Oggi i LED sono incorporati ovunque: nei giocattoli, negli accendini, negli elettrodomestici e persino nella cancelleria. Ma l'invenzione più utile con loro è, ovviamente, una torcia elettrica. La maggior parte di essi sono autonomi ed emettono una potente luce grazie a piccole batterie. Con esso non ti perderai nel buio e quando lavori in una stanza scarsamente illuminata questo strumento è semplicemente indispensabile.
Piccole copie di un'ampia varietà di torce a LED possono essere acquistate in quasi tutti i negozi. Sono economici, ma la qualità costruttiva a volte può non piacere. Che si tratti di dispositivi fatti in casa che possono essere realizzati sulla base delle parti più semplici. È interessante, informativo e ha un effetto di sviluppo sugli armeggiatori.
Oggi esamineremo un altro prodotto fatto in casa: una torcia a LED, realizzata letteralmente con parti improvvisate. Il loro costo non supera pochi dollari e l'efficienza del dispositivo è superiore a quella di molti modelli di fabbrica. Interessante? Allora fallo con noi.
Le strisce LED sono ormai utilizzate ovunque e talvolta pezzi di tali strisce, strisce con LED bruciati in alcuni punti, cadono nelle mani. E ci sono molti LED interi e funzionanti ed è un peccato buttare via tanta bontà, voglio usarli da qualche parte. Esistono anche vari tipi di batterie. In particolare, prenderemo in considerazione gli elementi di una batteria Ni-Cd (nichel-cadmio) "morta". Da tutta questa spazzatura puoi costruire una solida lanterna fatta in casa, con un'alta probabilità migliore di quella di fabbrica.
Di norma, le strisce LED hanno una tensione nominale di 12 volt e sono costituite da numerosi segmenti indipendenti collegati in parallelo per formare una striscia. Ciò significa che se un elemento si guasta, solo l'elemento corrispondente perde la sua funzionalità, i restanti segmenti della striscia LED continuano a funzionare.
In realtà, è sufficiente applicare una tensione di alimentazione di 12 volt agli speciali punti di contatto presenti su ciascun pezzo di nastro. In questo caso, la tensione andrà a tutti i segmenti del nastro e diventerà chiaro dove si trovano le sezioni non funzionanti.
Ogni segmento è composto da 3 LED e un resistore limitatore di corrente collegati in serie. Se dividi 12 volt per 3 (numero di LED), ottieni 4 volt per LED. Questa è la tensione di alimentazione di un LED: 4 volt. Sottolineo, poiché il resistore limita l'intero circuito, per il diodo è sufficiente una tensione di 3,5 volt. Conoscendo questa tensione, possiamo testare direttamente individualmente qualsiasi LED sul nastro. Questo può essere fatto toccando i cavi del LED con sonde collegate ad un alimentatore con una tensione di 3,5 volt.
A tal fine è possibile utilizzare un alimentatore da laboratorio, un alimentatore regolato o un caricabatterie per cellulare. Non è consigliabile collegare il caricabatterie direttamente al LED, poiché la sua tensione è di circa 5 volt e teoricamente il LED può bruciarsi a causa di una grande corrente. Per evitare che ciò accada, è necessario collegare il caricabatterie tramite una resistenza da 100 ohm, quindi limiteremo la corrente.
Mi sono realizzato un dispositivo così semplice: ricaricare da un cellulare con coccodrilli invece che da una presa. È molto comodo per accendere i cellulari senza batteria, ricaricare le batterie invece di una "rana" e altre cose. Ottimo anche per testare i LED.
Per il LED la polarità della tensione è importante, se confondi il più con il meno il diodo non si accenderà. Questo non è un problema, la polarità di ciascun LED è solitamente indicata sul nastro, in caso contrario è necessario provare questo e quello. Dai vantaggi o svantaggi confusi, il diodo non si deteriorerà.
Per una torcia è necessario realizzare un'unità emittente luce, una lampada. Infatti è necessario smontare i led dal nastro e raggrupparli secondo il proprio gusto e colore, per quantità, luminosità e tensione di alimentazione.
Per rimuoverli dal nastro ho utilizzato un taglierino, tagliando con cura i LED direttamente con pezzetti di fili conduttori del nastro. Ho provato a saldare, ma qualcosa che ho fatto è riuscito male. Dopo aver raccolto 30-40 pezzi, mi sono fermato, più che sufficienti per una torcia e altri mestieri.
Collega i LED secondo una semplice regola: 4 volt per 1 o più diodi in parallelo. Cioè, se l'assieme è alimentato da una fonte non superiore a 5 volt, non importa quanti LED ci siano, devono essere saldati in parallelo. Se prevedi di alimentare il gruppo da 12 volt, devi raggruppare 3 segmenti consecutivi con lo stesso numero di diodi in ciascuno. Ecco un esempio di assemblaggio in cui ho saldato 24 LED, dividendoli in 3 sezioni consecutive da 8 pezzi. È valutato per 12 volt.
Ciascuna delle tre sezioni di questo elemento è progettata per una tensione di circa 4 volt. Le sezioni sono collegate in serie, quindi l'intero assieme è alimentato a 12 volt.
Qualcuno scrive che i LED non dovrebbero essere collegati in parallelo senza un resistore limitatore individuale. Forse è corretto, ma non mi concentro su queste sciocchezze. Per una lunga durata, secondo me, è più importante scegliere un resistore limitatore di corrente per l'intero elemento e dovrebbe essere selezionato non misurando la corrente, ma sentendo i LED funzionanti per il riscaldamento. Ma ne parleremo più avanti.
Ho deciso di realizzare una torcia alimentata da 3 celle al nichel-cadmio da una batteria di cacciavite usata. La tensione di ciascun elemento è di 1,2 volt, quindi 3 elementi collegati in serie danno 3,6 volt. Ci concentreremo su questa tensione.
Collegando 3 celle della batteria a 8 diodi paralleli, ho misurato la corrente: circa 180 milliampere. Si è deciso di realizzare un elemento che emette luce da 8 LED, proprio come si inserisce con successo nel riflettore di una lampada spot alogena.
Come base, ho preso un pezzo di pellicola in fibra di vetro di circa 1 cmX1 cm, su cui si adatteranno 8 LED su due file. Ho tagliato 2 strisce divisorie nella pellicola: il contatto centrale sarà "-", i due estremi saranno "+".
Per saldare pezzi così piccoli il mio saldatore da 15 watt è troppo, o meglio troppo. Puoi creare una punta per saldare componenti SMD da un pezzo di filo elettrico da 2,5 mm. Per mantenere la nuova punta in posizione nel foro grande del riscaldatore, puoi piegare il filo a metà o aggiungere altri pezzi di filo al foro grande.
La base è stagnata con colofonia e i LED sono saldati con polarità. I catodi ("-") sono saldati alla striscia centrale e gli anodi ("+") a quelli estremi. I fili di collegamento sono saldati, le strisce estreme sono collegate da un ponticello.
È necessario controllare la struttura saldata collegandola a una fonte da 3,5-4 volt o tramite un resistore al caricabatterie del telefono. Non dimenticare la polarità dell'inclusione. Resta da inventare un riflettore per torcia, ho preso un riflettore da una lampada alogena. L'elemento luminoso deve essere fissato saldamente nel riflettore, ad esempio con colla.
Sfortunatamente, la foto non riesce a trasmettere la luminosità del bagliore della struttura assemblata, dirò da solo: non acceca molto bene!
Per alimentare la torcia ho deciso di utilizzare batterie ricaricabili da una batteria di cacciavite "morta". Ho estratto tutti i 10 elementi dalla custodia. Il cacciavite ha funzionato con questa batteria per 5-10 minuti e si è seduto, secondo la mia versione, gli elementi di questa batteria potrebbero essere adatti al funzionamento della torcia. Dopotutto, una torcia elettrica necessita di correnti molto inferiori rispetto a un cacciavite.
Ho sganciato immediatamente tre elementi dal fascio comune, daranno solo una tensione di 3,6 volt.
Ho misurato la tensione su ciascun elemento individualmente: tutti erano circa 1,1 V, solo uno mostrava 0. Apparentemente si tratta di una banca difettosa, è nella spazzatura. Il resto funzionerà comunque. Tre lattine saranno sufficienti per il mio assemblaggio LED.
Dopo aver studiato Internet, ho raccolto informazioni importanti sulle batterie al nichel-cadmio: la tensione nominale di ciascuna cella è di 1,2 volt, la batteria deve essere caricata a una tensione di 1,4 volt (la tensione sulla batteria senza carico), deve essere scaricato almeno 0,9 volt - se più celle sono composte in serie, non meno di 1 volt per elemento. Puoi caricare con una corrente pari a un decimo della capacità (nel mio caso 1,2 A / h = 0,12 A), ma in realtà può essere grande (l'avvitatore viene caricato per non più di un'ora, il che significa che le correnti di carica sono almeno 1,2 A). Per l'allenamento/recupero è utile scaricare la batteria a 1 V con un po' di carico e caricarla nuovamente, quindi più volte. Allo stesso tempo, stimare il tempo di funzionamento approssimativo della torcia.
