Как выбрать светодиод для фонарика?

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Замена светодиодов в фонарике

Имелся вот такой фонарик китайского производства. Питание 4,5 вольт (3 батареи типоразмера ААА) и 7 штук светодиодов синего цвета свечения. Переключатель в боковой крышке корпуса позволяет переключать режимы свечения — горит один светодиод, либо два, либо все семь. Яркость свечения даже всех светодиодов вместе оставляла желать лучшего, к тому же синий цвет их свечения — не самый удачный вариант для работы в условиях плохого освещения. Поэтому возникло желание исправить этот недостаток заменой светодиодов на более яркие и чтобы цвет свечения был белым.

Искать специально белые светодиоды долго не пришлось, так как под рукой оказался небольшой отрезок, оставшийся от светодиодной ленты на 24 вольта с несколькими светодиодными «модулями». Для проверки один такой модуль был выпаян с ленты. В своём составе он имел три отдельных светодиода, соединённых параллельно — три вывода с одной стороны — «+» питания и три с другой стороны — «-» (красные полоски со стороны плюсовых выводов обозначены маркером):

При проверке эти выводы (по три с каждой стороны) также были запараллелены и проверены на работоспособность при величине напряжения от 3,6 до 4,5 вольт. Во всём этом диапазоне питающих напряжений светодиодные модули с такой ленты оказались вполне работоспособны. С ленты было взято три таких модуля и к их выводам припаяны небольшие проволочные проводники:

Затем фонарик был разобран и печатная плата со светодиодами откручена от корпуса (крепилась двумя небольшими саморезами):

Перед выпайкой светодиодов из платы фонарик можно включить на всех его трёх режимах работы и пометить светодиоды, которые загораются в положениях переключателя «1-2-3». Затем именно на места этих светодиодов следует впаять три новых светодиодных модуля от светодиодной ленты. В моём случае распайка светодиодов фонарика была такой:

— (в положении переключателя «3» горят все светодиоды, а не только помеченные здесь цифрой «3»).

Таким образом понятно, что три новых светодиодных модуля следует впаивать на места бывших синих светодиодов соответственно «1» «2» и «3». Тут следует заметить, что было выбрано всего три новых модуля, а не семь, чтобы ограничить максимальный ток потребления фонарика. В любом случае в таком новом варианте фонарик будет светить значительно ярче прежнего (!). Перед пайкой модулей следует обязательно пометить на плате полярность выводов, для чего опять же можно включить фонарик и с помощью тестера определить плюсовые и минусовые контактные площадки с отверстиями под «ножки» светодиодов. В случае с этим фонариком плюсовой вывод питания оказался «общим», а минусовой коммутировался на разные светодиоды в соответствии с разными положениями переключателя. Затем плата была установлена на место и закреплена саморезами.

При этом вкладка-рефлектор из пластика с зеркальным напылением не ставился, так как особой пользы от его установки замечено не было. При использовании модулей от светодиодных лент другого типа и мощности, следует учитывать ток потребления одного модуля и силу его светоотдачи. И в соответствии с этим определить и использовать их необходимое количество. При меньшей мощности можно впаять и все семь штук.

Такой вариант фонарика даёт гораздо большую интенсивность освещения, к тому же нормального, белого цвета. Но следует иметь в виду, что ток потребления при включении всех трёх светодиодных модулей данного типа составляет порядка 0,6 А и мощности таких батареек, которые изначально предусмотрены конструкцией фонарика на долго не хватит. Поэтому очень желательно установить вместо батарей аккумуляторы подобного типоразмера и приобрести либо сделать для них зарядное устройство. Как уже указывалось выше, в таком варианте фонарик будет достаточно хорошо работать и от батарей (напряжение питания 3 х 1,5 = 4,5 вольт) и от аккумуляторов (3 х 1,2 = 3,6 вольт). Самый лучший вариант был бы, конечно, при использовании более мощного аккумулятора от сотового телефона с напряжением 3,6-3,7 вольт и ёмкостью побольше, но конструкция корпуса данного фонарика не позволяет, к сожалению разместить там такой аккумулятор. Специально для 2Схемы.ру — Андрей Барышев.

