Мережеве живлення світлодіодного світильника К48. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Мережеве живлення світлодіодного світильника К48. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

Коментарі до статті

Придбавши світлодіодний світильник, що сподобався, автор швидко з'ясував, що тривалість роботи цього приладу без заміни встановлених в ньому гальванічних елементів занадто мала. Він перевів світильник на мережеве живлення, а заразом передбачив кілька режимів роботи.

Компактний світлодіодний світильник, що називається на упаковці "ЕРА - світлодіодний кемпінговий ліхтар К48", має гарний дизайн корпусу. Основні переваги цього виробу - висока яскравість і низька ціна світильника, виходячи з якої вартість кожного з 48 встановлених у ньому білих надяскравих світлодіодів виходить у 4...5 разів менше ціни найдешевшого окремо взятого "білого" світлодіода в роздрібній торгівлі. Живиться світильник від трьох гальванічних елементів типорозміру АА.

Однак обіцяна тривалість роботи світильника від одного комплекту лужних елементів 15 год насправді не перевищує 2...3 год. Справа в тому, що всі 48 світлодіодів з'єднані паралельно і сумарний струм споживає ними від батареї живлення 0,8 А. Так як Вартість комплекту нових лужних елементів типорозміру АА можна порівняти з ціною самого світильника, було вирішено пристосувати його для живлення від побутової мережі 220 В.

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Схема переробленого "кемпінгового ліхтаря" представлена на рис. 1. Він може працювати в режимах максимальної, середньої та малої яскравості свічення. реле В економічний режим малої яскравості переходять вручну, розмикаючи контакти вимикача SA1.

При замкнутому вимикачі змінна мережна напруга 220 В через плавку вставку FU1, що обмежують струм конденсатор C3 і резистор R6 надходить на мостовий випрямляч VD1-VD4. Пульсації випрямленої напруги згладжують конденсатора С7, С8, що усуває мерехтіння світлодіодів EL1-EL48 з частотою 100 Гц і пригнічує сплески струму, що поточний через них, при включенні в мережу і під дією імпульсних перешкод. Надмірне зростання напруги на конденсаторах С7,С8 при обриві ланцюга світлодіодів запобігає варистору RU1.

Якщо в приміщенні, де встановлений світильник, тихо, конденсатор С10 розряджений, польовий транзистор VT1 закритий, біполярні транзистори VT2 і VT3 відкриті і частина струму, що віддається джерелом живлення, відгалужується від світлодіодів резистор R20. Світлодіоди працюють при струмі 6,5 мА, що різко збільшує термін їхньої служби. Такий режим корисний, наприклад, якщо світильник використовується як нічник і надто яскраве освітлення заважає відпочинку.

Коли хтось у приміщенні присутній і займається своїми справами, він мимоволі створює акустичний шум. Датчиком рівня шуму є електретний мікрофон ВМ1. На ОУ DA1 зібраний мікрофонний підсилювач, коефіцієнт посилення за напругою якого визначається відношенням опорів резисторів R8 та R3. З виходу ОУ напруга звукової частоти через розподільний конденсатор С6 і резистор R9 надходить на амплітудний детектор на діодах VD5 і VD7. Коли рівень шуму перевищить деяке значення, напруга на конденсаторі СЮ стане більшою за порогову напругу польового транзистора VT1. Він відкриється, а транзистори VT2 та VT3 закриються. Струм через резистор R20 припиниться, а через світлодіоди HL1 - HL48 збільшиться до 20 мА, вони світитимуть з максимальною яскравістю. Збільшення споживаного від мережі струму в порівнянні з режимом середньої яскравості не відбувається.

Слід зазначити, що тривалість світіння з підвищеною яскравістю після припинення звуку, що викликав перехід в цей режим, залежить в основному від постійного часу ланцюга C10R11 і ступеня перевищення випрямленої напруги шуму над пороговою напругою транзистора VT1. При пороговій напрузі близько 0,9 тривалість витримки після одиночної бавовни в долоні буде 6 ... 7 хв.

Резистор R10 усуває негативний вплив струму витоку конденсатора С6 на роботу ланцюга, що задає час. Завдяки тому, що транзистори VT1 і VT2 утворюють тригер Шмітта, зміна яскравості світіння світлодіодів відбувається стрибком і виключається частково відкритий стан транзистора VT3, що супроводжується розсіюванням на ньому великої потужності. Конденсатори С2 та С11 знижують чутливість пристрою до імпульсних перешкод.

