Велофара на світлодіодах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Останнім часом радіоелектронною промисловістю освоєно випуск так званих "світлодіодів високої яскравості" біло-блакитного кольору, придатних для використання як джерела світла. Переваги в порівнянні з лампами розжарювання очевидні - малий струм споживання (20 мА), мала напруга живлення (1,6...2 В), високий ККД (не виділяють тепла), висока надійність (відсутня вакуумний балон, ніжна спіраль розжарювання). Мінуси – надмірна ціна промислових пристроїв на цих світлодіодах.

Налобний ліхтарик я собі все-таки купив і за два роки експлуатації не скажу про нього жодного поганого слова. Трьох батарейок АА справді вистачає годин на 40...50. Вирішив зробити світлодіодну фару. Нестача яскравості скомпенсувала кількість - 6 світлодіодів (а можна було і 8...10, все одно шість утричі економічніша, ніж одна лампочка). Як корпус вирішив застосувати корпус від несправної комп'ютерної "миші". Чудовий корпус, ергономічний дизайн! Пластмаса добре пиляється лобзиком, склеюється дихлоретаном. Світлодіоди розміщуються на найпростішій друкованій платі, схему з'єднання підглянув, розібравши фірмовий ліхтарик. Для 4,5-вольтового живлення всі світлодіоди з'єднуються паралельно, але з послідовними резисторами, що гасять, по 8...10 Ом потужністю 0,125 Вт (рис. 1).

Рис.1. Схема з'єднання світлодіодів – паралельна

Хоча якщо джерело живлення більше 6 - можна пробувати послідовне з'єднання - зросте економічність. Вимикач – будь-який малогабаритний. Відбивач та фокусуючі елементи в цій оптичній системі не потрібні. Діаграма випромінювання цих світлодіодів настільки вузька, що на платі їх виявилося необхідно розпаювати і розгинати трохи "віялом" - інакше пляма світла на дорозі виходить дуже яскрава, але вузька (рис. 2). Зовнішнє скло з оптичного погляду зайве, але для захисту від бруду, дощу та механічних пошкоджень я вирішив його все-таки встановити. Але якщо немає можливості обробити "справжнє" скло - тоді краще не ставити взагалі ніякого, з оргсклом будуть дуже великі втрати.

Рис.2. Діаграма випромінювання фари

Колір корпусу можна було залишити рідний, світло-сірий, але для загальної гармонії з рештою навішування велосипеда можна пофарбувати чорною нітрофарбою з балончика. При цьому необхідна акуратність, тому що нітрофарба дуже активно розчиняє сіру "комп'ютерну" пластмасу). Батарейки розміщуються у сумці для інструментів. Конструкція дуже проста, схема розпилювання миші наведено на рис.3.

Рис.3. Схема розпилювання миші

При розпилюванні лобзиком головне - максимальна точність. Дрібна наждачка, покладена на скло, дозволить вивести ідеальні площини, що є запорукою якісного склеювання та гарного зовнішнього вигляду виробу. З залишків нижньої та верхньої частин корпусу випилюються смужки квадратного перерізу. З них формуються пази для закріплення скла та плати світлодіодів. Всі "зайві" внутрішні елементи корпусу повністю зрізаються скальпелем (а краще - бормашиною). В принципі, дизайн мишей дуже різноманітний, і в кожному конкретному випадку оптимальне розтин доведеться придумувати індивідуально.

Схема склеювання елементів наведено на рис. 4. Верхню та нижню частини між собою не слід склеювати, вони збираються за допомогою гвинта. Фара у розрізі показана на рис. 5.

Рис.4. Схема склеювання

Рис.5. Фара у розрізі

Для фіксації скла та друкованої плати на верхню та нижню половинки корпусу за місцем приклеюються брусочки (приблизно 2x2x20 мм). Між ними утворюються пази, що надійно утримують плату та скло.

Тримісячною експлуатацією фари я залишився задоволеним. Яскравість, звичайно, поступається галогеновою лампою, але перешкоди на дорозі в темряві видно добре - а що ще від фари потрібно? Споживання струму - 110 мА на 6 світлодіодів (лампочка від кишенькового ліхтарика споживає щонайменше 300 мА, а галогенові - у 2...3 рази більше). Витрати -300 руб. плюс батарейки. Натомість трьох батарей вистачить на рік. Для тих, кому не вистачатиме 6 світлодіодів, можна порадити застосувати 8...10.

