляцию соединений.
- Провода, подключенные к аккумулятору и светодиоду, оснащаются специальными разъемами, позволяющими выполнять быстроразъемные соединения.
- При сборке схемы тумблер устанавливается так, чтобы по отношению к светодиоду он оказался на противоположной стороне. Электронная начинка готова и если испытания показали, что она работает надлежащим образом, можно приступать к изготовлению корпуса.
Корпус изготавливается из полимерной трубы. Делается это так:
- Труба подрезается до нужной длины, после чего всю электронику помещают внутрь нее.
- Аккумулятор сажаем на клей, чтобы он во время переноски и манипулирования фонарем оставался неподвижным. В противном случае тяжелая батарея может ударить по LED-элементу и вывести его из строя.
- С обоих концов к трубе приклеиваем по резьбовому фитингу. Клей экономить не нужно - соединение должно получиться герметичным. Иначе в этом месте в корпус может просачиваться вода.
- Фиксируем тумблер внутри фитинга, установленного на противоположной относительно светодиода стороне. Выключатель сажаем на клей, при этом он не должен выступать наружу, чтобы на фитинг можно было навинтить заглушку.
Для переключения тумблера заглушку нужно будет откручивать, потом снова устанавливать на место. Это несколько неудобно, но зато такое решение обеспечивает полную герметичность корпуса.
Вопрос цены и качества
Из всех компонентов фонаря наиболее дорогим является 12-вольтовый светодиод. За него придется заплатить 4 – 5 USD.Все остальное можно раздобыть бесплатно: аккумуляторы, как уже говорилось, извлекаются из игрушек с радиоуправлением, пластиковые труба и детали очень часто остаются в виде отходов после монтажа в доме водопровода или отопления.
Если же абсолютно все составляющие придется приобретать в магазине, то стоимость осветительного прибора выльется примерно в 10 USD.
Самодельный светильник из светодиодной ленты можно соорудить легко и быстро. – смотрите инструкцию по изготовлению и делайте свое уникальное изделие.
О том, как правильно установить светодиодную ленту своими руками, читайте .
Заключение
Удобный фонарь, дающий яркий свет и при этом способный долго работать без перезарядки батареи, всегда нужен в хозяйстве. Как вы могли убедиться, его легко можно сделать своими руками, что позволит сэкономить некоторую сумму. Главное - быть внимательным и точно придерживаться всех изложенных в статье рекомендаций.
Видео на тему
Светодиоды сегодня встраивают куда угодно – в игрушки, зажигалки, бытовую технику и даже в канцелярские товары. Но самое полезное изобретение с ними – это конечно же фонарик. Большая часть из них автономны и выдают мощное свечение от небольших аккумуляторов. С ним не заблудишься в темноте, а при работе в слабоосвещенном помещении этот инструмент просто незаменим.
Небольшие экземпляры самых разных LED-фонариков можно купить практически в любом магазине. Стоят они недорого, но качество сборки может порой не радовать. То ли дело самодельные устройства, которые можно сделать на базе самых простых деталей. Это интересно, познавательно и оказывает развивающее действие на любителей мастерить.
Сегодня мы рассмотрим очередную самоделку - LED-фонарик, сделанную буквально из подручных деталей. Их стоимость не более нескольких долларов, а эффективность устройства выше чем у многих заводских моделей. Интересно? Тогда сделайте ее вместе с нами.
Принцип работы устройства
На сей раз светодиод подключен к аккумулятору только через сопротивление на 3 Ом. Поскольку в нем присутствует готовый источник энергии, ему не требуется накопительный тиристор и транзистор для распределения напряжения, как в случае с вечным фонариком Фарадея. Для зарядки аккумулятора применяется электронный модуль зарядки. Крохотный микромодуль обеспечивает защиту от перепадов напряжения и не допускает перезарядки аккумулятора. Заряжается устройство от USB разъема, а на самом модуле находится разъем микро USB.Необходимые детали
- Пластиковый шприц на 20 мл;
- Линзы для светодиодного фонарика с корпусом;
- Микро-кнопка выключатель;
- Резистор на 3 Ом/0,25 Вт;
- Отрезок алюминиевой пластины для радиатора;
- Несколько медных проводов;
- Суперклей, эпоксидная смола или жидкие гвозди.