Quindi, per tre elementi collegati in serie, i parametri sono i seguenti: tensione di carica 1,4X3=4,2 volt, tensione nominale 1,2X3=3,6 volt, corrente di carica - che fornirà un caricabatterie mobile con uno stabilizzatore di mia produzione.
L'unico momento non chiaro: come misurare la tensione minima sulle batterie scariche. Prima di collegare la mia lampada, su tre elementi c'era una tensione di 3,5 volt, quando collegata - 2,8 volt, la tensione viene ripristinata rapidamente quando viene nuovamente disconnessa a 3,5 volt. Ho deciso questo: al carico la tensione non deve scendere sotto i 2,7 volt (0,9 V per elemento), senza carico è auspicabile che ci siano 3 volt (1 V per elemento). Tuttavia, ci vorrà molto tempo per scaricarsi, più a lungo si scarica, più stabile è la tensione, smetterà di scendere rapidamente sui LED accesi!
Ho scaricato le batterie già scariche per diverse ore, a volte spegnendo la lampada per diversi minuti. Di conseguenza, sono risultati 2,71 V con una lampada collegata e 3,45 V senza carico, non ho osato scaricarlo ulteriormente. Noto che i led continuavano a brillare, anche se debolmente.
Ora dovresti costruire un caricabatterie per una torcia. Il requisito principale è che la tensione di uscita non superi 4,2 V.
Se si prevede di alimentare il caricabatterie da qualsiasi fonte superiore a 6 volt, è rilevante un semplice circuito su KR142EN12A, questo è un microcircuito molto comune per alimentazione regolata e stabilizzata. Analogo straniero di LM317. Ecco uno schema del caricabatterie su questo chip:
Ma questo schema non rientrava nella mia idea: versatilità e massima comodità di ricarica. Dopotutto, per questo dispositivo dovrai realizzare un trasformatore con un raddrizzatore o utilizzare un alimentatore già pronto. Ho deciso di rendere possibile la ricarica delle batterie dal caricabatterie del cellulare e dalla porta USB del computer. Per l'implementazione è necessario uno schema più complicato:
Il transistor ad effetto di campo per questo circuito può essere preso da una scheda madre difettosa e da altre periferiche del computer, l'ho tagliato da una vecchia scheda video. Ci sono molti di questi transistor sulla scheda madre vicino al processore e non solo. Per essere sicuro della tua scelta, devi inserire il numero del transistor nella ricerca e assicurarti dalle schede tecniche che si tratti di un transistor di campo con canale N.
Come diodo zener ho preso il chip TL431, che si trova in quasi tutti i caricabatterie di un telefono cellulare o in altri alimentatori a commutazione. Le uscite di questo microcircuito devono essere collegate come in figura:
Ho assemblato il circuito su un pezzo di textolite, fornendo subito una presa USB per il collegamento. Oltre al circuito, ho saldato un LED vicino alla presa per indicare la ricarica (la tensione viene fornita alla porta USB).
Alcune spiegazioni per il diagramma Poiché il circuito di carica sarà sempre collegato alla batteria, il diodo VD2 è necessario affinché la batteria non si scarichi attraverso gli elementi stabilizzatori. Selezionando R4 è necessario raggiungere una tensione di 4,4 V nel punto di controllo indicato, è necessario misurarla con batteria sganciata, 0,2 Volt è un margine per il prelievo. E in generale, 4,4 V non vanno oltre la tensione consigliata per tre batterie.
Il circuito del caricabatterie può essere molto semplificato, ma dovrà essere caricato solo da una fonte di 5 V (la porta USB del computer soddisfa questo requisito), se il caricabatterie del telefono produce una tensione maggiore, non potrà essere utilizzato. Secondo uno schema semplificato, in teoria le batterie possono essere ricaricate, ma in pratica le batterie vengono caricate in questo modo in molti prodotti di fabbrica.
Per evitare il surriscaldamento dei LED e allo stesso tempo ridurre il consumo di corrente della batteria, è necessario selezionare un resistore limitatore di corrente. L'ho raccolto senza alcun dispositivo, stimando il calore al tatto e controllando la luminosità del bagliore a occhio. La selezione va effettuata a batteria carica, si dovrebbe trovare il valore ottimale tra riscaldamento e luminosità. Ho una resistenza da 5,1 ohm.
Ho effettuato diverse cariche e scariche e ho ottenuto i seguenti risultati: tempo di ricarica - 7-8 ore, con la lampada sempre accesa, la batteria si scarica a 2,7 V in circa 5 ore. Tuttavia, quando viene spenta per alcuni minuti, la batteria si riprende leggermente e può funzionare per un'altra mezz'ora, e così via più volte. Ciò significa che la torcia funzionerà a lungo se non brilla sempre, ma in pratica lo fa. Anche se lo usi praticamente senza spegnerlo, dovrebbe bastare per un paio di notti.
Naturalmente era previsto un tempo di lavoro più lungo senza interruzioni, ma non dimenticare che le batterie sono state prelevate da una batteria di cacciavite "scarica".
Il dispositivo risultante deve essere posizionato da qualche parte, per creare una sorta di custodia conveniente.
Volevo inserire le batterie con una torcia a LED in un tubo dell'acqua in polipropilene, ma le lattine non entravano nemmeno in un tubo da 32 mm, perché il diametro interno del tubo è molto più piccolo. Di conseguenza, ho optato per giunti per polipropilene da 32 mm. Ho preso 4 giunti e 1 spina, li ho incollati insieme con la colla.
Incollando tutto in un'unica struttura, abbiamo ottenuto una lanterna molto massiccia, di circa 4 cm di diametro, se utilizzi un altro tubo puoi ridurre notevolmente le dimensioni della lanterna.
Dopo aver avvolto il tutto con del nastro isolante per un aspetto migliore, abbiamo ottenuto questa lanterna:
In conclusione, vorrei spendere alcune parole sulla revisione risultante. Non tutte le porte USB del computer possono caricare questa torcia, tutto dipende dalla sua capacità di carico, 0,5 A dovrebbero essere sufficienti. Per fare un confronto, i telefoni cellulari, quando collegati ad alcuni computer, potrebbero mostrare la carica, ma in realtà non c'è carica. In altre parole, se il computer carica il telefono, si caricherà anche la torcia.
Il circuito FET può essere utilizzato per caricare 1 o 2 celle della batteria tramite USB, è sufficiente regolare la tensione di conseguenza.
Per la sicurezza e la capacità di continuare le attività attive al buio, una persona ha bisogno dell'illuminazione artificiale. I primitivi squarciarono l'oscurità, dando fuoco ai rami degli alberi, poi si avvicinarono con una torcia e una stufa a cherosene. E solo dopo l'invenzione da parte dell'inventore francese Georges Leklanshe nel 1866 di un prototipo di una batteria moderna, e nel 1879 da parte di Thomson Edison di una lampada a incandescenza, David Meisell ebbe l'opportunità di brevettare la prima lampada elettrica nel 1896.
Da allora, nulla è cambiato nel circuito elettrico delle nuove torce elettriche, fino a quando nel 1923 lo scienziato russo Oleg Vladimirovich Losev scoprì una connessione tra la luminescenza nel carburo di silicio e la giunzione p-n, e nel 1990 gli scienziati non riuscirono a creare un LED con un'emissione luminosa più elevata, che permette di sostituire una lampadina a incandescenza. L'utilizzo di LED al posto delle lampade a incandescenza, grazie al basso consumo energetico dei LED, ha permesso di moltiplicare il tempo di funzionamento delle torce con la stessa capacità di batterie e accumulatori, aumentare l'affidabilità delle torce ed eliminare praticamente tutte le restrizioni sull'area del loro utilizzo.
La torcia a LED ricaricabile che vedi nella foto è venuta da me per la riparazione lamentandomi che la torcia cinese Lentel GL01 acquistata l'altro giorno per $ 3 non brilla, anche se l'indicatore di carica della batteria è acceso.
L'esame esterno della lanterna ha dato un'impressione positiva. Stampaggio di alta qualità del corpo, comoda impugnatura e interruttore. Le aste della spina per il collegamento alla rete domestica per caricare la batteria sono retrattili, eliminando la necessità di riporre il cavo di alimentazione.
Attenzione! Quando si smonta e si ripara la lanterna, se è collegata alla rete elettrica, è necessario prestare attenzione. Il contatto con parti del corpo non protette e fili e parti scoperti può provocare scosse elettriche.
Sebbene la torcia fosse soggetta a riparazione in garanzia, ma ricordando le mie passeggiate durante la riparazione in garanzia di un bollitore elettrico guasto (il bollitore era costoso e l'elemento riscaldante si era bruciato, quindi non è stato possibile ripararlo con le mie mani), Ho deciso di fare le riparazioni da solo.
Smontare il faro è stato facile. È sufficiente ruotare di un piccolo angolo in senso antiorario l'anello che fissa il vetro protettivo ed estrarlo, quindi svitare alcune viti. Si è scoperto che l'anello è fissato al corpo con una connessione a baionetta.
