Realizziamo una torcia sui LED con le nostre mani

Torcia LED con convertitore 3V per LED 0,3-1,5V 0.3-1.5 vGUIDATOluce lampeggiante

Di solito, un LED blu o bianco richiede 3 - 3,5 V per funzionare, questo circuito consente di alimentare un LED blu o bianco a bassa tensione da una singola batteria AA.Normalmente, se si desidera accendere un LED blu o bianco, è necessario fornirgli 3 - 3,5 V, come da una batteria a bottone al litio da 3 V.

Dettagli:
Diodo ad emissione luminosa
Anello in ferrite (~10 mm di diametro)
Filo per avvolgimento (20 cm)
Resistenza da 1kΩ
Transistor NPN
Batteria




Parametri del trasformatore utilizzato:
L'avvolgimento che va al LED ha ~ 45 spire avvolte con filo da 0,25 mm.
L'avvolgimento che va alla base del transistor ha circa 30 spire di filo da 0,1 mm.
Il resistore di base in questo caso ha una resistenza di circa 2K.
Invece di R1, è preferibile inserire un resistore di sintonia e ottenere una corrente attraverso il diodo ~ 22 mA, con una batteria nuova, misurare la sua resistenza, quindi sostituirla con un resistore costante del valore ricevuto.

Il circuito assemblato deve funzionare immediatamente.
Ci sono solo 2 motivi per cui lo schema non funzionerà.
1. le estremità dell'avvolgimento sono confuse.
2. troppo pochi giri dell'avvolgimento di base.
La generazione scompare, con il numero di turni<15.



Metti insieme i pezzi di filo e avvolgili attorno all'anello.
Collegare insieme le due estremità di fili diversi.
Il circuito può essere inserito all'interno di un apposito contenitore.
L'introduzione di un tale circuito in una torcia funzionante da 3V prolunga notevolmente la durata del suo funzionamento da un set di batterie.

Variante di esecuzione di una lampada da una batteria 1,5v.





Il transistor e la resistenza sono posti all'interno dell'anello di ferrite



LED bianco alimentato da una batteria AAA scarica


Opzione di aggiornamento "torcia - maniglia"


L'eccitazione del generatore di blocco mostrato nel diagramma è ottenuta mediante un collegamento del trasformatore a T1. Gli impulsi di tensione che si verificano nell'avvolgimento destro (secondo lo schema) vengono aggiunti alla tensione della fonte di alimentazione e alimentati al LED VD1. Naturalmente, sarebbe possibile escludere il condensatore e il resistore nel circuito di base del transistor, ma in tal caso VT1 e VD1 potrebbero non funzionare quando si utilizzano batterie di marca con bassa resistenza interna. Il resistore imposta la modalità operativa del transistor e il condensatore passa il componente RF.

Il circuito utilizzava un transistor KT315 (come il più economico, ma qualsiasi altro con una frequenza di taglio di 200 MHz o più), un LED ultra luminoso. Per la fabbricazione di un trasformatore è necessario un anello di ferrite (dimensioni approssimative 10x6x3 e una permeabilità di circa 1000 HH). Il diametro del filo è di circa 0,2-0,3 mm. Sull'anello sono avvolte due bobine di 20 spire ciascuna.
Se non è presente l'anello, è possibile utilizzare un cilindro simile per volume e materiale. Devi solo avvolgere 60-100 giri per ciascuna delle bobine.
Punto importante : è necessario avvolgere le bobine in direzioni diverse.

Foto torcia:
l'interruttore si trova nel pulsante "penna stilografica" e il cilindro di metallo grigio conduce corrente.










Realizziamo un cilindro in base alle dimensioni della batteria.



Può essere fatto di carta o può essere utilizzato un pezzo di qualsiasi tubo rigido.
Facciamo dei buchi lungo i bordi del cilindro, lo avvolgiamo con filo stagnato, passiamo le estremità del filo nei fori. Fissiamo entrambe le estremità, ma lasciamo un pezzo di conduttore a una delle estremità: in modo da poter collegare il convertitore alla spirale.
Un anello di ferrite non entrerebbe in una lanterna, quindi è stato utilizzato un cilindro di materiale simile.



Cilindro di un induttore di una vecchia TV.
La prima bobina è di circa 60 giri.
Quindi il secondo, si snoda di nuovo nella direzione opposta di 60 o giù di lì. I fili sono tenuti insieme con la colla.

Montiamo il convertitore:




Tutto si trova all'interno del nostro case: dissaldiamo il transistor, il condensatore del resistore, saldiamo la spirale sul cilindro e la bobina. La corrente negli avvolgimenti della bobina deve andare in direzioni diverse! Cioè, se avvolgi tutti gli avvolgimenti in una direzione, scambia le conclusioni di uno di essi, altrimenti la generazione non si verificherà.

Si è scoperto quanto segue:


Inseriamo tutto verso l'interno e usiamo i dadi come tappi laterali e contatti.
Saldiamo i cavi della bobina a uno dei dadi e l'emettitore VT1 all'altro. Colla. segniamo le conclusioni: dove avremo un'uscita dalle bobine, mettiamo "-", dove l'uscita dal transistor con la bobina mettiamo "+" (in modo che tutto sia come in una batteria).

Ora dovresti creare un "diodo lampada".


Attenzione: sulla base dovrebbe essere meno il LED.

Montaggio:

Come si evince dalla figura, il convertitore è un "sostituto" della seconda batteria. Ma a differenza di essa ha tre punti di contatto: con il plus della batteria, con il plus del led, e con il corpo comune (attraverso la spirale).

La sua collocazione nel vano batteria è specifica: deve essere a contatto con il positivo del LED.


Torcia modernacon la modalità di funzionamento del LED alimentato a corrente costante stabilizzata.


L'attuale circuito stabilizzatore funziona come segue:
Quando l'alimentazione viene applicata al circuito, i transistor T1 e T2 sono bloccati, T3 è aperto, poiché una tensione di sblocco viene applicata al suo gate attraverso il resistore R3. A causa della presenza di un induttore L1 nel circuito LED, la corrente aumenta gradualmente. All'aumentare della corrente nel circuito LED, aumenta la caduta di tensione attraverso la catena R5-R4, non appena raggiunge circa 0,4 V, il transistor T2 si apre, seguito da T1, che a sua volta chiude l'interruttore di corrente T3. L'aumento della corrente si interrompe, si verifica una corrente di autoinduzione nell'induttore, che inizia a fluire attraverso il diodo D1 attraverso il LED e la catena di resistori R5-R4. Non appena la corrente scende al di sotto di una certa soglia, i transistor T1 e T2 si chiuderanno, T3 si aprirà, il che porterà a un nuovo ciclo di accumulo di energia nell'induttore. In modalità normale, il processo oscillatorio avviene a una frequenza dell'ordine di decine di kilohertz.

A proposito di dettagli:
Invece del transistor IRF510, è possibile utilizzare l'IRF530 o qualsiasi transistor chiave ad effetto di campo a canale n per una corrente superiore a 3 A e una tensione superiore a 30 V.
Il diodo D1 deve essere necessariamente con una barriera Schottky per una corrente superiore a 1A, se si inserisce un normale tipo KD212 anche ad alta frequenza, l'efficienza scenderà al 75-80%.
L'induttore è fatto in casa, è avvolto con un filo non più sottile di 0,6 mm, meglio con un fascio di più fili più sottili. Sono necessari circa 20-30 giri di filo sul nucleo dell'armatura B16-B18 con uno spazio non magnetico di 0,1-0,2 mm o vicino a 2000 NM di ferrite. Se possibile, lo spessore del traferro non magnetico viene selezionato sperimentalmente in base alla massima efficienza del dispositivo. Buoni risultati possono essere ottenuti con ferriti da induttori importati installati in alimentatori a commutazione, nonché in lampade a risparmio energetico. Tali nuclei hanno la forma di un rocchetto di filo, non richiedono un telaio e uno spazio non magnetico. Le bobine su nuclei toroidali in polvere di ferro pressato, che si possono trovare negli alimentatori dei computer (sono avvolte con induttori del filtro di uscita), funzionano molto bene. Il gap non magnetico in tali nuclei è distribuito uniformemente in volume a causa della tecnologia di produzione.
Lo stesso circuito stabilizzatore può essere utilizzato anche in combinazione con altre batterie e batterie di celle galvaniche con una tensione di 9 o 12 volt senza alcuna modifica del circuito o delle caratteristiche delle celle. Maggiore è la tensione di alimentazione, minore sarà la corrente che la torcia consumerà dalla sorgente, la sua efficienza rimarrà invariata. La corrente di stabilizzazione è impostata dai resistori R4 e R5.
Se necessario, la corrente può essere aumentata fino a 1A senza l'uso di dissipatori sulle parti, solo selezionando la resistenza dei resistori di impostazione.
Il caricabatterie per la batteria può essere lasciato "nativo" o assemblato secondo uno qualsiasi degli schemi noti, o addirittura utilizzarne uno esterno per ridurre il peso della torcia.



Torcia a LED dalla calcolatrice B3-30

Il convertitore si basa sul circuito del calcolatore B3-30, nel cui alimentatore switching viene utilizzato un trasformatore con uno spessore di soli 5 mm, che ha due avvolgimenti. L'utilizzo di un trasformatore di impulsi da una vecchia calcolatrice ha permesso di creare una torcia a LED economica.

Il risultato è un circuito molto semplice.


Il convertitore di tensione è realizzato secondo lo schema di un generatore a ciclo singolo con retroazione induttiva su un transistor VT1 e un trasformatore T1. La tensione impulsiva dagli avvolgimenti 1-2 (secondo lo schema elettrico del calcolatore B3-30) viene rettificata dal diodo VD1 e alimentata al LED HL1 super luminoso. Filtro condensatore C3. Il design si basa su una torcia di fabbricazione cinese progettata per installare due batterie AA. Il trasduttore è montato su un circuito stampato in fibra di vetro rivestita con lamina su un lato con uno spessore di 1,5 mmfig.2dimensioni che sostituiscono una batteria e inserite nella torcia al suo posto. Un contatto in fibra di vetro a doppia faccia con un diametro di 15 mm è saldato all'estremità della scheda contrassegnata da un segno "+", entrambi i lati sono collegati da un ponticello e saldati.
Dopo aver installato tutte le parti sulla scheda, il contatto terminale "+" e il trasformatore T1 vengono riempiti con colla a caldo per aumentare la resistenza. La disposizione della lanterna è mostrata infig.3e in un caso particolare dipende dal tipo di lampada utilizzata. Nel mio caso non è stata necessaria alcuna modifica della lampada, il riflettore ha un anello di contatto, al quale è saldata l'uscita negativa del circuito stampato, e la scheda stessa è fissata al riflettore con colla a caldo. Il gruppo del circuito stampato con il riflettore viene inserito al posto di una batteria e bloccato con un coperchio.

Il convertitore di tensione utilizza piccole parti. Vengono importati resistori del tipo MLT-0.125, condensatori C1 e C3, alti fino a 5 mm. Diodo VD1 tipo 1N5817 con barriera Schottky, in sua assenza, è possibile utilizzare qualsiasi diodo raddrizzatore adatto ai parametri, preferibilmente germanio a causa della minore caduta di tensione ai suoi capi. Un convertitore correttamente assemblato non ha bisogno di essere regolato se gli avvolgimenti del trasformatore non sono invertiti, altrimenti scambiarli. In assenza del suddetto trasformatore, puoi farlo da solo. L'avvolgimento viene eseguito su un anello di ferrite di dimensioni K10 * 6 * 3 con una permeabilità magnetica di 1000-2000. Entrambi gli avvolgimenti sono avvolti con filo PEV2 con un diametro da 0,31 a 0,44 mm. L'avvolgimento primario ha 6 spire, il secondario 10 spire. Dopo aver installato un tale trasformatore sulla scheda e averne verificato le prestazioni, dovrebbe essere fissato su di esso con colla a caldo.
I test della torcia elettrica con una batteria AA sono presentati nella Tabella 1.
Il test ha utilizzato la batteria AA più economica che costa solo 3 rubli. La tensione iniziale sotto carico era di 1,28 V. All'uscita del convertitore, la tensione misurata su un LED superluminoso era di 2,83 V. La marca del LED è sconosciuta, il diametro è di 10 mm. Il consumo di corrente totale è di 14 mA. Il tempo di funzionamento totale della torcia è stato di 20 ore di funzionamento continuo.
Quando la tensione della batteria scende al di sotto di 1 V, la luminosità diminuisce notevolmente.

Tempo, h	batterie V, V	Conversione V, V
0	1,28	2,83
2	1,22	2,83
4	1,21	2,83
6	1,20	2,83
8	1,18	2,83
10	1,18	2.83
12	1,16	2.82
14	1,12	2.81
16	1,11	2.81
18	1,11	2.81
20	1,10	2.80

Torcia fatta in casa con LED

La base è una torcia "VARTA" alimentata da due batterie AA:
Poiché i diodi hanno una caratteristica IV altamente non lineare, è necessario dotare la torcia di un circuito per il funzionamento a LED, che fornirà una luminosità costante del bagliore quando la batteria si scarica e rimarrà operativa alla tensione di alimentazione più bassa possibile .
Il cuore del regolatore di tensione è il convertitore boost CC/CC a micropotenza MAX756.
Secondo le caratteristiche dichiarate, funziona quando la tensione di ingresso scende a 0,7 V.

Schema di commutazione - tipico:



Il montaggio viene eseguito in modo incernierato.
Condensatori elettrolitici - tantalio CHIP. Hanno una bassa resistenza in serie, che migliora in qualche modo l'efficienza. Diodo Schottky - SM5818. Le strozzature dovevano essere collegate in parallelo, perché. non c'era un valore adeguato. Condensatore C2 - K10-17b. LED - bianco superluminoso L-53PWC "Kingbright".
Come puoi vedere nella figura, l'intero circuito si adatta facilmente allo spazio vuoto del nodo che emette luce.

La tensione di uscita dello stabilizzatore in questo circuito di commutazione è di 3,3 V. Poiché la caduta di tensione attraverso i diodi nell'intervallo di corrente nominale (15-30 mA) è di circa 3,1 V, i 200 mV in più dovevano essere estinti da un resistore collegato in serie con l'uscita.
Inoltre, un piccolo resistore in serie migliora la linearità del carico e la stabilità del circuito. Ciò è dovuto al fatto che il diodo ha un TCR negativo e, quando viene riscaldato, la caduta di tensione diretta diminuisce, il che porta a un forte aumento della corrente attraverso il diodo quando è alimentato da una sorgente di tensione. Non è stato necessario equalizzare le correnti attraverso i diodi collegati in parallelo: nessuna differenza di luminosità è stata osservata ad occhio nudo. Inoltre, i diodi erano dello stesso tipo e prelevati dalla stessa scatola.
Ora sul design dell'emettitore di luce. Come puoi vedere nelle foto, i LED nel circuito non sono saldamente saldati, ma sono una parte rimovibile della struttura.

La lampadina nativa è sventrata e vengono praticati 4 tagli nella flangia da 4 lati (uno era già lì). 4 LED sono disposti simmetricamente in un cerchio. I cavi positivi (secondo lo schema) sono saldati alla base vicino ai tagli, e i cavi negativi sono inseriti dall'interno nel foro centrale della base, tagliati e anch'essi saldati. "Lamp diode", inserito al posto di una tradizionale lampadina a incandescenza.

Test:
La stabilizzazione della tensione di uscita (3,3 V) è continuata fino a quando la tensione di alimentazione è scesa a ~1,2 V. La corrente di carico in questo caso era di circa 100 mA (~ 25 mA per diodo). Quindi la tensione di uscita ha iniziato a diminuire gradualmente. Il circuito è passato a una diversa modalità di funzionamento, in cui non si stabilizza più, ma emette tutto ciò che può. In questa modalità, ha funzionato fino a una tensione di alimentazione di 0,5 V! La tensione di uscita allo stesso tempo è scesa a 2,7 V e la corrente da 100 mA a 8 mA.

Un po' di efficienza.
L'efficienza del circuito è di circa il 63% con batterie nuove. Il fatto è che le strozzature miniaturizzate utilizzate nel circuito hanno una resistenza ohmica estremamente elevata - circa 1,5 ohm
La soluzione è un anello µ-permalloy con una permeabilità di circa 50.
40 giri di filo PEV-0,25, in uno strato: si sono rivelati circa 80 μG. La resistenza attiva è di circa 0,2 Ohm e la corrente di saturazione, secondo i calcoli, è superiore a 3A. Cambiamo l'elettrolita in uscita e in ingresso a 100 microfarad, anche se senza pregiudizio dell'efficienza può essere ridotto a 47 microfarad.


Schema della lampada a LEDsu convertitore DC/DC di Analog Device - ADP1110.



Schema di connessione tipico standard di ADP1110.
Questo chip convertitore, secondo le specifiche del produttore, è disponibile in 8 versioni:

Modello	Tensione di uscita
ADP1110AN	Regolabile
ADP1110AR	Regolabile
ADP1110AN-3.3	3,3 V
ADP1110AR-3.3	3,3 V
ADP1110AN-5	5V
ADP1110AR-5	5V
ADP1110AN-12	12V
ADP1110AR-12	12V

I microcircuiti con indici "N" e "R" differiscono solo per il tipo di pacchetto: R è più compatto.
Se hai acquistato un chip con un indice di -3.3, puoi saltare il paragrafo successivo e andare alla voce "Dettagli".
In caso contrario, presento alla tua attenzione un altro schema:



Aggiunge due parti per ottenere l'uscita di 3,3 volt richiesta per alimentare i LED.
Il circuito può essere migliorato tenendo conto del fatto che i LED necessitano di una sorgente di corrente, non di tensione, per funzionare. Cambiamenti nel circuito in modo che emetta 60 mA (20 per ogni diodo) e i diodi imposteranno automaticamente la tensione per noi, lo stesso 3,3-3,9 V.




il resistore R1 viene utilizzato per misurare la corrente. Il convertitore è progettato in modo tale che quando la tensione sul pin FB (Feed Back) supera 0,22 V, finirà di aumentare la tensione e la corrente, il che significa che il valore della resistenza R1 è facile da calcolare R1 = 0,22 V /In, nel nostro caso 3.6Ω. Tale circuito aiuta a stabilizzare la corrente e seleziona automaticamente la tensione richiesta. Sfortunatamente, la tensione cadrà attraverso questa resistenza, il che porterà a una diminuzione dell'efficienza, tuttavia, la pratica ha dimostrato che è inferiore all'eccesso che abbiamo scelto nel primo caso. Ho misurato la tensione di uscita ed era 3,4 - 3,6 V. Anche i parametri dei diodi in tale inclusione dovrebbero essere il più simili possibile, altrimenti la corrente totale di 60 mA non è stata distribuita equamente tra di loro, e ancora una volta otterremo una luminosità diversa.

Dettagli
1. Uno starter si adatta a qualsiasi microhenry da 20 a 100 con una resistenza piccola (meno di 0,4 ohm). Il diagramma indica 47 μH. Puoi farlo da solo: avvolgi circa 40 giri di filo PEV-0,25 su un anello µ-permalloy con una permeabilità di circa 50, dimensioni 10x4x5.
2. Diodo Schottky. 1N5818, 1N5819, 1N4148 o equivalente. Analog Device NON CONSIGLIA l'uso dell'1N4001
3. Condensatori. 47-100 microfarad a 6-10 volt. Si consiglia di utilizzare il tantalio.
4. Resistenze. Una potenza di 0,125 watt con una resistenza di 2 ohm, possibilmente 300 kΩ e 2,2 kΩ.
5. LED. L-53PWC - 4 pezzi.



Convertitore di tensione per l'alimentazione di un LED bianco DFL-OSPW5111P con una luminosità di 30 cd a una corrente di 80 mA e un'ampiezza del diagramma di radiazione di circa 12°.


La corrente consumata da una batteria con una tensione di 2,41 V è di 143 mA; in questo caso, una corrente di circa 70 mA scorre attraverso il LED a una tensione di 4,17 V. Il convertitore funziona a una frequenza di 13 kHz, l'efficienza elettrica è di circa 0,85.
Il trasformatore T1 è avvolto su un circuito magnetico anulare di dimensioni K10x6x3 in ferrite 2000NM.

Gli avvolgimenti primari e secondari del trasformatore sono avvolti simultaneamente (cioè in quattro fili).
L'avvolgimento primario contiene - 2x41 giri di filo PEV-2 0,19,
L'avvolgimento secondario contiene - 2x44 giri di filo PEV-2 0,16.
Dopo l'avvolgimento, i conduttori dell'avvolgimento sono collegati secondo lo schema.

I transistor KT529A della struttura p-n-p possono essere sostituiti con KT530A della struttura n-p-n, in questo caso è necessario cambiare la polarità di collegamento della batteria GB1 e del LED HL1.
I dettagli vengono posizionati sul riflettore mediante montaggio sospeso. Prestare attenzione al fatto che è escluso il contatto delle parti con la banda stagnata della torcia, che alimenta il "meno" della batteria GB1. I transistor sono fissati insieme con un sottile morsetto in ottone, che fornisce la necessaria rimozione del calore, e quindi incollati al riflettore. Il LED è posizionato al posto della lampada a incandescenza in modo che sporga di 0,5 ... 1 mm dalla presa per la sua installazione. Ciò migliora la dissipazione del calore dal LED e ne semplifica l'installazione.
Alla prima accensione, l'alimentazione della batteria viene fornita tramite un resistore con una resistenza di 18 ... 24 ohm in modo da non danneggiare i transistor se i terminali del trasformatore T1 sono collegati in modo errato. Se il LED non si accende, è necessario scambiare i terminali estremi dell'avvolgimento primario o secondario del trasformatore. Se ciò non porta al successo, verificare la funzionalità di tutti gli elementi e la corretta installazione.


Convertitore di tensione per l'alimentazione di una lampada LED di design industriale.




Convertitore di tensione per l'alimentazione della lampada a LED
Il circuito è tratto dal manuale Zetex per l'utilizzo dei microcircuiti ZXSC310.
ZXSC310- Chip driver LED.
FMMT 617 o FMMT 618.
Diodo Schottky- quasi tutte le marche.
Condensatori C1 = 2.2uF e C2 = 10uFper il montaggio su superficie, 2,2 uF è il valore consigliato dal produttore e C2 può essere impostato da circa 1 a 10 uF

Induttore 68 microhenry a 0,4 A

L'induttanza e il resistore sono installati su un lato della scheda (dove non c'è stampa), tutte le altre parti sono sull'altro. L'unico trucco è realizzare una resistenza da 150 milliohm. Può essere realizzato con filo di ferro da 0,1 mm, ottenibile svolgendo il cavo. Il filo va ricotto su un accendino, accuratamente pulito con carta vetrata fine, stagnato alle estremità e saldato un pezzo lungo circa 3 cm nei fori della tavola. Inoltre, nel processo di messa a punto, è necessario, misurando la corrente attraverso i diodi, spostare il filo, riscaldando contemporaneamente il punto della sua saldatura alla scheda con un saldatore.

Quindi, si ottiene qualcosa come un reostato. Dopo aver raggiunto una corrente di 20 mA, il saldatore viene rimosso e un pezzo di filo non necessario viene tagliato. L'autore è uscito con una lunghezza di circa 1 cm.


Torcia sulla fonte di alimentazione


Riso. 3.Una torcia su una sorgente di corrente, con equalizzazione automatica della corrente nei LED, in modo che i LED possano essere con qualsiasi diffusione di parametri (il LED VD2 imposta la corrente che i transistor VT2, VT3 ripetono, quindi le correnti nei rami saranno le Stesso)
Anche i transistor, ovviamente, dovrebbero essere gli stessi, ma la diffusione dei loro parametri non è così critica, quindi puoi prendere transistor discreti o se riesci a trovare tre transistor integrati in un pacchetto, i loro parametri sono il più vicini possibile. Gioca con il posizionamento dei LED, devi scegliere una coppia di LED-transistor in modo che la tensione di uscita sia minima, questo aumenterà l'efficienza.
L'introduzione dei transistor ha uniformato la luminosità, ma hanno resistenza e cadute di tensione su di essi, il che costringe il convertitore ad aumentare il livello di uscita a 4 V, per ridurre la caduta di tensione attraverso i transistor, puoi proporre un circuito in Fig. 4, questo è uno specchio di corrente modificato, invece della tensione di riferimento Ube = 0,7 V nel circuito di Fig. 3, è possibile utilizzare la sorgente da 0,22 V integrata nel convertitore e mantenerla nel collettore VT1 utilizzando un amplificatore operazionale, anche integrato nel convertitore.



Riso. 4.Torcia su una fonte di alimentazione, con equalizzazione automatica della corrente nei LED e con efficienza migliorata

Perché l'uscita dell'opamp è del tipo "open collector", deve essere "tirata su" all'alimentazione, che fa la resistenza R2. I resistori R3, R4 agiscono come un partitore di tensione nel punto V2 per 2, quindi l'opamp manterrà una tensione di 0,22 * 2 = 0,44 V nel punto V2, che è 0,3 V in meno rispetto al caso precedente. È impossibile prendere un divisore ancora meno per abbassare la tensione nel punto V2. il transistor bipolare ha una resistenza Rke e durante il funzionamento su di esso cadrà la tensione Uke, affinché il transistor funzioni correttamente V2-V1 deve essere maggiore di Uke, per il nostro caso bastano 0,22V. Tuttavia, i transistor bipolari possono essere sostituiti con transistor ad effetto di campo, in cui la resistenza drain-source è molto inferiore, questo consentirà di ridurre il divisore, in modo che la differenza V2-V1 sia del tutto insignificante.

Acceleratore.L'induttore deve essere preso con una resistenza minima, occorre prestare particolare attenzione alla corrente massima consentita, dovrebbe essere dell'ordine di 400 -1000 mA.
La valutazione non conta tanto quanto la corrente massima, quindi Analog Devices consiglia qualcosa tra 33 e 180uH. In questo caso, teoricamente, se non si presta attenzione alle dimensioni, maggiore è l'induttanza, meglio è sotto tutti gli aspetti. Tuttavia, in pratica questo non è del tutto vero, perché. abbiamo una bobina non ideale, ha resistenza attiva e non è lineare, inoltre il transistor chiave a basse tensioni non emetterà più 1,5A. Pertanto, è meglio provare diverse bobine di diversi tipi, design e valori nominali diversi per scegliere una bobina con la massima efficienza e la minima tensione di ingresso minima, ad es. la bobina con cui la torcia brillerà il più a lungo possibile.

Condensatori.C1 può essere qualsiasi cosa. C2 è meglio prendere il tantalio perché. ha una piccola resistenza, che aumenta l'efficienza.

Diodo Schottky.Qualsiasi per correnti fino a 1A, preferibilmente con resistenza minima e caduta di tensione minima.

Transistor.Qualsiasi con corrente di collettore fino a 30 mA, coefficiente amplificazione di corrente dell'ordine di 80 con una frequenza fino a 100 MHz, KT318 è adatto.

LED.Puoi bianco NSPW500BS con un bagliore di 8000mCd da Sistemi di illuminazione elettrica.

Trasformatore di tensioneADP1110, o il suo sostituto ADP1073, per usarlo, sarà necessario modificare il circuito in Fig. 3, prendere un induttore da 760 μG e R1 = 0,212 / 60 mA = 3,5 Ω.


Lanterna su ADP3000-ADJ

Opzioni:
Alimentazione 2,8 - 10 V, efficienza ca. 75%, due modalità di luminosità: piena e metà.
La corrente attraverso i diodi è di 27 mA, in modalità a metà luminosità - 13 mA.
Per ottenere un'elevata efficienza, è desiderabile utilizzare componenti chip nel circuito.
Non è necessario configurare un circuito correttamente assemblato.
Lo svantaggio del circuito è l'alta tensione (1,25 V) all'ingresso FB (pin 8).
Attualmente, Maxim produce in particolare convertitori DC / DC con una tensione FB di circa 0,3 V, sui quali è realistico raggiungere un'efficienza superiore all'85%.


Schema di una lanterna su Kr1446PN1.




Resistori R1 e R2 - sensore di corrente. Amplificatore operazionale U2B - amplifica la tensione prelevata dal sensore di corrente. Il guadagno = R4 / R3 + 1 ed è di circa 19. Il guadagno è richiesto in modo che quando la corrente attraverso i resistori R1 e R2 è di 60 mA, la tensione di uscita apra il transistor Q1. Modificando questi resistori, è possibile impostare altri valori di corrente di stabilizzazione.
In linea di principio, un amplificatore operazionale può essere omesso. È solo che al posto di R1 e R2 viene posizionato un resistore da 10 Ohm, da esso il segnale attraverso il resistore da 1kOhm viene inviato alla base del transistor e basta. Ma. Ciò porterà a una diminuzione dell'efficienza. Su un resistore da 10 ohm a una corrente di 60 mA, 0,6 volt - 36 mW vengono sprecati invano. Nel caso di utilizzo di un amplificatore operazionale, le perdite saranno:
su un resistore da 0,5 Ohm a una corrente di 60 mA = 1,8 mW + il consumo dell'amplificatore operazionale stesso è di 0,02 mA, lasciato a 4 Volt = 0,08 mW
= 1,88 mW - significativamente inferiore a 36 mW.

A proposito di componenti.

Al posto di KR1446UD2, può funzionare qualsiasi amplificatore operazionale a bassa potenza con una tensione di alimentazione minima bassa, OP193FS sarebbe migliore, ma è piuttosto costoso. Transistor in pacchetto SOT23. Il condensatore polare è più piccolo - tipo SS a 10 Volt. Induttanza CW68 100uH per 710mA. Sebbene la corrente di interruzione del convertitore sia di 1 A, funziona normalmente. Ha la migliore efficienza. Ho selezionato i LED per la caduta di tensione più identica a una corrente di 20 mA. Assemblato una torcia in una custodia per due batterie AA. Ho accorciato il posto per le batterie per adattarlo alle dimensioni delle batterie AAA e nello spazio liberato ho assemblato questo circuito mediante montaggio superficiale. Una custodia per tre batterie AA funzionerà bene. Dovrai installarne solo due e posizionare lo schema al posto del terzo.

L'efficienza del dispositivo risultante.
Ingresso U I P Uscita U I P Efficienza
Volt mA mW Volt mA mW %
3.03 90 273 3.53 62 219 80
1.78 180 320 3.53 62 219 68
1.28 290 371 3.53 62 219 59

Sostituzione della lampadina della torcia "Zhuchok" con un modulo dell'aziendaLuxioneLumiledLXHL-NO 98.
Otteniamo una torcia incredibilmente luminosa, con una pressione molto leggera (rispetto a una lampadina).


Schema di modifica e parametri del modulo.

Convertitori DC-DC StepUP ADP1110 di Analog Devices.




Alimentazione: 1 o 2 batterie 1.5V l'operatività è mantenuta fino a Uin.=0.9V
Consumo:
*con interruttore aperto S1 = 300mA
*con interruttore chiuso S1 = 110mA


Torcia elettronica a LED
Alimentato da una sola batteria di tipo AA o AAA su un microcircuito (KR1446PN1), che è un analogo completo del microcircuito MAX756 (MAX731) e ha caratteristiche quasi identiche.


Come base viene presa una torcia elettrica, in cui due batterie AA (accumulatori) vengono utilizzate come fonte di alimentazione.
La scheda del convertitore è posizionata nella lanterna al posto della seconda batteria. Su un'estremità della scheda è saldato un contatto in lamiera stagnata per alimentare il circuito e sull'altra un LED. Un cerchio della stessa latta è posto sulle conclusioni del LED. Il diametro del cerchio dovrebbe essere leggermente più grande del diametro della base del riflettore (di 0,2-0,5 mm), in cui è inserita la cartuccia. Uno dei terminali del diodo (negativo) è saldato alla tazza, il secondo (positivo) passa attraverso ed è isolato con un pezzo di tubo in PVC o fluoroplastico. Lo scopo del cerchio è duplice. Fornisce alla struttura la rigidità necessaria e allo stesso tempo serve a chiudere il contatto negativo del circuito. Una lampada con una cartuccia viene rimossa in anticipo dalla lanterna e al suo posto viene posizionato un circuito con un LED. Prima dell'installazione sulla scheda, i cavi dei LED vengono accorciati in modo tale da garantire una perfetta aderenza "in posizione" senza gioco. Tipicamente, la lunghezza dei cavi (esclusa la saldatura alla scheda) è uguale alla lunghezza della parte sporgente della base della lampada completamente avvitata.
Lo schema di collegamento della scheda e della batteria è riportato in fig. 9.2.
Successivamente, la lanterna viene assemblata e le sue prestazioni vengono verificate. Se il circuito è assemblato correttamente, non sono necessarie impostazioni.

Il design utilizza elementi di installazione standard: condensatori del tipo K50-35, induttanze EC-24 con un'induttanza di 18-22 μH, LED con una luminosità di 5-10 cd con un diametro di 5 o 10 mm. Naturalmente è possibile utilizzare anche altri LED con una tensione di alimentazione di 2,4-5 V. Il circuito ha una riserva di carica sufficiente e consente di alimentare anche LED con una luminosità fino a 25 cd!

Su alcuni risultati dei test di questo progetto.
La lanterna così modificata ha funzionato con una batteria “nuova” senza interruzioni, nello stato acceso, per più di 20 ore! Per fare un confronto, la stessa torcia nella configurazione "standard" (ovvero con una lampada e due batterie "nuove" dello stesso lotto) ha funzionato solo per 4 ore.
E un altro punto importante. Se in questo design vengono utilizzate batterie ricaricabili, è facile monitorare lo stato del loro livello di scarica. Il fatto è che il convertitore sul chip KR1446PN1 si avvia stabilmente a una tensione di ingresso di 0,8-0,9 V. E il bagliore dei LED è costantemente luminoso fino a quando la tensione della batteria non raggiunge questa soglia critica. La lampada continuerà a bruciare a questa tensione, ovviamente, ma è quasi impossibile parlarne come una vera fonte di luce.

Riso. 9.2Figura 9.3




Il circuito stampato del dispositivo è mostrato in fig. 9.3, e la posizione degli elementi - in fig. 9.4.


Accensione e spegnimento della torcia con un pulsante


Il circuito è assemblato su un chip D-trigger CD4013 e un transistor ad effetto di campo IRF630 in modalità "off". il consumo di corrente del circuito è praticamente 0. Per un funzionamento stabile del D-flip-flop, un resistore di filtro e un condensatore sono collegati all'ingresso del microcircuito, la loro funzione è eliminare il rimbalzo dei contatti. È meglio non collegare i pin del microcircuito inutilizzati da nessuna parte. Il microcircuito funziona da 2 a 12 volt, qualsiasi potente transistor ad effetto di campo può essere utilizzato come interruttore di alimentazione, perché. la resistenza drain-source del transistor ad effetto di campo è trascurabile e non carica l'uscita del microcircuito.

CD4013A in contenitore SO-14, analogo a K561TM2, 564TM2

Circuiti generatori semplici.
Permette di alimentare il LED con tensione di accensione 2-3V da 1-1.5V. Brevi impulsi di potenziale aumentato aprono la giunzione p-n. L'efficienza ovviamente diminuisce, ma questo dispositivo consente di "spremere" quasi tutte le sue risorse da una fonte di alimentazione autonoma.
Filo 0,1 mm - 100-300 giri con un colpetto dal centro, avvolto su un anello toroidale.




Torcia a LED dimmerabile con modalità beacon

L'alimentazione del microcircuito - un generatore con un ciclo di lavoro regolabile (K561LE5 o 564LE5) che controlla la chiave elettronica, nel dispositivo proposto viene effettuata da un convertitore di tensione elevatore, che consente di alimentare la lampada da un galvanico cella 1.5.
Il convertitore è realizzato sui transistor VT1, VT2 secondo il circuito dell'oscillatore del trasformatore con retroazione di corrente positiva.
Il circuito dell'oscillatore con un ciclo di lavoro regolabile sul chip K561LE5 sopra menzionato è stato leggermente modificato per migliorare la linearità della regolazione della corrente.
Il consumo minimo di corrente della torcia con sei LED bianchi L-53MWC super luminosi collegati in parallelo di Kingbnght è di 2,3 mA La dipendenza del consumo di corrente dal numero di LED è direttamente proporzionale.
La modalità "Beacon", quando i LED lampeggiano intensamente a bassa frequenza e poi si spengono, viene implementata impostando il controllo della luminosità al massimo e riaccendendo la torcia. La frequenza desiderata dei lampi di luce è regolata dalla selezione del condensatore C3.
La torcia rimane operativa quando la tensione scende a 1.1v, anche se la luminosità diminuisce sensibilmente
Come chiave elettronica è stato utilizzato un transistor ad effetto di campo con gate isolato KP501A (KR1014KT1V). In termini di circuito di controllo, è in buon accordo con il microcircuito K561LE5. Il transistor KP501A ha i seguenti parametri limite, la tensione drain-source è 240 V; tensione gate-source - 20 V. corrente di drain - 0,18 A; potenza - 0,5 W
È consentito collegare transistor in parallelo, preferibilmente dello stesso lotto. Possibile sostituzione - KP504 con qualsiasi indice di lettere. Per i transistor ad effetto di campo IRF540, la tensione di alimentazione del DD1. generato dal convertitore deve essere aumentato a 10 V
In una lampada con sei LED L-53MWC collegati in parallelo, il consumo di corrente è approssimativamente uguale a 120 mA quando il secondo transistor è collegato in parallelo a VT3 - 140 mA
Il trasformatore T1 è avvolto su un anello di ferrite 2000NM K10-6 "4,5. Gli avvolgimenti sono avvolti in due fili e l'estremità del primo avvolgimento è collegata all'inizio del secondo avvolgimento. L'avvolgimento primario contiene 2-10 giri, il secondario - 2 * 20 giri Diametro del filo - 0,37 mm marchio - PEV-2 L'induttore è avvolto sullo stesso circuito magnetico senza uno spazio con lo stesso filo in uno strato, il numero di giri è 38. L'induttanza dell'induttore è 860μH












Circuito convertitore per LED da 0,4 a 3V- alimentato da una batteria AAA. Questa torcia aumenta la tensione di ingresso alla tensione richiesta con un semplice convertitore DC-DC.






La tensione di uscita è di circa 7 watt (a seconda della tensione dei LED installati).

Costruire la lampada frontale a LED





Per quanto riguarda il trasformatore nel convertitore DC-DC. Devi farlo da solo. L'immagine mostra come assemblare il trasformatore.



Un'altra versione di convertitori per LED _http://belza.cz/ledlight/ledm.htm








Torcia elettrica su una batteria sigillata al piombo con un caricabatterie.

Le batterie al piombo sigillate sono attualmente le più economiche. L'elettrolita in esse contenuto è sotto forma di gel, quindi le batterie consentono il funzionamento in qualsiasi posizione spaziale e non producono fumi nocivi. Sono caratterizzati da una grande durata, se non si consente una scarica profonda. Teoricamente, non hanno paura del sovraccarico, ma non dovresti abusarne. Le batterie possono essere ricaricate in qualsiasi momento senza attendere che siano completamente scariche.
Le batterie sigillate al piombo sono adatte per l'uso in torce portatili utilizzate in casa, nei cottage estivi e nella produzione.


Fig. 1. Schema di una lanterna elettrica

In figura è riportato lo schema elettrico di una torcia con caricabatteria per batteria da 6 volt, che consente in modo semplice di evitare lo scaricamento completo della batteria e quindi di aumentarne la durata. Contiene un alimentatore trasformatore fabbricato in fabbrica o autocostruito e un dispositivo di commutazione del caricatore montato nell'alloggiamento della lampada.
Nella versione dell'autore, un blocco standard progettato per alimentare i modem viene utilizzato come unità di trasformazione. La tensione CA in uscita del blocco è di 12 o 15 V, la corrente di carico è di 1 A. Esistono anche blocchi di questo tipo con raddrizzatori integrati. Sono adatti anche a questo scopo.
La tensione alternata dall'unità trasformatore viene fornita al dispositivo di carica e commutazione, che contiene una spina per il collegamento del caricabatterie X2, un ponte a diodi VD1, uno stabilizzatore di corrente (DA1, R1, HL1), una batteria GB, un interruttore a levetta S1 , un pulsante di alimentazione di emergenza S2, una lampada a incandescenza HL2. Ogni volta che l'interruttore a levetta S1 viene acceso, la tensione della batteria viene fornita al relè K1, i suoi contatti K1.1 si chiudono, fornendo corrente alla base del transistor VT1. Il transistor si accende facendo passare corrente attraverso la lampada HL2. La lampada viene spenta portando l'interruttore a levetta S1 nella sua posizione originale, in cui la batteria è scollegata dall'avvolgimento del relè K1.
La tensione di scarica della batteria consentita è selezionata al livello di 4,5 V. È determinata dalla tensione di accensione del relè K1. È possibile modificare il valore consentito della tensione di scarica utilizzando il resistore R2. Con un aumento del valore del resistore, la tensione di scarica consentita aumenta e viceversa. Se la tensione della batteria è inferiore a 4,5 V, il relè non si accenderà, pertanto la tensione non verrà applicata alla base del transistor VT1, che accende la lampada HL2. Ciò significa che la batteria deve essere caricata. A una tensione di 4,5 V, l'illuminazione creata dalla torcia non è male. In caso di emergenza è possibile accendere la torcia a bassa tensione con il pulsante S2, a condizione che venga prima acceso l'interruttore a levetta S1.
Una tensione costante può essere applicata anche all'ingresso del dispositivo di commutazione della carica, senza prestare attenzione alla polarità dei dispositivi collegati.
Per trasferire la torcia in modalità di carica è necessario agganciare la presa X1 dell'unità trasformatore con la spina X2 posta sul corpo lampada, quindi inserire la spina (non mostrata in figura) dell'unità trasformatore nella presa 220 rete V.
Nella forma di realizzazione di cui sopra, viene utilizzata una batteria da 4,2 Ah. Pertanto, può essere caricata con una corrente di 0,42 A. La batteria viene caricata con corrente continua. Lo stabilizzatore di corrente contiene solo tre parti: un regolatore di tensione integrato DA1 tipo KR142EN5A o 7805 importato, un LED HL1 e un resistore R1. Il LED, oltre a lavorare come stabilizzatore di corrente, svolge anche la funzione di indicatore della modalità di carica della batteria.
L'impostazione del circuito elettrico della torcia si riduce alla regolazione della corrente della carica della batteria. La corrente di carica (in ampere) viene solitamente scelta dieci volte inferiore al valore numerico della capacità della batteria (in ampere-ora).
Per la messa a punto, è meglio assemblare separatamente il circuito stabilizzatore di corrente. Invece di un carico della batteria, collegare un amperometro per una corrente di 2 ... 5 A al punto di connessione del catodo del LED e del resistore R1 Selezionando il resistore R1, impostare la corrente di carica calcolata utilizzando l'amperometro.
Relè K1 - interruttore reed RES64, passaporto RS4.569.724. La lampada HL2 consuma una corrente di circa 1A.
Il transistor KT829 può essere utilizzato con qualsiasi indice di lettere. Questi transistor sono compositi e hanno un elevato guadagno di corrente di 750. Questo dovrebbe essere preso in considerazione in caso di sostituzione.
Nella versione dell'autore, il chip DA1 è installato su un dissipatore a coste standard con dimensioni di 40x50x30 mm. Il resistore R1 è costituito da due resistori a filo avvolto da 12 W collegati in serie.

Schema:



RIPARAZIONE TORCIA A LED

Valutazioni delle parti (C, D, R)
C = 1uF. R1 = 470 kOhm. R2 = 22 kOhm.
1D, 2D - KD105A (tensione ammessa 400V corrente limite 300 mA.)
Fornisce:
corrente di carica = 65 - 70 mA.
tensione = 3,6V.











LED Treiber PR4401 SOT23

Qui puoi vedere a cosa hanno portato i risultati dell'esperimento.

Lo schema offerto alla tua attenzione è stato utilizzato per alimentare una torcia a LED, ricaricare un telefono cellulare da due batterie all'idrite metallica, durante la creazione di un dispositivo a microcontrollore, un radiomicrofono. In ogni caso, il funzionamento del circuito è stato impeccabile. L'elenco in cui è possibile utilizzare il MAX1674 può continuare a lungo.


Il modo più semplice per ottenere una corrente più o meno stabile attraverso il LED è collegarlo al circuito di alimentazione non regolato tramite un resistore. Tenere presente che la tensione di alimentazione deve essere almeno il doppio della tensione di funzionamento del LED. La corrente attraverso il LED è calcolata dalla formula:
I led \u003d (Umax. alimentazione - U diodo funzionante): R1

Questo schema è estremamente semplice e in molti casi giustificato, ma dovrebbe essere utilizzato dove non è necessario risparmiare elettricità e non ci sono requisiti elevati di affidabilità.
Circuiti più stabili - basati su stabilizzatori lineari:


Come stabilizzatori, è meglio scegliere una tensione regolabile o fissa, ma dovrebbe essere il più vicino possibile alla tensione sul LED o su una stringa di LED collegati in serie.
Gli stabilizzatori come LM 317 sono molto adatti.
Testo tedesco: iel war es, mit nur einer NiCd-Zelle (AAA, 250mAh) eine der neuen ultrahellen LEDs mit 5600mCd zu betreiben. Questi LED benötigen 3,6V/20mA. Ich habe Ihre Schaltung zunächst unverändert übernommen, als Induktivität hatte ich allerdings nur eine mit 1,4mH zur Hand. Die Schaltung lief auf Anhieb! Allerdings ließ die Leuchtstärke doch noch zu wünschen übrig. Mehr zufällig stellte ich fest, dass die LED extrem heller wurde, wenn ich ein Spannungsmessgerät parallel zur LED schaltete!??? Tatsächlich waren es nur die Messschnüre, bzw. deren Kapazität, die den Effekt bewirkten. Mit einem Oszilloskop konnte ich dann feststellen, dass in dem Moment die Frequenz stark anstieg. Hm, also habe ich den 100nF-Condensator gegen einen 4.7nF Typ ausgetauscht und schon war die Helligkeit wie gewünscht. Anschließend habe ich dann nur noch durch Ausprobieren die beste Spule aus meiner Sammlung gesucht... Das beste Ergebnis hatte ich mit einem alten Sperrkreis für den 19KHz Pilotton (UKW), aus dem ich die Kreiskapazität entfernt habe. Und hier ist sie nun, die Mini-Taschenlampe:

Fonti:
http://pro-radio.ru/
http://radiokot.ru/

Introduzione lirica

Questo articolo prenderà in considerazione la modernizzazione di una torcia utilizzando l'esempio di un dispositivo della famigerata azienda Philips. Quindi quali sono i suoi svantaggi? Come per tutte le torce, in questo dispositivo è stata notata una significativa diminuzione della luminosità del bagliore della lampada ad incandescenza quando le batterie sono state "piantate". E, naturalmente, bassa efficienza e durata. E, tuttavia, la soluzione di questi eterni problemi esiste.

LED! Ma è sufficiente sostituire solo la sorgente luminosa? NO. La maggior parte delle torce utilizza l'ormai classico circuito, in cui due batterie da 1,5 volt sono collegate in serie. Ma una tensione di 3 volt non è sufficiente affinché il LED si illumini intensamente, quindi vale la pena includere un convertitore nel circuito. Il convertitore ha una corrente di uscita più stabile, quando l'ingresso può essere pari o inferiore a 0,5 V. Cosa succede a una lanterna se le sue batterie sono scariche a tale limite? Esatto, non funziona. Pertanto, il convertitore è la mossa di maggior successo per risolvere questo problema.

Sorge un nuovo problema: dove collocarlo? Dopotutto, spesso non c'è spazio nel corpo della lanterna. Se hai componenti a telaio aperto, puoi contrassegnarli direttamente nella base della lampada, ma in caso contrario? Questo articolo ti aiuterà a capirlo.

Progettazione del circuito

Come ho detto, c'è una soluzione. Abbastanza originale, credo.

Considera il circuito del convertitore:

Il diagramma mostra un generatore di blocco. L'eccitazione è ottenuta mediante accoppiamento del trasformatore sul trasformatore T1. Gli impulsi di tensione che si verificano nell'avvolgimento destro (secondo lo schema) vengono aggiunti alla tensione della fonte di alimentazione e alimentati al LED VD1. Naturalmente, sarebbe possibile escludere il condensatore e il resistore nel circuito di base del transistor, ma in tal caso VT1 e VD1 potrebbero non funzionare quando si utilizzano batterie di marca con bassa resistenza interna. Il resistore imposta la modalità operativa del transistor e il condensatore passa il componente RF.

Il circuito utilizzava un transistor KT315 (come il più economico), un LED ultra luminoso (come il più luminoso). Parliamo separatamente del trasformatore. Per la sua fabbricazione è necessario un anello di ferrite (dimensioni approssimative 10x6x3 e una permeabilità di circa 1000 HH). Il diametro del filo è di circa 0,2 mm. Sull'anello sono avvolte due bobine di 20 spire ciascuna. Se non si dispone di un anello, è possibile utilizzare un cilindro simile per volume e materiale. Devi solo avvolgere 60-100 giri per ciascuna delle bobine. Un punto importante: devi avvolgere le bobine in direzioni diverse. Nel peggiore dei casi, puoi usare un chiodo, ma un chiodo grande, e ci vogliono circa 150 giri per una bobina, inoltre l'efficienza di un chiodo è molto inferiore a quella della ferrite.

Passiamo ora alla pratica.

Pratica

Considera una foto di una torcia elettrica. Ciò è necessario per comprendere il senso della mia ricerca. Non c'è niente di futuristico qui, noterò solo che l'interruttore si trova nel pulsante "penna stilografica" e il cilindro grigio è di metallo e conduce corrente.

Quindi, primo passo. Creiamo un "corpo" del dispositivo.

Realizziamo un cilindro in base alle dimensioni della batteria. Ad esempio, la dimensione delle batterie della mia torcia è AAA. Può essere fatto di carta (come me), oppure puoi usare un pezzo di qualsiasi tubo rigido. Per l'incollaggio utilizziamo la colla "gomma", in quanto è un buon dielettrico.

Facciamo dei buchi lungo i bordi del cilindro, lo avvolgiamo con un conduttore stagnato e passiamo le estremità del filo nei fori. Fissiamo entrambe le estremità, ma lasciamo un pezzo di conduttore a una delle estremità: in modo da poter collegare il convertitore alla spirale. (Il dado mostrato nella foto non è ancora necessario)

Ora assembliamo il convertitore stesso. Non avevo un anello di ferrite (e non si adattava a una torcia), quindi è stato utilizzato un cilindro di un materiale simile.

Il cilindro è stato preso da un induttore di un vecchio televisore. La prima bobina è accuratamente avvolta su di essa. I fili sono tenuti insieme con la colla. Ho circa 60 giri. Quindi il secondo, è avvolto nella direzione opposta. Ne ho di nuovo 60 o giù di lì; Non ho contato esattamente - non sono riuscito a caricarlo in modo ordinato. Fissiamo i bordi con la colla. Asciugiamo. Durante il processo di asciugatura, la serpentina può essere leggermente riscaldata. L'ho messo su un pezzo di carta sul soffitto di una lampada da tavolo. Lascia asciugare. E andiamo avanti.

Montiamo il convertitore secondo lo schema:

Tutto è posizionato come in figura: un transistor, un condensatore, un resistore, ecc. Abbiamo assemblato gli elementi passivi e attivi, saldato la spirale sul cilindro, la bobina. La corrente negli avvolgimenti della bobina deve andare in direzioni diverse! Cioè, se avvolgi tutti gli avvolgimenti in una direzione, scambia le conclusioni di uno di essi, altrimenti la generazione non si verificherà.

Ci rallegriamo, perché abbiamo ottenuto quanto segue:

Inseriamo tutto verso l'interno e usiamo i dadi come tappi laterali e contatti.

Saldiamo i cavi della bobina a uno dei dadi e l'emettitore VT1 all'altro. Colla. segniamo le conclusioni: dove avremo un'uscita dalle bobine, mettiamo "-", dove l'uscita dal transistor con la bobina mettiamo "+" (in modo che tutto sia come in una batteria).

Tutto. Hai qualcosa di simile a quanto mostrato nella figura precedente.

Ora dovresti creare un "diodo lampada". Prendiamo una normale base da una lampadina che è servita allo scopo e...

Un momento: dovrebbe esserci un meno del LED sulla base. Altrimenti, niente funzionerà.

C'era un'altra soluzione al problema. Naturalmente, è possibile creare un modulo convertitore direttamente con un LED in un unico pacchetto. In questo caso, come probabilmente avrai già notato, sono necessari solo due contatti. Puoi farlo anche tu. Ma in questa soluzione non puoi cambiare facilmente i LED. Perché cambiare? Molto semplice, perché puoi utilizzare un LED ultravioletto, verificare l'autenticità delle banconote e molto altro. Inoltre, trovo che il mio modo di risolvere il problema sia più ergonomico e interessante.

Tecnica di montaggio

Come si evince dalla figura, il convertitore è un "sostituto" della seconda batteria. Ma a differenza di essa ha tre punti di contatto: con il plus della batteria, con il plus del led, e con il corpo comune (attraverso la spirale). Tuttavia, la sua posizione nel vano batteria è specifica: deve essere a contatto con il positivo del LED. In poche parole, la sequenza di assemblaggio nell'immagine non può essere modificata. Altrimenti, come avrai intuito, il dispositivo non funzionerà.

Lanterna aggiornata in funzione:

Tale torcia è più economica, ergonomica e, a causa dell'assenza di una seconda batteria, è leggera. E il vantaggio principale! Tutti i dettagli possono essere trovati nel cestino!

Elenco degli elementi radio

Designazione	Tipo	Denominazione	Quantità	Nota	Negozio	Il mio taccuino
VT1	transistor bipolare	KT315A	1	Con qualsiasi indice di lettere		Al blocco note
C1	Condensatore	2700 pF	1			Al blocco note
R1	Resistore	1 kOhm	1

Nella vita di ogni persona ci sono momenti in cui è necessaria l'illuminazione, ma non c'è elettricità. Questa potrebbe essere una banale interruzione di corrente e la necessità di riparare il cablaggio in casa, e forse un'escursione nella foresta o qualcosa del genere.

E, naturalmente, tutti sanno che in questo caso solo una torcia elettrica aiuterà, un dispositivo compatto e allo stesso tempo funzionale. Ora ci sono molti tipi diversi di questo prodotto sul mercato dell'ingegneria elettrica. Si tratta di normali torce elettriche con lampade a incandescenza e LED, con batterie e batterie. E ci sono moltissime aziende che producono questi dispositivi: Dick, Lux, Cosmos, ecc.

Ma qual è il principio del suo lavoro, non molte persone pensano. Nel frattempo, conoscendo il dispositivo e il circuito di una torcia elettrica, puoi, se necessario, ripararlo o addirittura assemblarlo con le tue mani. Questo è il problema che cercheremo di capire.

Le lanterne più semplici

Poiché le torce sono diverse, ha senso iniziare con la più semplice, con una batteria e una lampada a incandescenza, e considerare anche i suoi possibili malfunzionamenti. Lo schema di un tale dispositivo è elementare.

In effetti, non contiene nulla tranne una batteria, un pulsante di accensione e una lampadina. E quindi non ci sono problemi speciali con lui. Ecco alcuni possibili piccoli fastidi che possono portare al fallimento di una tale torcia:

• Ossidazione di uno qualsiasi dei contatti. Possono essere i contatti di un interruttore, una lampadina o una batteria. Hai solo bisogno di pulire questi elementi del circuito e il dispositivo funzionerà di nuovo.
• Lampada a incandescenza accesa: qui tutto è semplice, la sostituzione dell'elemento luminoso risolverà questo problema.
• Scarica completa delle batterie - sostituzione delle batterie con batterie nuove (o ricarica, se ricaricabili).
• Nessun contatto o filo interrotto. Se la torcia non è più nuova, ha senso cambiare tutti i fili. Non è affatto difficile farlo.

Torcia elettrica a LED

Questo tipo di torcia ha un flusso luminoso più potente e allo stesso tempo consuma pochissima energia, il che significa che le batterie al suo interno dureranno più a lungo. Riguarda il design degli elementi luminosi: i LED non hanno un filamento a incandescenza, non consumano energia per il riscaldamento, in considerazione di ciò, l'efficienza di tali dispositivi è superiore dell'80-85%. Ottimo anche il ruolo delle apparecchiature aggiuntive sotto forma di un convertitore con la partecipazione di un transistor, un resistore e un trasformatore ad alta frequenza.

Se la torcia ha una batteria integrata, è necessario includere un caricabatterie.

Il circuito di tale lampada è costituito da uno o più LED, un convertitore di tensione, un interruttore e una batteria. Nei modelli precedenti di torce elettriche, la quantità di energia consumata dai LED doveva corrispondere a quella prodotta dalla sorgente.

Ora questo problema viene risolto con l'aiuto di un convertitore di tensione (è anche chiamato moltiplicatore). In realtà, è lui la parte principale che contiene il circuito elettrico della torcia.

Se vuoi realizzare un dispositivo del genere con le tue mani, non ci saranno particolari difficoltà. Transistor, resistenza e diodi non sono un problema. Il momento più difficile sarà avvolgere un trasformatore ad alta frequenza su un anello di ferrite, chiamato generatore di blocco.

Ma anche questo può essere affrontato prelevando un anello simile da un reattore elettronico difettoso di una lampada a risparmio energetico. Anche se, ovviamente, se non vuoi scherzare o non hai tempo, puoi trovare in vendita convertitori altamente efficienti come 8115. Con il loro aiuto, utilizzando un transistor e un resistore, è diventato possibile produrre una torcia a LED su una singola batteria.

Lo schema stesso della torcia a LED è simile al dispositivo più semplice, e non dovresti soffermarti su di esso, perché anche un bambino è in grado di assemblarlo.

A proposito, se utilizzato in un circuito convertitore di tensione su una vecchia torcia elettrica più semplice alimentata da una batteria quadrata da 4,5 volt, che non puoi acquistare ora, puoi tranquillamente inserire una batteria da 1,5 volt, ad es. mignolo”. Non ci sarà alcuna perdita di emissione luminosa. Il compito principale in questo caso è avere almeno la minima idea di ingegneria radiofonica, letteralmente a livello di conoscenza di cosa sia un transistor, ed essere anche in grado di tenere in mano un saldatore.

Raffinatezza delle lanterne cinesi

A volte capita che una torcia acquistata (apparentemente di alta qualità) con una batteria fallisca completamente. E non è affatto necessario che l'acquirente sia responsabile di un funzionamento improprio, sebbene ciò si verifichi anche. Più spesso, questo è un errore quando si assembla una lanterna cinese alla ricerca della quantità a scapito della qualità.

Certo, in questo caso dovrà essere rifatto, in qualche modo modernizzato, perché sono stati spesi soldi. Ora devi capire come farlo e se è possibile competere con un produttore cinese e riparare da solo un dispositivo del genere.

Considerando l'opzione più comune, in cui quando il dispositivo è acceso, l'indicatore di carica si accende, ma la torcia non si carica e non funziona, puoi vederlo.

Un errore comune del produttore è che l'indicatore di carica (LED) è collegato al circuito in parallelo con la batteria, il che non dovrebbe essere consentito. Allo stesso tempo, l'acquirente accende la torcia e, vedendo che non è accesa, riattiva la carica. Di conseguenza, tutti i LED si bruciano contemporaneamente.

Il fatto è che non tutti i produttori indicano che è impossibile caricare tali dispositivi con i LED accesi, perché sarà impossibile ripararli, non resta che sostituirli.

Quindi, il compito dell'aggiornamento è collegare l'indicatore di carica in serie con la batteria.

Come si può vedere dal diagramma, questo problema è completamente risolvibile.

Ma se i cinesi inseriscono un resistore 0118 nel loro prodotto, i LED dovranno essere cambiati costantemente, perché la corrente fornita loro sarà molto alta e, indipendentemente dagli elementi luminosi installati, non possono sopportare il carico.

Lampada frontale a LED

Negli ultimi anni, un dispositivo così leggero è diventato piuttosto diffuso. In effetti, è molto comodo quando le mani sono libere e il raggio di luce colpisce dove sta guardando la persona, questo è proprio il vantaggio principale della lampada frontale. In precedenza, solo i minatori potevano vantarsene, e anche allora, per indossarlo, era necessario un elmo, sul quale, appunto, era attaccata la lanterna.

Ora il fissaggio di un dispositivo del genere è comodo, puoi indossarlo in qualsiasi circostanza e una batteria piuttosto voluminosa e pesante non pende dalla cintura, che, inoltre, deve essere caricata anche una volta al giorno. Quello moderno è molto più piccolo e leggero, inoltre ha un consumo energetico molto basso.

Allora, cos'è una lampada del genere? E il principio del suo funzionamento non è diverso dal LED. Le opzioni sono le stesse: ricaricabili o con batterie rimovibili. Il numero di LED varia da 3 a 24 a seconda delle caratteristiche della batteria e del convertitore.

Inoltre, tali luci di solito hanno 4 modalità luminose e non solo una. Questi sono debole, medio, forte e segnale - quando i LED lampeggiano a brevi intervalli.

Le modalità della torcia a LED del proiettore sono controllate da un microcontrollore. Inoltre, se disponibile, è possibile anche una modalità stroboscopica. Inoltre, ciò non danneggia affatto i LED, a differenza delle lampade a incandescenza, poiché la loro durata non dipende dal numero di cicli di accensione e spegnimento dovuti all'assenza di un filamento a incandescenza.

Quindi quale torcia dovresti scegliere?

Naturalmente, le torce possono essere diverse in termini di consumo di tensione (da 1,5 a 12 V), e con diversi interruttori (tattili o meccanici), con un avviso acustico di batteria scarica. Può essere l'originale o i suoi analoghi. E non è sempre possibile determinare che tipo di dispositivo è davanti ai tuoi occhi. Dopotutto, fino a quando non si guasta e inizia la sua riparazione, è impossibile vedere quale microcircuito o transistor ci sia dentro. Probabilmente è meglio scegliere quello che ti piace e risolvere i possibili problemi man mano che si presentano.

Principio di funzionamento
Il diagramma sottostante (" ") consente di alimentare un LED bianco o blu che richiede una tensione di alimentazione di 3 - 3,5 V da una cella galvanica o da una batteria NiCD,NiMH, anche scaricato a una tensione di 0,8 V sotto carico.

Per i LED rossi e gialli, la tensione di alimentazione a una corrente di 20 mA è 1,8 - 2,4 V e per blu, bianco e verde - 3 - 3,5 V, quindi alimenta il LED blu o bianco da una batteria AA direttamente impossibile.
Il circuito rappresenta una variante del generatore di blocco ed è stato descritto dalla città Swindon nel Regno Unito sulla rivista " Elettronica pratica quotidiana Novembre 1999. Puoi leggere questo articolo qui sotto:
(Cliccare sull'immagine per ingrandirla)


Il circuito è alimentato dall'elemento LR6/AA/AAA tensione di 1,5 V - il circuito può funzionare ininterrottamente per una settimana da una batteria fino a quando non si scarica a 0,8 V !!! Nota: AA o AAA (R6) sono batterie saline, LR6 sono batterie alcaline (alcaline).

Il circuito di cui sopra funziona come un generatore controllato in corrente. Ogni volta che il transistor è spento V.T campo magnetico discendente in un avvolgimento del trasformatore T provoca un impulso di tensione positivo (fino a 30 V) sul collettore del transistor. Questa tensione, insieme alla tensione dell'alimentatore (batteria), viene applicata al LED. La commutazione avviene a frequenza molto alta e ciclo di lavoro basso. Riduzione della resistenza del resistore R porta ad un aumento della corrente attraverso il LED e, di conseguenza, aumenta la luminosità del suo bagliore.
dapprima fornisce un valore di resistenza di 10 kΩ (corrente media attraverso il LED 18 mA) e poi indica che la riduzione della resistenza a 2 kΩ comporta un aumento della corrente media a 30 mA. Anche indica che l'efficienza dipende dal transistor utilizzato V.T- i migliori risultati si ottengono utilizzando un transistor con bassa tensione di saturazione tra collettore ed emettitore V CE (SAB). Indica che per il transistor ZTX450 (V CE (SAB)= 0,25 V) L'efficienza è del 73% durante l'utilizzo ZTX650 (V CE (SAB) < 0,12 В) возрастает до 79 %, а при применении BC550 scende al 57%.

Menzione di un progetto simile nell'articolo di M. Shustov "Alimentazione a bassa tensione dei LED" nella rivista "Radiomir" n. 8 per il 2003:

Ed ecco il design del radioamatore giapponese: http://elm-chan.org/works/led1/report_e.html

Modellazione
Per simulare un tale dispositivo, è possibile utilizzare un simulatore di circuiti elettrici distribuito liberamente. . Ecco il modello di questo generatore:

Con una tensione di alimentazione di 1,5 V e un'induttanza di ciascuno degli avvolgimenti del trasformatore di 200 μH, il consumo energetico della batteria è di 197 mW e 139 mW sono assegnati al LED. La perdita di potenza è stata di 58 mW, di cui 55 mW nel transistor e 3 mW nel resistore. Pertanto, l'efficienza si è rivelata del 71%.

Con una tensione di alimentazione di 1,5 V e un transistor BC547C (V CE (SAB)= 0,2 V) la dipendenza della corrente media del LED dall'induttanza dell'avvolgimento del trasformatore (con avvolgimenti identici) è mostrata di seguito:


Se l'induttanza dell'avvolgimento è inferiore a 17 µH, il convertitore non si avvia.

Di seguito è riportata la dipendenza della corrente media del LED dalla tensione di alimentazione:

Trasformatore
Inoltre, invece di un trasformatore autoavvolgente su un anello di ferrite, è possibile utilizzare un trasformatore di impulsi industriale, ad esempio,
M- di piccole dimensioni, E- impulso, T- trasformatore, IN- altezza con cavi 55 mm.

MIT-4V è disponibile in custodia marrone o nera.

Questo trasformatore ha tre avvolgimenti (uno primario e due secondari) con rapporto di trasformazione unitario. La resistenza ohmica di ciascun avvolgimento è di circa 5 ohm, l'induttanza è di circa 16 mH.
Gli avvolgimenti contengono 100 spire ciascuno, avvolti con filo PELSHO 0.1 su anello K17.5x8x5 in ferrite M2000NM1-B.
La designazione dell'anello di ferrite è decifrata come segue: A- squillo; 17,5 - diametro esterno dell'anello, mm; 8 - diametro interno dell'anello, mm; 5 - altezza anello, mm.
Il grado di ferrite M2000NM-1B si espande come segue: 2000 - permeabilità magnetica iniziale della ferrite; H- ferrite a bassa frequenza; M- ferrite manganese-zinco (fino a 100 kHz).
La prima uscita è contrassegnata con il numero "1" sulla custodia del trasformatore e la freccia disegnata indica la direzione del conteggio delle uscite rimanenti. Ho usato avvolgimenti con pin 1-4 e 2-3.

Puoi anche utilizzare un trasformatore di adattamento a bassa frequenza TOT:

Questo trasformatore è progettato per funzionare a frequenze fino a 10 kHz.
La designazione "TOT" sta per: T- trasformatore; DI- finale; T- transistor.
Il nucleo corazzato del trasformatore TOT è costituito da nastro laminato a freddo ad alta permeabilità magnetica e ad induzione maggiorata di grado di saturazione tecnica 50H.
La posizione dei terminali dei trasformatori TOT ricorda la piedinatura delle lampade a vuoto: c'è una chiave e un'ulteriore marcatura del primo terminale sulla superficie laterale del trasformatore (punto rosso). In questo caso, le uscite vengono contate in senso orario dal lato dell'installazione e la prima uscita si trova nell'angolo in alto a sinistra.

Pinout dei tipi di trasformatore: UN- TOT1 - TOT35; B- TOT36 - TOT189, TOL1 - TOL54; v- TOT202 - TOT219, TOL55 - TOL72

transistor al germanio
Per ridurre la tensione di soglia della batteria, alla quale il LED è ancora acceso, è possibile utilizzare transistor al germanio, ad esempio il sovietico n-p-n Transistor MP38A:

Questo transistor ha una caduta di tensione diretta pp transizioni è di circa 200 mV.
Per verificare, ho assemblato un progetto breadboard sul transistor MP38A e sul trasformatore MIT-4V:

Batteria al litio abbastanza scarica CR2032 in questo circuito alimenta una stringa di cinque LED. In questo caso, la tensione della batteria sotto carico è di circa 1,5 volt.

Opzioni di miglioramento dello schema
1) È possibile aggiungere un condensatore collegato in parallelo alla resistenza.

Ho valutato l'effetto del condensatore sull'efficienza del convertitore eseguendo una simulazione :


Come si può vedere dal grafico, dopo un certo aumento dell'efficienza, con un ulteriore aumento della capacità del condensatore, l'efficienza del convertitore inizia a diminuire.
2) Puoi anche aggiungere un diodo Schottky in serie al LED e collegare i condensatori in parallelo al LED.

3) Per limitare il limite superiore di tensione sul carico, è inoltre possibile accendere un diodo zener (diodo Zener) in parallelo al LED.

transistor pnp
Insieme a SU n-p-n transistor, possono essere utilizzati anche transistor p-n-p strutture. Ho assemblato un tale convertitore basato sul germanio pnp- transistor GT308V ( V.T) e trasformatore di impulsi MIT-4V (bobina L1- conclusioni 2-3, L2- conclusioni 5-6):

Valore di resistenza del resistore R viene selezionato sperimentalmente (a seconda del tipo di transistor) - è consigliabile utilizzare un resistore variabile da 4,7 kΩ e ridurne gradualmente la resistenza, ottenendo un funzionamento stabile del convertitore.

il mio trasduttore SU p-n-p transistor

Ho studiato il funzionamento di questo convertitore utilizzando un oscilloscopio digitale. In questo caso, il convertitore è stato alimentato da una batteria al nichel-cadmio semiscarica e come carico sono stati utilizzati due LED verdi collegati tramite un diodo al germanio.

tensione di carico

La tensione di picco al carico supera i 5 volt, sufficiente per accendere due LED verdi, anche tenendo conto della caduta di tensione attraverso il diodo al germanio.
La stessa forma della curva della tensione di carico si ottiene durante la simulazione del convertitore nel simulatore :

tensione del resistore

tensione tra i morsetti 6-5 MIT

La tensione di carico è la somma della tensione sull'avvolgimento 6-5 del trasformatore e della tensione della batteria.

tensione tra i morsetti 3-2 MIT

Come puoi vedere, le tensioni sugli avvolgimenti del trasformatore sono quasi identiche (tenendo conto della posizione dei terminali con lo stesso nome).

definizione di periodo

Il periodo di ripetizione dell'impulso era di 1,344 ms, cioè la frequenza di generazione era di 744 Hz.

Per alimentare un tale convertitore, puoi utilizzare non solo una batteria, ma anche uno ionizzatore (supercondensatore):

Modificato agosto 2018

Questa imbarcazione potrebbe essere il primo generatore autocostruito da cui si può mostrare interesse per l'energia libera. Per le lezioni di fisica, questo video sarà uno strumento eccellente per gli scolari.

Migliore spiegazione con l'assemblaggio di un modello funzionante di un generatore di corrente

In questo tutorial abbiamo parlato di induzione elettromagnetica e ti mostriamo come realizzare un semplice alternatore.

Commenti

Beatitudine. Buon generatore. Per caricare gadget o anche per l'illuminazione a LED, sarà sufficiente trovare qualcosa per ruotarlo. A proposito, visto che sei un inventore così saggio, l'idea è di creare un generatore di vibrazioni. Le nostre strade contribuiscono al fatto che la corrente è generata dallo scuotimento).

Yuriru05
8 mesi fa
Tutto è molto intelligente. L'unica cosa, per i generatori, non userei i magneti dei dischi rigidi. Il fatto è che ha 2 poli su un piano, e non da lati diversi, quindi la tensione è massima lungo i bordi del magnete e zero al centro. Preferibilmente magneti al neodimio - compresse - ci sarà un aumento significativo dei parametri correnti ed EMF. Ma per dimostrare il funzionamento del generatore, e questo è normale.

Il più semplice generatore efficiente con magneti

Per creare il generatore di corrente per LED più semplice, è necessario prendere magneti al neodimio, filo di rame, lampadine a LED. Puoi acquistare un magnete al neodimio nel negozio online.

Tuttavia, puoi anche prendere un generatore elettrico già pronto in un negozio online cinese.

Incolla il CD sul blocco quadrato. Sull'altro disco fissiamo quattro magneti al neodimio con la colla. Successivamente, creeremo 5 bobine e collegheremo ciascuna di esse ai LED. Per fare questo, avvolgiamo una bobina di filo di rame isolato. Puliamo le estremità della bobina con un coltello. Colleghiamo le estremità della bobina al LED. Tutte e 5 le bobine con i LED collegati sono incollate al CD.

Posizionare la bobina della macchina da cucire al centro del dispositivo. Incolla il tappo del tubetto di dentifricio sul retro del disco con i magneti. Incolla il disco sull'altro lato. Ora installeremo il disco sull'asse, sul quale è già vestito il disco con le bobine (con la bobina della macchina da cucire incollata ad esso). La distanza tra i magneti e le bobine deve essere ridotta al minimo.

Il generatore di elettricità a LED è pronto per l'uso. Resta da eseguirlo in una stanza buia per vedere l'effetto della luce.

Traduzione delle istruzioni degli autori di prodotti fatti in casa. Per questo generatore multiplo avrai bisogno di 5 potenti magneti al neodimio, 5 sottili bobine isolate di filo di rame da 1000 spire e 5 LED. Posizionare 5 moduli con ciascuna bobina collegata a un LED su una base di legno. Al centro c'è un'asta verticale. Su questa asta può girare un CD con 5 potenti magneti. Lo spazio tra magneti e bobine è di circa 2-3 mm. Quando fai girare il CD, il campo magnetico in movimento crea un EMF e tutti i LED si illuminano intensamente!