Собираем мощный светодиодный фонарик
Подготовка светодиода с линзами
Берем пластиковый колпак с линзами, и размечаем окружность радиатора. Он нужен для охлаждения светодиода. На алюминиевой пластине размечаем посадочные пазы, отверстия и вырезаем радиатор по разметке. Это можно сделать, например, при помощи бормашины.
Вытаскиваем на время увеличительные линзы, сейчас они не понадобятся. С тыльной стороны колпачка на суперклей приклеиваем пластину радиатора. Отверстия, пазы у колпачка и радиатора должны совпадать.
Контакты светодиода лудим и пропаиваем медной проводкой. Защищаем контакты термоусадочными кембриками, и прогреваем их зажигалкой. Вставляем с лицевой стороны колпака светодиод с проводкой.
Обработка корпуса фонарика из шприца
Отмыкаем поршень с рукояткой у шприца, они нам больше не понадобятся. Обрезаем подыгольный конус малярным ножом.Счищаем полностью торец шприца, проделывая в нем отверстия для светодиодных контактов фонарика.
Крепим колпак фонаря к торцевой поверхности шприца на любой подходящий клей, например, на эпоксидную смолу или жидкие гвозди. Не забываем светодиодные контакты поместить во внутрь шприца.
Подключение микромодуля зарядки и аккумулятора
На литиевый аккумулятор крепим клеммы с контактами, и вставляем в корпус шприца. Подтягиваем медные контакты, чтобы зажать их корпусом аккумулятора.
У шприца остается всего несколько сантиметров свободного пространства, недостаточного для модуля зарядки. Поэтому его придется разделить на две части.
Проводим малярным ножом посередине платы модуля, и ломаем ее по линии среза. Используя двойной скотч соединяем обе половинки платы вместе.
Разомкнутые контакты модуля лудим, и пропаиваем медной проводкой.
Окончательная сборка фонарика
К плате модуля припаиваем резистор, и подключаем его к микро-кнопке, изолируя контакты термоусадкой.
Остальные три контакта припаиваем к модулю согласно схеме его подключения. Микро-кнопку подключаем в последнюю очередь, проверяя работу светодиода.
Светодиодные ленты сейчас применяются повсеместно и порой попадают в руки отрезки таких лент, ленты со сгоревшими местами светодиодами. А целых, рабочих светодиодов полным-полно и жалко выбрасывать такое добро, хочется где-то их применить. Так же попадаются различные аккумуляторные элементы. В частности мы рассмотрим элементы "сдохшей" Ni-Cd (никель-кадмиевой) батареи. Из всего этого хлама можно соорудить добротный самодельный фонарь, с большой вероятностью лучше заводского.
Светодиодная лента, как проверить
Как правило, светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 вольт и состоят из множества независимых сегментов, соединенных параллельно в ленту. Это означает, что если выходит из строя какой-то элемент, работоспособность теряет только соответствующий элемент, остальные сегменты светодиодной ленты продолжают работать.
Собственно, нужно лишь подать питающее напряжение 12 вольт на специальные точки-контакты, которые имеются на каждом кусочке ленты. При этом, напряжение поступит на все сегменты ленты и станет ясно, где неработающие участки.
Каждый сегмент состоит из 3-х светодиодов и токоограничивающего резистора, включенных последовательно. Если разделить 12 вольт на 3 (количество светодиодов), то получим 4 вольта на светодиод. Это напряжение питания одного светодиода - 4 вольта. Подчеркну, так как всю цепь ограничивает резистор, то диоду вполне хватит напряжения 3,5 вольта. Зная это напряжение, мы можем проверить непосредственно любой светодиод на ленте по отдельности. Сделать это можно, коснувшись выводов светодиода щупами, подключенными к блоку питания с напряжением 3,5 вольта.