Dopo aver rimosso una delle metà dell'alloggiamento della torcia, è apparso l'accesso a tutti i suoi nodi. A sinistra nella foto puoi vedere un circuito stampato con LED, al quale è fissato un riflettore (riflettore di luce) con tre viti autofilettanti. Al centro c'è una batteria nera con parametri sconosciuti, c'è solo un segno per la polarità dei terminali. A destra della batteria c'è il circuito stampato del caricabatterie e l'indicazione. Sulla destra c'è una presa di corrente con aste retrattili.
Dopo un esame più attento dei LED, si è scoperto che sulle superfici di emissione dei cristalli di tutti i LED erano presenti punti o punti neri. È diventato chiaro anche senza controllare i LED con un multimetro che la torcia non brilla a causa del loro esaurimento.
Erano inoltre presenti zone annerite sui cristalli di due LED installati come retroilluminazione sul pannello indicatore di carica della batteria. Nelle lampade e nei nastri LED, di solito un LED si guasta e, agendo come un fusibile, protegge il resto dalla bruciatura. E nella lanterna tutti e nove i LED si sono guastati contemporaneamente. La tensione sulla batteria non potrebbe aumentare fino a un valore tale da disattivare i LED. Per scoprirne il motivo ho dovuto disegnare uno schema elettrico.
Il circuito elettrico della lanterna è costituito da due parti funzionalmente completate. La parte del circuito situata a sinistra dell'interruttore SA1 svolge la funzione di caricabatterie. E la parte del circuito, mostrata a destra dell'interruttore, fornisce una luce.
Il caricabatterie funziona come segue. La tensione della rete domestica a 220 V viene fornita al condensatore limitatore di corrente C1, quindi al raddrizzatore a ponte, assemblato sui diodi VD1-VD4. Il raddrizzatore fornisce tensione ai terminali della batteria. Il resistore R1 serve a scaricare il condensatore dopo aver rimosso la spina della torcia dalla rete. Pertanto, è esclusa una scossa elettrica derivante dalla scarica di un condensatore in caso di contatto accidentale con la mano contemporaneamente di due poli della spina.
Il LED HL1, collegato in serie al resistore limitatore di corrente R2 nella direzione opposta al diodo in alto a destra del ponte, come si è scoperto, si illumina sempre quando la spina viene inserita nella rete, anche se la batteria è difettosa o scollegato dal circuito.
L'interruttore della modalità operativa SA1 viene utilizzato per collegare singoli gruppi di LED alla batteria. Come si può vedere dallo schema, risulta che se la torcia è collegata alla rete per la ricarica e il cursore dell'interruttore è in posizione 3 o 4, la tensione dal caricabatteria va anche ai LED.
Se una persona accende la torcia e scopre che non funziona e, non sapendo che l'interruttore motore deve essere impostato sulla posizione "spento", cosa non menzionata nel manuale di istruzioni della torcia, collega la torcia alla presa rete per la ricarica, quindi a scapito del sovraccarico di tensione all'uscita del caricabatterie, i LED riceveranno una tensione molto superiore a quella calcolata. Più corrente scorrerà attraverso i LED e questi si bruceranno. Con l'invecchiamento di una batteria ad acido dovuto alla solfitazione delle piastre di piombo, la tensione di carica della batteria aumenta, il che porta anche alla bruciatura dei LED.
Un'altra struttura circuitale che mi ha sorpreso è il collegamento in parallelo di sette LED, il che è inaccettabile, poiché le caratteristiche corrente-tensione anche di LED dello stesso tipo sono diverse e quindi anche la corrente che passa attraverso i LED non sarà la stessa. Per questo motivo, quando si sceglie il valore del resistore R4 in base alla corrente massima consentita che scorre attraverso i LED, uno di essi può sovraccaricarsi e guastarsi, e ciò porterà ad una sovracorrente dei LED collegati in parallelo, e inoltre bruciato.
È diventato evidente che il guasto della lanterna era dovuto ad errori commessi dagli sviluppatori del suo schema elettrico. Per riparare la lampada ed evitare che si rompa nuovamente è necessario rifarla sostituendo i led e apportando piccole modifiche al circuito elettrico.
Affinché l'indicatore di carica della batteria segnali effettivamente l'avvenuta ricarica è necessario che il LED HL1 sia acceso in serie alla batteria. Sono necessari alcuni milliampere di corrente per accendere il LED e la corrente erogata dal caricabatterie dovrebbe essere di circa 100 mA.
Per garantire queste condizioni è sufficiente scollegare il circuito HL1-R2 dal circuito nei punti indicati dalle croci rosse e installare in parallelo ad esso un ulteriore resistore Rd di valore nominale di 47 ohm con una potenza di almeno 0,5 W . La corrente di carica che scorre attraverso Rd creerà su di esso una caduta di tensione di circa 3 V, che fornirà la corrente necessaria affinché l'indicatore HL1 si illumini. Allo stesso tempo, il punto di connessione di HL1 e Rd deve essere collegato al terminale 1 dell'interruttore SA1. In questo modo semplice verrà esclusa la possibilità di fornire tensione dal caricabatterie ai LED EL1-EL10 durante la ricarica della batteria.
Per equalizzare l'entità delle correnti che fluiscono attraverso i LED EL3-EL10, è necessario escludere la resistenza R4 dal circuito e collegare in serie a ciascun LED una resistenza separata da 47-56 Ohm.
Piccole modifiche apportate al circuito hanno aumentato il contenuto informativo dell'indicatore di carica di una torcia a LED cinese economica e ne hanno notevolmente aumentato l'affidabilità. Spero che i produttori di lampade LED dopo aver letto questo articolo apportino modifiche ai circuiti elettrici dei loro prodotti.
Dopo la modernizzazione, lo schema elettrico ha assunto la forma come nel disegno sopra. Se è necessario illuminare la torcia per un lungo periodo e non è richiesta un'elevata luminosità del suo bagliore, è possibile installare inoltre un resistore limitatore di corrente R5, grazie al quale il tempo di funzionamento della torcia senza ricarica raddoppierà.
Dopo lo smontaggio, è necessario innanzitutto ripristinare la capacità operativa della lanterna, quindi procedere alla modernizzazione.
Il controllo dei LED con un multimetro ha confermato il loro malfunzionamento. Pertanto, tutti i LED dovevano essere saldati e i fori per l'installazione di nuovi diodi rimossi dalla saldatura.
A giudicare dall'aspetto, sulla scheda sono stati installati LED della serie HL-508H con un diametro di 5 mm. Erano disponibili LED di tipo HK5H4U di una lampada LED lineare con caratteristiche tecniche simili. Servivano per riparare la lanterna. Quando si saldano i LED alla scheda, è necessario ricordarsi di rispettare la polarità, l'anodo deve essere collegato al terminale positivo della batteria o della batteria.
Dopo aver sostituito i LED, il PCB è stato collegato al circuito. La luminosità del bagliore di alcuni LED dovuta al comune resistore di limitazione della corrente era leggermente diversa da quella degli altri. Per eliminare questo inconveniente è necessario rimuovere il resistore R4 e sostituirlo con sette resistori, anche in serie a ciascun LED.
Per selezionare un resistore che fornisca la modalità di funzionamento ottimale del LED, è stata misurata la dipendenza della corrente che scorre attraverso il LED dal valore della resistenza collegata in serie ad una tensione di 3,6 V, pari alla tensione della batteria della torcia.
In base alle condizioni di utilizzo della torcia (in caso di interruzioni della fornitura di energia elettrica all'appartamento), non erano richieste elevata luminosità e portata di illuminazione, quindi è stato scelto il resistore con un valore nominale di 56 ohm. Con un tale resistore di limitazione della corrente, il LED funzionerà in modalità luce e il consumo energetico sarà economico. Se vuoi ottenere la massima luminosità dalla torcia, dovresti utilizzare un resistore, come puoi vedere dalla tabella, con un valore nominale di 33 ohm e creare due modalità di funzionamento della torcia accendendo un'altra corrente comune -resistenza di limitazione (nello schema R5) con un valore nominale di 5,6 ohm.
Per collegare una resistenza in serie a ciascun LED è necessario prima preparare il circuito stampato. Per fare ciò, è necessario tagliarlo su qualsiasi traccia che trasporta corrente adatta a ciascun LED e creare cuscinetti di contatto aggiuntivi. Le piste che portano corrente sulla scheda sono protette da uno strato di vernice, che deve essere raschiato via con la lama di un coltello fino a ramare, come nella fotografia. Quindi stagnare i contatti nudi con la saldatura.
È meglio e più conveniente preparare un circuito stampato per il montaggio di resistori e saldarli se la scheda è fissata su un riflettore standard. In questo caso, la superficie delle lenti LED non verrà graffiata e sarà più comodo lavorare.
Il collegamento della scheda diodi dopo la riparazione e l'ammodernamento alla batteria della torcia ha mostrato un'illuminazione sufficiente e la stessa luminosità del bagliore di tutti i LED.
Non ho avuto il tempo di riparare la lampada precedente, poiché la seconda è entrata in riparazione, con lo stesso malfunzionamento. Non ho trovato informazioni sul produttore e sulle caratteristiche tecniche sul corpo della torcia, ma a giudicare dalla grafia del produttore e dalla causa del guasto, il produttore è lo stesso, Chinese Lentel.
