Похідний світлодіодний світильник. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Пропонований пристрій - портативний та легкий світлодіодний світильник. Він може їсти як від вбудованої батареї, так і від автомобільного акумулятора. Його зручно брати із собою, тому він знайде застосування у туристів, автолюбителів та дачників.

З появою у продажу доступних світлодіодів білого світіння підвищеної яскравості і готових світильників на їх основі виникла ідея самому розробити простий портативний світильник для заміни люмінесцентного ким-пінгового, що використовувався раніше.

Схема пропонованого світлодіодного світильника показано на рис. 1. Її основа - широко поширена мікросхема МС34063А, включена за типовою схемою імпульсного зворотньоходового підвищуючого перетворювача напруги.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Як основа використаний готовий нерегульований світильник "К48 ЕРА" на 48 світлодіодах. Він має тримачі для трьох елементів живлення типорозміру АА напругою 1,5 В. На задній стінці корпусу світильника встановлені два магніти, що дозволяють зафіксувати його на металевій конструкції, наприклад, кузові автомобіля. Після розкриття світильника з'ясувалося, що всі сорок вісім світлодіодів включені паралельно без струмообмежувального резистора. За такої схеми рівномірного розподілу струму між світлодіодами, природно, бути не може.

Необхідно було включити їх інакше, з можливостей мікросхеми. Оскільки максимальна вихідна напруга для даного типу перетворювача обмежена максимально допустимою напругою колектор-емітер вихідного транзистора мікросхеми (для МС34063А воно дорівнює 40 В), було прийнято рішення включити світлодіоди послідовно по шість штук групами, а з'єднати групи паралельно. Таким чином, всього виходить вісім груп.

Рис. 2

Ріс.3

Рис. 4

Змінюючи вихідну напругу перетворювача, регулюють яскравість світіння світлодіодів змінним резистором R3. Напруга з движка резистора R3 через ланцюг VD4, R4, R5 надходить на один із входів компаратора мікросхеми (висновок 5) і порівнюється зі зразковою напругою 1,25 внутрішнього джерела. Якщо напруга, що надходить на висновок мікросхеми 5, перевищує 1,25 В, шпаруватість імпульсів перетворювача змінюється, а його вихідна напруга зменшується. При струмі, що споживається однією групою світлодіодів, 16...20 мА напруга на ній близько 19 і залежить від температури.

Для захисту світлодіодів EL1-EL48 від перевантаження струмом, при максимальному світінні, в перетворювач введено режим обмеження струму. Падіння напруги на резистори R7, що виконує функцію датчика струму, через резистор R6 також надходить на висновок 5 мікросхеми. При збільшенні напруги на ньому більше 1,25 станеться зменшення вихідної напруги перетворювача, що призведе до обмеження струму через світлодіоди. Значення струму 1огр через світлодіоди, у якому відбувається обмеження, можна розрахувати за такою формулою Iогр=1.25/R7.

Оскільки тип застосованих у світильнику світлодіодів не відомий, їх максимально допустимий струм прийнятий рівним 20 мА, як для більшості світлодіодів видимого випромінювання в корпусі діаметром 5 мм. У разі опору резистора R7 75 Ом обмеження струму відбудеться на рівні 16,6 мА. Для рівномірного розподілу струму між групами світлодіодів (у припущенні, що вольт-амперні характеристики кожної групи зі світлодіодів одного типу незначно відрізняються) опору резисторів R7-R14 обрані однаковими. Як показали виміри, це припущення виявилося вірним, і при всіх справних світлодіодах струми в групах відрізнялися незначно при зміні яскравості їх свічення від нульової до максимальної. Діод VD4 усуває шунтування сигналу від датчика струму R7 за нижнього за схемою положення двигуна змінного резистора R3, що відповідає режиму максимальної яскравості світіння.

Для захисту вихідного транзистора мікросхеми від пробою підвищеною напругою при випадковому обриві навантаження служить ланцюг VD2, VD3, R5. У нормальному режимі напруга на виході перетворювача (на конденсаторі С4) не перевищує 20...21, що менше сумарної напруги стабілізації стабілітронів VD2 і VD3 (UCI=24 В), тому вони закриті. При обрив ланцюга навантаження напруга на виході перетворювача збільшиться і стабілітрони VD2 і VD3 відкриються. При цьому напруга на виведенні мікросхеми 5 перевищить 1,25 В, а вихідна напруга перетворювача обмежиться відповідно до формули Uвих = Uіст + 1,25 (R5 + R6 + R7) / (R6 + R7). Для вибраних номіналів елементів вихідна напруга без навантаження буде близько 26,5 Ст.

