Udoskonalenie lampy LED. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Udoskonalenie lampy LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

Komentarze do artykułu

W ciemności latarka jest nieodzowną rzeczą. Jednak dostępne na rynku konstrukcje zasilane bateryjnie są rozczarowujące. Jakiś czas po zakupie nadal działają, ale potem żelowy akumulator kwasowo-ołowiowy ulega degradacji i jedno ładowanie zaczyna wystarczać tylko na kilkadziesiąt minut świecenia. I często podczas ładowania z włączoną latarką diody LED przepalają się jedna po drugiej.

Oczywiście, biorąc pod uwagę niską cenę latarki, za każdym razem można kupić nową, ale bardziej celowe jest ustalenie przyczyn awarii raz, wyeliminowanie ich w istniejącej latarce i zapomnienie o problemie na wiele lat.

Udoskonalenie lampy LED
Rys.. 1

Rozważmy szczegółowo ten pokazany na ryc. 1 schemat jednej z uszkodzonych lamp i określ jej główne wady. Na lewo od akumulatora GB1 znajduje się tutaj węzeł odpowiedzialny za jego ładowanie. Prąd ładowania jest ustalany przez pojemność kondensatora C1. Rezystor R1, zainstalowany równolegle z kondensatorem, rozładowuje go po odłączeniu lampy od sieci. Czerwona dioda LED HL1 jest podłączona przez rezystor ograniczający R2 równolegle do lewej dolnej diody mostka prostowniczego VD1-VD4 w odwrotnej polaryzacji. Prąd płynie przez diodę LED podczas tych półokresów napięcia sieciowego, w których lewa górna dioda mostka jest otwarta. Tym samym świecenie diody HL1 świadczy jedynie o podłączeniu latarki do sieci, a nie o trwającym ładowaniu. Będzie świecić, nawet jeśli brakuje baterii lub jest ona uszkodzona.

Prąd pobierany przez lampę z sieci jest ograniczony pojemnością kondensatora C1 do około 60 mA. Ponieważ jego część rozgałęzia się na diodę HL1, prąd ładowania akumulatorów GB1 wynosi około 50 mA. Gniazda XS1 i XS2 przeznaczone są do pomiaru napięcia baterii.

Rezystor R3 ogranicza prąd rozładowania akumulatora przez połączone równolegle diody EL1-EL5, jednak jego rezystancja jest zbyt mała i przez diody przepływa prąd przekraczający prąd znamionowy. Jasność z tego powodu nieznacznie wzrasta, a tempo degradacji kryształów LED znacznie wzrasta.

Teraz o przyczynach wypalenia diod LED. Jak wiadomo, podczas ładowania starego akumulatora ołowiowego, którego płytki zostały zasiarczone, następuje dodatkowy spadek napięcia na jego zwiększonej rezystancji wewnętrznej. W rezultacie podczas trwającego ładowania napięcie na zaciskach takiego akumulatora lub jego akumulatora może być 1,5… 2 razy wyższe niż nominalne. Jeśli w tym momencie, bez przerywania ładowania, zamknij przełącznik SA1, aby sprawdzić jasność diod LED, to zwiększone napięcie będzie wystarczające, aby znacznie przekroczyć przez nie prąd o dopuszczalnej wartości. Diody LED zawodzą jedna po drugiej. W rezultacie do akumulatora dodawane są przepalone diody LED, które nie nadają się do dalszego użytku. Naprawa takiej latarki jest niemożliwa - zapasowe baterie nie są dostępne w sprzedaży.