Для этих целей можно использовать лабораторный, регулируемый блок питания или зарядное устройство мобильного телефона. Зарядное устройство не рекомендуется подключать напрямую к светодиоду, ибо его напряжение около 5 вольт и теоретически светодиод может сгореть от большого тока. Чтобы этого не произошло, подключать зарядное устройство нужно через резистор 100 Ом, так мы ограничим ток.
Я сделал себе такое простое устройство - зарядка от мобильного с крокодилами вместо штекера. Очень удобна
для включения сотовых без батареи, подзарядки батарей вместо "лягушки" и прочего. Для проверки светодиодов тоже
сойдет.
Для светодиода важна полярность напряжения, если перепутать плюс с минусом, диод не загорится. Это не проблема, на ленте обычно указанна полярность каждого светодиода, если нет, то нужно пробовать и так и так. От перепутанных плюсов или минусов диод не испортится.
Лампа из светодиодов
Для фонарика необходимо изготовить светоизлучающий узел, лампу. Собственно, нужно светодиоды с ленты демонтировать и сгруппировать на свой вкус и цвет, по количеству, яркости и питающему напряжению.
Для снятия с ленты я использовал концелярский нож, акуратно срезая светодиоды прямо с кусочками токопроводящих жил ленты. Пробовал выпаивать, но что-то у меня плохо это удавалось. Наковыряв штук 30-40, я остановился, для фонарика и прочих поделок более чем достаточно.
Соединять светодиоды следует по простому правилу: 4 вольта на 1 или несколько запараллеленных диодов. То есть, если сборка будет запитываться от источника не более 5 вольт, сколько бы не было светодиодов, их нужно спаивать параллельно. Если же планируется питать сборку от 12 вольт - нужно сруппировать 3 последовательных сегмента с равным количеством диодов в каждом. Вот например сборка, которую я спаял из 24 светодиодов, разделив их на 3 последовательные секции по 8 штук. Рассчитана она на 12 вольт.
Каждая из трех секций этого элемента рассчитана на напряжение около 4-х вольт. Секции соединены последовательно,
поэтому вся сборка питается от 12 вольт.
Кто-то пишет, что светодиоды не следует включать в параллель без индивидуального ограничивающего резистора. Может это и правильно, но я не ориентируюсь на такие мелочи. Для продолжительного срока службы, на мой взгляд, важнее подобрать токоограничительный резистор для всего элемента и подбирать его следует не измеряя ток, а щупая работающие светодиоды на предмет нагрева. Но об этом позже.
Я решил делать фонарь, работающий от 3-х никель-кадмиевых элементов из отработавшей батареи шуруповерта. Напряжение каждого элемента 1.2 вольта, следовательно 3 элемента, соединенных последовательно, дают 3.6 вольт. На это напряжение и будем ориентироваться.
Подключив 3 аккумуляторных элемента к 8-ми параллельным диодам, я измерил ток - около 180 миллиампер. Было решено делать светоизлучающий элемент из 8 светодиодов, как раз он удачно поместится в отражатель от галогеновой, точечной лампы.
В качестве основания я взял кусочек фольгированного стеклотекстолита примерно 1смХ1см, на него поместится 8 светодиодов в два ряда. В фольге прорезал 2 разделяющих полосы - средний контакт будет "-", два крайних будут "+".
Для пайки таких мелких деталей моего 15-ваттного паяльника многовато, точнее слишком большое жало. Можно сделать жало для пайки SMD-компонентов из куска электромонтажного провода 2.5мм. Чтобы новое жало держалось в большом отверстии нагревателя, можно согнуть проволоку пополам или добавить дополнительные кусочки проволоки в большое отверстие.
Основание залуживается припоем с канифолью и светодиоды впаиваются с соблюдением полярности. К средней полосе припаиваются катоды ("-"), а к крайним аноды ("+"). Припаиваются соединительные провода, крайние полосы соединяются перемычкой.