Dalla data riportata sul corpo della torcia e sulla batteria è stato possibile stabilire che la torcia aveva già quattro anni e, secondo il suo proprietario, la torcia funzionava perfettamente. Ovviamente la torcia ha avuto una lunga durata grazie all'etichetta di avvertenza "Non accendere durante la ricarica!" su un coperchio incernierato che chiude il vano in cui è nascosta la spina per collegare la torcia alla rete elettrica per caricare la batteria.
In questo modello di torcia, i LED sono inclusi nel circuito secondo le regole, in serie a ciascuno è installata una resistenza da 33 ohm. Il valore del resistore è facile da scoprire mediante codifica a colori utilizzando un calcolatore online. Il controllo con un multimetro ha mostrato che tutti i LED sono difettosi, anche i resistori si sono rivelati aperti.
Un'analisi del motivo del guasto dei LED ha mostrato che a causa della solfatazione delle piastre acide della batteria, la sua resistenza interna è aumentata e, di conseguenza, la sua tensione di carica è aumentata più volte. Durante la ricarica, la torcia è stata accesa, la corrente attraverso i LED e i resistori ha superato il limite, causandone il guasto. Ho dovuto sostituire non solo i led, ma anche tutte le resistenze. In base alle condizioni di funzionamento della torcia di cui sopra, sono stati scelti per la sostituzione resistori con un valore nominale di 47 ohm. Il valore della resistenza per qualsiasi tipo di LED può essere calcolato utilizzando un calcolatore online.
La torcia è stata riparata e puoi iniziare ad apportare modifiche al circuito di indicazione della carica della batteria. Per fare ciò è necessario tagliare la traccia sul circuito stampato del caricabatterie e dell'indicazione in modo tale che la catena HL1-R2 sul lato LED sia scollegata dal circuito.
La batteria AGM al piombo è stata scaricata completamente e il tentativo di caricarla con un caricabatterie standard non ha avuto successo. Ho dovuto caricare la batteria utilizzando un alimentatore stazionario con la funzione di limitare la corrente di carico. Alla batteria è stata applicata una tensione di 30 V, mentre all'inizio consumava solo pochi mA di corrente. Nel tempo, la corrente ha iniziato ad aumentare e dopo alcune ore è aumentata fino a 100 mA. Dopo una carica completa, la batteria è stata installata nella torcia.
La ricarica di batterie AGM al piombo-acido profondamente scariche a seguito di uno stoccaggio a lungo termine con una tensione maggiore consente di ripristinarne le prestazioni. Il metodo è stato da me testato su batterie AGM più di una dozzina di volte. Le nuove batterie che non vogliono essere caricate con caricabatterie standard, se caricate da una fonte costante con una tensione di 30 V, vengono ripristinate quasi alla loro capacità originale.
La batteria è stata scaricata più volte accendendo la torcia in modalità operativa e caricata utilizzando il caricabatterie standard. La corrente di carica misurata è stata di 123 mA, con una tensione ai terminali della batteria di 6,9 V. Purtroppo la batteria era esaurita ed è stata sufficiente per far funzionare la torcia per 2 ore. Cioè, la capacità della batteria era di circa 0,2 Ah e per un funzionamento a lungo termine della torcia è necessario sostituirla.
Il circuito HL1-R2 sul PCB era ben posizionato e ci voleva un angolo per tagliare solo una traccia che trasporta corrente, come nella fotografia. La larghezza di taglio deve essere di almeno 1 mm. Il calcolo del valore del resistore e la verifica pratica hanno dimostrato che per il funzionamento stabile dell'indicatore di carica della batteria è necessario un resistore con un valore nominale di 47 ohm con una potenza di almeno 0,5 W.
La foto mostra un circuito stampato con un resistore di limitazione della corrente saldato. Dopo tale affinamento, l'indicatore di carica della batteria si accende solo se la batteria è effettivamente in carica.
Per completare la riparazione e l'ammodernamento delle lampade, è necessario saldare i fili ai terminali dell'interruttore.
Nei modelli di lampade riparate, per l'accensione viene utilizzato un interruttore a scorrimento a quattro posizioni. La conclusione media nella foto sopra è generale. Quando il cursore dell'interruttore è nella posizione più a sinistra, l'uscita comune è collegata all'uscita sinistra dell'interruttore. Quando si sposta l'interruttore motore dalla posizione estrema sinistra di una posizione a destra, la sua uscita comune è collegata alla seconda uscita e, quando il motore viene spostato ulteriormente, a 4 e 5 uscite in serie.
Al terminale comune centrale (vedi foto sopra) è necessario saldare il filo proveniente dal terminale positivo della batteria. Pertanto, sarà possibile collegare la batteria a un caricabatterie o ai LED. È possibile saldare un filo proveniente dalla scheda principale con LED alla prima uscita e un resistore di limitazione di corrente R5 da 5,6 Ohm può essere saldato alla seconda uscita per consentire la commutazione della torcia in modalità di risparmio energetico. Saldare il conduttore proveniente dal caricabatterie al terminale all'estrema destra. Pertanto, sarà impossibile accendere la torcia mentre la batteria è in carica.
Un'altra copia di una serie di lampade a LED di fabbricazione cinese chiamata faretto LED Photon PB-0303 è stata riparata. La torcia non ha reagito quando è stato premuto il pulsante di accensione, un tentativo di caricare la batteria della torcia utilizzando un caricabatterie non ha avuto successo.
La torcia è potente, costosa, costa circa $ 20. Secondo il produttore, il flusso luminoso della torcia raggiunge i 200 metri, il corpo è realizzato in plastica ABS resistente agli urti, il set comprende un caricabatterie separato e una tracolla.
La torcia LED Photon ha una buona manutenibilità. Per accedere al circuito elettrico è sufficiente svitare l'anello di plastica che fissa il vetro di protezione ruotando l'anello in senso antiorario guardando i LED.
Quando si ripara un apparecchio elettrico, la risoluzione dei problemi inizia sempre dalla fonte di alimentazione. Pertanto, il primo passo è stato misurare la tensione ai terminali della batteria ad acido utilizzando un multimetro acceso in modalità. Ammontava a 2,3 V, invece di 4,4 V. La batteria era completamente scarica.
Quando il caricabatterie è stato collegato, la tensione ai terminali della batteria non è cambiata ed è diventato evidente che il caricabatterie non funzionava. La torcia è stata utilizzata fino a quando la batteria non è stata completamente scarica, quindi non è stata utilizzata per un lungo periodo, il che ha portato a uno scaricamento profondo della batteria.
Resta da verificare lo stato dei LED e degli altri elementi. Per fare ciò, è stato necessario rimuovere il riflettore, per il quale sono state svitate sei viti autofilettanti. Sul circuito stampato c'erano solo tre LED, un chip (microcircuito) a forma di goccia, un transistor e un diodo.
Dalla scheda e dalla batteria cinque fili andavano alla maniglia. Per comprendere la loro connessione è stato necessario smontarlo. Per fare ciò, è necessario svitare le due viti all'interno della lanterna con un cacciavite Phillips, che si trovavano accanto al foro in cui passavano i fili.
Per staccare la maniglia della lampada dal suo corpo è necessario allontanarla dalle viti di fissaggio. Questo deve essere fatto con attenzione per non strappare i fili dalla scheda.
Come si è scoperto, non c'erano elementi elettronici nella penna. Due fili bianchi sono stati saldati alle uscite del pulsante di accensione / spegnimento della torcia e il resto al connettore per il collegamento del caricabatterie. Alla prima uscita del connettore (numerazione condizionata) è stato saldato un filo rosso, che è stato saldato con l'altra estremità all'ingresso positivo del circuito stampato. Al secondo contatto è stato saldato un conduttore bianco-blu, che è stato saldato con la seconda estremità al pad negativo del circuito stampato. Un filo verde è stato saldato al terminale 3, l'altra estremità è stata saldata al terminale negativo della batteria.
Dopo aver affrontato i fili nascosti nella maniglia, puoi disegnare uno schema elettrico della torcia Photon.
Dal terminale negativo della batteria GB1 la tensione viene fornita al pin 3 del connettore X1 e poi dal suo pin 2 attraverso il conduttore bianco-blu va al circuito stampato.
Il connettore X1 è progettato in modo tale che quando la spina del caricabatterie non è inserita in esso, i pin 2 e 3 sono collegati tra loro. Quando la spina è inserita, i pin 2 e 3 sono scollegati. Viene così fornita la disconnessione automatica della parte elettronica del circuito dal caricabatterie, che esclude la possibilità di accendere accidentalmente la torcia durante la ricarica della batteria.
Dal terminale positivo della batteria GB1 viene fornita tensione a D1 (chip-chip) e all'emettitore di un transistor bipolare del tipo S8550. Il CHIP svolge solo la funzione di trigger, che consente al pulsante di accendere o spegnere il bagliore dei LED EL (⌀8 mm, colore bagliore - bianco, potenza 0,5 W, consumo di corrente 100 mA, caduta di tensione 3 V.) senza fissazione. Quando si preme per la prima volta il pulsante S1 dal chip D1, viene applicata una tensione positiva alla base del transistor Q1, si apre e la tensione di alimentazione viene fornita ai LED EL1-EL3, la lampada si accende. Premendo nuovamente il pulsante S1, il transistor si chiude e la lampada si spegne.