Напруга живлення тригера Шмітта обмежена лише на рівні близько 10В стабилитроном VD8. Для вузла на ОУ DA1 воно знижено до 7,5 за допомогою стабілітрона VD6. Конденсатори С4, С5, С9, С13 – блокувальні в ланцюгах живлення.

При розімкнутому вимикачі SA1 в мережевий ланцюг включений резистор R5 великого опору, що обмежує струм світлодіодів. Напруга на стабілітроні VD6 знижена до 1, а між висновками бази і емітера транзистора VT2 - до 0,2 В, чого недостатньо для відкривання його і транзистора VT3. Тому струм через резистор R20 відсутня незалежно стану транзистора VT1. У цьому режимі яскравість світлодіодів і споживана світильником від мережі 220 В потужність значно знижена.

У конструкції можна застосувати резистори С1-4, С1-14, С2-23, МЛТ, РПМ або аналогічні імпортні відповідної потужності, а також резистори для поверхневого монтажу. В якості R6 і R12 бажано використовувати Р1-7-1 або імпортні розривні резистори. Оптимальний опір резистора R11 - 10...40 МОм. За відсутності резистора такого опору можна скласти з кількох меншого номіналу, з'єднавши їх послідовно. Для зменшення струму витоку, що сильно впливає на тривалість витримки, точка з'єднання діода VD7, конденсатора СЮ, резистора R11 і транзистора затвора VT1 повинна "висіти в повітрі".

Варистор FNR-10K241 можна замінити на FNR-14К221, FNR-20K221 та інші з класифікаційною напругою 200...250 В. Виміряти цю напругу у варистора невідомого типу можна приладом, описаним у моїй статті "Пристрій для перевірки ”, 2003, № 3, с.22).

Оксидні конденсатори – К50-68, К53-19 або імпортні. Конденсатор С3 - плівковий з номінальною змінною напругою 250...316 або постійним 630 В, наприклад, К73-17, К73-24 на 630 В. Конденсатори С6, С10 - керамічні багатошарові для поверхневого монтажу. Щоб збільшити тривалість витримки можна встановити конденсатор С10 ємністю до 47 мкф. Але слід враховувати, що для повної зарядки конденсатора більшої ємності знадобиться більш тривалий звуковий вплив. Інші конденсатори - керамічні К10-17, К10-50 або їх аналоги.

Маломощний діод Шоттки BAS140W можна замінити іншим аналогічним зі зворотною напругою не менше 20 В і, можливо, меншим граничним прямим струмом. На його місці можна спробувати і звичайні малопотужні германієві (Д18, ГД507А) або кремнієві діоди. Замість діода 1N914 підійде будь-хто з 1SS176S, 1N4148, КД521, КДЮ2А. Діоди 1N4006 можна замінити на 1 N4007, UF4006, UF4007, КД243Е, КД247Д, а стабілітрон BZV55C7V5 - на TZMC-7V5, КС175А, КС175Ж, 2С175А, 2. Замість стабілітрона КС175ЮА можна встановити 5С2ЮА, 5 N1. Транзистор КП5347Г замінюється будь-яким із серій КП504, КП501, КП504 або імпортним ZVN505, BSS2120. Бажано підібрати екземпляр із пороговою напругою не більше 88 В. Замість транзистора BF1 можна встановити BF422, MPSA459, 42N2, 6515N2, КТ6516АМ. Заміна транзистора BF940 – BF423, BF492, MPSA493, 92N2, 6518N2. Транзистори згаданих типів мають відмінності у розташуванні та призначенні висновків.

Мікрофон ВМ1 – будь-який малогабаритний електретний, наприклад, від мобільного телефону. Кнопковий вимикач SA1 – той, що раніше був встановлений у світильнику. Тип наявних у світильнику надяскравих світлодіодів білого кольору світіння невідомий - вони у прозорому корпусі та з широкою укороченою лінзою діаметром 5 мм. При необхідності ці світлодіоди можуть бути замінені, наприклад, ARL-5213UWC-35cd, ARL-5213UWC-25cd. Наявність плавки вставки FU1 суворо обов'язково.

Мережеве живлення світлодіодного світильника К48
Рис. 2

Усі деталі вузла розміщені у центральній частині корпусу світильника (рис. 2), де раніше знаходилися елементи живлення. Мікрофонний підсилювач та транзистори змонтовані навісним монтажем на невеликій платі Елементи для поверхневого монтажу (деякі конденсатори та резистори, а також діод Шотки VD5) встановлені на зворотній, невидимій стороні цієї плати. Для фіксації деталей у корпусі світильника застосовувалися клеї "Квінтол", прозорий поліуретановий "Момент кристал" та термоклей.

Починати переробку світильника слід змінити вихідного паралельного з'єднання його світлодіодів на послідовне. Для цього кожен другий за рахунком світлодіод випаюють з дугоподібної плати, на якій він встановлений, і впаюють назад, повернувши навколо поздовжньої осі на 180 ° і змінивши цим полярність. Друкарські провідники між світлодіодами перерізають у шаховому порядку.

Правильність увімкнення кожного світлодіода необхідно ретельно контролювати. Для цього можна використовувати джерело постійної напруги 12...18, по черзі підключаючи його через резистор 15...30 кОм до групи з декількох світлодіодів на кожній платі. Зверніть увагу, що світлодіод, включений в неправильній полярності, з великою ймовірністю буде пошкоджений при подачі на світильник напруги. А помилка в полярності кількох світлодіодів може призвести до виходу з експлуатації всього їх комплекту.

При налагодженні та експлуатації конструкції слід пам'ятати, що всі її елементи знаходяться під напругою змінного струму 220 В. Конденсатори С7, С8, С12 можуть зберігати заряд протягом декількох днів після відключення світильника від мережі.

Перевіряти працездатність виготовленого вузла управління доцільно, не підключаючи світильник до мережі, а за допомогою джерела постійної напруги 9, яке з дотриманням полярності подають на стабілітрон VD8. Опір резистора R1 підбирають таким, щоб напруга між виводами електретного мікрофона ВМ1 знаходилася в межах 3...3.5 Ст. Чим менше опір резистора R3, тим вище чутливість акустичного реле. Добіркою конденсатора СЮ та резистора R11 встановлюють бажану тривалість витримки.

Якщо перероблений світильник встановлений так, що його задня кришка притиснута до поверхні з поганою теплопровідністю (стеля, стіна), температура всередині корпусу світильника при конденсаторі С3 ємністю 0,68 мкФ та тривалій роботі може на 20...25 °С перевищити кімнатну. Щоб знизити перегрів, доцільно зменшити ємність цього конденсатора до 0,47 мкф, опір резистора R20 збільшити до 15 кОм, aR21 - до 1,8 кОм.

Для повного відключення світильника від сет можна встановити на його мережевий шнур додатковий клавішний вимикач.

Автор: А. Бутов

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

Шлягери від комп'ютера 13.10.2003

Іспанська фірма Polyphonic HMI створила комп'ютерну програму, яка, прослухавши мелодію нової естрадної пісні, миттєво визначає, які її шанси стати шлягером.

Для цього розробники програми проаналізували 300 тисяч пісень, враховуючи такі показники, як мелодика, гармонія, ритм, акорди, тональність, а потім у машину ввели дані про комерційний успіх кожної проаналізованої пісні – місце у хіт-парадах та кількість проданих дисків.

Вдалося виявити особливості, які забезпечують пісні успіх. Таку можливість вже використовують для відбору мелодій, призначених як звукове тло для реклами або звукових заставок для радіо- і телепередач.

Поки що програма не дозволяє синтезувати стовідсотковий шлягер без допомоги композитора, але, схоже, що за цим удосконаленням справа не стане.

Інші цікаві новини:

▪ Надтонкий та безшумний охолоджувач процесорів

▪ Найшвидший графічний процесор AMD

▪ Штучна матка

▪ Розкрито секрет комариного писку

▪ Атогодини, здатні виміряти часові параметри руху електронів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Інструмент електрика. Добірка статей

▪ стаття І ти, Брут! Крилатий вислів

▪ стаття Чому в одному з кадрів Проблем перекладу японську жінку можна вважати мертвою? Детальна відповідь

▪ стаття Лікар-нефролог. Посадова інструкція

▪ стаття Логоперіодична антена. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Трансвертер на 430 – 435 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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