Jak vyrobit výkonnou LED svítilnu.

Autor: Roman Lut
Zveřejněno 24.07.2013
Vytvořeno pomocí KotoRed.

Na internetu jsem našel jednoduchý obvod a rozhodl jsem se převést baterku na 1W LED:

Ukázalo se, že to není tak jednoduché, musel jsem si pohrát. Jednoduchost obvodu skrývá neefektivitu – s požadovanými 350 mA na LED se tranzistor příliš zahřívá. Oscilogram na základně vypadá takto:

Druhým problémem je, že generování je určeno transformátorem a pracovní cyklus je pevný – 50%. Při napájení dvěma AA bateriemi, jako v mém případě, kvůli ztrátám v diodě a rezistoru není možné zvýšit vstupní napětí

Na druhý pokus bylo nalezeno schéma:

U něj je situace v principu stejná, jen generační frekvence je již nastavena kondenzátorem a induktorem. Stále neexistuje způsob, jak upravit pracovní cyklus a zvýšit napětí, když jsou baterie vybité.

Problém přehřívání tranzistoru lze vyřešit přidáním spouště Schmitt na 2 tranzistory:

V tomto případě se impulsy založené na vypínači stanou meandrem a ohřev se zastaví.

Tento obvod je vcelku funkční, lze jej použít při napájení 3 AA bateriemi, stačí přidat obvod omezující proud, jako u úplně prvního obvodu.

Na „sypkém prášku“ jsem nenašel žádná další schémata. Samozřejmě existují specializované mikroobvody, ale existují abstraktně, někde tam, tisíce kilometrů daleko a minimálně dva týdny dodání, a víkend a krabice se starými deskami jsou velmi blízko :), takže hledání bylo pokračovalo používání obvodů boost up konvertorů. V důsledku toho byl nalezen tento úžasný obvod pulzního měniče 6->14V se stabilizací:

Jak ukázal test na prkénku, obvod pokračuje v činnosti, když vstupní napětí klesne na 1.5 V prakticky beze změn.

Obvod je Schmidtova spoušť, uzavřená sama o sobě se zpožděním na časovacím kondenzátoru. Doba trvání kladného impulsu, který otevírá výkonový tranzistor, je pevná a je nastavena časovacím kondenzátorem. Pracovní cyklus je regulován změnou frekvence opakování impulsů, to znamená změnou frekvence kmitání obvodu.

Pro omezení proudu na LED na 350mA můžete použít odporový senzor jako v úplně prvním obvodu. Ale odpor snímače bude muset být velký, a proto dojde ke ztrátě energie na jeho zahřátí. Ve skutečnosti je proud přes LED vysoce závislý na použitém napětí, a proto stačí omezit napětí na 3.6V.

Protože zde nebyla žádná zenerova dioda 2.9V a TL431 byla škoda, byl instalován řetězec diod D3-D7 pro omezení napětí na 3.3V, což odpovídá proudu ~300mA přes LED. Proud se mírně sníží, aby se šetřily baterie a omezilo se zahřívání samotné LED.

Obvod vykazoval vynikající výkon a verze byla sestavena pomocí SMD dílů:

Tranzistory Q1,Q2 – libovolný NPN, Q3 – libovolný PNP. Jako vypínač byl použit tranzistor MW882L v pouzdře SOT-89, připájený z grafické karty. Díky pulzům se strmými hranami na bázi se tranzistor nezahřívá:

Jeho datasheet jsem nenašel, ale teoreticky jde o nízkoodporový tranzistor pro výkonové měniče, podobně jako 2SC5706.

Přečtěte si více

Jak dezinfikovat zahradní záhon?

Tlumivka je připájena ze základní desky notebooku a vypadá asi takto:

Tlumivka byla rozebrána a převinuta tak tenkým drátem, kolik se do ní vešlo (ukázalo se 50uH, bylo to 6.8uH). Obvod bude pracovat s tlumivkami 20-100uH.

Rezistor R10 je zapájen pouze pro ladění (pro měření proudu LED). Ve finále se místo něj umístí skokan.

vložen do stávající svítilny po úpravě pomocí souboru:

Díky jednoduchému stabilizačnímu obvodu se při poklesu napájecího napětí sníží proud LED. Ve skutečnosti je to v tomto případě dokonce dobré, protože na vybitých bateriích není velkou prioritou jas, ale schopnost udržet záři co nejdéle, jakýsi „režim úspory baterie“ v případě silného vybití.

Napájecí napětí, V

Kdysi jsem objednal z Číny 5630 SMD LED na budoucího robota, který jsem montoval půl roku a teď mi dorazilo hodně diod, celá šachta a přebytek je potřeba někde použít :) Rozhodl jsem se sestavit podsvícení dveří u vchodu do domu. Když jsme začali experimentovat, ukázalo se, že můžete vyrobit dobré lucerny pro osvětlení na různých místech domu, a co je nejdůležitější, vše lze vyrobit z odpadových materiálů!

Prvním krokem je shromáždit potřebné materiály, konkrétně:

Základem těla svítilny je víčko od kefíru nebo mléka
LED diody SMD 5630 nebo 5730
Rezistory 3,3 – 12 Ohm (v závislosti na zdroji napájení)
Deska s plošnými spoji nebo deska s plošnými spoji
Dráty
Plexisklo – jako kryt pouzdra
3,7V baterie nebo 5V napájecí zdroj

V tomto článku jsem použil LED diody SMD 5630 s provozním napětím 3,3 V a proudem 150 miliampérů. Zdrojem energie je baterie mobilního telefonu s kapacitou 5000 MAh a napětím 3,8V. Při tomto napětí jsou potřeba rezistory 3,3 Ohm, ale při jejich absenci jsem musel použít 2,2 Ohm.

Když je baterie vybitá, její napětí klesá a obecně nepřesahuje 3,6 voltu, což je zcela v souladu s odporem 2,2 ohmů.

Malý kousek obvodové desky je vhodný pro připevnění LED a rezistorů.

Diody, odpory a silové vodiče připájeme podle schématu.

Diagram ukazuje hodnoty rezistorů pro 3,7 a 5 V. Pro jasnější záři můžete přidat další LED – 3, 4 nebo více, v závislosti na velikosti krytu pouzdra a požadovaném jasu.

Poté byste měli zkontrolovat funkčnost obvodu připojením napájení k odpovídajícím vodičům.

Nyní můžete desku upevnit v krytu pomocí horkého lepidla.

Protáhneme dráty bočním otvorem krytu a také je upevníme horkým lepidlem.

Nyní připevníme průhledný plexi kryt pomocí sekundového super lepidla.

Víko jsem vyřízl pomocí korunky 44 mm a šroubováku z plátu plexiskla.

Naneste lepidlo podél okrajů skla. Mohou to být tečky, nebo to může být plná čára.

Pevně zatlačte na tělo svítilny a držte jej několik sekund.

Kryt je na svém místě. Svítilna je téměř připravena.

Otvor ve středu lucerny, získaný vyvrtáním kruhu z plexiskla, lze uzavřít pomocí nábytkové zátky.

Přečtěte si více

Jaká je minimální teplota pro králíky?

Tělo svítilny je připraveno. Na přání můžete plexisklo přetřít brusným papírem, abyste získali matný povrch. Na fotografii níže je vlevo baterka s průhledným sklem a vpravo matná, získaná brusným papírem.