Cum se construiește o lanternă
O lanternă este un instrument indispensabil acasă și în industrie. Oriunde există o lipsă de lumină, aceasta vă va ajuta să vă faceți treaba, să găsiți o defecțiune, să localizați un obiect căzut sau rostogolit. Pentru a repara o lanternă defectă sau pentru a o moderniza, trebuie să cunoașteți schema electrică a acesteia.
Cum funcționează o lanternă de mână
Construcția unei lanterne de mână nu este complicată. Acesta este format dintr-un compartiment pentru baterii și un compartiment cu un emițător și un reflector, precum și un comutator de alimentare.
Acest conținut nu s-a schimbat de la inventarea lanternei electrice de buzunar, deși baza de componente s-a schimbat drastic.
Diagrama schematică a unei torțe simple
Schema de circuit electric a unei lămpi de buzunar simple constă în doar trei elemente:
- o baterie (sau mai multe);
- comutatorul de alimentare;
- Un bec.
O diagramă schematică a unei lanterne cu LED-uri
În condițiile moderne, becurile cu incandescență sunt înlocuite în mod intensiv de LED-uri. Acestea nu au rezistat concurenței din cauza eficienței lor mai scăzute și a duratei de viață mai scurte. În corpurile de iluminat portabile, elementele emițătoare de lumină cu semiconductori sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă. Dar simpla înlocuire a unui bec cu un LED (sau cu o matrice de LED-uri) nu este o opțiune. Aveți nevoie de un dispozitiv care să limiteze curentul prin elementele semiconductoare. Aceasta se numește șofer și este un regulator electronic de curent.
Dezavantajul acestui circuit este reparabilitatea redusă a unei astfel de lanterne - ar fi nevoie de un tehnician calificat și de echipament de laborator adecvat pentru a restabili circuitul electronic.
Șoferul poate fi un șofer obișnuit Rezistorcare va limita curentul și va stinge tensiunea în exces. Dar se va irosi destul de multă energie pe rezistor. Pentru un felinar alimentat de la rețeaua electrică, acest fapt nu este important, dar pentru un felinar cu baterii sau alimentat cu baterii, acest dezavantaj poate fi critic.
Important! În designul lanternei cu LED-uri se adaugă un alt element - un radiator de căldură. Deși radiația LED-urilor nu este legată în mod fundamental de încălzire, legea Joule-Lenz nu poate fi eludată. Pe măsură ce curentul trece prin elementele radiante, se generează căldură. Dacă nu este controlată, supraîncălzirea LED-urilor va reduce semnificativ durata de viață a acestora.
Diagrama schematică a unui far
Un model popular de lanternă cu LED-uri este o lampă frontală. O astfel de lanternă vă permite să vă eliberați complet mâinile și să direcționați fasciculul de lumină către locul dorit prin întoarcerea capului: urmărindu-vă privirea. Acest lucru este convenabil atunci când reparați o mașină, când mergeți în zone întunecate etc.
Schema unui astfel de corp de iluminat este construită în conformitate cu următorul principiu:
- circuitul de control (responsabil pentru comutarea modurilor);
- amplificator tampon;
- un comutator cu tranzistor pentru a aprinde LED-ul.
Una dintre variantele unui astfel de dispozitiv este atunci când unitatea de control este realizată pe un microcontroler standard (de exemplu, ATtiny85), cu un program pentru a controla modul emițătorului, amplificatorul intermediar este un amplificator operațional OPA335, iar un tranzistor cu efect de câmp IRLR2905 este utilizat ca întrerupător.
Acest circuit este ieftin și fiabil, dar are un dezavantaj tehnologic: trebuie să programați controlerul înainte de instalare. Prin urmare, în producția de masă, se utilizează un cip specializat FM2819 ca unitate de control (denumirea prescurtată 819L poate fi aplicată pe carcasă). Acest cip poate porni și opri elementul emițător de lumină și este programat cu patru moduri:
- luminozitate maximă;
- luminozitate medie;
- luminozitate minimă;
- lumină stroboscopică (lumină intermitentă).
Modurile sunt comutate ciclic prin apăsarea scurtă a butonului. O apăsare lungă a butonului comută lampa în modul SOS. Nu este posibilă modificarea programului (cel puțin fișa tehnică nu menționează o astfel de posibilitate). Dispozitivul nu necesită niciun amplificator intermediar, dar nu este posibilă conectarea LED-urilor foarte puternice direct la ieșire - există o limitare de sarcină (și protecție împotriva depășirii sarcinii).