Da un punto di vista tecnico, una tale soluzione circuitale è analfabeta, poiché aumenta il costo della torcia, ne riduce l'affidabilità e, inoltre, fino al 20% della capacità della batteria viene persa a causa della caduta di tensione sul transistor Q1 giunzione. Una tale progettazione circuitale è giustificata se è possibile regolare la luminosità del raggio luminoso. In questo modello, al posto del pulsante, è stato sufficiente inserire un interruttore meccanico.
È stato sorprendente che nel circuito i LED EL1-EL3 siano collegati in parallelo alla batteria come lampadine a incandescenza, senza elementi limitatori di corrente. Di conseguenza, all'accensione, una corrente passa attraverso i LED, il cui valore è limitato solo dalla resistenza interna della batteria, e quando è completamente carica, la corrente può superare quella consentita per i LED, il che porterà al loro fallimento.
Per verificare lo stato del microcircuito, del transistor e dei LED da una fonte di alimentazione esterna con funzione di limitazione della corrente, è stata applicata una tensione di 4,4 V CC con polarità direttamente ai pin di alimentazione del circuito stampato. Il valore limite di corrente è stato fissato a 0,5 A.
Dopo aver premuto il pulsante di accensione, i LED si accendono. Dopo averlo premuto nuovamente, uscirono. I LED e un microcircuito con un transistor si sono rivelati riparabili. Resta da occuparsi della batteria e del caricabatterie.
Poiché la batteria ad acido con una capacità di 1,7 A era completamente scarica e il caricabatterie normale era difettoso, ho deciso di caricarla da una fonte di alimentazione fissa. Collegando la batteria per la ricarica ad un alimentatore con una tensione impostata di 9 V, la corrente di carica era inferiore a 1 mA. La tensione è stata aumentata a 30 V: la corrente è aumentata a 5 mA e dopo un'ora con questa tensione era già 44 mA. Inoltre, la tensione è stata ridotta a 12 V, la corrente è scesa a 7 mA. Dopo 12 ore di ricarica della batteria con una tensione di 12 V, la corrente è salita a 100 mA e la batteria è stata caricata con questa corrente per 15 ore.
La temperatura della custodia della batteria rientrava nell'intervallo normale, il che indicava che la corrente di carica veniva utilizzata non per generare calore, ma per immagazzinare energia. Dopo aver caricato la batteria e finalizzato il circuito, di cui parleremo di seguito, sono stati eseguiti i test. La torcia con la batteria ripristinata si è illuminata ininterrottamente per 16 ore, dopodiché la luminosità del raggio ha iniziato a diminuire e quindi è stata spenta.
Utilizzando il metodo sopra descritto, ho dovuto ripristinare ripetutamente le prestazioni di batterie ad acido di piccole dimensioni profondamente scariche. Come ha dimostrato la pratica, solo le batterie riparabili, che sono state dimenticate per qualche tempo, sono soggette a recupero. Le batterie all'acido che hanno esaurito la loro risorsa non possono essere ripristinate.
Misurando la tensione con un multimetro sui contatti del connettore di uscita del caricabatterie ne è stata evidenziata l'assenza.
A giudicare dall'adesivo incollato sulla custodia dell'adattatore, si trattava di un alimentatore che emette una tensione costante non stabilizzata di 12 V con una corrente di carico massima di 0,5 A. Nel circuito elettrico non c'erano elementi che limitassero la quantità di corrente di carica, quindi è sorta la domanda: perché il caricabatterie utilizzava un normale alimentatore?
Quando l'adattatore è stato aperto, è apparso un odore caratteristico di cavi elettrici bruciati, che indicava che l'avvolgimento del trasformatore era bruciato.
La continuità dell'avvolgimento primario del trasformatore dimostrava che era aperto. Dopo aver tagliato il primo strato di nastro isolante dell'avvolgimento primario del trasformatore, è stato rinvenuto un fusibile termico, progettato per una temperatura di intervento di 130°C. Il test ha dimostrato che sia l'avvolgimento primario che il fusibile termico erano difettosi.
Non era economicamente fattibile riparare l'adattatore, poiché era necessario riavvolgere l'avvolgimento primario del trasformatore e installare un nuovo fusibile termico. L'ho sostituito con uno simile, che era a portata di mano, con una tensione continua di 9 V. Il cavo flessibile con il connettore doveva essere saldato da un adattatore bruciato.
La foto mostra un disegno del circuito elettrico dell'alimentatore bruciato (adattatore) della torcia Photon LED. L'adattatore sostitutivo è stato assemblato secondo lo stesso schema, solo con una tensione di uscita di 9 V. Questa tensione è abbastanza per fornire la corrente di carica della batteria richiesta con una tensione di 4,4 V.
Per interesse, ho collegato la torcia a un nuovo alimentatore e ho misurato la corrente di carica. Il suo valore era 620 mA, e questo è ad una tensione di 9 V. Ad una tensione di 12 V, la corrente era di circa 900 mA, superando significativamente la capacità di carico dell'adattatore e la corrente di carica della batteria consigliata. Per questo motivo l'avvolgimento primario del trasformatore si è bruciato per surriscaldamento.
Per eliminare le violazioni tecniche del circuito al fine di garantire un funzionamento affidabile e a lungo termine, sono state apportate modifiche al circuito della lampada ed è stato finalizzato il circuito stampato.
La foto mostra lo schema elettrico della lampada a LED convertita "Photon". In blu vengono visualizzati gli elementi radio aggiuntivi installati. Il resistore R2 limita la corrente di carica della batteria a 120 mA. Per aumentare la corrente di carica è necessario ridurre il valore del resistore. I resistori R3-R5 limitano ed equalizzano la corrente che scorre attraverso i LED EL1-EL3 quando la torcia è accesa. Il LED EL4 con un resistore limitatore di corrente R1 collegato in serie è installato per indicare il processo di ricarica della batteria, poiché gli sviluppatori della torcia non se ne sono occupati.
Per installare resistori limitatori di corrente sulla scheda, le tracce stampate sono state tagliate, come mostrato nella foto. Il resistore limitatore di corrente di carica R2 è stato saldato ad un'estremità al pad di contatto, a cui era stato precedentemente saldato il filo positivo del caricabatterie, e il filo saldato è stato saldato al secondo terminale del resistore. Allo stesso pad di contatto è stato saldato un filo aggiuntivo (giallo nella foto) destinato a collegare l'indicatore di carica della batteria.
Il resistore R1 e l'indicatore LED EL4 sono stati posizionati nell'impugnatura della torcia, accanto al connettore del caricabatterie X1. Il conduttore dell'anodo del LED è stato saldato al pin 1 del connettore X1 e al secondo pin, il catodo del LED, un resistore limitatore di corrente R1. Un filo è stato saldato alla seconda uscita del resistore (giallo nella foto), collegandolo all'uscita del resistore R2, saldato al circuito stampato. Il resistore R2, per comodità di installazione, potrebbe essere posizionato anche nell'impugnatura della torcia, ma poiché si scalda durante la ricarica, ho deciso di posizionarlo in uno spazio più libero.
Durante la finalizzazione del circuito sono stati utilizzati resistori del tipo MLT con una potenza di 0,25 W, ad eccezione di R2, che è progettato per 0,5 W. EL4 LED è adatto a qualsiasi tipo e colore di bagliore.
Questa foto mostra il funzionamento dell'indicatore di carica mentre la batteria è in carica. L'installazione dell'indicatore ha permesso non solo di monitorare il processo di ricarica della batteria, ma anche di controllare la presenza di tensione nella rete, la funzionalità dell'alimentatore e l'affidabilità della sua connessione.
Se improvvisamente il CHIP, un microcircuito specializzato non contrassegnato nella lampada LED Photon, o simile, assemblato secondo uno schema simile, si guasta, per ripristinare le prestazioni della lampada, è possibile sostituirlo con successo con un interruttore meccanico.
Per fare ciò, rimuovere il chip D1 dalla scheda e collegare un normale interruttore meccanico al posto della chiave a transistor Q1, come mostrato nello schema elettrico sopra. L'interruttore sul corpo lampada può essere installato al posto del pulsante S1 o in qualsiasi altro luogo idoneo.
La torcia LED Smartbuy Colorado ha smesso di accendersi, sebbene siano state installate tre batterie AAA con altre nuove.
La custodia impermeabile era realizzata in lega di alluminio anodizzato, aveva una lunghezza di 12 cm, la torcia aveva un aspetto elegante ed era facile da usare.
La riparazione di qualsiasi apparecchio elettrico inizia con il controllo della fonte di alimentazione, pertanto, nonostante nella torcia siano state installate nuove batterie, le riparazioni dovrebbero iniziare con il loro controllo. Nella torcia Smartbuy, le batterie sono installate in un contenitore speciale, nel quale sono collegate in serie con l'aiuto di ponticelli. Per poter accedere alle batterie della torcia è necessario smontarla ruotando il coperchio posteriore in senso antiorario.
