Выбор фонарей на рынке в наши дни огромен, но все же я считаю, что самый лучший и надежный фонарь — тот, который собран или доработан своими руками. Сборка фонаря — это увлекательно и вовсе не так сложно, как кажется на первый взгляд. Я хочу поделиться исчерпывающей инструкцией по изготовлению отличного не убиваемого фонаря, который верой и правдой прослужит десятки лет и может быть сколько угодно раз модернизирован в будущем. Помимо сборки, я научу, как «разгонять» мощность этого творения и заливать сторонние прошивки, а так же поделюсь рядом лайфхаков.
Что есть фонарь
Хоть современные фонари и стали чуть сложнее лампочки с батарейками, далеко от нее они все равно не ушли. Типичные составляющие типичного карманного фонаря на сегодняшний день такие:
- Источник питания — аккумуляторы, батарейки и все в этом роде
- Кнопка — отвечает за включение/отключение фонаря и смену режимов работы, если они есть. Кнопок может быть несколько, они могут быть силовыми — это зависит от конкретной реализации фонаря
- Драйвер — электронная схема, обеспечивающая передачу энергии от источника питания к источнику света. Может в зависимости от крутизны фонаря иметь дополнительные навороты типа контроля за температурой, встроенной зарядки для аккумулятора и т.п.
- Источник света — раньше были лампы накаливания, ксеноновые лампы, в наше время это в основном светодиоды
- Оптическая система — защитное стекло + рефлектор, TIR линза, обычная линза или целый объектив из них — служат для сбора света от источника света в луч
- Корпус — вместилище для всего вышеперечисленного
Собственно говоря, готовый фонарь отличается от т.н. хоста тем, что в фонаре уже установлены светодиод и вся электронная часть. Хост же представляет собой «полуфабрикат» фонаря, в котором обычно отсутствуют драйвер и светодиод, предоставляя тем самым возможность выбора будущему владельцу. Внешне хост практически не отличается от фонаря:
И лишь взгляд на переднюю часть выдает в нем «самозванца»:
Не трудно заметить, что источника света в нем нет, как нет и драйвера внутри, но все остальное — в наличии:
Слева направо: хвост с установленной кнопкой, корпус, головная часть, рефлектор, безель (или «корона») с защитным стеклом. На деталях присутствуют уплотнительные резинки, промазанные с завода силиконовой смазкой: корпус фонаря в собранном виде водонепроницаемый — проверено. В пакетике находятся дополнительные детали, которые идут вместе с хостом:
Это пара винтов для крепления светодиода к корпусу, пара пластиковых шайб для центровки рефлектора под разные размеры светодиодов (5050 и 3535) и пружина для драйвера (на случай, если на вашем драйвере ее не окажется).
В хвосте фонаря находится силовая кнопка:
Извлечь ее достаточно просто, нужно раскрутить прижимную шайбу. Обратите внимание, что резьба здесь левосторонняя, так что крутить нужно против часовой стрелки. Хвост в разобранном виде:
Слева направо: силиконовый толкатель кнопки, шайба, сама кнопка (OMTEN 1288), латунная прижимная шайба.
Центральная часть корпуса представляет собой просто трубку под аккумулятор 18650 и не особо интересна. В головной части находится отсек для драйвера. Драйвер по аналогии с кнопкой фиксируется с помощью латунного кольца, но здесь резьба правосторонняя:
Диаметр необходимого драйвера — 17мм. С противоположной стороны головной части находится площадка для установки светодиода:
В ней 4 отверстия — пара меньших имеет резьбу и, как вы догадываетесь, в них после установки светодиода вкручиваются комплектные винты, которые обеспечивают прижим подложки («звезды») светодиода к корпусу. Вторая пара отверстий имеет больший диаметр и предназначена для проводов питания светодиода. В данный фонарь требуется устанавливать светодиод на подложке диаметром 20мм.