Нужно проверить спаянную конструкцию, подключив ее к источнику 3.5-4 вольта или через резистор к зарядному устройству телефона. Не забываем про полярность включения. Остается придумать отражатель фонаря, я взял отражатель от галогеновой лампы. Светоэлемент нужно надежно зафиксировать в отражателе, например клеем.
К сожалению, фото не может передать яркости свечения собранной конструкции, от себя скажу: слепит весьма не плохо!
Аккумулятор
Для питания фонаря я решил использовать аккумуляторные элементы из "сдохшей" батареи шуруповерта. Достал из корпуса все 10 элементов. Шуруповерт работал от этой батареи 5-10 минут и садился, по моей версии, для работы фонаря вполне могут подойти элементы этой батареи. Ведь для фонаря нужны токи, гораздо меньшие, чем для шуруповерта.
Я сразу отцепил три элемента от общей связки, они как раз будут давать напряжение 3.6 вольт.
Я замерил напряжение на каждом элементе по отдельности - на всех было около 1,1 В, только одна показывала 0. Видимо это неисправная банка, ее в мусорку. Остальные еще послужат. Для моей светодиодной сборки будет достаточно трех банок.
Проштудировав интернет, я вывел для себя важную информацию о никель-кадмиевых аккумуляторах: номинальное напряжение каждого элемента 1.2 вольт, заряжать банку следует до напряжения 1.4 вольт (напряжение на банке без нагрузки), разряжать следует не ниже 0.9 вольт - если составленно несколько элементов последовательно, то не ниже 1 вольта на элемент. Заряжать можно током десятой доли емкости (в моем случае 1.2А/ч=0.12А), но по факту можно и большим (шуруповерт заряжается не более часа, значит токи зарядки не менее 1.2А). Для тренировки/востановления полезно разрядить аккумулятор до 1 В какой-либо нагрузкой и зарядить заново, так несколько раз. Заодно оценить примерное время работы фонаря.
Итак, для трех элементов, соединенных последовательно, параметры таковы: напряжение зарядки 1.4X3=4.2 вольта, номинальное напряжение 1.2X3=3.6 вольт, ток заряда - какой даст зарядное мобильного со стабилизатором моего изготовления.
Единственный не ясный момент: как мерять минимальное напряжение на разряженных аккумуляторах. До подключения моего светильника на трех элементах было напряжение 3.5 вольт, при подключении - 2.8 вольт, напряжение быстро восстанавливается при отключении опять до 3.5 вольт. Я решил так: на нагрузке напряжение не должно падать ниже 2.7 вольт (0.9 В на элемент), без нагрузки желательно чтобы было 3 вольта (1 В на элемент). Однако, разряжать придется долго, чем дольше разряжаешь, тем стабильнее напряжение, перестает быстро падать на зажженых светодиодах!
Свои и без того разряженные аккумуляторы я разряжал несколько часов, иногда отключая лампу на несколько минут. В итоге получилось 2.71 В с подключенной лампой и 3.45 В без нагрузки, разряжать дальше не рискнул. Замечу, светодиоды продолжали светить, хоть и тускловато.
Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов
Теперь следует соорудить зарядное устройство для фонарика. Основное требование - напряжение на выходе не должно превышать 4.2 В.
Если планируется питать зарядное от какого-либо источника более 6 вольт - актуальна простая схема на КР142ЕН12А, это очень распространенная микросхема для регулируемого, стабилизированного питания. Зарубежный аналог LM317. Вот схема зарядного устройства на этой микросхеме:
Но эта схема не вписывалась в мою задумку - универсальность и максимальное удобство для зарядки. Ведь для этого устройства понадобится делать трансформатор с выпрямителем или использовать готовый блок питания. Я решил сделать возможность заряда аккумуляторов от зарядного устройства мобильника и USB порта компьютера. Для реализации потребуется схемка посложнее:
Полевой транзистор для этой схемы можно взять с неисправной материнской платы и другой компьютерной периферии, я срезал его со старой видеокарты. Таких транзисторов полно на материнке возле процессора и не только. Чтобы быть уверенным в своем выборе, нужно вбить номер транзистора в поиск и убедиться по даташитам, что это полевой с N-каналом.