Le batterie devono essere installate nel contenitore, rispettando la polarità su di esso indicata. La polarità è indicata anche sul contenitore, quindi va inserito nel corpo lampada con il lato su cui è applicato il segno “+”.
Prima di tutto, devi controllare visivamente tutti i contatti del contenitore. Se sono presenti tracce di ossido su di essi, i contatti devono essere puliti fino a renderli lucidi con carta vetrata oppure l'ossido deve essere raschiato via con una lama di coltello. Per prevenire la riossidazione dei contatti, è possibile lubrificarli con uno strato sottile di qualsiasi olio per macchine.
Successivamente è necessario verificare l'idoneità delle batterie. Per fare ciò, toccando le sonde del multimetro, incluso nella modalità di misurazione della tensione continua, è necessario misurare la tensione ai contatti del contenitore. Si collegano in serie tre batterie e ciascuna di esse deve produrre una tensione di 1,5 V, quindi la tensione ai terminali del contenitore deve essere di 4,5 V.
Se la tensione è inferiore a quella specificata, è necessario verificare la corretta polarità delle batterie nel contenitore e misurare la tensione di ciascuna di esse singolarmente. Forse solo uno di loro si è seduto.
Se tutto è in ordine con le batterie, è necessario inserire il contenitore nel corpo della lampada, osservando la polarità, serrare il coperchio e verificarne il funzionamento. In questo caso è necessario prestare attenzione alla molla presente nel coperchio, attraverso la quale la tensione di alimentazione viene trasmessa al corpo lampada e da esso direttamente ai LED. Non dovrebbero esserci segni di corrosione sulla sua faccia terminale.
Se le batterie sono buone e i contatti sono puliti, ma i LED non si accendono, è necessario controllare l'interruttore.
La torcia Smartbuy Colorado è dotata di un interruttore a pulsante sigillato a due posizioni che mette in cortocircuito il filo proveniente dal terminale positivo del contenitore della batteria. Quando il pulsante viene premuto per la prima volta i suoi contatti si chiudono e quando viene premuto nuovamente si apre.
Poiché le batterie sono installate nella torcia, puoi anche controllare l'interruttore utilizzando un multimetro acceso in modalità voltmetro. Per fare ciò è necessario ruotarlo in senso antiorario, se guardi i LED, svita la sua parte anteriore e mettila da parte. Successivamente, con una sonda del multimetro, tocca il corpo della torcia e la seconda il contatto, che si trova in profondità al centro della parte in plastica mostrata nella foto.
Il voltmetro dovrebbe mostrare una tensione di 4,5 V. Se non c'è tensione, premere il pulsante dell'interruttore. Se è corretto, verrà visualizzata la tensione. Altrimenti, l'interruttore deve essere riparato.
Se non è stato possibile rilevare un malfunzionamento nelle fasi precedenti della ricerca, nella fase successiva è necessario verificare l'affidabilità dei contatti che forniscono la tensione di alimentazione alla scheda con LED, l'affidabilità della loro saldatura e la funzionalità.
Il circuito stampato su cui sono saldati i LED è fissato nella parte di testa della lampada con l'ausilio di un anello in acciaio caricato a molla, attraverso il quale contemporaneamente viene fornita la tensione di alimentazione ai LED dal terminale negativo del contenitore della batteria attraverso il corpo della lampada. Nella foto l'anello è mostrato dal lato con cui pressa il circuito stampato.
L'anello di fissaggio è fissato abbastanza saldamente ed è stato possibile rimuoverlo solo con l'aiuto del dispositivo mostrato nella foto. Un tale gancio può essere piegato da una striscia di acciaio con le tue mani.
Dopo aver rimosso l'anello di fissaggio, il circuito stampato con i LED, mostrato nella foto, è stato facilmente rimosso dalla testa della lampada. L'assenza di resistenze limitatrici di corrente ha subito attirato la mia attenzione, tutti i 14 LED erano collegati in parallelo e tramite un interruttore direttamente alle batterie. Il collegamento dei LED direttamente alla batteria non è accettabile, poiché la quantità di corrente che scorre attraverso i LED è limitata solo dalla resistenza interna delle batterie e può danneggiare i LED. Nella migliore delle ipotesi, ridurrà notevolmente la loro durata di vita.
Poiché tutti i LED della torcia erano collegati in parallelo, non è stato possibile controllarli con un multimetro acceso in modalità di misurazione della resistenza. Pertanto al circuito stampato è stata applicata una tensione di alimentazione CC di 4,5 V da una fonte esterna con un limite di corrente fino a 200 mA. Tutti i LED si accesero. Risultò evidente che il malfunzionamento della torcia era dovuto allo scarso contatto del circuito stampato con l'anello di fissaggio.
Per interesse, ho misurato il consumo di corrente dei LED dalle batterie quando erano accesi senza un resistore di limitazione della corrente.
La corrente era superiore a 627 mA. La torcia è dotata di LED di tipo HL-508H, la cui corrente operativa non deve superare i 20 mA. 14 LED sono collegati in parallelo, pertanto il consumo di corrente totale non deve superare 280 mA. Pertanto, la corrente che scorre attraverso i LED supera la corrente nominale di oltre due volte.
Una modalità di funzionamento così forzata dei LED è inaccettabile, poiché porta al surriscaldamento del cristallo e, di conseguenza, al guasto prematuro dei LED. Un ulteriore svantaggio è la rapida scarica delle batterie. Saranno sufficienti, se i LED non si bruciano prima, per non più di un'ora di funzionamento.
Il design della torcia non consentiva di saldare resistori di limitazione della corrente in serie con ciascun LED, quindi ho dovuto installare un resistore comune per tutti i LED. Il valore del resistore doveva essere determinato sperimentalmente. Per fare ciò, la torcia è stata alimentata da batterie standard e un amperometro è stato collegato in serie con una resistenza da 5,1 Ohm nel cavo positivo di rottura. La corrente era di circa 200 mA. Quando si installa un resistore da 8,2 ohm, il consumo di corrente è stato di 160 mA, che, come ha dimostrato il test, è abbastanza per una buona illuminazione a una distanza di almeno 5 metri. Al tatto, il resistore non si è riscaldato, quindi è adatta qualsiasi potenza.
Dopo lo studio, è diventato evidente che per un funzionamento affidabile e duraturo della torcia è necessario installare inoltre un resistore limitatore di corrente e duplicare la connessione del circuito stampato con i LED e l'anello di fissaggio con un conduttore aggiuntivo.
Se prima era necessario che il bus negativo del circuito stampato toccasse il corpo della lampada, quindi in connessione con l'installazione di un resistore era necessario escludere il contatto. Per fare ciò, un angolo del circuito stampato è stato molato lungo tutta la sua circonferenza, dal lato delle piste che trasportano corrente, utilizzando una lima ad ago.
Per evitare che l'anello di serraggio tocchi le piste che trasportano corrente durante il fissaggio del circuito stampato, quattro isolatori di gomma spessi circa due millimetri sono stati incollati con la colla Moment, come mostrato nella fotografia. Gli isolanti possono essere realizzati con qualsiasi materiale dielettrico, come plastica o cartone pesante.
Il resistore è stato pre-saldato all'anello di serraggio e un pezzo di filo è stato saldato alla pista estrema del circuito stampato. Sul conduttore è stato inserito un tubo isolante, quindi il filo è stato saldato al secondo terminale del resistore.
Dopo un semplice aggiornamento fai-da-te della torcia, questa ha iniziato ad accendersi stabilmente e il raggio luminoso illumina bene gli oggetti a una distanza superiore a otto metri. Inoltre, la durata della batteria è più che triplicata e l'affidabilità dei LED è aumentata molte volte.
Un'analisi delle cause dei guasti delle luci a LED cinesi riparate ha dimostrato che tutte si sono guastate a causa di circuiti elettrici progettati in modo analfabeta. Resta solo da scoprire se ciò è stato fatto intenzionalmente per risparmiare sui componenti e abbreviare la vita delle torce (in modo che più persone ne acquistino di nuove), o come risultato dell'analfabetismo degli sviluppatori. Io propendo per la prima ipotesi.
Ho ricevuto una torcia con una batteria ad acido incorporata da un produttore cinese del marchio RED per la riparazione. C'erano due emettitori nella lanterna: - con un raggio a forma di raggio stretto ed emetteva luce diffusa.
La foto mostra l'aspetto della torcia RED 110. La torcia mi è subito piaciuta. Comoda forma del corpo, due modalità di funzionamento, un anello per appenderlo al collo, una spina retrattile per il collegamento alla rete per la ricarica. Nella lanterna brillava la sezione dei LED a luce diffusa, ma il fascio stretto no.
Per la riparazione, è stato prima svitato l'anello nero che fissa il riflettore, quindi è stata svitata una vite autofilettante nell'area del passante. Il corpo è facilmente diviso in due metà. Tutte le parti sono state fissate su viti autofilettanti e sono state facilmente rimosse.