Выбор драйвера и светодиода
Наиболее ответственная часть. От выбора этих двоих будет зависеть практически все: и время работы, и яркость, и дальность, и будет ли вообще фонарь в принципе работать. Для правильного выбора необходимо строго придерживаться определенных правил:
- Драйвер должен подходить по размерам к установочному месту в фонаре — как я уже упоминал ранее, в нашем случае это 17мм
- Подложка светодиода так же должна подходить по размерам — напоминаю, что у нас оно 20мм
- Сам светодиод должен подходить к рефлектору — в C8+ имеет диаметр отверстия 7мм, значит сюда влезут светодиоды не более 5050, а всякие XHP70.2 — мимо (но всегда можно применить напильник и расточить отверстие до нужных размеров). При этом еще следует помнить, что меньший по размерам светодиод с меньшей светоизлучающей поверхностью даст более узкий луч и наоборот, таким образом можно заменой светодиодов менять дальность одного и того же фонаря в широких пределах
- Светодиод так же должен подходить к типу рефлектора. На старых диодах типа XHP50, XHP70 есть видимые невооруженным глазом расстояния между кристаллами, при установке в гладкий (SMO) рефлектор эти светодиоды формируют некрасивый луч в виде бублика, поэтому их лучше ставить в мятый рефлектор (OP, «апельсиновая корка»). С более новыми XHP50.2 и 70.2 такой проблемы нет
- Напряжение аккумуляторов должно быть в диапазоне допустимых напряжений драйвера — в нашем случае 1 аккумулятор, так что драйвер должен уметь работать от 3.7В
- Выходное напряжение драйвера должно совпадать с напряжением работы светодиода. Нельзя ставить повышающий (boost) драйвер с выходом 12В в фонарь с 3В светодиодом, и наоборот
- Максимальный выходной ток драйвера не должен превышать максимальный допустимый ток светодиода. Найти последние можно в даташитах, но здесь есть хитрость: многие светодиоды выдерживают значительно более высокие токи, чем заявляют их производители, и их можно «разгонять», получая большую мощность. Именно этим мы и займемся чуть позже
- Корпус фонаря должен справляться с выделяемой мощностью, иначе светодиод сгорит или быстро деградирует. В фонари типа C8 не стоит ставить светодиоды мощнее 20Вт
По перечисленным правилам можно найти много сочетаний драйвер-диод, в последнее время появились как компактные boost драйверы на любое выходное напряжение, так и 3-вольтовые версии мощных светодиодов (те же XHP50.2). На мой взгляд оптимальным выбором для C8/C8+ является вот эта пара:
Светодиод: XP-L HI — в моем случае это нейтральный белый U6 5A. На медной 20-миллиметровой подложке. На мой взгляд это самый оптимальный выбор, за счет небольших размеров (3535) и отсутствия линзы он дает мощный луч, стоит недорого и продается повсеместно. Выдает в среднем 1000-1200 люмен, но легко разгоняется до 1500, а его холодную версию V6 2C можно разогнать аж до 2000 люмен.
Драйвер: Nanjg 105D или любой его клон. Это линейный драйвер, простой как 2 пальца, практически бессмертный, он как Nokia 3310 от мира драйверов. Он состоит из дешевых доступных компонентов, его схема примитивна, его очень легко починить, в каком бы он состоянии ни был. Меня однажды попросили посмотреть фонарик, внутрь которого попала вода и плескалась там пару недель. Так вот, в обнаруженной мною на месте драйвера куче черных окислов было трудно разглядеть сами компоненты, но он продолжал работать, как ни в чем не бывало, и после промывки спиртом и профилактической пропайки поехал дальше доживать свою вечность. Помимо ремонта эту штуку легко модифицировать под себя: в качестве микроконтроллера тут используется простой в освоении и прошивке Attiny13A, под который написано множество бесплатных открытых прошивок (в том числе и одна моя, расскажу о ней позже). Выходной ток можно широко регулировать удалением и добавлением стабилизаторов AMC7135, по-умолчанию их количество обычно варьируется от 4 (1400мА) до 8 (2800мА). В моем случае версия на 2800мА:
Резистор на 3кОм был добавлен мною, для более стабильной работы вот с этой светящейся кнопкой, которую я установлю чуть позже. Стандартная прошивка имеет 2 группы режимов: в первой группе статичные режимы (минимальный, средний, максимальный), во второй группе — они же + мигалки (стробоскоп, SOS). Переключение режимов осуществляется короткими полунажатиями кнопки питания, есть энергонезависимая память последнего режима. Переключение групп осуществляется через минимальный режим: после его включения спустя 1-2 секунды фонарь гаснет на долю секунды; для переключения группы необходимо в этот момент быстро нажать на кнопку питания — текущая группа режимов сменится на другую. Эта прошивка довольно простая и удобная, но я, как всегда, пошел своим путем и написал собственную.
