Светотехника
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Самодельная миниатюрная светодиодная цокольная лампаРаспечатать: Самодельная миниатюрная светодиодная цокольная лампа

Самодельная миниатюрная светодиодная цокольная лампа



Предлагаемое устройство превращает карманный фонарь, рассчитанный на установку лампы накаливания, в светодиодный. Никаких его переделок не требуется. В самодельной лампе использован цоколь от лампы накаливания. В нём смонтирован сверхъяркий светодиод и импульсный повышающий преобразователь напряжения.

Сверхъяркие светодиоды надёжны и долговечны. Они постепенно вытесняют лампы накаливания из всех областей применения, даже таких, как уличные светильники и автомобильные фонари. И уж поистине "королевское" место сверхъяркие светодиоды заняли в носимых миниатюрных источниках света - карманных фонарях. Такие устройства имеют конструкцию, позволяющую заменять только элементы питания, так как замена светодиодов не предусмотрена из-за их высокой надёжности. Однако осталось много фонарей с патроном для сменной лампы накаливания.

В статье [1] рассказано о переделке такого фонаря в светодиодный. В статье [2] описан монтаж одного светодиода белого свечения в цоколь лампы накаливания.

При разработке предлагаемого устройства была поставлена задача создания конструкции на основе цоколя миниатюрной лампы накаливания с размещением внутри него повышающего преобразователя напряжения, а снаружи - сверхъяркого светодиода. Такое устройство (самодельная светодиодная цокольная лампа) можно вставить в патрон фонаря, в результате чего ламповый фонарь станет светодиодным без каких-либо переделок.

Рис. 1



Схема предлагаемого устройства показана на рис. 1. Оно содержит све-тодиод EL1, токоограничивающий резистор R1 и повышающий преобразователь напряжения на микросхеме DA1, дросселе L1, диоде VD1 и конденсаторах C1 и C2. Преобразователь собран по типовой схеме на микросхеме NCP1400ASN33T1 (DA1). Техническая документация на эту микросхему размещена на сайте фирмы-производителя [3]. Эта микросхема запускается при входном напряжении 0,8 В и более и поддерживает стабильное выходное напряжение 3,3 В при снижении входного до 0,2 В.

Рис. 2



Устройство смонтировано на печатной плате (рис. 2) круглой формы диаметром 8 мм из фольгированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,2 мм. По периметру платы с обеих сторон снята фаска 0,2...0,3 мм, чтобы избежать замыкания печатных проводников платы на цоколь в процессе эксплуатации. После снятия фаски в плате сверлят отверстия. Затем вытравливают печатные проводники и облуживают их.

При монтаже деталей автор пользовался микроскопом МБС с 10.15-кратным увеличением. Можно использовать и часовые лупы, но желательно, чтобы их увеличение было не меньше пятикратного. Для пайки элементов жало паяльникалучше заточить острым конусом. Например, для жала диаметром 4 мм удобна коническая заточка длиной около 10 мм.

В переходные отверстия, отмеченные звёздочками, вставляют отрезки провода и пропаивают их с обеих сторон. Далее монтируют конденсаторы С1 и С2. Удаляют неиспользуемый вывод 3 микросхемы DA1, в противном случае он будет закрывать отверстие платы, в которое должен быть вставлен вывод анода светодиода EL1. Устанавливают микросхему DA1 на плату. C другой стороны платы монтируют диод VD1. Резистор R1 рекомендуется установить позже, после его подбора.

Далее монтируют дроссель L1. Один вывод вставляют в отверстие и припаивают к проводникам платы с обеих сторон, другой вывод должен быть соединён с центральным контактом цоколя лампы - плюсовым выводом питания. К этому выводу припаян гибкий изолированный провод, соединяющий его с печатным проводником платы, идущим к плюсовому выводу конденсатора C1.

Выводы светодиода EL1 вставляют в отверстия, соблюдая полярность. Корпус светодиода может касаться микросхемы DA1 или возвышаться над печатной платой на высоту до 4 мм. С нижней стороны платы выводы светодиода пропаивают и обрезают. К точке соединения конденсаторов С1 и С2 припаивают провод длиной около сантиметра. Это минусовый вывод питания, который должен быть соединён с цоколем.