Il circuito del caricabatterie è stato realizzato secondo lo schema classico. Dalla rete, attraverso un condensatore limitatore di corrente con una capacità di 1 μF, la tensione è stata applicata al ponte raddrizzatore di quattro diodi e quindi ai terminali della batteria. La tensione della batteria è stata applicata al LED a fascio stretto attraverso un resistore limitatore di corrente da 460 Ohm.
Tutte le parti sono state montate su un circuito stampato a lato singolo. I fili sono stati saldati direttamente ai pad. L'aspetto del circuito stampato è mostrato nella foto.
10 LED delle luci laterali sono stati collegati in parallelo. La tensione di alimentazione è stata fornita loro attraverso un resistore limitatore di corrente comune 3R3 (3,3 ohm), sebbene secondo le regole sia necessario installare un resistore separato per ciascun LED.
Un esame esterno del LED a fascio stretto non ha evidenziato alcun difetto. Quando l'alimentazione veniva fornita tramite l'interruttore della torcia dalla batteria, la tensione era presente sui terminali del LED e si riscaldava. È diventato evidente che il cristallo era rotto e ciò è stato confermato dal quadrante del multimetro. La resistenza era di 46 ohm per l'eventuale collegamento delle sonde ai terminali del LED. Il LED era difettoso e doveva essere sostituito.
Per comodità, i fili sono stati saldati dalla scheda LED. Dopo aver staccato i conduttori del LED dalla saldatura, si è scoperto che il LED era tenuto saldamente dall'intero piano del retro del circuito stampato. Per separarlo ho dovuto fissare la tavola nelle aste della scrivania. Successivamente, posiziona l'estremità affilata del coltello alla giunzione del LED con la tavola e colpisci leggermente il manico del coltello con un martello. Il LED rimbalzò.
Come al solito, mancava la marcatura sull'alloggiamento del LED. Pertanto, è stato necessario determinarne i parametri e selezionarne uno adatto per la sostituzione. In base alle dimensioni complessive del LED, alla tensione della batteria e al valore della resistenza di limitazione della corrente, è stato stabilito che un LED da 1 W (corrente 350 mA, caduta di tensione 3 V) sarebbe adatto per la sostituzione. Dalla "Tabella di riferimento dei parametri LED SMD più diffusi", è stato selezionato per la riparazione un LED bianco LED6000Am1W-A120.
Il circuito stampato su cui è montato il LED è in alluminio e allo stesso tempo serve a sottrarre calore al LED. Pertanto, durante l'installazione, è necessario garantire un buon contatto termico grazie alla perfetta aderenza del piano posteriore del LED al circuito stampato. Per fare ciò, prima di sigillare, sui punti di contatto delle superfici è stata applicata la pasta termica, che viene utilizzata quando si installa un radiatore sul processore di un computer.
Per garantire una perfetta aderenza del piano LED alla scheda, è necessario prima posizionarlo su un piano e piegare leggermente i cavi verso l'alto in modo che si allontanino dal piano di 0,5 mm. Successivamente, stagnare i cavi con la saldatura, applicare la pasta termica e installare il LED sulla scheda. Successivamente, premerlo contro la scheda (è conveniente farlo con un cacciavite senza punta) e scaldare i cavi con un saldatore. Successivamente, rimuovere il cacciavite, premerlo con un coltello sulla piega dell'uscita sulla scheda e scaldarlo con un saldatore. Dopo che la saldatura si è indurita, rimuovere il coltello. A causa delle proprietà elastiche dei cavi, il LED verrà premuto saldamente contro la scheda.
Quando si installa il LED è necessario rispettare la polarità. È vero, in questo caso, se si commette un errore, sarà possibile scambiare i fili di alimentazione. Il LED è saldato ed è possibile verificarne il funzionamento e misurare la corrente assorbita e la caduta di tensione.
La corrente che scorreva attraverso il LED era di 250 mA, la caduta di tensione era di 3,2 V. Da qui il consumo energetico (è necessario moltiplicare la corrente per la tensione) era di 0,8 W. Era possibile aumentare la corrente operativa del LED riducendo la resistenza a 460 ohm, ma non l'ho fatto, poiché la luminosità del bagliore era sufficiente. Ma il LED funzionerà in una modalità più leggera, si scalderà meno e aumenterà il tempo di funzionamento della torcia con una singola carica.
Il controllo del riscaldamento del LED ha funzionato per un'ora ha mostrato un'efficace dissipazione del calore. Si è riscaldato fino a una temperatura non superiore a 45 ° C. Le prove in mare hanno mostrato una portata di illuminazione sufficiente al buio, superiore a 30 metri.
Una batteria ad acido guasta in una torcia a LED può essere sostituita con una batteria ad acido simile, nonché con batterie agli ioni di litio (Li-ion) o nichel-metallo idruro (Ni-MH) di formato AA o AAA.
Nelle lanterne cinesi riparate sono state installate batterie AGM al piombo di varie dimensioni senza contrassegno con una tensione di 3,6 V. Secondo il calcolo, la capacità di queste batterie va da 1,2 a 2 Ah.
In vendita puoi trovare una batteria all'acido simile di un produttore russo per UPS 4V 1Ah Delta DT 401, che ha una tensione di uscita di 4 V con una capacità di 1 Ah, che costa un paio di dollari. Per sostituirlo è abbastanza semplice, rispettando la polarità, saldare i due fili.
Dopo diversi anni di funzionamento, la torcia LED Lentel GL01, la cui riparazione è descritta all'inizio dell'articolo, mi è stata nuovamente portata per la riparazione. La diagnostica ha mostrato che la batteria ad acido ha esaurito le sue risorse.
Per sostituirla è stata acquistata una batteria Delta DT 401, ma si è scoperto che le sue dimensioni geometriche erano maggiori di quella difettosa. La batteria standard della torcia aveva dimensioni di 21 × 30 × 54 mm ed era più alta di 10 mm. Ho dovuto modificare il corpo della torcia. Pertanto, prima di acquistare una nuova batteria, assicurarsi che si adatti al corpo della torcia.
Il fermo nella custodia è stato rimosso e con un seghetto è stata segata una parte del circuito stampato, da cui erano stati precedentemente saldati un resistore e un LED.
Una volta completata, la nuova batteria è stata ben installata nel corpo della torcia e ora, spero, durerà più di un anno.
Se non è possibile acquistare una batteria Delta DT 401 da 4 V 1 Ah, è possibile sostituirla con successo con qualsiasi batteria al nichel-metallo idruro (Ni-MH) a tre dita di formato AA o AAA con una capacità di 1 A × ora , che hanno una tensione di 1,2 V. Per questo è sufficiente collegare in serie, rispettando la polarità, tre batterie con fili mediante saldatura. Tuttavia, tale sostituzione non è economicamente fattibile, poiché il costo di tre batterie AA AA di alta qualità può superare il costo di acquisto di una nuova torcia a LED.
Ma dov'è la garanzia che non ci siano errori nel circuito elettrico della nuova lampada a LED e che non dovrai nemmeno modificarla. Pertanto, ritengo che sia opportuno sostituire la batteria al piombo in una torcia modificata, poiché garantirà un funzionamento affidabile della torcia per molti altri anni. Sì, e sarà sempre un piacere utilizzare una torcia, riparata e potenziata con le tue mani.
Questo articolo ti aiuterà a capire come realizzare una potente lanterna a LED per il tuo cortile, giardino o cottage. Una torcia del genere consuma molta meno elettricità e inoltre è estremamente difficile acquistare una torcia abbastanza buona in un negozio a un prezzo accessibile. Pertanto, se possibile, fallo da solo.
Costruire una lanterna del genere non è così difficile e questa procedura non richiederà molto tempo. Il costo della lanterna sarà molte volte inferiore a quello del negozio e l'oggetto stesso è decisamente migliore. Avrai bisogno di un piccolo set di strumenti (elencati di seguito), pazienza, perseveranza e, ovviamente, volontà di lavorare. L'uso di una tale lanterna dipende dalla tua immaginazione: può essere posizionata in giardino, in giardino, veranda, garage, gazebo, cantina. Di seguito analizzeremo una versione semplice della produzione di una torcia a LED in tutti i dettagli.
Avrai bisogno:
Per iniziare, avrai bisogno di un diagramma (n. 1), che creerai tu stesso. Di tutti i lavori, questo è il più difficile. Se non hai esperienza con l'elettronica, il primo circuito sarà piuttosto difficile da realizzare. In questi casi, Internet verrà in tuo aiuto (in diverse aree del sito puoi trovare opzioni in cui, compilando questi campi, vedrai uno schema già pronto a tutti gli effetti, con il quale lavorerai ulteriormente).
Per iniziare si deve fissare nuovamente i LED con un secondo strato di supercolla. Va notato che in caso di successivo danneggiamento della torcia, sostituire le lampadine non è così semplice, poiché oggi producono una colla abbastanza resistente, che è piuttosto difficile da rimuovere, quindi fate attenzione.
Saldare le resistenze ai LED utilizzando una fiamma ossidrica. Cercare di non toccare i contatti durante il funzionamento. Prima del lavoro, è necessario tagliare le punte dei LED.