Особливо актуальним є перехід на світлодіоди для серйозних веломандрівників. У ліхтарів з лампами розжарювання термін автономної роботи у кращому разі становить 3...4 години. Але якщо катаючись вечорами у міських парках можна змиритися з необхідністю майже щодня ставити ліхтар на підзарядку, що робити в багатоденному поході? Брати з собою кілька комплектів батарей – важко, у поході і так кожен грам на рахунку. А фара на діодах буде без проблем світити всі ночі безперервно протягом тижня - і це на звичайних батареях середньої ціни/якості. Я, наприклад, використав "Варту", і за 3 місяці наїздив з увімкненою фарою не дуже багато - годин 25...30. Ознак "підсаджування" поки що не спостерігається.

Зустрів у магазині промисловий аналог на одному світлодіоді! Ось так можна вбити будь-яку правильну ідею. Що можна тут порадити? Корпус хороший - можна спробувати замість одного поставити хоча б 3...4 діода - такий варіант дозволить кататися.

Отже, перша фара побудована, випробувана та "обкатана". Якими є подальші перспективні напрямки "світлодіодного фаробудування"? Першим етапом, мабуть, буде подальше нарощування потужності. Планую будівництво 10-діодної фари з режимом роботи 5/10, що перемикається. Подальше покращення якості потребує застосування складних мікроелектронних компонентів. Наприклад, непогано б позбутися резисторів, що гасять/вирівнюють - адже на них втрачається 30...40% енергії. І стабілізацію струму через світлодіоди незалежно від розрядженості джерела хотілося б мати. Найкращим варіантом було б послідовне включення всього ланцюга світлодіодів зі стабілізацією струму. А щоб не збільшувати кількість послідовних батарей, потрібно, щоб ця схема ще й напруга збільшувала з 3 або 4,5 до 20...25 В. Такі ось, так би мовити, ТУ на розробку "ідеальної фари".

Виявилося, що спеціально для вирішення таких завдань випускаються спеціалізовані ІС. Область їх застосування – керування світлодіодами підсвічування РК-моніторів для мобільних пристроїв – ноутбуків, стільникових телефонів тощо. Зокрема, лінійку ІС різного призначення для управління світлодіодами випускає фірма Maxim (Maxim Integrated Products, Inc.). Деякі з цих "рішень" відмінно підійдуть для велофари. Паралельна та послідовна блок-схеми керування світлодіодами показані на рис.6.

Рис.6. Паралельна та послідовна блок-схеми керування світлодіодами

Декілька готових варіантів схем

Варіант 1 (Мал. 7). Мікросхема МАХ1848, керування ланцюжком із 3-х світлодіодів.

Рис.7. Варіант 1

Варіант 2 (Рис. 8). Підвищена потужність. Мікросхема МАХ1848, включення 3-х паралельних ланцюжків.

Рис.8. Варіант 2

Варіант 3 (Рис. 9). Можлива інша схема включення зворотного зв'язку – з дільника напруги.

Рис.9. Варіант 3

Варіант 4 (Рис. 10). Мікросхема МАХ684 (судячи з описів, МАХ684 дуже схожа за параметрами та характеристиками на МАХ1848, вимагає менше деталей зовнішньої навішування, не вимагає зовнішньої індуктивності, але її ККД перетворення на 20-25% гірше).

Рис.10. Варіант 4

Навантажувальна здатність мікросхем цього сімейства: МАХ682 – 250 мА; МАХ683 – 100мА; МАХ684 – 50мА.

Варіант 5 (Рис. 11). Максимальна потужність, кілька ланцюжків світлодіодів, мікросхема МАХ1698.

Рис.11. Варіант 5

Варіант 6 (Рис. 12). Замість опорів, що гасять/вирівнюють - триканальне "струмове дзеркало", мікросхема МАХ1916.

Рис.12. Варіант 6

Варіант 7 (Рис. 13). Безіндуктивний інтегральний DC/DC-перетворювач, що підвищує напругу, мікросхема МАХ684, струмове дзеркало в навантаженні.

