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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Воздух стал тяжелее, килограмм полегчал 15.07.2005 Килограммовая гиря на самом деле весит на 15 микрограммов меньше положенного. К такому выводу пришли специалисты Парижской палаты мер и весов, где хранится главный эталон килограмма. Дело в том, что в воздухе на каждый предмет действует архимедова выталкивающая сила, значение которой зависит от плотности воздуха. Между тем, когда эталон килограмма создавался, содержание в воздухе аргона было принято в 0,917 процента, а последние измерения дают 0,933 процента. Получается, что была неверно рассчитана плотность воздуха, от которой зависит архимедова сила. При особо точных взвешиваниях эту поправку следует учитывать. Вопрос о том, ошиблись ли физики в своих измерениях более ста лет назад или содержание аргона изменилось за это время, остается открытым.

Другие интересные новости:

▪ Карты памяти стандарта UFS

▪ Зарядка носимых устройств от дыхания пользователя

▪ Дом с гелиостатом

▪ Cамообучающися фотонный компьютер

▪ Клетки ребенка остаются в головном мозге матери

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радио - начинающим. Подборка статей

▪ статья Сажать (посадить) в калошу. Крылатое выражение

▪ статья Как называется столица Бразилии? Подробный ответ

▪ статья Альтиметр (высотомер). Советы туристу

▪ статья Датчик влажности для стеклооочистителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Импульсный источник питания, 8-40/5 вольт 500 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025