Доопрацювання світлодіодного ліхтаря. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

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

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

Коментарі до статті

У темний час доби кишеньковий ліхтар – незамінна річ. Однак наявні у продажу зразки на акумуляторній батареї із зарядкою від мережі викликають лише розчарування. Деякий час після покупки вони ще працюють, але потім гелева свинцево-кислотна акумуляторна батарея деградує і однієї її зарядки починає вистачати лише на кілька десятків хвилин світіння. А нерідко під час зарядки при увімкненому ліхтарі світлодіоди перегорають один за одним.

Звичайно, враховуючи невисоку ціну ліхтаря, можна щоразу купувати новий, але доцільніше один раз розібратися в причинах відмов, усунути їх у ліхтарі і забути про проблему на довгі роки.

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря
Рис. 1

Розглянемо детально показану на рис. 1 схему одного з ліхтарів, що вийшли з ладу, і визначимо її основні недоліки. Зліва від акумуляторної батареї GB1 тут розташований вузол, що відповідає за її зарядку. Струм зарядки заданий ємністю конденсатора С1. Резистор R1, встановлений паралельно конденсатору, розряджає його після відключення ліхтаря від мережі. Світлодіод HL1 червоного кольору світіння підключений через обмежувальний резистор R2 паралельно нижньому лівому діоду випрямного мосту VD1-VD4 у зворотній полярності. Струм через світлодіод протікає в ті напівперіоди напруги, в яких відкритий верхній лівий діод моста. Таким чином, свічення світлодіода HL1 свідчить лише про підключення ліхтаря до мережі, а не про зарядку, що йде. Він буде світитися навіть у разі відсутності або несправної акумуляторної батареї.

Споживаний ліхтарем від мережі струм обмежений ємнісним опором конденсатора С1 приблизно 60 мА. Оскільки його частина відгалужується у світлодіод HL1, струм зарядки батарей GB1 виходить близько 50 мА. Гнізда XS1 та XS2 призначені для вимірювання напруги батареї.

Резистор R3 обмежує струм розрядки батареї через з'єднані паралельно світлодіоди EL1-EL5, але його опір замало, і через світлодіоди тече струм, що перевищує номінальний. Яскравість від цього збільшується трохи, а швидкість деградації кристалів світлодіодів помітно зростає.

Тепер про причини перегорання світлодіодів. Як відомо, при зарядці старого акумулятора свинцевого, пластини якого сульфатировались, виникає додаткове падіння напруги на його підвищеному внутрішньому опорі. В результаті при зарядженні напруга на висновках такого акумулятора або їх батареї може в 1,5 ... 2 рази перевищити номінальну. Якщо в цей момент, не припиняючи зарядки, замкнути вимикач SA1, щоб перевірити яскравість світлодіодів, то підвищена напруга виявиться достатнім для значного перевищення поточним через них струмом допустимого значення. Світлодіоди по черзі вийдуть з ладу. В результаті до непридатної для подальшої експлуатації акумуляторної батареї додаються світлодіоди, що згоріли. Відремонтувати такий ліхтар неможливо – запасні батареї у продажу відсутні.

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря
Рис. 2

Пропонована схема доопрацювання ліхтаря показана на рис. 2 дозволяє усунути описані недоліки і виключити ймовірність виходу з ладу його елементів при будь-яких помилкових діях. Вона полягає в такій зміні схеми підключення світлодіодів до акумуляторної батареї, щоб її заряджання переривалася автоматично. Це забезпечується заміною вимикача SA1 на перемикач. Обмежувальний резистор R5 підібраний таким, що загальний струм через світлодіоди EL1-EL5 при напрузі батареї GB1 4,2 дорівнює 100 мА. Оскільки перемикач SA1 використаний трипозиційний, з'явилася можливість реалізувати економічний режим зниженої яскравості ліхтаря, додавши до нього резистор R4.

Індикатор на світлодіоді HL1 також перероблений. Послідовно з акумулятором увімкнено резистор R2. Напруга, що падає на ньому при протіканні струму зарядки, прикладена до світлодіоду HL1 і обмежувального резистори R3. Тепер відбувається індикація саме поточного через батарею GB1 струму заряджання, а не просто наявності напруги мережі.

Непридатна гелева батарея замінена складеною з трьох Ni-Cd акумуляторів ємністю 600 мА-год. Тривалість її повної зарядки - близько 16 год, причому зіпсувати батарею, не припинивши вчасно зарядку, неможливо, оскільки зарядний струм не перевищує безпечного значення, чисельно рівного 0,1 номінальної ємності акумулятора.