Prin urmare, elementele de mare putere sunt conectate prin intermediul unui comutator. În cele mai multe cazuri, este vorba de un tranzistor cu efect de câmp care permite funcționarea continuă cu curent mare în circuitul de drenaj, cum ar fi FDS9435A de la Fairchild sau similar, care poate fi ales din parametrii din tabelul de specificații FDS9435A.
| Structura | Tensiunea maximă a sursei porții, V | Rezistența canalului în stare deschisă | Puterea maximă disipată, W | Cel mai mare curent de scurgere în modul continuu, A |
| P-canal | 25 | 0,05 Ohm la 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Circuitul lanternei se reduce la doar două elemente active și un ham de câteva condensatoare și rezistențe (plus celule de baterie și o matrice de de LED-uribineînțeles).
Diagrama schematică a unei lanterne reîncărcabile cu încărcare la 220V
Este mai convenabil și mai economic să alimentați lanterna nu cu baterii, ci cu baterii reîncărcabile care pot fi reîncărcate. Chiar mai convenabil este să aveți o lanternă ale cărei celule pot fi reîncărcate fără a le scoate din carcasă. Trebuie doar să conectați lanterna la o sursă de alimentare monofazată de 220 V.
Aici, la circuitul convențional au fost adăugate elemente:
- redresor cu jumătate de undă pe diodele VD1, VD2 (poate fi asamblat și într-un circuit în punte);
- Condensator de balast pentru stingerea tensiunii excesive C1 cu rezistența de descărcare R1;
- Rezistorul R2 pentru a limita curentul de încărcare a bateriei;
- R4VD5 lanț pentru a indica conectarea la rețeaua de alimentare.
Important! Aceste circuite fără transformator au un dezavantaj semnificativ. În cazul în care orice punct al circuitului este atins accidental, există riscul de a fi alimentat cu energie. Pe de altă parte, utilizarea unui transformator coborâtor de rețea va duce la o creștere semnificativă a greutății și a dimensiunilor.
Prin urmare, această schemă este din ce în ce mai rară. Pentru încărcarea bateriilor fără a le scoate se folosesc surse de alimentare externe cu tensiune de ieșire scăzută (inclusiv încărcarea de la un dispozitiv compatibil USB).
Îmbunătățirea torțelor
O examinare atentă a diagramei schematice a lanternei din secțiunea anterioară face evident faptul că LED-ul VD5 este întotdeauna aprins atunci când este conectat la 220V. Strălucirea sa este independentă de încărcare și chiar de prezența bateriilor. Pentru a elimina acest dezavantaj, circuitul de indicare trebuie inclus în circuitul de încărcare a bateriei. Pentru a face acest lucru, instalați un rezistor R5 de 0,5 W, astfel încât un curent de 100mA să scadă aproximativ 3V (aproximativ 30 Ohmi). Circuitul de indicare trebuie conectat în paralel, respectând polaritatea.
Toate modificările și completările sunt indicate cu o linie albastră. După modificare, LED-ul se va aprinde numai în cazul curentului de încărcare (cu sursa de alimentare a matricei emițătorului oprită!).
Verificarea funcționalității
Dacă o lanternă chinezească este defectă, puteți încerca să găsiți elementul defect și să îl înlocuiți sau Reparații. Algoritmul de căutare este prezentat pe exemplul unei lanterne alimentate de la rețea.
- Dacă lanterna nu strălucește, indicatorul nu se aprinde atunci când o conectați, trebuie să verificați dacă circuitul este alimentat cu 220 V. Pentru a face acest lucru, măsurați tensiunea de curent alternativ la punctul 1. Dacă nu există tensiune, verificați cablul de alimentare și conectorul.
- Dacă totul este în regulă, LED-ul ar trebui să fie aprins. În caz contrar, verificați dacă există un scurtcircuit în circuitul său și, de asemenea, în dioda VD2.
- În continuare, scoateți bateriile și verificați tensiunea de curent continuu la punctul 2 - aceasta ar trebui să fie aproximativ egală cu tensiunea bateriei. În caz contrar, verificați dacă diodele VD1, VD2 sunt în regulă.
- Dacă totul este în regulă, probabil că bateriile sunt defecte. Verificați tensiunea bateriei.
- În caz contrar, întrerupătorul trebuie verificat cu un tester în modul de testare sonică (cu dispozitivul deconectat de la rețea și cu bateriile deconectate!).
- Dacă și aici totul este în regulă, înseamnă că defecțiunea se află în driver sau în matricea LED.
Cu puține cunoștințe de inginerie electrică, nu este dificil să modernizați sau să reparați o lanternă manuală. Principalul lucru este să înțelegem construcția.