Читайте также:  Обжимные гильзы для соединения проводов

Блог Евгения Николаенко

Светодиодные фонарики своими руками

Как-то заказал с Китая SMD светодиоды 5630 для будущего робота, которого уже собираю пол года, и вот диодов пришло много, целая бухта, а излишки надо куда-то использовать 🙂 Решил собрать подсветку для двери на входе в дом. Начав экспериментировать, выяснилось, что можно изготовить неплохие фонарики для подсветки в различных местах дома, и что самое главное — все можно сделать из подручных материалов! 🙂

Первым делом потребуется собрать необходимые материалы, а именно:

Исходные материалы для светодиодного фонарика

  1. Крышка от кефира или молока — основа корпуса фонарика
  2. Светодиоды SMD 5630 или 5730
  3. Резисторы 3,3 — 12 Ом (зависит от источника питания)
  4. Монтажная или печатная плата
  5. Провода
  6. Оргстекло — в качестве крышки корпуса
  7. Аккумулятор 3,7 Вольт или источник питания 5 Вольт

В данной статье я использовал светодиоды SMD 5630 с рабочим напряжением 3,3 Вольта и током 150 миллиампер. Источник питания — аккумулятор от сотового телефона емкостью 5000 МАч и напряжением 3,8 Вольт. При таком напряжении нужны резисторы 3,3 Ома, но за неимением оных пришлось использовать 2,2 Ома.

Светодиоды SMD 5630 и резисторы

При разряде аккумулятора его напряжения падает и в целом не превышает 3,6 вольт, что вполне соответствует номиналам сопротивлений в 2,2 Ома.

Для крепления светодиодов и резисторов подходит небольшой кусочек монтажной платы.

Монтажная плата

Припаиваем диоды, резисторы и питающие провода согласно схеме.

Схема подключения светодиодов к источникам питания 3,7 и 5 Вольт

На схеме представлены номиналы резисторов для 3,7 и 5 Вольт. Для более яркого свечения можно добавить дополнительные светодиоды — 3, 4 и более штук, в зависимости от размера крышки-корпуса и требуемой яркости.

Диоды и резисторы припаяны на монтажную плату

После этого следует проверить работоспособность схемы, подав питание на соответствующие провода.

Проверка свечения светодиодов

Теперь можно зафиксировать плату в крышке при помощи термоклея.

Клеевый пистолет нагревается

Провода пропускаем через боковое отверстие крышки, также зафиксировав их при помощи термоклея.

Плата с диодами зафиксирована термоклеем

Теперь крепим прозрачную крышку из оргстекла при помощи секундного супер клея.

Корпус фонарика и секундный клей

Крышку я вырезал при помощи коронки 44 мм и шуруповерта из листа оргстекла.

Коронка 44 мм и лист оргстекла

Наносим клей по краям стекляшки. Можно точками, а можно и сплошной линией.

Капельки клея на оргстекле

Плотно прижимаем корпус фонарика и держим несколько секунд.

Корпус светодиодного фонарика

Крышка на месте. Фонарик почти готов.

Крышка фонарика установлена по месту

Отверстие в центре фонарика, полученное в результате высверливания круга из оргстекла, можно закрыть при помощи мебельной заглушки.

Мебельная заглушка

Корпус фонарика готов. При желании, можно затереть наждачной бумагой оргстекло для получения матовой поверхности. На фото ниже слева фонарик с прозрачным стеклом, а справа — с матовым, полученным при помощи наждачной бумаги.

Прозрачный и матовый светодиодные фонарики

Подключим оба фонарика к источнику питания.

Светодиодные фонарики в темноте

Вот так выглядит готовое изделие.

Светодиодные фонарики на столе

Яркости таких фонарей хватает чтобы осветить целую комнату.

Светодиодные фонарики светят очень ярко

Для примера — можно сделать подсветку на книжной полке.

Подсветка книжной полки светодиодными фонариками

Или на полке с одеждой в шкафу.

Подсветка полки в шкафу светодиодными фонариками

Ну и конечно же на любимой полке с инструментами

Подсветка на полке с инструментами

Даже в выключенном состоянии фонарик приятен глазу

Светодиодный фонарик в выключенном состоянии

Если выводить провода не с боку, а через верх, то можно встроить фонарик таким образом, что провода вовсе не будут видны.

САМОДЕЛЬНЫЙ ФОНАРИК НА СВЕТОДИОДЕ CREE

Во времена увлечения туризмом был приобретен фонарь Duracell c мощной криптоновой лампой на двух больших батарейках типоразмера D (в советском варианте тип 373). Светил отлично, но высаживал батарейки часа за 3-4.