Udoskonalenie lampy LED
Rys.. 2

Proponowany schemat udoskonalenia latarni, pokazany na ryc. 2, pozwala wyeliminować opisane niedociągnięcia i wyeliminować możliwość awarii jego elementów w przypadku jakichkolwiek błędnych działań. Polega ona na takiej zmianie schematu podłączenia diod LED do akumulatora, aby jego ładowanie było przerywane automatycznie. Jest to zapewnione poprzez zastąpienie przełącznika SA1 przełącznikiem. Rezystor ograniczający R5 jest dobrany tak, aby całkowity prąd płynący przez diody LED EL1-EL5 przy napięciu akumulatora GB1 równym 4,2 V wynosił 100 mA. Ponieważ zastosowano trójpozycyjny przełącznik SA1, możliwe stało się zaimplementowanie ekonomicznego trybu zmniejszonej jasności latarki poprzez dodanie do niego rezystora R4.

Wskaźnik na diodzie HL1 również został przerobiony. Rezystor R2 jest połączony szeregowo z baterią. Napięcie spadające na nią podczas przepływu prądu ładowania przykładane jest do diody HL1 i rezystora ograniczającego R3. Teraz jest wskazanie prądu ładowania przepływającego przez akumulator GB1, a nie tylko obecność napięcia sieciowego.

Bezużyteczny akumulator żelowy został zastąpiony akumulatorem Ni-Cd o pojemności 600 mAh. Czas jego pełnego naładowania wynosi około 16 godzin i nie można uszkodzić akumulatora bez przerwania ładowania na czas, ponieważ prąd ładowania nie przekracza bezpiecznej wartości, liczbowo równej 0,1 nominalnej pojemności akumulatora.

Udoskonalenie lampy LED
Rys.. 3

Zamiast przepalonych diod LED HL-508H238WC o średnicy 5 mm zainstalowano białą poświatę o nominalnej jasności 8 cd przy prądzie 20 mA (prąd maksymalny - 100 mA) i kącie emisji 15°. na ryc. Rysunek 3 pokazuje eksperymentalną zależność spadku napięcia na takiej diodzie LED od przepływającego przez nią prądu. Jego wartość 5 mA odpowiada prawie całkowicie rozładowanemu akumulatorowi GB1. Niemniej jednak jasność latarni w tym przypadku pozostała wystarczająca.

Latarnia przerobiona według rozważanego schematu z powodzeniem działa od kilku lat. Zauważalny spadek jasności świecenia występuje tylko wtedy, gdy akumulator jest prawie całkowicie rozładowany. To tylko sygnał o konieczności naładowania. Jak wiadomo całkowite rozładowanie akumulatorów Ni-Cd przed ładowaniem zwiększa ich trwałość.

Wśród wad rozważanej metody ulepszania można wymienić dość wysoki koszt baterii składającej się z trzech akumulatorów Ni-Cd oraz trudność umieszczenia jej w korpusie latarki zamiast standardowej ołowiowo-kwasowej. Autor musiał przeciąć zewnętrzną powłokę foliową nowej baterii, aby umieścić baterie tworząc ją bardziej zwartą.

Dlatego finalizując kolejną latarkę z czterema diodami LED, zdecydowano się na użycie tylko jednej baterii Ni-Cd i sterownika LED na chipie ZXLD381 w pakiecie SOT23-3 diodes.com/datasheets/ZXLD381.pdf. Przy napięciu wejściowym 0,9...2,2 V dostarcza diodom LED prąd o natężeniu do 70 mA.

Udoskonalenie lampy LED
Rys.. 4

na ryc. 4 pokazuje obwód zasilania diod LED HL1-HL4 z wykorzystaniem tego mikroukładu. Wykres typowej zależności ich całkowitego prądu od indukcyjności cewki indukcyjnej L1 pokazano na ryc. 5. Przy indukcyjności 2,2 μH (przy użyciu dławika DLJ4018-2.2), każda z czterech połączonych równolegle diod EL1-EL4 ma prąd 69/4 = 17,25 mA, co jest wystarczające do ich jasnego świecenia.

Udoskonalenie lampy LED
Rys.. 5

Spośród innych załączników do działania mikroukładu w trybie wygładzonego prądu wyjściowego wymagana jest tylko dioda Schottky'ego VD1 i kondensator C1. Co ciekawe, typowy schemat zastosowania układu ZXLD381 pokazuje pojemność tego kondensatora jako 1 F. Jednostka ładowania baterii G1 jest taka sama jak na rys. 2. Dostępne tam rezystory ograniczające R4 i R5 nie są już potrzebne, a dla przełącznika SA1 wystarczą dwie pozycje.

Ze względu na małą ilość części modyfikacja latarni została przeprowadzona poprzez montaż powierzchniowy. Akumulator G1 (Ni-Cd rozmiar AA o pojemności 600 mAh) montowany jest w odpowiednim uchwycie. W porównaniu z latarnią, zmodyfikowaną zgodnie ze schematem z ryc. 2 jasność okazała się subiektywnie nieco niższa, ale całkiem wystarczająca.

Autor: S. Samoilov

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

TPL5110 — zegar zarządzania energią Nano 01.08.2015

Firma Texas Instruments wprowadziła zegary o bardzo niskim poborze mocy TPL5110 i TPL5010, które uzupełniają istniejącą rodzinę zegarów TPL5000 i TPL5100.

TPL5110 to timer ze zintegrowanym sterownikiem MOSFET przeznaczony do sterowania zewnętrznym przełącznikiem i wyłączania bieżącego obciążenia w urządzeniach zasilanych bateryjnie. Przy niskim poborze własnym, około 35 nA, przy użyciu sterownika wbudowanego w TPL5110 możliwe jest wyłączanie obciążenia w określonych odstępach czasu i znaczne zmniejszenie poboru prądu systemu w trybie uśpienia. Takie rozwiązanie będzie poszukiwane w urządzeniach magazynujących energię i czujnikach bezprzewodowych, ponieważ pozwala złagodzić wymagania dotyczące pojemności i wymiarów wykorzystywanych baterii.

TPL5110 różni się od wcześniej wprowadzonych timerów TPL5000 i TPL5100 wydłużonym interwałem czasowym i mniejszym pakietem. Odstęp czasowy timera ustawiany jest z dokładnością około 1% za pomocą zewnętrznego rezystora w zakresie od 100 ms do 2 godzin.

Warto również zwrócić uwagę na możliwość wykorzystania funkcji one-shot, gdy timer załącza MOSFET tylko na czas jednego cyklu po podaniu napięcia zasilającego. Wybór między trybem pojedynczego strzału a strzelaniem okresowym odbywa się za pomocą zewnętrznego pinu (ONE_SHOT). Podczas korzystania z TPL5110, niezależnie od trybu pracy, pozostaje możliwość samodzielnego sterowania wyłącznikiem zasilania za pomocą pinu M_DRV.

Timer TPL5110 jest dostępny w 23-pinowej obudowie SOT6 i przeznaczony jest do pracy w zakresie temperatur od -40 do 105°C.

główne cechy

Zakres napięcia zasilania: 1,8 do 5,5 V;
Bardzo niski pobór własny prądu: 35 nA;
Programowalny przedział czasu: 100ms do 7200s;
Dokładność ustawiania interwału czasowego: 1%;
Wbudowany zewnętrzny sterownik MOSFET;
Tryb pojedynczego wibratora;
Małe opakowanie: SOT23-6 (3x3mm);
Możliwość przymusowego włączenia MOSFET;
Zakres temperatur pracy: -40 do 105°C.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Świecący Dywan - sprytny przewodnik w kosmosie

▪ Genealogia Cyganów

▪ Wpływ żywienia dziecka na jego przyszły charakter

▪ Grafen poprawi HDD

▪ Magnes powstrzymuje Cię przed kłamstwem

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Spektakularne sztuczki i ich wskazówki. Wybór artykułów

▪ artykuł Pożegnanie z bronią! Popularne wyrażenie

▪ artykuł Które rosyjskie homonimy są również homonimami w języku niemieckim? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kozieradka niebieska. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Waga cyfrowa - miernik częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Wskaźniki z substancji naturalnych. Doświadczenie chemiczne

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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