Перемикачем SA1 здійснюється вибір джерела живлення світильника: вбудований або зовнішній. У разі живлення світильника від зовнішнього джерела напругою 12 В, задіяні всі світлодіоди EL1-EL48. При цьому споживаний пристроєм струм у режимі максимальної яскравості дорівнює близько 290 мА. У разі живлення світильника від вбудованої батареї із трьох акумуляторів або гальванічних елементів типорозміру АА контакти перемикача SA1.2 відключають шість груп світлодіодів EL13-EL48, залишаючи в роботі лише дві: EL1-EL12. При цьому струм, що споживається пристроєм, в режимі максимальної яскравості світіння не перевищує 300 мА. Вимкнення світлодіодів EL13-EL48 необхідне для раціонального використання енергії вбудованої батареї. Якщо цього не зробити, то струм, що споживається, на максимальній яскравості світіння буде близько 1,2 А. Очевидно, що в цьому випадку розраховувати на тривалу роботу вбудованої батареї не доводиться.

При верхньому за схемою положенні двигуна змінного резистора R3, що відповідає нульовій яскравості світіння, пристрій споживає від джерела живлення струм 3...5 мА. Світлодіод підвищеної яскравості HL1 сигналізує про увімкнений стан пристрою і необхідний для виключення розрядки елементів живлення випадково увімкненого пристрою з встановленим на мінімум регуляторі яскравості. Струм через світлодіод стабілізований на рівні 3...5 мА польовим транзистором VT1. Стабілізатор струму забезпечує постійність яскравості світіння світлодіода HL1 при перемиканні живлення світильника із зовнішнього джерела напругою 12 на вбудований напругою 3,6...4,5 В. Використання світлодіода HL1 підвищеної яскравості дозволяє при такому струмі помітити його світлення в світлий час доби.

У пристрої використані постійні резистори МЛТ, змінний резистор R3 СП4-1 потужністю 0,5 Вт. Оксидні конденсатори - мініатюрні танталові імпортні з висновками радіального типу, інші - керамічні КМ-56. Транзистор КП303Г (VT1) замінимо на КП303Д. Світлодіод HL1 – будь-якої підвищеної яскравості червоного світіння. Діод HER102 (VD1) замінимо іншим швидкодіючим, наприклад, HER103, FR102, FR103, 1 N5819 або вітчизняним КД212 з будь-яким буквеним індексом. Діод КД522А (VD4) можна замінити на КД522Б або на діоди серій КД521, КД102, КД103 з будь-яким буквеним індексом. Два стабілітрони КС212Ц (VD2, VD3) можна замінити одним КС224Ц або аналогічним з напругою стабілізації 24... 26 В.

Дросель L1 - ДГ-10 індуктивністю 470 мкГн та номінальним струмом 0,45 А. Його можна замінити іншим з індуктивністю 400...500 мкГн та максимальним струмом не менше 300 мА. Перемикач SA1 - будь-який малогабаритний відповідних розмірів та з необхідним числом контактів; SA2 - наявний у світильнику вимикач живлення. Запобіжник FU1 – будь-який малогабаритний, з гнучкими висновками під паяння.

Більшість деталей розміщено на круглій друкованій платі, креслення якої показано на рис. 2. Вона виготовлена ​​з однобічно фольгованого склотекстоліту завтовшки 1...2 мм. Діаметр отворів на друкованій платі під висновки мікросхеми - 0,7...0,8 мм, під висновки інших елементів та дроти - 0,8...1,0 мм. Плата розташована в центральному отворі корпусу світильника, призначеному спочатку для встановлення елемента його підвісу. В отвір задньої кришки корпусу наглухо вклеєна пластина круглої форми з полістиролу товщиною 1...1,5 мм, вирізаного, наприклад, з корпусу тридюймової комп'ютерної дискети. Для склеювання можна використовувати дихлоретан. Запобіжник FU1 та транзистор VT1 змонтовані навісним способом. Для виключення замикань кожен з них потрібно помістити і зафіксувати в термозбіжній трубці відповідного розміру. Резистори R8-R14 також змонтовані навісним способом. Одним висновком вони припаяні до друкованих плат зі світлодіодами відповідно до схеми, а другим - до проміжних контактних майданчиків, як показано на рис. 3. Для виключення замикань резистори R8-R14 поміщені в ПВХ трубку відповідного розміру. Майданчики виготовлені з однобічно фольгованого склотекстоліту розмірами близько 10x10 мм, у якого по периметру видалена фольга шириною 1...1,5 мм.

Світлодіоди у світильнику спочатку встановлені на восьми друкованих платах та з'єднані паралельно. При спробі демонтажу відбуваються їх перегрівання та пошкодження, тому друковані плати зі встановленими в них світлодіодами доопрацьовані. На кожній платі перерізано друкарські провідники, що з'єднують світлодіоди, і припаяно по п'ять перемичок, як показано на рис. 4 так, щоб вийшло послідовне з'єднання світлодіодів.

Правильно зібраний пристрій починає працювати одразу. Струм через світлодіоди в режимі максимальної яскравості світіння вимірюють падіння напруги на резисторах R7- R14. Воно має бути близько 1,25 В. Також слід перевірити напругу на виході перетворювача (на конденсаторі С4) при відключеному світлодіодному навантаженні. Для цього, відключивши навантаження, плавно збільшують напругу живлення від 0 до 14 В і перевіряють напругу на виході перетворювача - вона повинна бути на рівні 24...26 В.

Рис. 5

Рис. 6

Зовнішній вигляд світильника зі знятою задньою кришкою корпусу показано на фото (рис. 5). Роботу світильника від інтегрованої батареї ілюструє фото на рис. 6.

Автор: С. Гурєєв

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 найвищу ракету 18.08.2021 Інженери відомої космічної компанії SpaceX успішно зробили установку на ракету-носій Super Heavy другого ступеня - космічного корабля Starship SN20. В результаті цієї операції вийшла конструкція, висотою 120 метрів (394 футів), що вище за ракету епохи програми Аполлон Saturn V (362,9 фута) і вище за майбутню ракету SLS у її максимальній конфігурації Block 2 (365,1 фута). Іншими словами, компанії SpaceX вдалося побудувати найвищу в історії ракету, якій призначено залишити поверхню Землі та відправити свій вантаж у космічний простір. Ракета-носій Super Heavy BN4 була встановлена ​​на стартовому майданчику 3 серпня, після встановлення на неї всіх 29 реактивних двигунів Raptor. Верхня та нижня частини ракети мають однаковий діаметр (9 метрів), а її висота становить 70 метрів. Додамо до цього ще 50 метрів космічного корабля Starship і отримаємо грандіозну 120-метрову конструкцію, спрямовану в небеса. Керівництво компанії SpaceX планує провести запуск пари Super Heavy BN4 - Starship SN20 пізніше цього року. Запуск місії проходитиме за наступним сценарієм - носій Super Heavy BN4 буде працювати протягом 169 секунд перш, ніж від нього відокремиться другий ступінь - Starship SN20. Після цього відпрацьована ракета-носій впаде в Мексиканській затоці приблизно за 30 кілометрів від місця запуску. Космічний корабель Starship, тим часом, увімкне свої двигуни, вийде на навколоземну орбіту на короткий час і здійснить зворотний вхід в атмосферу. Після спуску космічний корабель наводиться в Тихому океані неподалік гавайського острова Кауаї. Після повного завершення споруди ракета-носій Super Heavy BN4 стане найпотужнішою ракетою-носієм, здатною до підйому на орбіту 150 тонн вантажу. Двигуни ракети працюють на суміші холодного рідкого метану і рідкого кисню, спільна робота всіх 29 двигунів під час старту здатна забезпечити тягу силою в 72 меганьютона.

Інші цікаві новини:

▪ Пестициди вбивають бджіл

▪ Тертя перетворює метал на рідину

▪ Будинок із геліостатом

▪ Ноутбук керується за допомогою очей

▪ Небезпека надто довгого сну

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Мобільний зв'язок. Добірка статей

▪ стаття Водою не розіллєш. Крилатий вислів

▪ стаття На чию честь названо Олександринський театр у Петербурзі? Детальна відповідь

▪ стаття Ірга звичайна. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Потужний блок живлення передавачів із блока живлення персонального комп'ютера, 220/13,8 вольт 300 ват. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ Регулятор освітлення на мікросхемі К145АП2. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

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