Кроме того, дважды случилась неприятность – батарейки потекли и электролитом залило все внутри фонаря. Контакты окислились, покрылись ржавчиной и даже после чистки и установки новых элементов питания, фонарь уже не внушал доверия, а уж батарейки тем более. Выбросить было жалко, а не имение возможности использовать, натолкнуло на мысль переделать фонарь на модные сейчас литиевый аккумулятор и светодиод. С полгода в закромах лежал литиевый аккумулятор Sanyo 18650 емкостью 2600 мА/ч, у китайских товарищей выписал вот такой светодиод (якобы Cree XML T6 U2) с рабочим напряжением 3-3,6 В, током 0,3-3 А (опять же, якобы – мощностью 10 Вт), световым потоком 1000-1155 люмен, цветовой температурой 5500-6500 К и углом рассеивания 170 градусов.

Читайте также:  Светодиоды инфракрасные мощные для камер наблюдения

Поскольку опыт переделки фонарей на питание от литиевых аккумуляторов уже имелся (ссылка 1 и ссылка 2), то решил пойти тем же путем: применить хорошо зарекомендовавшую себя связку: АКБ 18650 и контроллер заряда TP4056. Оставалось решить одну проблему – какой драйвер использовать для светодиода? Простым токоограничивающим резистором тут не отделаешься – мощность светодиода пусть и не 10 Ватт, как утверждают китайские товарищи, но все же. Изучая материал по «драйверостроению для мощных светодиодов» набрел на очень интересную, и как оказалось, часто применяемую микросхему АМС7135. На основе данной микросхемы китайцы давно и удачно завалили планету своими фонарями). Принципиальная схема питания мощного светодиода на основе АМС7135.

Как видим, допускается питание в диапазоне 2,7. 6 В, а это довольно широкий спектр источников питания, в том числе и литиевые аккумуляторы. Задача чипа – ограничить ток, протекающий через светодиод на уровне 350 мА.
Согласно информации производителя чипа, конденсатор Со нужно использовать, если:

  • длина проводника между АМС7135 и светодиодом больше 3 см;
  • длина проводника между светодиодом и источником питания больше 10 см;
  • светодиод и микросхема не установлены на одной плате.

В реальности производители фонарей зачастую пренебрегаю этими условиями, и исключают конденсаторы из схемы. Но как показал эксперимент – напрасно, о чем несколько позже. К дополнительным преимуществам ИС типа АМС7135 можно отнести наличие встроенной защиты при обрыве, КЗ светодиода и диапазон рабочих температур -4О. 85°С. Подробно документацию на чип АМС7135 можно изучить тут.

Схема электрическая фонаря

Еще одной важной и крайне полезной особенностью данной микросхемы является то, что их можно устанавливать параллельно для увеличения тока, протекающего через светодиод. В результате родилась такая схема:

Исходя из нее, ток протекающий через светодиод, составит 1050 мА, что на мой взгляд, более чем достаточно для совсем не тактического, а хозяйственного фонаря. Далее приступил к монтажу все в единую систему. При помощи дремеля в корпусе фонаря удалил направляющие для батареек и контактные шины:

Так же дремелем убрал посадочное гнездо для криптоновой лампы и сформировал площадку для светодиода

Поскольку мощный светодиод во время работы выделяет много тепла, то для его рассеивания решил применить теплоотвод, снятый с материнской платы.

По задумке, светодиод, теплоотвод и головная часть фонаря с отражателем будут создавать одно целое и накручиваясь на корпус фонаря не должны ни за что цепляться. Для этого обрезал грани теплоотвода, просверлил отверстия для проводов и приклеил светодиод к теплоотводу термоклеем.

В Sprint-Layout набросал плату драйвера, вытравил, спаял и так же приклеил к теплоотводу.

Как можно видеть, на плате драйвера установлены конденсаторы 10 мкф на входе и два по 0,1 мкф. Так вот, без них ток через светодиод составлял 850 мА, после их установки – 1030 мА. Далее, через прокладку из тонкого стеклотекстолита, приклеил к радиатору контроллер зарядки литиевого аккумулятора TP4056.

Сначала хотел всю конструкцию приклеить к отражателю:

Но этого оказалось не достаточно и пришлось сформировать подиум.

Далее упаковка АКБ в корпус фонаря, пайка проводов к кнопке и контроллеру.

Такую компоновку выбрал по причине не желания ковырять в корпусе фонаря отверстие под зарядку – все-же фонарь водонепроницаемый. Минус конечно есть – провода перекручиваются при наворачивании конструкции на корпус фонаря, но я сделал их длину с запасом и изломов нет. В результате получился хороший фонарь на мощном светодиоде в водонепроницаемом корпусе. В качестве зарядки – зарядное от смартфона с током 1 А.

Время работы составляет порядка двух часов, далее яркость снижается, но и этого времени вполне достаточно чтоб освещать пространство очень ярким светом. Специально для сайта “Электрические схемы” – Кондратьев Николай, Г. Донецк.