Рис.13. Варіант 7

Варіант 8 (Рис. 14). Мікросхема МАХ1759.

Рис.14. Варіант 8

Варіант 9 (Рис. 15). Та сама мікросхема МАХ1759, навантаження до 100 мА.

Рис.15. Варіант 9

Варіант 10 (Рис. 16). Мікросхема МАХ619 – мабуть, найпростіша схема включення. Працездатність при падінні вхідної напруги до 2 В. Навантаження 50 мА при Uвх>3 Ст.

Рис.16. Варіант 10

Варіант 11 (рис. 17) Мікросхема МАХ878, вхідна напруга змінюється від 1,5 до 6,2 В. Вихід 3,3, до 250 мА.

Рис.17. Варіант 11

Варіант 12 (Рис. 18). Мікросхема ADP1110, працює починаючи з Uвх = 1,15 В (всього одна батарейка!), Uвих до 12 В.

Рис.18. Варіант 12

Автор: А.Сігаєв, alekssi@yandex.ru, alekssi.narod.ru; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Створено перший повністю штучний живий організм 16.05.2019 Вчені зробили неможливе і повністю переробили геном кишкової палички, виключивши з нього все зайве та замінивши оригінальні гени їхніми синтетичними аналогами. При всьому величезному розмаїтті життя на Землі використовує ту саму "мову" - ДНК. Жменька умовних хімічних "літер" використовується для створення десятків трибуквенних послідовностей, кожна з яких повідомляє білковим структурам певний набір інформації. Чотири букви неклеїнових кислот - аденін, цитозин, гуанін і тимін (A, C, G, T) - можна об'єднати в 64 комбінації трилітерних "слів", так званих кодонів. Сучасні форми життя представлені лише 61 кодонами, які формують 20 амінокислот. Інші три - це свого роду знаки пунктуації, що позначають кінцеву точку шаблону конкретного гена суцільного ланцюга. Таким чином, наші гени часто використовують кілька різних фрагментів для позначень одного й того самого ознаки. Це створює величезну надмірність інформації, але на те вагомі причини. У природі це дозволяє організму швидко пристосуватися до змін навколишнього середовища, але чи можна звести кількість кодонів до мінімуму в контрольованих лабораторних умовах? Щоб з'ясувати це, дослідницька група з Кембриджського університету вивчила весь генетичний код штаму E. coli і виділила щоразу, коли з'являється один із трьох різних кодонів. Два з них означають амінокислоту "серин", а третій відіграє роль стоп-кодону. Потім кожен із цих триплетів був замінений одним із чотирьох інших кодонів, які також кодують серин, і навіть стоп-кодон був замінений одним із двох аналогів. На папері внести всі ці редагування (а їх близько 18 000) виглядають так само просто, як автозаміна одного слова іншим в електронному документі. Але на практиці це надзвичайно копітка робота, оскільки дослідникам було необхідно зібрати хімічну копію відредагованого геному та замінити їй оригінал, не вбивши при цьому живого організму. Команда робила це поетапно і після заміни кожного сегмента вчені переконувалися, що бактерії продовжують функціонувати як і раніше. Дивно, але це спрацювало! У результаті найбільш життєздатним виявився варіант Syn61 - при ньому клітини довші візуально і при цьому розмножуються в 1,6 рази повільніше. При цьому "відредагована" кишкова паличка здається здоровою і працює з тим же спектром білків, що і оригінальна версія. Для дослідників це дуже хороша новина, яка переконливо доводить те, що генетична інженерія здатна в буквальному розумінні підміняти живу природу синтетичної рівної тією мірою, в якій це потрібно людині, при цьому зберігаючи саме життя.

Інші цікаві новини:

▪ Мобільний телефон V80 від Motorola

▪ Шимпанзе-винахідники

▪ Вплив енергозберігаючих ламп на природу

▪ Система автоматичного проходження митниці

▪ Материнські плати на чіпсеті H81 від Gigabyte

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

 

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електрик у будинку. Добірка статей

▪ стаття Поклавши руку на серце. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке археологія? Детальна відповідь

▪ стаття Визначення пульсу та дихання, їх оцінка. Медична допомога

▪ стаття Автомат годування акваріумних риб. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Раптова поява букету квітів. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

ім'я:


E-mail (не обов'язково):


коментар:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024