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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Пластик, пригодный к бесконечной повторной переработке 10.10.2022 Американские ученые разработали пластик, не деградирующий при многократной повторной переработке. Об этом сообщает пресс-служба Университета штата Колорадо в Боулдере. Пластиковый мусор представляет огромную опасность для окружающей среды из-за того, что он практически не разлагается и служит источником микропластика, отравляющего людей и животных. Практически все виды пластмасс, включая ПЭТ, пригодны для повторной переработки, но, в отличие от металлов, всего несколько раз. Не считая того, с каждым циклом падает качество продукта. Чжан Вэй придумал пластик, практически не деградирующий во время переработки. Формирование и разложение полимеров, из которых он состоит, происходит практически одинаково легко. Созданный полимер относится к классу полициануратных, они обладают высокой прочностью, но тяжело распадаются. Американские химики выяснили, что этого свойства полициануратов можно избавиться, если заменить часть атомов углерода на азот и заставить оставшиеся атомы углерода соединиться с кислородом. В результате подобной обработки возникнет новый тип одиночных звеньев полимера, которые будут образовывать прочные связи друг с другом при нагревании, но при этом легко разлагаться в том случае, если погрузить пластик в горячую смесь из спирта и раствора карбоната калия. Следующие тесты показали, что так можно многократно разлагать пластик и повторно использовать полученное сырье, чей химический состав фактически не меняется в ходе каждого цикла переработки.

Другие интересные новости:

▪ Полнокадровый автофокусный объектив Meike 85mm F/1.8

▪ Электронные сигареты вредят легочному иммунитету

▪ Китай запретил криптовалюту

▪ По утрам вирусы в 10 раз сильнее, чем вечером

▪ Преступника выдает дыхание

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Химическое оружие. Правила поведения и действия населения в очаге химического поражения. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое дерево может останавливаться в росте на период более двадцати лет, ожидая свой шанс? Подробный ответ

▪ статья Подготовщик набивочных и настилочных материалов, занятый склеиванием полиуританового поропласта. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Простая пятиэлементная. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Открытка-бумеранг. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025