Ładowalna latarka LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

 Komentarze do artykułu

Diody LED znacznie przewyższają żarówki pod względem zużycia energii. Stały się tak popularne, że nie można już znaleźć na rynku latarek z żarówkami.

Zastosowane w latarkach żarówki 2,5V, 3,5V, 6,3V i 8V będą wymagały zasilaczy o dużej mocy. Większość z nich wykorzystuje ogniwa galwaniczne o rozmiarze 373 (D) - o średnicy 34,2 i wysokości 61,5 mm. Ilość elementów uzależniona jest od mocy latarki. Często są to dwa, trzy, cztery i sześć elementów.

Najbardziej masywne są ogniwa manganowo-cynkowe z elektrolitem solnym lub zasadowym, nazywane są też alkalicznymi - pochodna angielskiego słowa alkaliczne - „alkali”. Pojemność elektryczna baterii alkalicznej wynosi około 1700 - 3000 mA·h. Pod względem pojemności przodują baterie alkaliczne w porównaniu do baterii solnych, których pojemność elektryczna jest mniejsza i wynosi 550 - 1100 mA·h. Pod koniec napięcia linii bezpieczeństwa i wydajności źródeł prądowych, w wyniku samorozładowania, zmniejsza się o 15 - 30% dla soli i 10% dla alkaliów. Pojemność pierwiastków manganowo-cynkowych również wyraźnie spada wraz ze spadkiem temperatury. W temperaturze -40˚С czas pracy elementów wynosi około 5 - 10% czasu pracy w temperaturze +20˚С. Ogniwa alkaliczne mają znacznie wyższą charakterystykę pojemnościową podczas pracy w obszarze ujemnych temperatur. W ogniwach solnych w końcowych fazach rozładowania i na jego końcu można zaobserwować wyciek elektrolitu, co prowadzi do uszkodzenia produktu. Ale im wyższa wydajność akumulatorów, tym wyższy ich koszt. Jednak codzienna praktyka pokazuje, że cena nie zawsze może odpowiadać deklarowanym właściwościom i jakości [1,2].

Ogniwo galwaniczne zaliczane jest do pierwotnych źródeł prądu, które zamieniają energię chemiczną substancji czynnych bezpośrednio na energię elektryczną. Niestety pierwotne źródła prądu pozwalają tylko na jednorazowe użycie materiałów aktywnych.

Możesz rozszerzyć ich linie serwisowe o ogniwa galwaniczne, jeśli zamiast żarówki zastosujesz diodę LED (LED) - rys. 1. W tym celu należy go przylutować do podstawy E10 z żarówki - rys. 2. Aby jednak znacznie więcej zaoszczędzić na ogniwach galwanicznych, zostaną one zastąpione tzw. wtórnym źródłem prądu - baterią. Charakterystyczną cechą akumulatorów jest to, że można je wielokrotnie ładować i rozładowywać.

Ryż. 1. Biała dioda LED o średnicy soczewki 8 mm i wysokości 7 mm, 70 mA

Ryż. 2. Gniazdo żarówki latarki E10

Podstawa żarówki składa się z tulejki - styku gwintowanego, izolatora oraz spodu - styku środkowego. W latarkach z reguły styk gwintowany żarówki jest podłączony do bieguna ujemnego źródła zasilania, a styk centralny do bieguna dodatniego (chociaż polaryzacja nie jest istotna dla żarówki elektrycznej, to dobrze sprawdza się przy zmiennym Napięcie). Kolejna sprawa to dioda. Ma biegun dodatni – anodę i ujemny – katodę (rys. 3). Dlatego montują go w podstawie anodą do dołu, a katodą do tulei - rys. 4. W takim przypadku zostanie podłączony do akumulatorów zgodnie z polaryzacją. Moc diod LED oraz ich ilość dobierane są w zależności od pojemności źródła zasilania oraz niezbędnych potrzeb eksploatacyjnych (poziom jasności, czas pracy). Należy zauważyć, że gdy chemiczne źródła prądu są połączone szeregowo, ich pojemności nie sumują się.

Ryż. 3. Oznaczenie diody na schemacie, pinout

Ryż. 4. Żarówka LED

Odbłyśnik latarki ma kształt ściętej paraboloidy. Aby utworzyć równomierny strumień świetlny, konieczne jest, aby element emitujący światło znajdował się w ognisku paraboloidy. Aby to zrobić, eksperymentalnie znajdź położenie diody LED względem podstawy.