Заливаем свою прошивку
О процессе прошивки микроконтроллера tiny13 я писал много раз, кому интересны подробности — можете почитать в моем предыдущем посте. Под драйверы фонарей на этом МК написано много открытых прошивок, среди них я не нашел ни одну удобную для себя, поэтому решил написать свою. Исходные коды и скомпилированные бинарники доступны у меня на гитхабе: версия для Nanjg 105D, версия для A17DD-L. Моя прошивка практически полностью копирует поведение стандартной прошивки драйвера и несет в себе пару полезных плюшек:
- Прошивка так же имеет 2 группы режимов, переключение которых осуществляется через минимальный режим — все как в стандартной
- В основной группе 4 режима яркости: минимальный, средний, максимальный и турбо. В исходниках прошивки предусмотрена возможность ограничивать время работы турбо-режима с помощью константы TURBO_TIMEOUT, задающей время работы в секундах. В готовых бинарниках для Nanjg данный таймер отключен, а для A17DD-L — наоборот включен
- Частота ШИМ — 9кГц, никаких мерцаний
- Во второй группе так же добавляются мигающие режимы, причем стробоскоп более «злой» (выше частота вспышек), так же помимо SOS имеется прерывистая «велосипедная» мигалка
- Каждый может при желании модифицировать режимы и группы в исходниках под свои нужды и собрать версию для себя. Всего в прошивку можно добавить до 16 групп по 16 режимов в каждой
- В прошивке предусмотрена возможность узнать текущий уровень заряда аккумулятора: при включенном фонаре нужно выполнить 16 (или больше) быстрых полунажатий на кнопку питания, тогда фонарь сделает серию от 4 до 1 вспышек (соответственно 100-75%, 75-50%, 50-25%, 25-0%). Считать нажатия не обязательно, фонарь сам погаснет и перестанет реагировать, когда наберется нужное их количество.
- При разряде аккумулятора до 2.9В прошивка начинает ступенчато сбрасывать яркость, но в отличие от родной прошивки в мигающий режим не переходит
- Память последнего режима, защита от случайного переключения — все в наличии
Для заливки прошивки необходимо скачать файл quasar.hex, если желаете иметь свои режимы или включить/отключить часть функционала — модифицируете файл quasar.c и компилируете свой собственный hex файл.
Прошиваем следующей командой:
avrdude -p t13 -c usbasp -u -Uflash:w:quasar.hex:a -Ulfuse:w:0x75:m -Uhfuse:w:0xFD:mВ моем случае в качестве программатора неизменно используется прошитая под него Arduino Nano. После прошивки потребуется подпаять драйвер к светодиоду, подать на него питание и проверить корректность работы, если все работает, как и должно — можно переходить к следующему этапу. Последние версии драйверов чаще всего идут с замкнутыми между собой 5 и 6 портами микроконтроллера. Если прошивка упорно не хочет заливаться — стоит взглянуть на плату драйвера и перерезать дорожку, если она имеется:
Разгоняем драйвер
Светодиод XP-L HI можно разгонять по току питания более, чем на 100% (6-7A), получая существенный прирост яркости. Но вместе с током очень сильно растет и тепловыделение. Корпус C8 слишком мал и имеет недостаточно хороший теплоотвод для такого экстрима, поэтому я ограничусь током в 4.2А. Для сборки разогнанного фонаря нам потребуется расширенный набор принадлежностей:
Помимо драйвера и диода нам понадобятся:
- Термопаста — чем выше теплопроводность — тем лучше, желательно не менее 8Вт/мК
- Паяльная паста
- Две пары отрезков проводов: 16-18 AWG и 20-22 AWG, первые будем использовать для подключения драйвера к светодиоду, вторые — для шунтирования пружин драйвера и кнопки
- 4 линейных стабилизатора AMC7135 — каждый добавляет по 350мА к выходному току. В результате, добавив к драйверу на 2800мА (8 стабилизаторов) еще 4, мы получим на выходе 4200мА
Первым делом шунтируем пружины:
Шедшая в комплекте с хостом пружина не нужна, так как у драйвера есть собственная. Заменяем тонкие стандартные выходные провода на более толстые:
Приступаем непосредственно к разгону. Фиксируем драйвер, берем AMC7135, пинцетом аккуратно загибаем ножки под 90 градусов, и накладываем на один из уже расположенных на плате:
Аккуратно спаиваем контакты, удобнее всего делать это с помощью паяльной пасты, нанося ее зубочисткой:
После каждого очередного запаянного стабилизатора желательно контролировать работоспособность драйвера, потому что эти стабилизаторы часто мрут при пайке. Долго греть их ни в коем случае нельзя, паять буквально в одно касание жалом. Шаг за шагом размещаем все 4 дополнительных стаба над имеющимися:
После пайки драйвер необходимо тщательно промыть щеткой в спирте или каком-нибудь растворителе, так как оставшиеся после пасты шарики припоя могут привести к замыканию.