Читайте также:  Как рассчитать падение напряжения на резисторе?

Виды светодиодов для LED фонарей

Одно дело, если Вам нужно изредка организовать дополнительную подсветку в подвале или кладовке и совсем другое — постоянное использование фонаря в экстремальных условиях дикой природы. В первом случае подойдет практически любой не брендированный фонарик: вполне можно положиться на собственную интуицию. Однако, если Вы планируете использовать прибор длительное время, старайтесь не приобретать самые дешевые варианты.

Если Ваша профессиональная деятельность или любимое увлечение связано с военными или поисковыми операциями, покупайте только фонари известных марок. Ничто не стоит так дорого как доброе имя: производители дорожат своим брендом и поддерживают его репутацию, постоянно внедряя в модели технические улучшения.

При выборе мобильного осветительного прибора нужно учитывать целых ряд различных факторов, например таких, как материал исполнения корпуса, источники питания, однако сердцем современного фонаря остаются светодиоды — полупроводники, которые способны излучать яркое оптическое свечение, если пропустить через них в прямом направлении электрический ток. Виды светодиодов и их характеристики — это то, что нужно поставить на первое место при выборе фонаря.

Трудно себе представить, что такое важное практическое изобретение как светодиоды долгое время использовалось только в качестве световой индикации. Первый светодиод был запатентирован в 1927 году Лосевым О.В., однако широкое практическое употребление длительное время было заморожено из-за слабого уровня развития полупроводниковых технологий. На данном этапе современные производители используют самые разные виды светодиодов для фонарей. Как же в них разобраться?

Тонкости выбора: современные виды светодиодов и их характеристики

В 95% в новых моделях фонарей применяются светодиоды Cree, которые выпускаются в разных сериях. За короткое время это предприимчивый производитель практически выжил с рынка всех конкурентов.

Главное отличие светодиодов привязано к максимальной яркости свечения и размерам. Из всего предлагаемого разнообразия отдельно стоит выделить следующие основные серии:

  • XP-E и XP-E2 имеют стандартные размеры 3,5х3,5 мм, рассчитаны на силу тока 1А и мощность 3,5Вт. Как правило, используются в брелочных и мелких моделях.
  • XP-G, XP-G2 при аналогичных размерах диода мощность составляет 4,9 Вт, сила тока — 1,5 А, яркость до 490 лм. Используют в мелких фонарях, как и предыдущую серию.
  • XM-L и XM-L2 при размерах 5х5 мм обеспечивают 10 Вт мощности, 3А тока и 1040 лм яркости. Такие диоды в количестве одного или нескольких штук применяются в средних и больших фонарях.

Светодиоды, которые дополнительно промаркированы цифрой 2, отличаются тем, что выдают яркость на 10-20% выше.

В последнее время популярность набирают также светодиоды Nichia 219, которые практически совершили прорыв. Они отличаются от фирмы Cree более качественной цветопередачей, которая приятна для глаза.

Важный световой параметр: бин яркости или световая температура

Виды светодиодов для фонарей имеют разную температуру свечения. Будьте внимательны: наиболее комфортный спектр свечения подбирается индивидуально, а у солидных производителей одна модель может выпускаться с различными вариантами светодиода разных оттенков.

Производители разделяют их на основные группы, которые достаточно просто различить, благодаря стандартной маркировке:

  • Warm White — теплые цвета. Такие светодиоды стоят дороже, так как дают меньшее искажение природных цветов.
  • Neutral White — нейтральные. Являются золотой серединой. Как и светодиоды с теплым спектром оптимально подходят для бытовых целей.
  • Cool White — холодные. Как правило, монтируются в более бюджетных моделях, несколько искажают натуральные цвета за счет синеватого оттенка, однако, по сравнению с теплыми, обеспечивают более высокую яркость. Используются в мощных тактических и поисковых фонарях.

LED драйверы: стабилизация тока

Во всех качественных моделях светодиод питается не напрямую от аккумуляторов, а через стабилизирующее устройство — драйвер. Помимо экономии заряда батареи, наличие этой комплектующей обеспечивает ряд таких важных дополнительных функций, как возможность ступенчатого регулирования яркости свечения, режим мигания, контроль температуры, разряда батареи, режимов эксплуатации.

Выбирая оптимальные виды светодиодов для фонарей, следует помнить, что, чем больше площадь светодиода, тем легче создать с его помощью широкий луч и наоборот. Чем больше люменов издает фонарь, тем ярче поток света и тем короче время работы элементов питания.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector