Lanterna fascicul luminos cum se verifică driverele. Fezabilitatea economică a utilizării unui „șofer” într-o lanternă LED

Această recenzie va fi de interes în principal pentru cei cărora le place să termine și să refacă felinarele chinezești.

Vorbim despre un driver LED monomod de 15 mm 3W. Iată un link către produs la FocalPrice. Pentru cei care sunt nerăbdători și cunoscători, o să spun imediat că șoferul este normal, funcționează bine și este relativ ieftin ca preț (nu l-am găsit mai ieftin, dar am ales dintr-un număr relativ mic de magazine). ). Ei bine, detaliile sunt sub tăietură.

După ce am achiziționat lanterna Sipik SK58, care este alimentată de o baterie sau baterie de dimensiune AA, de mai multe ori m-am gândit că LED-ul din ea nu strălucea la putere maximă. Mai mult decât atât, sarcina unei baterii vechi NiMH depășește limitele decenței (cu o baterie proaspăt încărcată, curentul este de aproximativ 1 A - bateria avea deja 5 ani, de ce să o forțezi atât de tare). Chestia este că pentru a alimenta un LED este nevoie de o tensiune de aproximativ 3,4 - 3,6 V, în timp ce o baterie NiMH produce aproximativ 1,4 V în stare proaspăt încărcată (a mea abia a ajuns la 1,2), iar pe măsură ce se descarcă, tensiunea poate scădea la fel ca până la 0,9 V (poate mai mic, dar apoi bateria își pierde rapid capacitatea). Prin urmare, această lanternă conține un driver LED intens, de exemplu. o placă care convertește tensiunea bateriei la aceeași 3,4 - 3,6 V. În același timp, driverul Sipik nu încearcă să regleze curentul prin LED - emite tensiunea care rezultă (pe baza tensiunii bateriei) și orice s-ar intampla LED-ul atinge randamentul maxim doar la un anumit curent de functionare, de exemplu, un LED alb cu o putere de 1 W - la un curent de 350 mA, curentul prin LED in cazul meu a fost mai mic.

Am decis să schimb driverul din lanternă din step-up în step-down și să înlocuiesc bateria NiMH cu o baterie litiu-ion de dimensiunea 14500. Bateriile litiu-ion au o tensiune de aproximativ 3,6 - 4,2 V, ceea ce este foarte potrivit pentru alimentarea LED-urilor albe. Driverul în acest caz stabilizează curentul prin LED.

Soferul l-am gasit pe FocalPrice, ales din mai multe magazine - la achizitionarea a trei placi, pretul de la FP era semnificativ mai mic decat in alte magazine.

Placa de driver conține trei cipuri AMC7135, fiecare dintre ele furnizând un curent de 350 mA. Curentul total, în consecință, este egal cu 1050 mA (microcircuitele pot fi conectate în paralel - așa sunt conectate pe placă). Am decis să alimentez LED-ul cu un curent de 350 mA (putere 1 W), deoarece nu existau date exacte despre LED, iar conform dovezilor indirecte (luminozitatea declarată a lanternei) ar trebui să fie de un watt. Curentul de care am nevoie este furnizat de un cip AMC7135, așa că pur și simplu am dezlipit două dintre cele trei cipuri de pe placă și le-am folosit în alte dispozitive de iluminat (în special, într-un far de bicicletă, care anterior avea un rezistor de balast în loc de driver) . Placa de șofer se potrivește perfect în lanternă și strălucește semnificativ mai mult decât cu o baterie AA și driverul original.

Iată cum arată șoferul în locul corespunzător al lanternei dezasamblate:

Nu l-am putut ridica de acolo - era blocat strâns :).

Așa arată driverul 7135 (în stânga) în comparație cu driverul nativ Sipik boost (în dreapta).

Și dintr-un unghi diferit - dacă sunteți interesat, puteți citi inscripțiile de pe microcircuite:

Se poate observa că driverul Sipik preia putere de la corpul lanternei din partea în care sunt microcircuitele - există o pistă inelă de-a lungul marginii plăcii, dar driverul AMC7135 nu o are (dar o are pe spate) Prin urmare, a trebuit să lipim o bucată de folie de cupru, înfășurată peste marginea plăcii (se vede în partea dreaptă sus chiar în prima fotografie, aceasta este de lucru pentru o jumătate de minut). corpul lanternei nu intră în contact cu partea din spate a plăcii, driverul poate fi folosit după o astfel de modificare.