При работе стабилизаторы греются, чтобы не допустить перегрев напаянных сверху стабов, наносим на них теплопроводный клей или герметик:
После высыхания клея драйвер готов к установке и использованию.
Собираем фонарь
На площадку для светодиода в голове фонаря наносим каплю терпомасты и аккуратно размазываем тонким слоем:
На контактные площадки на подложке светодиода наносим по капле припоя (удобнее использовать все ту же пасту):
Откручиваем фиксирующее кольцо для драйвера, вставляем его провода в отверстия:
Припаиваем провода к подложке, соблюдая полярность. Для этого может понадобиться довольно мощный паяльник с плоским жалом. На сам светодиод накидываем комплектную центровочную шайбу:
Вырезы на подложке светодиода не совпадают с отверстиями для его фиксации с помощью комплектных винтов, поэтому они остаются не у дел. Это не страшно, потому что при сборке рефлектор все равно прижмет подложку к корпусу фонаря с достаточной силой. Устанавливаем рефлектор и собираем голову:
Центровочная шайба оказалась немного шире светодиода, и его центровка несколько нарушена. Достичь идеальной центровки сложно, но можно. Еще проще напечатать идеально подходящую по размерам шайбу на 3D принтере, но этим мы займемся в другой раз. Так же заметно, что при сборке отломился уголок у покрытия светодиода — это не страшно.
Несколько советов по поводу обращения с оптикой:
- Избавиться от пыли можно с помощью продувки воздухом. Подойдет любая груша для фототехники
- Если некоторые частички пыли не сдуваются — их можно попробовать смыть струей дистиллированной воды, она не оставляет разводов
- Если отражающую поверхность рефлектора задели пальцем и испачкали — ни в коем случае не нужно пытаться оттереть отпечаток сухой тряпкой, это оставит царапины. Для очистки надеваем резиновую перчатку, наносим на нее моющее средство для посуды и аккуратно чистим загрязнение и промываем дистиллированной водой
Устанавливаем драйвер и зажимаем его кольцом:
Теперь настало время собрать фонарь и проверить его работоспособность. Берем амперметр и измеряем потребляемый ток в максимальном режиме:
Я намерил около 3.9А, что с учетом потерь на проводах вписывается в ожидаемые 4.2А. Режимы переключаются, кнопка светится — все работает, как надо
Последний штрих — наношу теплопроводный клей на видимую сторону драйвера, это даст более равномерное распределение тепла и дополнительную защиту от влаги в случае ее попадания в фонарь:
Опционально еще можно поменять силиконовую смазку на резьбах, например, на такую.
Итог
Вот так можно собрать своими руками хороший мощный фонарь, который будет работать долгие годы. По мере появления новых светодиодов этот фонарь можно апгрейдить бесконечное число раз, поддерживая его в актуальном состоянии.
P.S.
Сравнение старой версии C8 с драйвером на 2800мА и только что собранного C8+ на 4200мА:
Модульные светодиодные светильники стали популярным выбором для освещения благодаря своей гибкости, простоте установки и энергоэффективности. Эта инструкция поможет вам успешно собрать модульный светодиодный светильник, следуя пошаговому руководству.
Необходимые материалы:
* Модульные светодиодные панели от svetlovboxe (количество зависит от модели комплекта)
* Крепежные элементы (винты, пластиковые хомуты, подвесы)
* Провода (с подходящим сечением)
* Инструменты: отвертка, кусачки, перфоратор
* Руководство по эксплуатации (предоставленное производителем)
Процесс сборки:
1. Подготовка:
* Прочитайте руководство по эксплуатации, чтобы ознакомиться с особенностями модели.
* Убедитесь, что у вас есть все необходимые материалы и инструменты.
* Подготовьте рабочее место, обеспечив достаточное освещение и свободное пространство.
2. Сборка модулей:
* Соберите отдельные модули, следуя указаниям в руководстве по эксплуатации.
* Убедитесь, что все соединения надежны, а провода подключены правильно.
* Проверьте работу каждого модуля отдельно, включив его в розетку.
3. Соединение модулей:
* Соедините модули между собой, используя специальные коннекторы.
* Убедитесь, что все модули плотно прилегают друг к другу.
4. Подключение к сети:
* Подключите светильник к электросети, соблюдая полярность.
* Используйте подходящий выключатель и розетку.
* Проверьте работу светильника, включив его в розетку.
5. Монтаж:
* Установите светильники в выбранном месте.
* Используйте подходящие крепежные элементы и материалы.
* Убедитесь, что светильник надежно закреплен.
Дополнительные советы:
* Проверьте, что все провода имеют надлежащую изоляцию.
* Не перегружайте электрическую сеть.
* В случае неполадок обратитесь к квалифицированному специалисту.
Предупреждения:
* Работа с электричеством может быть опасна.
* Перед началом работы отключите питание.
* Соблюдайте правила техники безопасности.
Заключение:
Сборка модульных светодиодных светильников — это простой процесс, который может быть выполнен самостоятельно. Следуя этой инструкции, вы можете собрать функциональное и привлекательное освещение, которое будет радовать вас своим светом.
Инструкция по сборке электронного устройства
«Светодиодный фонарик»
Назначение и принцип действия
Набор «Светодиодный фонарик» предназначен для приобретения начальных навыков работы с паяльником и практического изучения принципов пайки печатных плат. Набор может использоваться в образовательных учреждениях для проведения занятий с детьми старше 12 лет врамках обучения основам пайки печатных плат. А также может применяться для самостоятельного изучения пайки в домашних условиях.
Набор представляет собой комплект электронных компонентов и плату, выполненную из фольгированного текстолита (показаны на иллюстрации №2). На нее монтируются (припаиваются) компоненты с помощью паяльника или паяльной станции. Плата полностью подготовлена для монтажа компонентов — на нее нанесена паяльная маска и защитный лак. Таким образом, после припаивания компонентов требуется только мойка и сушка собранного устройства, после чего оно готово к использованию.
В результате сборки получается электронное устройство, которое может использоваться как источник света малой мощности. Оно оснащено батарейным отсеком для установки элемента питания стандарта CR2032, тактовой кнопкой, движковым выключателем и светодиодом.
Движковый выключатель и тактовая кнопка предусмотрены для двух режимов работы фонаря: постоянное свечение и свечение по требованию.
Первый режим включается движком. При его переключении в положении ВКЛ светодиод включается и светится непрерывно. Положение выключателя ВЫКЛ соответствует выключенному светодиоду.
При выключенном первом режиме доступен второй режим работы, в котором светодиод включается нажатием на тактовую кнопку и отключается при ее отпускании.
Принципиальная электрическая схема показана на иллюстрации №1.
Иллюстрация №1
Состав набора
В состав набора входят (иллюстрация №2):
1. Светодиод………………………………………………………….1 шт.
2. Резистор номиналом 30 Ом………………………………..1 шт.
3. Тактовая кнопка…………………………………………………1 шт.
4. Батарейный отсек стандарта CR2032………………….1 шт.
5. Движковый выключатель…………………………………….1 шт.
6. Плата из фольгированного текстолита………………..1 шт.
7. Элемент питания CR2032…………………………………..1 шт.