Wykonując żarówkę na trzech lub czterech diodach LED, soczewki w pobliżu wyjścia anodowego należy zeszlifować pilnikiem. Wzdłuż linii wyjściowej tworzona jest ściana o bokach ustawionych pod kątem odpowiednio 120˚ lub 90˚. Noga anodowa na jednej diodzie jest lewa. W pozostałej części są skracane do 5 mm. Następnie są one sklejane dichloroetanem lub klejem Secunda 505. Następnie anody są lutowane i izolowane rurką PVC lub termokurczliwą. Następnie przewód anodowy jest wkręcany w styk dolnej części podstawy i lutowany. Wyprowadzenia katody są przylutowane do gwintowanego styku podstawy - rys. 5.

Ryż. 5. Żarówka LED z trzema diodami LED

Wiadomo, że dioda LED nie jest w stanie kontrolować pobieranego prądu. W rezultacie do jego normalnej pracy konieczne jest szeregowe podłączenie rezystora ograniczającego. W przypadku białej diody napięcie zasilania wynosi 3,2 V (najprostsza i najlepsza opcja - latarka z dwoma ogniwami galwanicznymi zapewni odpowiednią moc białej diodzie, bez żadnych dodatkowych urządzeń). Ale gdy źródło zasilania zostanie rozładowane, prąd przepływający przez diodę zmniejszy się, a zatem jego jasność spadnie. Możesz obejść ten negatywny efekt, włączając do obwodu regulator napięcia, który jest niezbędny do normalnej pracy diody LED, ale o tym później.

Najpopularniejsze i stosunkowo tanie są szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Akumulator dobierany jest na podstawie wielkości komory przeznaczonej na źródło zasilania w korpusie latarki. Do latarki na sześć ogniw galwanicznych 373 można zastosować kwasowo-ołowiowe, o napięciu 6 V i wydajności 1,3 A·h, wymiary gabarytowe 97 x 54 x 51,5 mm - rys. 6. Pełne rozładowanie akumulatora to rozładowanie do napięcia 1.95 - 2.03 V na ogniwo w temperaturze pokojowej, tj. do 5.85 - 6,09 V dla akumulatora 6 V. Końcowe napięcie ładowania w temperaturze 20 C˚ wynosi 2.05 - 2.15 V na ogniwo akumulatora, 6.15 - 6.45 V dla akumulatora sześciowoltowego [3]. Przy rozładowaniu poniżej dopuszczalnych napięć rozpoczyna się nieodwracalne przedwczesne starzenie się akumulatora. Dlatego przydatne będzie uzupełnienie obwodu o wskaźnik rozładowania akumulatora.

Ryż. 6. Uszczelniony akumulator kwasowo-ołowiowy

Schemat obwodu elektrycznego przekonwertowanej lampy pokazano na ryc. 7. Na tranzystorach VT1 - 2, rezystorach R1 - 5, kondensatorze C1, LED1 wykonany jest wskaźnik rozładowania akumulatora. Rezystor R2 reguluje próg dla diody LED. Wartość rezystancji R4 zależy od mocy diody i źródła zasilania. Ten wskaźnik poinformuje Cię na czas, że bateria jest słaba. Główną zaletą układu jest przejrzystość działania, tzn. dioda sygnalizacyjna zapala się natychmiast bez płynnego zwiększania jasności. Urządzenie dość dokładnie monitoruje zadany próg odpowiedzi [4].

Ryż. 7. Schemat ideowy obwodu elektrycznego lampy akumulacyjnej LED

Zintegrowany stabilizator LM317, rezystory R6, R7, kondensatory C2 - C4 składa się z regulatora napięcia do zasilania diody LED (LED). Dobór rezystorów reguluje tryb stabilizacji napięcia. Do określenia ich wartości należy posłużyć się programem „LM317 – kalkulator v1.1” lub „Projekt regulatora v1.2”.

Obciążeniem jest żarówka na diodach LED 2-4 połączonych równolegle, pobierany prąd to 35 - 70 mA każda, o średnicy soczewki 8 i wysokości 7 mm. Przy napięciu 3,2 V ich całkowity pobór prądu wynosi 180 mA (8-woltowa żarówka tej latarki zużywa 600 mA!).

Szczegóły układu są zamontowane na płytce drukowanej - rys. 8. Zintegrowany stabilizator LM317 jest zamontowany na małym grzejniku. Tranzystory KT315 można zastąpić KT3102, BC546, 2N5551 i innymi. Przy podłączaniu zasilania 12 V konieczna jest zmiana wartości rezystorów: R1 - 20 k, R2 - 1,5 k, R4 - 2,2 k.