В качестве стабилитрона я взял микросхему TL431, она встречается практически в каждом заряднике от мобилы или в других импульсных блоках питания. Выводы этой микросхемы нужно соединить как на рисунке:
Я собрал схему на кусочке текстолита, для подключения предусмотрел сразу гнездо USB. В дополнение к схеме впаял один светодиод возле гнезда, для индикации зарядки (что на USB-порт поступает напряжение).
Немного пояснений к схеме Так как зарядная схема будет все время присоединена к батарее, диод VD2 необходим, чтобы батарея не разряжалась через элементы стабилизатора. Подбором R4 нужно добиться на указанной контрольной точке напряжения 4.4 В, мерять нужно при отцепленной батарее, 0.2 вольта - это запас на просадку. Да и вообще, 4.4 В не выходит за пределы рекомендуемого напряжения для трех аккумуляторных банок.
Схему зарядного можно существенно упростить, однако заряжать придется только от источника 5 В (USB-порт компьютера удовлетворяет этому требовванию), если зарядное телефона выдает большее напряжение - использовать его нельзя. По упрощенной схеме, теоретически, аккумуляторы могут перезаряжаться, на практике же так заряжают аккумуляторы во многих заводских изделиях.
Ограничение тока светодиодов
Чтобы исключить перегрев светодиодов, а заодно уменьшить потребляемый ток от батареи, нужно подобрать токоограничительный резистор. Я подбирал его без каких-либо приборов, на ощупь оценивая нагрев и на глаз контролировал яркость свечения. Подбор нужно производить на заряженной батарее, следует найти оптимальное значение между нагревом и яркостью. У меня получился резистор 5.1 Ом.
Время работы
Я производил несколько зарядок-разрядок и получил следующие результаты: время зарядки - 7-8 часов, при непрерывно включенной лампе аккумулятор разряжается до 2.7 В примерно за 5 часов. Однако, при выключении на несколько минут, батарея немного восстанавливает заряд и может проработать еще полчаса, и так несколько раз. Это означает, что фонарик достаточно долго проработает, если светить не все время, а на практике так и выходит. Даже если пользоваться практически не выключая, на пару ночей должно хватить.
Конечно, ожидалось более продолжительное время работы без перерыва, но не стоит забывать, что аккумуляторы были взяты из "сдохшей" батареи шуруповерта.
Корпус для фонаря
Получившееся устройство нужно куда-то поместить, сделать какой-то удобный корпус.
Хотел расположить аккумуляторы со светодиодным фонарем в полипропиленовой водопроводной трубе, но банки не лезли даже в 32 мм трубу, ведь внутренний диаметр трубы намного меньше. В итоге остановился на соединительных муфтах для полипропилена 32 мм. Взял 4 соединительных муфты и 1 заглушку, склеил их вместе клеем.
Склеив все в одну конструкцию, получился весьма массивный фонарь, диаметром около 4 см. Если использовать какую-либо другую трубу, то можно существенно уменьшить размеры фонаря.
Обмотав все это дело изолентой для лучшего вида, мы получили вот такой фонарь:
Послесловие
В заключение хочется сказать несколько слов о получившемся обзоре. Не каждый USB порт компьютера может заряжать этот фонарь, все зависит от его нагрузочной способности, 0.5 А должно вполне хватить. Для сравнения: сотовые телефоны при подключении к некоторым компьютерам могут показывать зарядку, однако на самом деле никакой зарядки нет. Другими словами, если компьютер заряжает телефон, то и фонарь тоже будет заряжаться.
Схему на полевом транзисторе можно использовать для заряда от USB 1-го или 2-х аккумуляторных элементов, нужно лишь подстроить напряжение соответственно.