Eu folosesc cele două plăci rămase din comandă ca sursă de cipuri AMC7135, care s-au dovedit a nu fi atât de ușor de cumpărat la retail.

Dacă intenționați să cumpărați acest driver, aveți grijă: în ultimele comentarii ale clienților la FocalPrice se menționează că acum există doar două cipuri pe placă, iar curentul, în consecință, va fi de 700 mA, nu 1050 mA. Prețul a scăzut și în comparație cu cel la care l-am cumpărat (prețul meu de vrac a fost de 1,61 USD, acum este de 1,07 USD) - poate că acest lucru se datorează tocmai absenței unui microcircuit.

Prima parte este despre reglarea și repararea unei lanterne, introductivă. Aici vom lua în considerare structura generală a lanternei medii, parametrii LED-urilor puternice și un pic de matematică obositoare asociată cu acestea.

Deci, aveți o lanternă LED, dar este arsă sau nu sunteți mulțumit de luminozitate sau doriți să o transformați într-o lanternă cu armă. Ce optiuni ai? Să ne dăm seama.

Proiectarea unui felinar sferic în vid.

Marea majoritate a lanternelor constau din următoarele părți:

corp - un tub obișnuit cu capete filetate;
baterie - trăiește în interiorul carcasei;
butonul de final - înșurubat în corp pe un filet și folosit pentru a aprinde lanterna. Uneori, lanterna poate fi echipată cu un al doilea fundal cu un buton de la distanță;
Capul lanternei este înșurubat în corp și are o sticlă de protecție în față. Uneori această parte este pliabilă (ca în fotografie, în două părți), alteori nu;
element emițător de lumină - o unitate LED, un model de fascicul de lumină, un radiator LED și un driver LED combinate într-o singură unitate. Uneori este produs integral cu capul felinarului.

Element emițător de lumină.

Același ansamblu poate avea modele diferite. Capetele pentru lanterna Ultrafire WF-502B sunt foarte frecvente, chiar sunt vândute în diferite tipuri, diferite puteri, cu o grămadă de funcții etc.
De exemplu, fasttech.com. Lanternele cu acest tip de element sunt bune pentru că poți cumpăra mai multe module pentru diferite sarcini și pur și simplu le poți schimba.

Vom lăsa LED-ul în pace deocamdată, merită o considerație separată mai jos, și șoferul, în principiu, dar acum ne vom uita la detaliile rămase.

Există trei tipuri de modelare a fasciculului de lumină:

1. lentilă- cea mai simplă și mai puțin eficientă opțiune, deoarece nu toată radiația cristalului este colectată în fasciculul de lumină. Foarte des lentila poate fi mutată, schimbând focalizarea fasciculului luminos, care este singurul avantaj al acestei soluții.

2. colimator- o piesă din plastic transparent, realizată pentru a obține un fascicul cu parametri specificați. Pentru a face acest lucru, colimatorul este realizat astfel încât să corespundă unui anumit design al lentilei de pe LED, astfel încât nu va fi posibilă instalarea unui colimator de la un LED la un LED de alt design - parametrii fasciculul de lumină va fi diferit.

3. reflector- un design care provine din lămpi cu incandescență și este adaptat pentru LED-uri. Design simplu, fiabil și testat în timp. În general, reflectorul, ca și colimatorul, este optimizat pentru un anumit LED, dar cu o criticitate mai mică. Fotografia din dreapta arată că cristalul LED este reflectat de întreaga zonă a reflectorului.