Иллюстрация №2
Принципы и последовательность и сборки
Сборка устройства сводится к монтажу электронных компонентов на печатную плату. Монтаж выполняется путем припаивания контактов («ножек») компонентов к металлическим площадкам или отверстиям на плате. Разведенные на плате дорожки (скрыты под защитным покрытием) соединяют их между собой в соответствии с принципиальной схемой, показанной на иллюстрации №1. О методике припаивания контактов компонентов к печатной плате можно узнать из учебника «Эвольвектор», входящего в набор для изучения пайки печатных плат, либо в соответствующих уроках «Академии Эвольвектор» (адрес сайта http://academy.evolvector.ru).
Для того чтобы светодиодный фонарик был собран правильно и корректно работал, необходимо следовать нескольким важным принципам в процессе сборки.
1. Правильное расположение монтируемых компонентов. Для определения мест, куда припаиваются конкретные компоненты, на плате нанесена маркировка в виде условных графических изображений компонентов и цифро-буквенных обозначений. Например VD1 — это светодиод. R1 — это единственный в наборе резистор 30 Ом, SW1- тактовая кнопка, SA1 — движковый выключатель, а B1 -место для припаивания батарейного отсека. Соответствие компонентов их местам на плате показано на иллюстрации №4.
2. Соблюдение полярности при установке деталей на плату. Полярность — это когда на конкретный контакт компонента должно подаваться напряжение с конкретным знаком («+» или «-»). В данном наборе полярность имеют светодиод и батарейный отсек. Длинная ножка светодиода должна подключаться к «+», а короткая к «-». На плате полярность обычно промаркирована. Около положительного контакта указано обозначение + (пример — батарейный отсек). Если маркировки нет (как в случае со светодиодом), то легко определить «минус». Он соединен с общим полем фольги на плате, которое отделено от дорожек. И все контакты, которые соединяются с «минусом» источника питания, соединены через несколько перемычек с этим общим полем (иллюстрация №3). Для светодиода из набора это отверстие с квадратной окантовкой. Значит в него вставляется короткая ножка светодиода, а во второе отверстие скруглой окантовкой — длинная.
3. Последовательность сборки от компонентов малого размера к крупным компонентам. Для того чтобы сборка была максимально удобной, в первую очередь необходимо монтировать на плату самые маленькие компоненты. Затем припаиваются компоненты покрупнее. И в последнюю очередь монтируются самые большие. На иллюстрации №4 показана оптимальная последовательность сборки для светодиодного фонарика. Номера компонентов на иллюстрации определяют порядок их монтажа на плату.
4. Укорачивание ножек компонентов, установленных на плату методом сквозного монтажа. Многие из тех компонентов, которые предназначены для установки на плату сквозным методом, как правило, имеют длину контактов с большим запасом. И после монтажа на стандартную плату из текстолита ножки сильно выступают за пределы платы (такое будет с резистором и светодиодом). Поэтому для удобства дальнейшей мойки и эксплуатации платы избыточно выступающие ножки необходимо укоротить (откусить лишнее) с помощью кусачек. В результате устройство приобретет вид, представленный на иллюстрации №5.
5. Мойка и сушка готового устройства. После завершения монтажа компонентов на плату в целях исключения коррозии металлических элементов устройства его необходимо тщательно промыть. Если для пайки применялся водорастворимый флюс, то плата промывается проточной водой. Если использовался не водорастворимый флюс, то промывка выполняется растворителем, который подходит для этого флюса. После промывки выполняется сушка.
6. Установка элемента питания. Для приведения фонарика в рабочее состояние остается только в высушенноеустройство установить элемент питания (иллюстрация №6) и пользоваться готовым устройством (иллюстрация №7).
Иллюстрация №3
Иллюстрация №4
Иллюстрация №5
Иллюстрация №6
Иллюстрация №7
Набор для пайки ЭВН20.01 «Светодиодный фонарик» разработан и произведен ООО «Эвольвектор». Адрес производства: Московская область, г. Наро-Фоминск, ул. Московская, д.15.
