Модернизация фонарика или схемотехника преобразователей напряжения. Блокинг генератор для светодиода на одном транзисторе своими руками: схема с самозапиткой Схема подключения светодиода через блокинг генератор

Лирическое вступление

В данной статье будет рассмотрена модернизация карманного фонаря на примере устройства небезызвестной фирмы Philips. Итак, какие же у него могут быть недостатки? Как и у всех карманных фонарей, у этого прибора было замечено значительное уменьшение яркости свечения лампы накаливания при "подсаживании" батарей. И естественно, низкий КПД и срок службы. А, тем не менее, решение этих извечных проблем существует.

Светодиоды! Но достаточно ли будет заменить только источник света? Нет. В большинстве фонарей используется уже ставшая классической схема, в которой две батарейки на 1,5 вольта включены последовательно. Но напряжения в 3 вольта недостаточно для яркого свечения светодиода, поэтому, стоит включить в схему преобразователь. Преобразователь имеет более стабильный ток на выходе, когда на входе может быть и 0,5 В и меньше. Что происходит с ламповым фонарем, если его батареи разрядились до такого предела? Правильно, он не работает. Поэтому преобразователь является наиболее удачным ходом в решении этой проблемы.

Встает новая проблема: где его разместить? Ведь в корпусе фонаря зачастую нет места. Если у вас есть бескорпусные компоненты можно разметить прямо в цоколе лампы, а если нет? В этом поможет разобраться моя статья.

Схемотехника

Как я уже сказал, решение существует. Вполне оригинальное решение, я считаю.

Рассмотрим схему преобразователя:

На схеме изображен блокинг-генератор. Возбуждение достигается трансформаторной связью на трансформаторе Т1. Импульсы напряжения, возникающие в правой (по схеме) обмотке складываются с напряжением источника питания и поступают на светодиод VD1. Конечно, можно было бы исключить конденсатор и резистор в цепи базы транзистора, но тогда возможен выход из строя VT1 и VD1 при использовании фирменных батарей с низким внутренним сопротивлением. Резистор задает режим работы транзистора, а конденсатор пропускает ВЧ составляющую.

В схеме использовался транзистор КТ315 (как самый дешевый), сверхяркий светодиод (как самый яркий). О трансформаторе поговорим отдельно. Для его изготовления потребуется кольцо из феррита (ориентировочный размер 10х6х3 и проницаемостью около 1000 HH). Диаметр проволоки около 0,2 мм. На кольцо наматываются две катушки по 20 витков в каждой. Если у вас нет кольца, то можно использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать уже 60-100 витков для каждой из катушек. Важный момент: мотать катушки нужно в разные стороны. На худой конец можно использовать гвоздь, но большой гвоздь, да и витков для одной катушки требуется уже порядка 150. Кроме того КПД гвоздя значительно ниже, чем у феррита.

Пожалуй, перейдем теперь к практике.

Практика

Рассмотрим фотографию фонарика. Это нужно чтобы понять смысл моих изысканий. Ничего футуристичного здесь нет, замечу только, что выключатель находится в кнопке «авторучки», а серый цилиндр металлический и проводит ток.

Итак, шаг первый. Создаем «корпус» устройства.

По типоразмеру батарейки делаем цилиндр. Например, типоразмер батареек в моем фонарике AAA. Его можно изготовить из бумаги (как я), или использовать отрезок любой жесткой трубки. Для проклейки используем «резиновый» клей, так как он хороший диэлектрик.

Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводником, пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить преобразователь к спирали. (Гайка показанная на рисунке пока не нужна)

Теперь займемся сборкой самого преобразователя. У меня не было кольца из феррита (да оно и не влезло бы в фонарь), поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала.

Цилиндр был изъят из катушки индуктивности от старого телевизора. На него аккуратно наматывается первая катушка. Витки скрепляются клеем. У меня залезло около 60 витков. Потом вторая, мотается в обратную сторону. У меня получилось опять 60 или около того; точно не считал – не получилось намотать аккуратно. Закрепляем клеем края. Сушим. В процессе сушки катушку можно слегка подогреть. Я положил ее на листке бумаги на плафон настольной лампы. Пусть сохнет. А мы идем дальше.

Собираем по схеме преобразователь:

Все располагается как на рисунке: транзистор, конденсатор резистор и т. д. Пассивные и активные элементы собрали, подпаиваем спираль на цилиндре, катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.

Радуемся, так как у нас получилось нижеследующее:

Все вставляем вовнутрь, а в качестве боковых заглушек и контактов используем гайки.

К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем. маркируем выводы: там, где у нас будет вывод от катушек ставим « - », где вывод от транзистора с катушкой ставим «+» (чтобы было все как в батарейке).

Все. У вас получилось нечто похожее на то, что изображено на предыдущем рисунке.

Теперь следует изготовить «ламподиод». Берем обычный цоколь от отслужившей свое лампочки, и…

Один момент: на цоколе должен быть минус светодиода. Иначе ничего не заработает.

Существовал и другой вариант решения проблемы. Конечно, можно создать непосредственно модуль преобразователя со светодиодом в одном корпусе. В этом случае как вы уже вероятно заметили, нужно всего два контакта. Можно сделать и так. Зато в этом варианте решения нельзя легко менять светодиоды. Зачем менять? Очень просто, ведь можно использовать ультрафиолетовый светодиод, и проверять на подлинность денежные банкноты и много чего еще. Кроме того, я считаю, что мой способ решения проблемы более эргономичен и интересен.

Техника сборки

Как понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй батарейки. Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль). Однако, его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода. Говоря проще, последовательность сборки на картинке менять нельзя. Иначе, как вы уже догадались, устройство не будет работать.

Модернизированный фонарь в работе:

Такой фонарь более экономичен, эргономичен и, вследствие отсутствия второй батарейки легок. И главное достоинство! Все детали можно найти на помойке!

Список радиоэлементов

В жизни каждого человека бывают моменты, когда необходимо наличие освещения, а электричества нет. Это может быть и банальное отключение электроэнергии, и необходимость ремонта проводки в доме, а возможно, и лесной поход или что-либо подобное.

И, конечно же, все знают, что в таком случае выручит только электрический фонарик – компактное и в то же время функциональное устройство. Сейчас на рынке электротехники множество различных видов данного товара. Это и обычные фонари с лампами накаливания, и светодиодные, с аккумуляторами и батарейками. Да и фирм, производящих эти приборы, великое множество – «Дик», «Люкс», «Космос» и т. п.

А вот каков принцип его работы, задумываются не многие. А между тем, зная устройство и схему электрического фонарика, можно при необходимости его починить или вообще собрать собственными руками. Вот в этом вопросе и попробуем разобраться.

Простейшие фонари

Так как фонарики бывают разные, то имеет смысл начать с самого простого – с батарейкой и лампой накаливания, а также рассмотреть его возможные неисправности. Схема подобного прибора элементарна.

По сути, в нем нет ничего, кроме батарейки, кнопки включения и лампочки. А потому и проблем с ним особых не бывает. Вот несколько возможных мелких неприятностей, которые могут повлечь за собой отказ такого фонаря:

• Окисление любого из контактов. Это могут быть контакты выключателя, лампочки или батареи. Нужно просто почистить эти элементы схемы, и приборчик снова заработает.
• Сгорание лампы накаливания – тут все просто, замена светового элемента решит эту проблему.
• Полный разряд батареек – замена элементов питания на новые (либо зарядка, если они аккумуляторные).
• Отсутствие контакта или перелом провода. Если фонарик уже не новый, в таком случае есть смысл поменять все провода. Сделать это совершенно не сложно.

Фонарик на светодиодах

Этот вид фонарей отличается более мощным световым потоком и при этом потребляет очень мало энергии, а значит, и элементы питания в нем прослужат дольше. Все дело в конструкции световых элементов – в светодиодах отсутствует нить накаливания, они не расходуют энергию на нагрев, ввиду этого коэффициент полезного действия таких приборов выше на 80–85%. Также велика роль дополнительного оборудования в виде преобразователя с участием транзистора, резистора и высокочастотного трансформатора.

Если аккумулятор фонарика встроенный, то с ним в комплекте обязательно идет и зарядное устройство.

Схема подобного фонаря состоит из одного или нескольких светодиодов, преобразователя напряжения, выключателя и элемента питания. В более ранних моделях фонариков количество потребления энергии светодиодами должно было соответствовать вырабатываемому источником.

Сейчас эта проблема решена при помощи преобразователя напряжения (его также называют умножителем). Собственно, он-то и является главной деталью, которую содержит электрическая схема фонарика.

При желании сделать такой прибор своими руками особых сложностей не возникнет. Транзистор, резистор и диоды – не проблема. Самым непростым моментом будет намотка высокочастотного трансформатора на ферритовом кольце, который называется блокинг-генератор.

Но и с этим можно справиться, взяв подобное колечко из неисправного электронного пускорегулирующего аппарата энергосберегающей лампы. Хотя, конечно, если не хочется возиться или нет времени, то в продаже можно найти высокоэффективные преобразователи, такие как 8115. С их помощью, при применении транзистора и резистора, и стало возможным изготовление светодиодного фонарика на одной батарейке.

Сама же схема светодиодного фонаря подобна простейшему прибору, и на ней останавливаться не стоит, т. к. собрать ее способен даже ребенок.

Кстати, при применении в схеме преобразователя напряжения на старом, простейшем фонаре, работающем от квадратной батареи в 4.5 вольт, которую сейчас уже не купить, можно будет спокойно ставить элемент питания в 1.5 вольт, т. е. обычную «пальчиковую» или «мизинчиковую» батарею. Никакой потери в световом потоке наблюдаться не будет. Основная задача при этом – иметь хотя бы малейшее представление о радиотехнике, буквально на уровне знания, что такое транзистор, а также уметь держать в руках паяльник.

Доработка китайских фонариков

Иногда бывает так, что купленный (с виду вполне качественный) фонарик с аккумулятором полностью отказывает. И вовсе не обязательно покупатель виноват в неправильной эксплуатации, хотя и это тоже встречается. Чаще – это ошибка при сборке китайского фонарика в погоне за количеством в ущерб качеству.

Конечно, в таком случае придется его переделать, как-то модернизировать, ведь потрачены деньги. Сейчас необходимо понять, как это сделать и возможно ли побороться с китайским производителем и выполнить ремонт такого прибора самостоятельно.

Рассматривая наиболее часто встречающийся вариант, при котором при включении прибора в сеть индикатор зарядки светится, но фонарь не заряжается и не работает, можно заметить вот что.

Обычная ошибка производителя – индикатор заряда (светодиод) включается в цепь параллельно с аккумулятором, чего допускать никак нельзя. При этом покупатель включает фонарь, и видя, что тот не горит, снова подает питание на заряд. В результате – перегорание всех светодиодов разом.

Дело в том, что не все производители указывают, что заряжать подобные устройства с включенными светодиодами нельзя, т. к. отремонтировать их будет невозможно, останется только заменить.

Итак, задача по модернизации – подключить индикатор заряда последовательно с аккумулятором.

Как видно из схемы, эта проблема вполне решаема.

А вот если китайцы в свое изделие поставили резистор 0118, то светодиоды придется менять постоянно, т. к. ток, поступающий на них, будет очень высоким, и какие бы световые элементы ни были установлены – они не выдерживают нагрузки.

Налобный светодиодный фонарь

В последние годы подобный световой прибор получил достаточно широкое распространение. Действительно, ведь очень удобно, когда руки свободны, а луч света бьет туда, куда смотрит человек, в этом как раз главное преимущество налобного фонарика. Раньше таким могли похвастаться только шахтеры, да и то для его ношения нужна была каска, на которую фонарь, собственно, и крепился.

Сейчас же крепление подобного прибора удобно, носить его можно при любых обстоятельствах, да и на поясе не висит довольно объемный и тяжелый аккумулятор, который, к тому же, еще и обязательно нужно раз в сутки заряжать. Современный намного меньше и легче, притом имеет очень маленькое энергопотребление.

Так что же представляет собой подобный фонарь? А принцип его работы нисколько не отличается от светодиодного. Варианты исполнения такие же – аккумуляторный или со съемными элементами питания. Количество светодиодов варьируется от 3 до 24 в зависимости от характеристик батареи и преобразователя.

К тому же обычно такие фонари имеют 4 режима свечения, а не один. Это слабый, средний, сильный и сигнальный – когда светодиоды моргают через короткие промежутки времени.

Режимами налобного светодиодного фонарика управляет микроконтроллер. Причем при его наличии возможен даже режим стробоскопа. К тому же светодиодам это совсем не вредит, в отличие от ламп накаливания, т. к. их срок службы не зависит от количества циклов включения-выключения по причине отсутствия нити накаливания.

Так какой же фонарь выбрать?

Конечно, фонарики могут быть различными и по потребляемому напряжению (от 1.5 до 12 В), и с различными выключателями (сенсорный или механический), с наличием звукового оповещения о разряде батареи. Это может быть оригинал или его аналоги. Да и не всегда можно определить, что же за прибор перед глазами. Ведь пока он не выйдет из строя и не начнется его ремонт, нельзя увидеть, какая в нем стоит микросхема или транзистор. Наверное, лучше выбирать тот, который нравится, а возможные проблемы решать уже по мере поступления.