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря
Рис. 3

Замість згорілих встановлені світлодіоди HL-508H238WC діаметром 5 мм білого свічення номінальною яскравістю 8 кд при струмі 20 мА (максимальний струм – 100 мА) та вугіллі випромінювання 15°. На рис. 3 показано експериментальна залежність падіння напруги на такому світлодіоді від поточного через нього струму. Його значення 5 мА відповідає майже повністю розрядженій батареї GB1. Проте яскравість ліхтаря і в цьому випадку залишалася достатньою.

Перероблений за розглянутою схемою ліхтар успішно працює кілька років. Помітне зниження яскравості світіння відбувається лише за майже повної розрядки акумуляторної батареї. Це якраз і є сигналом про необхідність зарядити її. Як відомо, повна розрядка Ni-Cd акумуляторів перед заряджанням підвищує їх довговічність.

З недоліків розглянутого способу доопрацювання можна відзначити досить велику вартість батареї з трьох Ni-Cd акумуляторів та складність її розміщення в корпусі ліхтаря замість штатної свинцево-кислотної. Автору довелося розрізати зовнішню плівкову оболонку нової батареї, щоб більш компактно розмістити акумулятори, що її утворюють.

Тому при доопрацюванні ще одного ліхтаря із чотирма світлодіодами було вирішено використовувати лише один Ni-Cd акумулятор та драйвер світлодіодів на мікросхемі ZXLD381 у корпусі SOT23-3 diodes.com/datasheets/ZXLD381.pdf. Вона при вхідній напрузі 0,9...2,2 забезпечує світлодіоди струмом до 70 мА.

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря
Рис. 4

На рис. 4 показано схему живлення світлодіодів HL1-HL4 із застосуванням цієї мікросхеми. Графік типової залежності їх сумарного струму від індуктивності дроселя L1 наведено на рис. 5. При його індуктивності 2,2 мкГн (використаний дросель DLJ4018-2.2) на кожен із чотирьох паралельно з'єднаних світлодіодів EL1-EL4 припадає по 69/4=17,25 мА струму, що цілком достатньо для їх яскравого свічення.

Доопрацювання світлодіодного ліхтаря
Рис. 5

З інших навісних елементів до роботи мікросхеми як згладженого вихідного струму потрібні лише діод Шоттки VD1 і конденсатор С1. Цікаво, що на типовій схемі застосування мікросхеми ZXLD381 вказана ємність цього конденсатора 1 Ф. Вузол зарядки акумулятора G1 такий самий, як на рис. 2. Обмежувальні резистори R4 і R5, що є там же, тепер не потрібні, а перемикачу SA1 достатньо двох положень.

Зважаючи на малу кількість деталей, доробка ліхтаря була виконана навісним монтажем. Акумулятор G1 (Ni-Cd типорозміру АА ємністю 600 мАг) встановлений у відповідний тримач. Порівняно з ліхтарем, доопрацьованим за схемою рис. 2, яскравість вийшла суб'єктивно дещо меншою, але цілком достатньою.

Автор: С.Самойлов

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

Мавпи – вони як люди 17.09.2008

Всім відомо: хлопчики люблять грати з машинками, а дівчатка віддають перевагу лялькам.

Як показали біологи з Національного центру дослідження приматів в Атланті (США), самці та самки мавп розрізняються приблизно такими ж уподобаннями. Різні іграшки пропонували групі макак із 11 самців та 23 самок. В основному це були молоді особи віком від одного до чотирьох років, але брали участь також підлітки та дорослі мавпи.

Самці, як правило, віддавали перевагу іграшковим вантажівкам, візкам, автобусам, а самки охоче грали і з візками, і з плюшевими ляльками. Раніше подібний же результат дали досліди із зеленими мавпами.

Досі вважалося, що на вибір ігор впливають дорослі, купуючи різні набори іграшок хлопчикам та дівчаткам. Але, схоже, між статями є якісь глибоко закладені ще в наших тварин предків біологічні відмінності у пристрасті до різних іграшок.

Інші цікаві новини:

▪ Нова специфікація ATX від Intel

▪ Нове сімейство програмованих інтелектуальних ключів

▪ Лазерний теніс

▪ Кориця пом'якшує шкоду від жирної їжі

▪ Небезпеки для виноробства

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Історії з життя радіоаматорів. Добірка статей

▪ стаття Історія психології. Конспект лекцій

▪ стаття Який посол розіграв журналістів, повідомивши про бойове застосування ядерної зброї? Детальна відповідь

▪ стаття Робота на кабельних опорах. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Регулятор яскравості світильника. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Маорійські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

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