Uno dei passaggi difficili nella progettazione delle torce a LED è saldare i cavi della lampada alla spina stessa. Per una torcia avrai bisogno della spina più comune, utilizzata per le lampade a incandescenza. Segna le conclusioni "+" e "-": questo viene fatto per non confonderle in futuro. Si possono fare dei segni con un pennarello oppure si può fare una delle conclusioni più lunga dell'altra (questo non pregiudica il funzionamento della torcia). Saldare tutti i cavi.
Dopo che l'intera struttura "ha afferrato" (dopo circa 20 minuti), è necessario collegarla all'alimentazione e controllarne il funzionamento. Se tutto va bene e le lampade sono accese, puoi iniziare a riempire i contatti, cosa che viene fatta con normale cera o paraffina. In questo caso è meglio aspirare la cera fusa in una siringa e riempirla di lenti a contatto. Questo deve essere fatto in modo che in futuro non possano toccarsi, causando un cortocircuito.
Passiamo ora ai riflettori. Grazie al riflettore, costituito da una lampada alogena, la nostra torcia risulterà molto potente. Lentamente, rimuovi la lampada da essa, rimuovi la resina (questo può essere fatto con una pinzetta o un vecchio cacciavite).
A questo punto dobbiamo assemblare completamente la lampada. Per cominciare, fisseremo tutti i contatti (dovresti ottenere un "disco" su cui si trovano i tuoi diodi) in riflettori. Assicurarsi che tutte le parti combacino perfettamente tra loro. Se necessario, puoi piegare l'alluminio (è morbido) o, al contrario, fissarlo più stretto nei punti giusti.
Mentre riempi i contatti con la plastica (non prendere la cera, poiché non è adatta - qui avrai bisogno di un fissaggio più sicuro), collegalo a una fonte di alimentazione (ad esempio, alla più semplice batteria da 12 watt), puoi anche collegarlo alla spina stessa. Attendere che tutto si indurisca, quindi rimuovere tutti i cavi in eccesso. Collegare il dispositivo a una fonte di alimentazione, controllare se c'è un cortocircuito nella torcia (il tempo di prova dovrebbe essere di almeno 2 minuti), se tutto è chiuso e tenuto saldamente. Se tutto funziona e non ci sono segni di difetto, puoi tranquillamente dire che la tua torcia LED super potente è pronta per l'uso.
Le sorgenti luminose a LED sono di gran lunga le più apprezzate dai consumatori. Le luci a LED sono particolarmente apprezzate. Puoi ottenere una torcia portatile a LED in diversi modi: puoi acquistarla in un negozio o realizzarla da solo.
Torcia portatile a LED
Molte persone che capiscono almeno un po' di elettronica, per vari motivi, scelgono sempre più spesso di realizzare tali apparecchi di illuminazione con le proprie mani. Pertanto, questo articolo prenderà in considerazione diverse opzioni su come realizzare autonomamente una torcia portatile a diodi.
Ad oggi, una delle sorgenti luminose efficienti più redditizie è il LED. È in grado di creare un flusso luminoso brillante a bassa potenza e ha anche molte altre caratteristiche tecniche positive.
Vale la pena realizzare una torcia con diodi con le proprie mani per i seguenti motivi:
Nota! A causa del basso consumo energetico dei LED durante il funzionamento, esistono molti schemi in cui solo una batteria funge da alimentazione per il dispositivo. Se necessario può essere sostituita con una batteria di dimensioni adeguate.
I LED e il loro bagliore
Inoltre, la lampada risultante durerà molto più a lungo degli analoghi. In questo caso, puoi scegliere qualsiasi colore del bagliore (bianco, giallo, verde, ecc.). Naturalmente, i colori più rilevanti qui saranno il giallo e il bianco. Ma se hai bisogno di evidenziare in modo speciale una celebrazione, puoi utilizzare i LED con un colore luminoso più stravagante.
Molto spesso c'è una situazione in cui è necessaria la luce, ma non è possibile installare un sistema di illuminazione e apparecchi di illuminazione fissi. In una situazione del genere, una lampada portatile verrà in soccorso. La torcia portatile a LED, realizzabile con una o più batterie, troverà ampio utilizzo nella vita di tutti i giorni:
Nota! Se lo si desidera, per analogia con una torcia portatile, è possibile realizzare un modello di lampada che sarà facile da installare su qualsiasi superficie. In questo caso la torcia non sarà più portatile, ma una fonte luminosa stazionaria.
Per realizzare una torcia a LED portatile con le tue mani, devi ricordare, prima di tutto, gli svantaggi dei diodi. In effetti, l'uso diffuso di prodotti a LED è ostacolato da carenze come una caratteristica corrente-tensione non lineare o una caratteristica I-V, nonché la presenza di una tensione "scomoda" per l'alimentazione. A questo proposito, tutte le lampade a LED contengono speciali convertitori di tensione che funzionano tramite accumulatori di energia induttivi o trasformatori. A questo proposito, prima di procedere all'autoassemblaggio di una lampada del genere con le proprie mani, è necessario selezionare lo schema necessario.
Se intendi realizzare una torcia portatile con LED, è imperativo pensare alla sua alimentazione. Puoi realizzare una lampada del genere con le batterie (due o una).
Prendi in considerazione diverse opzioni su come realizzare una torcia portatile a diodi.
Questo circuito assumerà l'alimentazione da due batterie e non da una. Lo schema di montaggio di questa tipologia di apparecchio illuminante è il seguente:
Schema di assemblaggio della torcia elettrica
Questo circuito presuppone che la lampada sia alimentata da batterie AA. In questo caso, come sorgente luminosa verrà preso un LED DFL-OSPW5111Р ultraluminoso con un tipo di bagliore bianco, con una luminosità di 30 cd e un consumo di corrente di 80 mA.
Per realizzare la tua mini-torcia con LED alimentati a batteria, devi fare scorta dei seguenti materiali:
Nota! La scelta migliore sarebbe una "tasca" per la batteria, realizzata su una vecchia scheda madre.
Diodo superluminoso per torcia
Degli strumenti in questa situazione, avrai bisogno di:
Una volta raccolti tutti i materiali e gli strumenti, puoi metterti al lavoro:
Nota! La saldatura della parte deve essere eseguita con molta attenzione per non danneggiare i contatti della tasca durante il processo.
Lanterna finita
Se il circuito è stato assemblato correttamente, quando si preme il pulsante, il LED si accenderà. Dopo il controllo, per aumentare la robustezza del circuito, le saldature elettriche dei contatti possono essere riempite con colla a caldo. Dopodiché, inseriamo le catene nella custodia (puoi usarla da una vecchia torcia) e usiamola per la tua salute.
Il vantaggio di questo metodo di assemblaggio sono le dimensioni ridotte della lampada, che può stare facilmente in tasca.
Un altro modo per realizzare una torcia a LED fatta in casa è utilizzare un vecchio apparecchio con una lampadina bruciata. In questo caso puoi anche alimentare il dispositivo con una batteria. In questo caso, per l'assemblaggio verrà utilizzato il seguente schema:
Schema per l'assemblaggio di una torcia elettrica
L'assemblaggio secondo questo schema è il seguente:
Anello in ferrite avvolto
Circuito assemblato
Se il diodo non si illumina, è necessario cambiare la polarità della batteria. Se il problema persiste, la causa non è la batteria ed è necessario verificare la corretta connessione del transistor e della sorgente luminosa. Ora integriamo il nostro schema con i restanti dettagli. Lo schema ora dovrebbe assomigliare a questo:
Schema con aggiunte
Quando il condensatore C1 e il diodo VD1 sono inclusi nel circuito, il diodo inizierà a brillare molto più luminoso.
Visualizzazioni di diagrammi con aggiunte
Ora resta solo da scegliere un resistore. È meglio inserire un resistore variabile da 1,5 kOhm. Successivamente, devi trovare il luogo in cui il LED brillerà più luminoso. Inoltre, l'assemblaggio di una torcia con una batteria prevede i seguenti passaggi:
Nota! Sotto il diametro appropriato del tubo vale la pena selezionare tutti i dettagli del circuito elettrico.
Parti montate
Punta del saldatore preparata
Tavola finita
Controllo dello stato dello schema
Dopo aver controllato, è necessario saldare bene tutti i dettagli. È particolarmente importante saldare correttamente il LED. Vale anche la pena prestare attenzione ai contatti che vanno a una batteria. Il risultato dovrebbe essere il seguente:
Scheda con LED saldato
Ora non resta che inserire il tutto nella torcia. Successivamente i bordi della tavola possono essere verniciati.
Torcia LED già pronta
Tale torcia può essere alimentata anche da una singola batteria scarica.
Per assemblare una torcia a LED con le tue mani, puoi utilizzare un'ampia varietà di schemi e opzioni di assemblaggio. Scegliendo lo schema giusto, puoi persino realizzare un apparecchio di illuminazione lampeggiante. In una situazione del genere, è necessario utilizzare uno speciale LED lampeggiante. Tali circuiti solitamente includono transistor e diversi diodi collegati a varie fonti di alimentazione, comprese le batterie.
Esistono opzioni per assemblare una lampada a diodi manuale, quando puoi fare a meno delle batterie. Ad esempio, in una situazione del genere, puoi utilizzare il seguente schema:
