Самодельная миниатюрная светодиодная цокольная лампа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Освещение

 Комментарии к статье

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

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

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

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

Рис. 1

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

Рис. 2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 3

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

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

Литература

1. Ращенко В. Карманный фонарь на светодиодах. - Радио, 2004, № 1, с. 36, 37.
2. Демьяненко С. Сверхэкономичный источник света для карманного фонаря. - Радио, 2006, № 4, с. 58.
3. NCP1400A 100 mA, Fixed Frequency PWM Step-Up Micropower Switching Regulator. - onsemi.ru.com/pub_link/ Collateral/NCP1400A-D.PDF.

Автор: Н. Салехетдинов

Смотрите другие статьи раздела Освещение.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Одноразовый мобильный телефон 29.04.2001 Американская изобретательница Рэнди Альтшуль разработала "одноразовый" сотовый телефон. Уже этим летом покупателям будут предложены две модели: одна позволит только звонить самому, другая - еще и принимать звонки. Более простая будет продаваться за 10 долларов, более сложная - на 2 - 3 доллара дороже (хотя некоторые экономисты считают, что такая цена может быть только рекламной, временной - она не окупит расходы производителя и телефонной компании). Обе модели имеют вид пластинки размером с кредитную карточку, но толще ее. Они обладают всеми действительно необходимыми свойствами обычного мобильного телефона. Уменьшенные размеры и цены объясняются тем, что одноразовый телефон лишен всяческих гаджетов вроде телефонной книги, электронных игр, функции набора номера под диктовку, выхода в Интернет и так далее, а встроенная шестивольтовая батарейка не подлежит зарядке. В телефоне использованы две микросхемы, все соединения между ними и другими деталями напечатаны проводящими чернилами на бумаге, сложенной внутри картонного корпуса гармошкой. В дальнейшем производители намерены вовсе отказаться от микросхем, телефон будет состоять из одной бумажной печатной схемы, что еще удешевит его. В цену входит оплата разговора часовой продолжительности, но в дальнейшем можно доплатить компании, к которой подключен телефон, и разговаривать, пока не сядет батарейка. Кто будет покупать одноразовые телефоны? Туристы, приехавшие в чужую страну на две-три недели, командированные, те, кто забыл свой аппарат дома, и вообще все, кому сотовый телефон по каким-то обстоятельствам жизни нужен ненадолго и как можно дешевле.

Другие интересные новости:

▪ Беременным следует меньше говорить по мобильным телефонам

▪ 176-слойная 4D NAND флеш-память

▪ Новая технология TrimPix

▪ На МКС удвоили скорость интернета

▪ Электронная книга PocketBook Basic Lux 4

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Потерянное поколение. Крылатое выражение

▪ статья Что делает язык? Подробный ответ

▪ статья Транспортировщик со срезкой. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Стекло. Простые рецепты и советы

▪ статья Загадочный перелет двух карт. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025