Сегодня светодиоды окружают нас повсюду. Их важнейшее преимущество перед лампами накаливания — экономность, которая так важна для работы фонаря с автономным питанием. Конечно, светодиодный фонарик может приобрести практически любой. Однако сделанный своими руками — самый лучший, надежный и практичный. Выбирайте один из трех вариантов и наслаждайтесь творчеством.
Маленький светодиодный фонарик
Этот миниатюрный фонарик построен всего на 3-х компонентах, не считая светодиодов. Светодиодный фонарь создан как пример применения чрезвычайно интересной микросхемы Prema PR4402. Эта миниатюрная система, выполненная в корпусе СОТ-23, по сути, представляет собой высокоэффективный источник импульсного тока, предназначенный для питания светодиодов. Для корректной работы микросхемы требуется лишь применение дросселя, индуктивность которого определяет максимальный выходной ток (на схеме это L1). Зависимость выходного тока от индуктивности дросселя L1 представлена в таблице.
В настоящее время имеется две разновидности микросхем: PR4401 с током 20 мА и PR4402 с током 40 мА. Минимальное напряжение питания, при котором микросхема стабилизирует ток, составляет всего 0,9 В! Первоначально они предназначались для питания белых светодиодов, например, для подсветки ЖК-дисплеев.
Принципиальная схема миниатюрного фонарика представлена на рисунке. Фонарик состоит всего из нескольких элементов, и его конструкция не должна вызвать затруднений даже у новичков в электронике, несмотря на использование элементов SMD сборки. Сборка печатной платы представлена на рисунке ниже.
Сначала следует припаять микросхему, дроссель и резистор, затем бокс для батарейки, выключатель и, наконец, светодиоды. Правильно собранная система сразу готова к работе.
Список элементов:
- С1 — 1…4,7 мкФ;
- U1 — PR4402;
- LED1…3 — белые светодиоды 5 мм/Если=40 мА;
- L1 — дроссель 10 мкГн или см. таблицу 1;
- отсек для батареек АА;
- выключатель.
Миниатюрный самодельный фонарик на светодиодах
Этот маленький самодельный фонарик с низким энергопотреблением также работает от одной батарейки типа АА. При этом в его схеме нет специальной микросхемы, и это делает конструкцию более доступной для повторения своими руками.
Описание схемы поделки
Принципиальная схема самодельного фонарика на светодиодах представлена на рисунке. Устройство полностью собрано на дискретных элементах. При включении питания транзистор Т1 блокируется, и ток базы протекает через катушку L2, что приводит к постепенному открытию транзистора. Открытый транзистор замыкает выход катушки на землю (через коллектор-эмиттер), и напряжение на коллекторе падает до минимального значения.
Ток базы поддерживается в течение короткого времени за счет энергии, запасенной в L2 и C2. Транзистор вновь открывается, импульс самоиндукции с катушки L1 проходит через диод D1 и заряжает конденсатор С3, от которого питаются светодиоды. Цепь катушка L2 – конденсатор C2 накапливает энергию, снова протекает ток базы – цикл замыкается.
На картинке представлены осциллограммы напряжения на коллекторе (верхняя) и базе (нижняя) транзистора. Хорошо видно, что импульсы на коллекторе крутые, что означает малое время переключения. Это необходимо для создания в катушке напряжения самоиндукции, которое тем выше, чем быстрее изменяется ток в ней.
Номиналы элементов были выбраны для достижения максимально возможного КПД при оптимальном использовании диодов. Роль резистора R1 заключается в ограничении тока базы.
Схема исправно работает даже при низких напряжениях питания — 0,7 В (напряжение на переходе база-эмиттер, при котором открывается транзистор) достаточно для возникновения колебаний. Это позволяет маленькому фонарику работать с сильно разряженной батареей, при снижении яркости свечения светодиодов.
Перечень элементов схемы:
- R1 — 1 кОм / 0,25 Вт;
- C1 — 100 nF;
- C2 — 2,2 nF;
- C3 — 100 mF/16 V;
- L1,L2 — 470 мкГн;
- D1 — BAT85;
- T1 — BC337;
- LED1, LED2 — светодиоды;
- отсек для элемента АА.
Сборка устройства
Вся схема собрана на односторонней печатной плате размерами 57×15 мм — это размеры отсека для батарейки типа АА. Сборка устройства представлена на рисунке ниже. Все элементы навесные и устанавливаются традиционным способом. Дроссель L1 должен иметь как можно меньшее активное сопротивление обмотки. Используемые в рассматриваемом примере светодиоды имеют маркировку LED F5 WW и характеризуются следующими параметрами:
- номинальный ток — 20 мА,
- яркость — 18 кд,
- цвет освещения — белый, теплый,
- угол освещения — 15°.
Установка двух диодов на определенном расстоянии (около 35 мм) друг от друга означает, что свет не фокусируется в одной точке – как это было бы в случае с одним диодом. Правильно собранная система не требует наладки и сразу готова к работе.
Необходимо позаботиться о том, чтобы оба светодиода работали правильно, поскольку в этой схеме нет петли отрицательной обратной связи для управления выходным напряжением. Отключение нагрузки приведет к увеличению напряжения, что может привести к повреждению компонентов.
Для защиты электроники от влаги и механических повреждений стоит поместить устройство в специальный корпус. Например, это может быть отрезок трубы из прозрачного поликарбоната, внутренним диаметром примерно 30 мм, закрытой с двух сторон пластиковыми заглушками. Изготовленный таким образом корпус будет хорошо пропускать свет от диодов, одновременно защищая электронику от влаги.
Аккумуляторный LED-фонарик на 18650
Фонарик на светодиодах с аккумулятором 18650, по определению, может заряжаться. Более того, будучи собранным из бросовых материалов, он обеспечивает достаточно высокую яркость и даст фору многим заводским моделям.
Как работает самоделка
В нашем случае мощный светодиод на 3 Вт\3,4 В подключен к аккумулятору через резистор сопротивлением 3 Ом\0,25 Вт. При этом фонарь способен работать до 10 часов. Для зарядки аккумулятора используется микромодуль типа TP4056 с разъемом микро USB. Специальный микромодуль защищает аккумулятор от перезарядки и обеспечивает его заряд от стандартного USB разъема (сетевого или автомобильного адаптера, компьютера).
Сборка фонарика
Кроме вышеупомянутых компонентов нам потребуются:
- корпус от шприца на 20 мл;
- линзы с ободком от фонарика;
- аккумулятор 18650 на 3,6 В
- микровыключатель;
- алюминиевая пластина в качестве теплоотвода;
- кусок медного провода;
- клей или эпоксидка.
Линзу с ободком прикладываем к алюминиевой пластинке и обводим маркером. По разметке вырезаем, например, лобзиком фигурную деталь, как на фото, которая будет служить теплоотводом для мощного светодиода.
Теперь наклеиваем теплоотвод на заднюю сторону корпуса для линз.
К клеммам светодиода паяем провода, закрываем места пайки термоусадочной трубкой и прогреваем ее. Вставляем светодиод в корпус для линз.
Провода от светодиода выводим через прямоугольные пазы.
Теперь срезаем носик шприца пистолетным ножом. Здесь же готовим пару отверстий для проводов, как на фото.
Продеваем провода светодиода через проделанные отверстия и наклеиваем корпус для линз на торец шприца.
Устанавливаем на аккумулятор клеммы с контактами и помещаем его внутрь корпуса.
Модуль зарядки придется доработать, так как он не входит в трубку шприца. Надрезаем плату в середине с помощью пистолетного ножа и разламываем ее на две половинки по линии надреза. Скрепляем две части платы вместе с помощью двустороннего скотча таким образом, чтобы срезанные торцы были на одной стороне.
Восстанавливаем с помощью перемычек нарушенные печатные проводники. Работаем паяльником и припоем.
Подпаиваем ограничительный резистор к плате, второй вывод резистора паяем к выключателю. Вновь используем термоусадочную трубку для изоляции открытых проводников.
Три оставшиеся цепи подключаем к микромодулю в соответствии с его инструкцией по монтажу. Микровыключатель подпаиваем в последнюю очередь. Контролируем включение светодиода.
Вставляем микромодуль и кнопку в корпус фонарика. При этом разъем микро USB и кнопка должны выступать наружу. Теперь берем клеевой пистолет и заливаем начинку фонаря горячим клеем, надежно ее фиксируя.
Возвращаем линзы на штатное место.
Подключаем LED фонарик с помощью шнура к разъему USB одного из перечисленных выше устройств и дожидаемся полной зарядки аккумулятора. Остались вопросы? Тогда смотрите видео.
(1 оценили на 1,00 из 5) 
Loading...