По вопросам технической поддержки, а также с замечаниями и предложениями можно обращаться по элекронной почте help@evolvector.ru или по телефону +7 (499) 391-01-05
Данную инструкцию, а также инструкции для других наборов и конструкторов «Эвольвектор» при необходимости можно скачать в электронном виде с сайта «Академия Эвольвектор» http://academy.evolvector.ru
Ссылка на скачивание этой инструкции в формате PDF https://academy.evolvector.ru/baza/paika/paika-fonarik.pdf
Написать отзыв
Ваше Имя:
Ваш отзыв:
Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст.
Оценка: Плохо
Хорошо
Введите код, указанный на картинке:
Инструкция по сборке светильника
Светодиодные фонари считаются
одним из наиболее удачных вариантов, демонстрирующих высокую работоспособность,
эффективность, обладающих длительным ресурсом. Единственным недостатком таких
светильников является довольно высокая цена. Кроме того, рынок наводнен
изделиями неизвестных производителей, которые работают максимум неделю. Однако, вполне возможно собрать светодиодный фонарь своими
руками, и подобных конструкций достаточно много. Рассмотрим порядок
изготовления внимательнее.
Основные составляющие
Конструкция светодиодного фонарика будет состоять из одних и тех же узлов вне зависимости, самодельный он, или изготовлен на фабрике. Важным требованием для него станет мобильность, т.е. это должен быть аккумуляторный фонарь с зарядкой от сети 220 В (самый простой и доступный вариант), или от USB компьютера, ноутбука. Этот способ позволяет подзарядить светодиодный прибор в полевых условиях, что весьма важно в походе.
Основные узлы и детали такого
устройства:
- мощный
светодиод или матрица; - радиатор для отвода тепла;
- аккумулятор;
- модуль зарядки;
- отражатель с линзой;
- корпус.
Большинство деталей изготовить своими руками невозможно. Обычно используют готовые узлы, приобретенные специально для такого случая или взятые из сломанных устройств. Единственный вариант, допускающий творческий подход — корпус фонарика, так как сделать его можно из различных деталей-доноров.
Принцип работы устройства
Светодиодный фонарик работает на обычном для подобных устройств принципе:
- аккумулятор заряжается от обычной сети 220 В;
- как вариант, можно использовать специальный
микромодуль зарядки от разъема USB ноутбука или компьютера; - питание подается на светодиоды с помощью кнопки
«откл/вкл»; - для обеспечения нормального режима подачи
используется токоограничивающий резистор номиналом 3 Ом; - светодиодная матрица получает необходимое
напряжение и начинает излучать свет.
Вариант с использованием микромодуля зарядки представляется более удачным. Устройство выполняет функции контроллера заряда и не допускает избыточного накопления энергии. Кроме того, размеры этого модуля позволяют установить его в маленький корпус, что важно при изготовлении компактных устройств. Наличие разъема микро USB позволяет использовать отдельный шнур, который вставляется только на время зарядки.
Внимание! Стандартные светодиодные фонари питаются от аккумуляторов 12 вольт, что увеличивает срок зарядки и требует наличия сети 220 В. Вариант, который предлагается сделать своими руками, позволяет использовать аккумулятор от смартфона или мобильного телефона, а зарядить его можно в полевых условиях от гнезда USB ноутбука.
Необходимые детали
Для сборки светодиодного фонаря своими руками понадобятся:
- корпус будет изготовлен из пластикового шприца
емкостью 20 мл; - трехваттный светодиод с напряжением питания 3,4
В; - рассеивающая линза;
- кнопка выключения (микро);
- токоограничительный резистор на 3 Ом мощностью
0,25 Вт; - для зарядки аккумулятора будет использован
микромодуль ТР4056; - алюминиевая пластинка для изготовления
радиатора; - соединительные провода (медные);
- аккумулятор на 3,7 В;
- двусторонний скотч;
- суперклей, клеевой пистолет, эпоксидный компаунд
или состав «жидкие гвозди».
Вместо пластикового шприца можно использовать любую трубку из диэлектрического материала тог же диаметра.
Список инструментов:
- паяльник с припоем;
- ножницы;
- острый нож или устройство для снятия изоляции;
- бормашина;
- набор надфилей, напильник;
- зажигалка, строительный фен.
Могут потребоваться и другие
инструменты, доступные пользователю и позволяющие выполнить некоторые операции
с более удачным результатом.