Далее подбирают токоограничиваю-щий резистор R1. Вместо него временно включают как реостат переменный резистор сопротивлением 50.100 Ом. Устанавливают его движок на максимальное сопротивление. Последовательно со светодиодом EL1 включают миллиамперметр с пределом измерения 100 мА. Подают максимальное напряжение питания 1,5 или 3 В в зависимости от того, сколько гальваническихэле-ментов предполагается использовать для питания устройства. Уменьшая сопротивление переменного резистора, устанавливают желаемую яркость свечения свето-диода EL1, не превышая максимально допустимый ток через него и максимально допустимый выходной ток микросхемы DA1 (100 мА). Автор установил ток 20 мА. Далее отключают цепь из последовательно соединённых переменного резистора с миллиамперметром и измеряют её сопротивление. Затем берут резистор типоразмера 0603 или 0805 такого же или немного большего сопротивления и устанавливают его на печатную плату в качестве R1.

Конденсаторы С1, С2 и диод Шотки VD1 демонтированы с платы неисправного мобильного телефона Siemens AP75. Индуктивность дросселя L1 - 18.27 мкГн .Длина его корпуса не должна превышать 5 мм. Применён стандартный дроссель серии EC24-220K с номинальной индуктивностью 22 мкГн.

Светодиод EL1 - любой сверхъяркий белый, диаметром 5 мм, например, отечественный КИПД80Э20 или зарубежный 3R5, C503C, LC503TWN1. Цвет свечения для фонарей чаще выбирают белым, но по большому счёту он зависит от предпочтений пользователя.

Для повышения надёжности в процессе эксплуатации печатная плата с деталями, кроме светодиода EL1, помещена в электроизоляционный чехол из термоусаживаемой трубки. Он сделан из отрезка такой трубки диаметром 6 мм и длиной около 5 мм. Этот отрезок растянут круглогубцами до диаметра примерно 9 мм, надет на печатную плату и нагрет паяльником для термоусаживания. Использование трубки меньшего диаметра, чем плата, позволяет получить более тонкий слой изоляции при достаточной его надёжности.

Все детали вместе с печатной платой размещают внутри цоколя, в данном примере от резьбовой лампы, но можно разместить и в штифтовом (байонетном) цоколе. Цоколь отделяют от неисправной лампы накаливания, например, как описано в статье [2].

Подготавливают лампу к удалению колбы, которая не всегда выходит легко, может лопнуть, разбрасывая осколки, поэтому при разборке необходимо принять защитные меры. Для этого на колбу следует нанести равномерно слой пластилина толщиной не менее 4 мм. Убедившись, что пластилин надёжно прилегает к колбе, плоскогубцами или тисками нужно несильно сжать цоколь ближе к колбе. Потом расслабить губки, повернуть лампу на 90о и ещё раз сжать цоколь. Это, как правило, освобождает колбу. Если нет, операцию повторяем. Удаляем колбу, отпаяв выводы лампы от цоколя. В случае, если колба не отделилась, а лопнула, цоколь рекомендуется выбросить, так как дальнейшие операции с ним будут опасны. Когда цоколь отделён от колбы, нужно удалить из него остатки термостойкого клея. Затем паяльником нагреть торцевой контакт и изнутри очистить в нём отверстие от припоя, например, деревянной зубочисткой.

Вставляют плату с деталями в цоколь так, чтобы левый по схеме вывод дросселя L1 вышел через отверстие торцевого контакта цоколя, затем пропаивают его, оставляя полусферу припоя для лучшего контакта. Минусовый провод перегибают через верхнюю кромку цоколя и припаивают к нему. Получилась самодельная миниатюрная светодиодная цокольная лампа. Чтобы повысить надёжность работы в экстремальных условиях, желательно залить внутрь цоколя эпоксидный компаунд.

Рис. 3



От одного гальванического элемента лампа потребляет ток 84 мА. Лампа работает от любого элемента питания, в том числе типоразмера LR44, как показано на рис. 3.

Самодельная светодиодная лампа может быть установлена в фонарь с патроном, соответствующим её цоколю. Лампа может работать от одного или двух элементов питания с суммарным напряжением до 3 В. На большем числе элементов питания она не проверена, так как в этом случае повышения напряжения уже не требуется. Если в батарейном отсеке фонаря остались свободные места, вместо элементов питания в них вставляют токопроводя-щие габаритные муляжи. Перед первой установкой необходимо проверить полярность напряжения питания, подаваемого на лампу. На торцевой контакт должен подаваться плюс, на цоколь - минус.

Литература:

1. Ращенко В. Карманный фонарь на све-тодиодах. - Радио, 2004, № 1, с. 36, 37.

2. Демьяненко С. Сверхэкономичный источник света для карманного фонаря. - Радио, 2006, № 4, с. 58.

3. NCP1400A 100 mA, Fixed Frequency PWM Step-Up Micropower Switching Regulator. - http://www. onsemi. ru.com/pub_l ink/ Collateral/NCP1400A-D.PDF.

Автор: Н. Салехетдинов, г. Омск


Дата публикации: 26.08.2013
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics