Как сделать зарядник для фонарика
Простой светодиодный фонарик
Светодиодный фонарик своими руками и зарядное устройство к нему.
Уже давно известно, что фонарики на светодиодах очень экономичны, малогабаритны и имеют более продолжительный срок службы. Светодиодный фонарик можно легко сделать своими руками или переделать имеющийся ламповый. Для этого нужны яркие светодиоды повышенной мощности.
Светодиоды потребляют меньший ток, долговечней и надежней по сравнению с лампочкой. К тому же они не боятся ударов и тряски.
КПД при преобразовании электроэнергии в свет у светодиодов значительно выше, чем у обычной лампочки накаливания.
Принципиальная схема фонарика
Для выполнения фонарика достаточно трех светодиодов, подключаемых параллельно к трем аккумуляторам типоразмера LR6 (АА) или батарейки (AAA). Можно также использовать аккумулятор от любого сотового телефона.
Схема подключения светодиодов повышенной яркости.
Светодиоды напрямую подключать к обычным батарейкам (типоразмер АА) или более мощным аккумуляторам нельзя! У таких элементов из-за малого внутреннего сопротивления ток через каждый светодиод может превысить 100 мА, что больше допустимого. Для надежной длительной работы в непрерывном режиме общий ток через три светодиода (включенных параллельно) не должен превышать 90 мА.
При необходимости питать фонарик от более мощных элементов питания ток через светодиоды можно ограничить при помощи внешнего добавочного резистора. Смотрите схему выше. Его величину лучше подобрать экспериментально, так как обычно неизвестно внутреннее сопротивление источника питания.
Все три светодиода от аккумуляторов при номинальном напряжении 3,6 В потребляют ток не более 75…80 мА (по мере разряда элементов ток будет снижаться, но все равно свечение будет достаточно ярким для подсветки).
Аналогичная по светоотдаче лампа потребляет ток не менее 250…350 мА. Простейший расчет показывает, что такой фонарик на светодиодах будет значительно экономичней.
Устройство заряда аккумуляторов для фонаря
Для подзаряда аккумуляторов от бортовой сети автомобиля можно воспользоваться схемой, показанной на рисунке ниже. При этом аккумуляторы не придется вынимать из отсека фонарика, если на его корпусе установить соединительный разъем Х2.
Схема зарядного устройства для аккумуляторов фонарика от автомобильной сети
Схема зарядного устройства может подключаться в автомобиле через гнездо прикуривателя. Микросхема DA1 за счет резистора R2 имеет ограничение выходного тока на уровне 90…95 мА (при коротком замыкании нагрузки), а напряжение на выходе не превысит 4 В (устанавливается резистором R1 на холостом ходу). За счет ограничения максимального выходного напряжения полностью исключено получение элементами избыточного заряда, правда, это увеличивает время заряда элементов. Ток заряда будет находиться в интервале 30…20 мА, снижаясь по мере заряда аккумуляторов. Диод VD2 предотвращает повреждение микросхемы при отключенном входе, но подключенном аккумуляторе.
Рисунок печатной платы и расположение элементов
Все элементы могут быть размещены на печатной плате с размерами 42,5×25 мм. Выбор типов деталей не критичен. Микросхему КР142ЕН12А можно заменить на LM317T или LM317MP.
Конструкция фонарика
Большой отражатель для светодиодов не нужен — сами они уже имеют нужную диаграмму направленности. А располагать светодиоды удобнее в линейку, на расстоянии около 5 мм друг от друга, например, как это показано в конструкции на рисунке ниже. Для изготовления корпуса можно воспользоваться стандартным отсеком для размещения шести элементов питания (в три отсека установить сами элементы питания, а в неиспользуемой части закрепить отражатель и включатель SA1).
Возможный вариант конструкции фонаря на светодиодах.
Такой фонарик сможет непрерывно давать свет около ста часов и будет полезен не только на рыбалке, но пригодится и в быту. А если его закрепить при помощи ремня на голове или прищепкой к карману на груди, в темноте света будет вполне достаточно для чтения книги, карты или распутывания лески. Причем спектр света подсветки, приближенный к естественному, — белый, в отличие от обычной лампы.
Аналогичные фонари уже давно делают. На фото показан вариант выполнения конструкции, предусматривающей закрепление фонаря на голове (в показанном корпусе размещены 3 батарейки типоразмера AAA).
Повысить время непрерывной работы у фонаря можно, если использовать импульсное питание для светодиодов.
Импульсный режим питания позволяет светодиодам работать на большем токе, то есть можно добиться увеличения яркости света при той же самой потребляемой мощности, что и в непрерывном режиме. Но это уже другая история.
Шелестов И.П. (Электроника для рыболовов)
Сообщества › Сделай Сам › Блог › Самодельные светодиодные фонари 1W на скорую руку.
Позвали однажды играть в дозор по городу, по ночам. Бегать по забросам, загаданным точкам, искать коды и решать задания. Очень увлекает. Ну и пошло поехало. За несколько дней до начала игр встал вопрос собрать фонарей для команды, да что б светил неплохо, ну и подольше светили, более менее надежные и простые и обязательно на аккумуляторах (18650). Да побольше. Игры то ночью, нужно чем-то светить.
Есть целая куча металлических сальников для блоков, есть куча старых картриджей от принтеров. Так же задолго до сборки с алиэкспресс были заказаны 1 ваттные светодиоды в кол-ве 50шт на радиаторах.
Поехал купил линзы в магазин вот такие. С крепежом для радиатора и утапливаемые в корпус фонаря:
Нужен корпус. Для этого отлично подошли старые алюминиевые фотобарабаны от картриджей лазерных принтеров. Их у меня куча, знал что из них можно выдрать что-то полезное и забрал с работы списанные. Счищаем светочувствительный слой ацетоном. Остается либо прочный керамический слой (кремовый цвет), либо можно до металла счищать. Керамический лучше оставить, он очень прочный и хорошо защищает люминь под собой. Даже не царапается. Вот такие барабаны.
Один барабан- 2 корпуса. Я отрезал длинной 93мм. Что б уместить туда аккумулятор и начинку.
Сначала делаем «драйвер». С этим я особо не парился, времени небыло что бы ждать AMC7135. Поэтому я рассчитал резистор и поставил его. Резистор получился 3.2 Ома. Как раз ток был порядка 310-320мА с свежим аккумом. Фото внутрянки сделать не смог, дабы не смог разобрать фонарь, там на эпоксидке все сидит.
Берем 1 сторонний текстолит, вырезаем кругляш по размеру радиатора. На нем «фрезеруем» дорожки, что б посадить резистор. Вырезаем из меди (0.3-0.5 мм) полоску. П-образно ее сгибаем, что бы под ней смог пройти резистор и припаиваем к кругляшу. Это будет «плюс» у фонаря.
Приклеиваем этот кругляш к радиатору светодиода. Проводом МГТФ подпаиваемся к диоду.
Прикручиваем этот бутерброд к линзе. «Минус» светодиода, подпаяв, выводим оголенной медной проволокой к одной из 3х ножек линзы. Сбоку. При помощи этой проволоки мы заводим «минус» на корпус фонаря. Нагрев проволочку слегка на 1\3 утапливаем в пластик. Мажем эпоксидкой по кругу, вставляем в корпус с натягом проверяем контакт с корпусом и откладываем сохнуть.
Вот фото изнутри (как смог сфотал.)
Потом нужно вырезать полоску из пленки, которую сворачиваем в трубочку и вставляем в корпус. Она съест лишний диаметр для того, что бы аккумулятор не болтался внутри. Ну и за одним изолирует стенки корпуса от аккума.
Теперь делаем заднюю часть. Для этого я расчехлил пакет с ранее запасенными сальниками с работы.
Так же вырезаем из текстолита кругляш по внутреннему диаметру сальника, на нем у нас будет напаяна пружина. С другой стороны тоже выпиливаем кругляш по размеру отверстия. Сверлим центр, приклеиваем туда кнопку. Кнопка будет коммутировать аккумулятор по «минусу» (как концевики на дверях в авто.) и фонарь включится. Припаиваемся к пружине, а от нее провод к кнопке на один из выводов. Со 2го вывода кнопки паяемся к корпусу самого сальника.Собираем все в кучу и обильно заливаем термоклеем. Получается вот такая штука. Т.к. сальник не совсем по размеру трубки, я напаял на пояске по кругу медную полоску, что бы компенсировать малый диаметр.
Теперь надо как-то фиксировать это дело на корпусе. Резьбу резать негде, и нечем. Решил сделать так:
Вставил эту крышку в фонарь, зафиксировал. Сверлом в 1-1.5 мм просверлил 2 отверстия по бокам. Согнул из стальной проволоки фиксатор, который будет держать нам задницу фонаря, за него же можно и веревку приделать, что б из рук не выпадал. Вот такая штука.
Опосля высыхания эпоксидки берем аккумуляторы 18650 надерганные из ноутбучных батарей
Вставляем в фонари и бежим на забросы играть)
Подумываю сделать себе мощный линзованный фонарь на 10 ваттном светодиоде. Но дело пока в процессе создания драйвера. В прниципе драйвер уже готов. Будет импульсным. «Повышающе-понижающим» Схему потом найду выложу, дабы делал ее сам. Развести плату да оптимизировать по деталям осталось.
Как сделать походное зарядное устройство из фонарика?
Мы рассмотрим вариант доработки недорогого фонарика с механическим генератором для зарядки мобильного телефона. В бытность Советского Союза отечественная промышленность выпускала фонарик с динамо, в народе называемый жучок. В настоящее время китайская всемирная фабрика бытовой техники предлагает несколько вариантов таких фонарей, не слишком отличающихся друг от друга. Также в Сети нетрудно найти видео, которое показывает переделку фонаря с механическим генератором под нужды владельца мобильного телефона. Но в этом случае используется дорогой вариант фонаря, покупка которого может быть не оптимальным решением.
К сожалению, в стремлении сэкономить, производитель не снабдил цепь питания от генератора какими-либо специальными выпрямляющими и сглаживающими схемами.
И поэтому, чтобы обеспечить пристойный уровень свечения светодиодов, приходится дёргать рычаг привода в солидном темпе. А, значит, для наших целей фонарик придется доработать. Кроме того, напряжение зажигания светодиодов белого цвета около 3 В, а чтобы запустился процесс зарядки телефона, необходимо 5-6 В. Следовательно, нужно ещё и поднять напряжение, вырабатываемое генератором.
Выполнение задания
Чтобы поднять напряжение, можно использовать микросхему преобразователя DC-DC, но проще и дешевле нарастить обмотку на катушке генератора с помощью провода 0,1 мм. На катушке, как правило, достаточно свободного места для дополнительных витков, необходимо только слегка отогнуть пластины магнитопровода.
Подпаиваем провод к выводу с обмотки и наматываем его на катушку в направлении, в котором намотан основной провод. Зубочистка с прорезью или большая игла сделает процесс значительно более удобным. Исходя из опыта, генератор с полностью заполненной катушкой будет выдавать требуемое напряжение.
Нам также понадобятся 4 диода, конденсатор, переключатель и шнур с разъемом питания для нашего телефона. Детали можно добыть либо из отработавшего свое блока питания компьютера или мобильника, либо купить в магазине радиодеталей.
А если купить недорогую китайскую зарядку (около 100 рублей), то мы получим сразу и шнур с разъемом и необходимый набор деталей. После того, как манипуляции с катушкой закончены, спаяем простенькую схему и разместим ее внутри фонарика.
Схему и переключатель «фонарь-зарядка» в принципе можно разместить в любом удобном месте, главное чтобы они не мешали работе механизма генератора. Шнур с разъемом для телефона можно сплести с ремешком фонарика, а можно ремешок вовсе убрать и использовать спиральный провод.
В результате, наш доработанный фонарь теперь будет работать в трех режимах: от батареи, от генератора и в качестве зарядного устройства. К сожалению, нужно отметить, что энергии такого источника питания недостаточно для полноценной зарядки телефона. В большинстве случаев и в зависимости от модели телефона и емкости аккумулятора, процесс заряда будет прерывистым или «капельным».
Однако ситуации бывают разные, и дополнительная возможность поддержать мобильный телефон на плаву, может пригодиться.
Советы
Процесс зарядки мобильного телефона контролируют сразу несколько устройств: контроллер аккумулятора, управляющий чип-контроллер, встроенный в мобильный телефон, и стабилизирующая схема зарядного устройства.
Контроллер в аккумуляторе предохраняет батарею от переполюсовки, превышения зарядного и разрядного тока и напряжения. Мобильный телефон сам определяет режим и управляет процессом зарядки в зависимости от степени разряженности аккумулятора. Схема в зарядном устройстве поддерживает питающее напряжение и силу тока в оптимальных пределах. Таким образом, можно не бояться за сохранность аккумулятора при зарядке от нашего генератора. Контроллер в телефоне надежно предохраняет батарею от неправильного заряда. Лишним подтверждением этому могут служить китайские зарядники, лишенные каких-либо управляющих и стабилизирующих схем, но тем не менее обеспечивающие нормальную зарядку телефонов.
Фонарик с беспроводным ЗУ
Недавно задумался о создании мощного и компактного фонарика, который был бы практичным и не требовал замены батареек.
В итоге было решено создать практичный, долговечный фонарь на основе сверхяркого светодиода, который был ранее приобретен на аукционе eBay.
Светодиод с мощностью 1 ватт имеет оптическое дополнение (входил в комплект со светодиодом). Оптика предназначена для получения направленного светового потока, это позволяет осветить достаточно отдаленные объекты.
Для питания такого светодиода нужно иметь питание 3,7-4 вольт, следовательно, нужен литиевый аккумулятор или 3 батарейки, но фонарик планировался компактным. Альтернатива не новая и уже применяется в современных фонарях. Преобразователь повышает напряжение батарейки до нужной величины, затем только подается на светодиод.
В качестве источника питания, была использована никель-кадмиевая батарейка с напряжением 1,2 вольт. К сожалению, емкость батарейки в моем случае всего 1000мА, но советую использовать никель-металл-гибридные пальчиковые и минипальчиковые батарейки с емкостью 2200-3300мА.
Теперь поговорим детально о каждой части схемы.
Итак, корпус из старого фонарика, старайтесь найти компактный корпус, у меня он из фибра, достаточно устойчив к ударам. В корпус свободно помещается пальчиковая батарейка и схема преобразователя напряжения. В моем случае корпус имеет внутренний диаметр в полтора раза больше диаметра самой батарейки. Контур приемника содержит 10 витков и мотается на батарейке, это сэкономит пространство и особо не влияет на работу схемы зарядки. Для приемного контура можно использовать провод с диаметром от 0,4 до 0,7мм.
Выпрямительный диод FR107, КД522А/Б, 1N4148 или аналогичные. Дополнительная емкость на выходе не нужна.
Схема передатчика тоже достаточно проста. Контур содержит 30 витков (провод 0,4-0,7мм) имеет отвод от середины. Сначала нужно найти подходящую оправу (в моем случае 5мм), дальше мотаем 15 витков, делаем отвод (вскручиваем провод), потом мотаем остальные 15 витков. Следует учесть то, что провод не отрезаем, вторая половина обмотки мотается в том же направлении, что и первая.
Источником питания служит ИБП для зарядки мобильного телефона. В данном случае была использована плата из ЗУ мобильного телефона
Nokia. Выходной ток такого ЗУ 350мА, напряжение до 6,5-7 В.
Преобразователь для светодиода
Использован именно тот преобразователь http://cxem.net/pitanie/5-251.php поэтому особо пояснять схему не буду. Выходной ток преобразователя достигает 350-380мА от указанной батарейки, что более, чем достаточно для такого светодиода.
Сначала в корпус помещается выключатель, который находится сзади корпуса. Далее аккуратно помещаем в корпус батарейку с контуром приемника.
Преобразователь со светодиодом вставляются в корпус последнюю очередь. Советую заранее проверить работоспособность схемы.
К сожалению, корпус у меня не самый подходящий, поскольку внутри много свободного места.
Такой фонарь получается очень удобным с любой точки зрения.
Современные фонари со встроенным ПН требуют частой замены батареек, очень часто встроенные преобразователи не работают от пальчиковых аккумуляторов, поскольку напряжение последних 1,2 В.
Самодельный фонарик из светодиодной ленты и сдохшей батареи шуруповерта
Светодиодные ленты сейчас применяются повсеместно и порой попадают в руки отрезки таких лент, ленты со сгоревшими местами светодиодами. А целых, рабочих светодиодов полным-полно и жалко выбрасывать такое добро, хочется где-то их применить. Так же попадаются различные аккумуляторные элементы. В частности мы рассмотрим элементы «сдохшей» Ni-Cd (никель-кадмиевой) батареи. Из всего этого хлама можно соорудить добротный самодельный фонарь, с большой вероятностью лучше заводского.
Светодиодная лента, как проверить
Как правило, светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 вольт и состоят из множества независимых сегментов, соединенных параллельно в ленту. Это означает, что если выходит из строя какой-то элемент, работоспособность теряет только соответствующий элемент, остальные сегменты светодиодной ленты продолжают работать.
Собственно, нужно лишь подать питающее напряжение 12 вольт на специальные точки-контакты, которые имеются на каждом кусочке ленты. При этом, напряжение поступит на все сегменты ленты и станет ясно, где неработающие участки.
Для этих целей можно использовать лабораторный, регулируемый блок питания или зарядное устройство мобильного телефона. Зарядное устройство не рекомендуется подключать напрямую к светодиоду, ибо его напряжение около 5 вольт и теоретически светодиод может сгореть от большого тока. Чтобы этого не произошло, подключать зарядное устройство нужно через резистор 100 Ом, так мы ограничим ток.
Для светодиода важна полярность напряжения, если перепутать плюс с минусом, диод не загорится. Это не проблема, на ленте обычно указанна полярность каждого светодиода, если нет, то нужно пробовать и так и так. От перепутанных плюсов или минусов диод не испортится.
Лампа из светодиодов
Для фонарика необходимо изготовить светоизлучающий узел, лампу. Собственно, нужно светодиоды с ленты демонтировать и сгруппировать на свой вкус и цвет, по количеству, яркости и питающему напряжению.
Кто-то пишет, что светодиоды не следует включать в параллель без индивидуального ограничивающего резистора. Может это и правильно, но я не ориентируюсь на такие мелочи. Для продолжительного срока службы, на мой взгляд, важнее подобрать токоограничительный резистор для всего элемента и подбирать его следует не измеряя ток, а щупая работающие светодиоды на предмет нагрева. Но об этом позже.
Я решил делать фонарь, работающий от 3-х никель-кадмиевых элементов из отработавшей батареи шуруповерта. Напряжение каждого элемента 1.2 вольта, следовательно 3 элемента, соединенных последовательно, дают 3.6 вольт. На это напряжение и будем ориентироваться.
Для пайки таких мелких деталей моего 15-ваттного паяльника многовато, точнее слишком большое жало. Можно сделать жало для пайки SMD-компонентов из куска электромонтажного провода 2.5мм. Чтобы новое жало держалось в большом отверстии нагревателя, можно согнуть проволоку пополам или добавить дополнительные кусочки проволоки в большое отверстие.
Основание залуживается припоем с канифолью и светодиоды впаиваются с соблюдением полярности. К средней полосе припаиваются катоды («-«), а к крайним аноды («+»). Припаиваются соединительные провода, крайние полосы соединяются перемычкой.
Нужно проверить спаянную конструкцию, подключив ее к источнику 3.5-4 вольта или через резистор к зарядному устройству телефона. Не забываем про полярность включения. Остается придумать отражатель фонаря, я взял отражатель от галогеновой лампы. Светоэлемент нужно надежно зафиксировать в отражателе, например клеем.
К сожалению, фото не может передать яркости свечения собранной конструкции, от себя скажу: слепит весьма не плохо!
Аккумулятор
Для питания фонаря я решил использовать аккумуляторные элементы из «сдохшей» батареи шуруповерта. Достал из корпуса все 10 элементов. Шуруповерт работал от этой батареи 5-10 минут и садился, по моей версии, для работы фонаря вполне могут подойти элементы этой батареи. Ведь для фонаря нужны токи, гораздо меньшие, чем для шуруповерта.
Свои и без того разряженные аккумуляторы я разряжал несколько часов, иногда отключая лампу на несколько минут. В итоге получилось 2.71 В с подключенной лампой и 3.45 В без нагрузки, разряжать дальше не рискнул. Замечу, светодиоды продолжали светить, хоть и тускловато.
Зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов
Полевой транзистор для этой схемы можно взять с неисправной материнской платы и другой компьютерной периферии, я срезал его со старой видеокарты. Таких транзисторов полно на материнке возле процессора и не только. Чтобы быть уверенным в своем выборе, нужно вбить номер транзистора в поиск и убедиться по даташитам, что это полевой с N-каналом.
В качестве стабилитрона я взял микросхему TL431, она встречается практически в каждом заряднике от мобилы или в других импульсных блоках питания. Выводы этой микросхемы нужно соединить как на рисунке:
Я собрал схему на кусочке текстолита, для подключения предусмотрел сразу гнездо USB. В дополнение к схеме впаял один светодиод возле гнезда, для индикации зарядки (что на USB-порт поступает напряжение).
Ограничение тока светодиодов
Чтобы исключить перегрев светодиодов, а заодно уменьшить потребляемый ток от батареи, нужно подобрать токоограничительный резистор. Я подбирал его без каких-либо приборов, на ощупь оценивая нагрев и на глаз контролировал яркость свечения. Подбор нужно производить на заряженной батарее, следует найти оптимальное значение между нагревом и яркостью. У меня получился резистор 5.1 Ом.
Время работы
Конечно, ожидалось более продолжительное время работы без перерыва, но не стоит забывать, что аккумуляторы были взяты из «сдохшей» батареи шуруповерта.
Корпус для фонаря
Получившееся устройство нужно куда-то поместить, сделать какой-то удобный корпус.
Хотел расположить аккумуляторы со светодиодным фонарем в полипропиленовой водопроводной трубе, но банки не лезли даже в 32 мм трубу, ведь внутренний диаметр трубы намного меньше. В итоге остановился на соединительных муфтах для полипропилена 32 мм. Взял 4 соединительных муфты и 1 заглушку, склеил их вместе клеем.
Склеив все в одну конструкцию, получился весьма массивный фонарь, диаметром около 4 см. Если использовать какую-либо другую трубу, то можно существенно уменьшить размеры фонаря.
Обмотав все это дело изолентой для лучшего вида, мы получили вот такой фонарь:
Послесловие
В заключение хочется сказать несколько слов о получившемся обзоре. Не каждый USB порт компьютера может заряжать этот фонарь, все зависит от его нагрузочной способности, 0.5 А должно вполне хватить. Для сравнения: сотовые телефоны при подключении к некоторым компьютерам могут показывать зарядку, однако на самом деле никакой зарядки нет. Другими словами, если компьютер заряжает телефон, то и фонарь тоже будет заряжаться.
Схему на полевом транзисторе можно использовать для заряда от USB 1-го или 2-х аккумуляторных элементов, нужно лишь подстроить напряжение соответственно.