Ryż. 8. Płytka drukowana urządzenia. Widok ze ścieżek

Aby zapewnić dobry kontakt baterii z żarówką, z tyłu latarki znajduje się gniazdo ze sprężynami. Należy go zdemontować, ale tylko w przypadku wykorzystania tylnej ściany do zamontowania płytki ze wskaźnikiem naładowania akumulatora oraz gniazdem do podłączenia ładowarki - rys. 9. Panel ze sprężynami przenosimy w inne miejsce. Na przykład między płytą a akumulatorem. W tym celu mocuje się go do grzejnika za pomocą wkrętów samogwintujących - rys. 10. W korpusie latarki umieszcza się gniazdo do podłączenia ładowarki, jednostkę sterującą (Rys. 11) i montuje się ją na tylnej ściance i mocuje śrubami i złączkami gwintowanymi.

Ryż. 9. Tylna ściana latarki

Ryż. 10. Płytka drukowana urządzenia. Widok z boku elementów elektronicznych

Ryż. 11. Instalowanie skrzynki kontrolnej

Akumulator jest podłączony i włożony do obudowy - rys.12. XNUMX.

Ryż. 12. Instalacja baterii

Podłącz i zainstaluj tablicę kontaktową. Lekko dociśnij i zamocuj wspornikiem - rys. 13. Zamontować reflektor z diodami LED rys. - 14.

Ryż. 13. Instalowanie płytki kontaktowej

Ryż. 14. Odbłyśnik

Aby naładować baterię, potrzebujesz ładowarki, którą łatwo wykonać własnymi rękami, jednocześnie oszczędzając dość znaczne fundusze bez zakupu przemysłowej.

Najprostszy i najtańszy sprzęt ładuje się przy stałym napięciu (tryb pociostatyczny). Częściej jednak stosuje się tryb łączony, w którym prąd początkowy jest ograniczony. A po osiągnięciu określonego napięcia ładowanie jest przeprowadzane, gdy się ustabilizuje. Zwykle nazywa się to trybem ładowania I - U. Ładowanie odbywa się przy stałym prądzie 0,1C (nominalna pojemność akumulatora w amperogodzinach) w pierwszym etapie i przy stałym napięciu źródła prądu w drugim. Większość producentów zaleca ładowanie akumulatorów cyklicznych przy stałym napięciu 2,4 - 2,45 V na akumulator (7,2 - 7,35 V dla akumulatora 6 V) [3].

Ładowarka jest montowana zgodnie z obwodem pokazanym na rysunku 15. Składa się z transformatora obniżającego Tr1, prostownika z diodami VD1-4 i kondensatora wygładzającego C1, regulatora prądu na zintegrowanym stabilizatorze DA1, rezystora R1, kondensator C2, wskaźnik naładowania akumulatora na tranzystorze VT1, rezystory R2-4, dioda VD5 i LED1 LED, stabilizator napięcia - na zintegrowanym stabilizatorze DA2, rezystory R5-6, kondensator C3. Wtyczka Bu1 służy do podłączenia ładowarki do latarki.

Ryż. 15. Schemat obwodu elektrycznego ładowarki do szczelnego akumulatora kwasowo-ołowiowego o napięciu 6 V i pojemności 1,3 A·h (kliknij, aby powiększyć)

Integralne stabilizatory są zamontowane na metalowej obudowie w celu odprowadzania ciepła. Wszystkie rezystory, z wyjątkiem wskazanych na schemacie, wykorzystują moc 0,125 W.

Do ładowania akumulatora 1,3A·h na pierwszym etapie ładowania wymagany jest optymalny prąd 130 mA. Aby zapewnić przepływ prądu o określonej wartości, rezystor R1 jest wybierany za pomocą powyższych programów. Podczas ładowania akumulatora prąd maleje, a napięcie rośnie. Konieczne jest ograniczenie końcowej wartości napięcia dla akumulatora 6 V do 7,2 V. Określone napięcie uzyskuje się poprzez dobór stosunku rezystorów R5 - 6.

Świecenie diody LED1 wskazuje, że akumulator jest ładowany. Kiedy akumulator jest w pełni naładowany, dioda LED gaśnie.

Do akumulatorów o pojemności 4,5 A·h i 7,5 A·h rezystor R1 jest używany o wartości nominalnej odpowiednio 2,7 oma i 1 oma, o mocy co najmniej 8 wata. Do ładowania akumulatora 1 V stosuje się rezystor R12 o rezystancji 5 omów, R470 - 6 kOhm.

Diody KD226A można zastąpić dowolnym prostownikiem przewidzianym na prąd co najmniej 2 A, a VD1-4 na zespół diod. Zintegrowane stabilizatory LM317 można zastąpić 7805. W takim przypadku konieczna jest zmiana wartości rezystorów: R1 - 39 Ohm 1 W dla akumulatora o pojemności 1,3 A·h, 12 omów 3 W dla akumulatora 4,5 A·h i 6,8 om 5 W - 7,5 A·H; R6 - 91 omów dla akumulatora 6 V i R5 - 330 omów i R6 - 510 omów dla akumulatora 12 V. Tranzystor KT3107 można zastąpić łatwo dostępnymi KT361, BC556, 2N5401.

literatura

1. Borisov V. Młody amator radiowy. - M., „Radio i komunikacja”, 1992.
2. Kamieniew Ju. - Nowoczesne źródła prądu chemicznego. Ogniwa galwaniczne, akumulatory, kondensatory. - Petersburg, SPGUKiT, 2009.
3. Taganova A. Zamknięte źródła prądu chemicznego. Ogniwa i baterie. Sprzęt do testowania i eksploatacji. Informator. - Sankt Petersburg. Himizdat, 2005.
4. sdelaysam-svoimirukami.ru/407-indikator_razrjada_batarei.html

Autor: W. Marczenko

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Nowy materiał kamuflażowy przeciwko kamerom termowizyjnym 13.07.2018 W filmie science fiction „Predator” bohater Arnolda Schwarzeneggera ukrywał się przed „termiczną wizją” kosmity, umazany warstwą mokrego i zimnego błota. Ale gdyby użył nowego materiału „kamuflażu termicznego” opracowanego przez grupę naukowców z Uniwersytetu w Manchesterze, Arnold Schwarzenegger byłby znacznie łatwiejszy i skuteczniejszy w ukrywaniu się przed drapieżnikiem. Nowy cienki, elastyczny i lekki materiał składa się z trzech jeszcze cieńszych warstw. Górna warstwa to kilka podwarstw grafenu, formy węgla, której kryształ ma grubość jednego atomu. Spodnia warstwa wykonana jest z ognioodpornego nylonu pokrytego warstwą złota. Dwie warstwy to elektrody oddzielone membraną impregnowaną cieczą jonową, wodnym roztworem kilku rodzajów soli, który zawiera zarówno jony naładowane dodatnio, jak i ujemnie naładowane. Kiedy mały prąd elektryczny przepuszcza się przez ten materiał w określonym kierunku, jony zaczynają przemieszczać się z membrany w kierunku elektrody grafenowej. W ciągu kilku sekund stężenie jonów wzrasta na tyle, że ilość promieniowania podczerwonego z powierzchni grafenu zostaje drastycznie zmniejszona. A ponieważ prawie wszystkie kamery nocne rejestrują dokładnie światło podczerwone, ta metoda blokowania tego promieniowania sprawi, że obiekt ukryty pod warstwą materiału maskującego będzie niewidoczny dla kamer. Należy zauważyć, że podczas wcześniejszych prób stworzenia kamuflażu termicznego badacze napotkali wiele niemożliwych do pokonania problemów, takich jak twardość i kruchość użytych materiałów, słaba adaptacja do zmian środowiskowych oraz niska szybkość reakcji. Jak widać, w przypadku nowego materiału większość tych problemów została pomyślnie rozwiązana, a wysoka szybkość reakcji nowego materiału pozwoli systemowi kamuflażu błyskawicznie dostosować się do zmian temperatury zewnętrznej, co pozwoli obiektowi być zerwanym, aby nie wyróżniać się na tle innych obiektów środowiskowych. „Wdrożyliśmy zupełnie nową zasadę elektrycznego kontrolowania ilości emitowanego światła podczerwonego” – napisali naukowcy – „Oprócz adaptacyjnych systemów kamuflażu termicznego, technologia ta może być wykorzystywana w wielu innych obszarach, od adaptacyjnej optyki podczerwieni po technologię kosmiczną. ”.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Wizjer elektroniczny do konwencjonalnej lustrzanki cyfrowej

▪ gorący odcisk

▪ celuloza krystaliczna

▪ Śmiertelna szkoda papierosów elektronicznych

▪ Piekarnik powietrzny gotuje jedzenie

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Silniki elektryczne. Wybór artykułu

▪ Artykuł Rubilo. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Co to jest front ciepły? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Asystent laboratorium analiz chemicznych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Systemy fotowoltaiczne dla zaopatrzenia w wodę i wentylacji. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Trójfazowy regulator mocy obciążenia. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024