Собираем мощный светодиодный фонарик
Рассмотрим порядок сборки светодиодного фонаря своими руками. Для удобства процесс будет отображен поэтапно.
Подготовка светодиода с линзами
На алюминиевой пластинке отмечается диаметр колпака с рассеивающей линзой. На получившейся окружности отмечаются посадочные гнезда и прочие элементы радиатора. Затем по разметке вырезают и надфилем подгоняют по размеру теплоотвод для имеющегося светодиода. Затем с колпачка временно удаляют рассеивающую линзу и приклеивают радиатор с тыльной стороны. Для этого подойдет суперклей или иной быстросхватывающийся состав. Необходимо контролировать процесс склейки и обеспечить соосность всех отверстий на колпачке и алюминиевом теплоотвод
Залудить контакты ЛЕД элемента и припаять к ним соединительные провода. Их длина должна быть около 150 мм каждый, чтобы с гарантией превысить размер корпуса от шприца. Места пайки закрыть термоусадочной трубкой, которую нагреть феном или зажигалкой (что опасно, так как можно по неопытности перегреть светодиод). После этого светильник вставляют в колпачок и выводят провода наружу.
Обработка корпуса фонарика из шприца
От шприца понадобится только прозрачная трубка, емкость для набора препаратов. Поршень с рукояткой не нужен, его убирают сразу. Также с помощью острого ножа следует срезать подыгольный конус. В оставшейся части торцевой пластинки делают отверстия под контакты светодиода. Колпак приклеивают к корпусу, предварительно выведя внутрь оба соединительных провода. Наклеить его можно на любой состав, эпоксидку или «жидкие гвозди».
Важно! Главным условием станет хорошая адгезия к пластику шприца, иначе колпачок фонарика может отвалиться в самый неподходящий момент.
Подключение микромодуля зарядки и аккумулятора
Литиевый цилиндрический аккумулятор по диаметру подходит для установки внутрь корпуса. Устанавливают клеммы с соединительными проводами и вставляют устройство в корпус так, чтобы они оказались в передней части. Все провода — от светодиода и от аккумулятора — выводят наружу по боковой стенке источника питания.
Трубка свободно вмещает батарею, но для установки модуля подзарядки места уже не хватит. Проблема решается просто — плата микромодуля надрезается ножом и аккуратно ломается пополам. Половинки соединяют с помощью двустороннего скотча, а контакты соединяют пайкой с медным проводом. Процедура достаточно тонкая и деликатная, не допускающая неаккуратности. Важно не разрушить элементы схемы, надрезая плату перед тем, как ее сломать.
Окончательная сборка
На плату модуля припаивают токоограничительный резистор, соединение сразу же изолируют термоусадочной трубкой. Вторую ножку паяют на кнопку включения фонаря. Три провода, выходящие из корпуса, припаиваются к плате модуля согласно схеме подключения. Четвертый подсоединяют к кнопке. На этом сборка электрической части считается завершенной. Перед тем, как завершить процедуру, надо проверить работоспособность кнопки и всего устройства. Если фонарь работает нормально, плату микромодуля вставляют внутрь так, чтобы гнездо USB оставалось снаружи. Кнопка также должна находиться в прямом доступе.
Торец трубки со стороны гнезда закрывают с помощью термоклея, что дает герметичность всей конструкции. С лицевой стороны вклеивают рассеивающие линзы. Теперь можно установить светодиодный фонарь заряжаться от USB компьютера или ноутбука. Через некоторое время индикаторный светодиод на плате микромодуля даст знать о ее завершении. Теперь фонарь можно использовать по прямому назначению. Пользователи утверждают, что одной зарядки хватает на 10 часов работы, что нереально для традиционной лампы накаливания.
Основные выводы
Для создания своими руками светодиодного фонаря понадобится приготовить набор элементов, из которых основными являются:
- аккумулятор на 3,7 В;
- микромодуль зарядки;
- колпачок с линзой и светодиод.
Порядок сборки не представляет
существенной сложности. Понадобится хотя бы начальный навык владения паяльником
и прочими инструментами. В результате получается вполне качественный и
эффективный светодиодный фонарик. Свои уточнения и варианты излагайте в
комментариях.