În practică, înlocuirea LED-ului este destul de posibilă, la fel și înlocuirea reflectorului. Vin cu o suprafață netedă, care dă un fascicul mai dur, iar cu o suprafață noduloasă mi-a plăcut mai mult la interior;

Radiatorul de căldură, cunoscut și sub numele de carcasă, la care reflectorul este adesea înșurubat și în care este montat driverul LED. De obicei, este proiectat pentru a instala un LED pe un substrat - o placă de aluminiu pe care LED-ul este lipit. Fotografia prezintă toate componentele mecanice ale modulului. De la stânga la dreapta: reflector, radiator, arc pentru borna negativă (în contact cu corpul lanternei) și arc pentru borna pozitivă (în contact cu pozitivul bateriei). Ultimul arc este lipit de placa de driver LED.

Parametrii LED-ului.

Principalii parametri în ceea ce privește calitatea luminii sunt spectrul de emisie și luminozitatea. , structural acest lucru este determinat de calitatea și trucurile fosforului. Din păcate, acest parametru poate varia foarte mult chiar și pentru diferite serii ale aceluiași producător. Și nici măcar Liao însuși nu știe ce împrăștie unchiul Liao în subsolul lui. Lanternele ieftine cu aproximativ o sută de lumeni sunt cu încredere inferioare în ceea ce privește calitatea luminii (cum detaliile obiectului iluminat sunt clar vizibile și cât de general sunt lizibile aceste detalii pentru ochi) chiar și cu lanterne cu halogen nu foarte puternice.

Tipii serioși reprezentați de Cree oferă următorul grafic pentru emisia LED-urilor lor din seria XM-L. Din păcate, acestea sunt valori medii, nu știm cu adevărat cât de uniformă este, dacă există scăderi; Lungime de undă orizontală, putere de radiație relativă verticală.

Graficul arată trei curbe - pentru diferite temperaturi de culoare. Se poate observa că LED-urile cu o temperatură mai scăzută (roșu) pătrund în regiunea infraroșu (lungime de undă mai mare de 740 nm), dar foarte, foarte puțin și nu departe - doar câteva procente din putere sunt emise acolo. Acesta este motivul pentru care este imposibil să faci o lanternă IR decentă din orice lanternă LED albă prin simpla adăugare a unui filtru IR (așa cum se face cu ușurință cu o lanternă incandescentă). Formal va străluci, dar eficiența este inexistentă.
Temperatura de culoare este un parametru asociat direct legat de spectru. Temperatura de culoare este definită ca temperatura unui corp complet negru (un astfel de fetiș viclean al fizicienilor) la care emite radiații de aceeași nuanță de culoare ca radiația în cauză. Pentru lumina zilei este de 6500K, pentru lămpi cu incandescență 2700-4000K. Cu cât temperatura culorii este mai scăzută, cu atât lumina are mai mult galben.

Conform observațiilor personale, cu LED-uri cu o temperatură de culoare mai scăzută, detaliile obiectelor iluminate sunt mai bine vizibile. Cel puțin pentru mine. Dezavantajul LED-urilor alb cald este puterea lor de lumină mai mică - sunt mai puțin strălucitoare decât omologii lor mai „sofători”.

Al doilea lucru care ne interesează este luminozitatea LED-ului. Indicat în documentație ca luminozitate la un anumit curent prin LED. De exemplu, pentru XM-L deja menționat, este indicată luminozitatea diferiților curenți. De exemplu, XM-L T6 la 700mA (2W) are un flux luminos de 280 lumeni (400 lm/A), la 1A are 388 lm (388 lm/A), la 1,5A - 551 lm (367 lm/A). ), la 2A - 682 lm (341 lm/A). Luminozitatea specifică în funcție de curent este indicată între paranteze. Scade cu 17% atunci când curentul crește de la 700mA la 2A. Adică, cu cât curentul este mai mare, cu atât este mai mică această luminozitate specifică, adică cu atât eficiența este mai mică. Apropo, este sincer clar din program.

Un alt parametru important al unui LED este puterea acestuia. Aceasta este puterea maximă care poate fi pompată în el. Desigur, la maxim va trăi mai puțin decât la o putere mai mică, așa că este mai bine să-l „subalimentați” puțin. La rândul său, puterea determină curentul maxim prin LED. De regulă, puterea și curentul prin LED sunt legate printr-o relație neliniară, deoarece depind și de căderea de tensiune pe diodă. Iată pentru XM-L: pe orizontală căderea de tensiune directă, pe verticală curentul prin diodă.

Căderea de tensiune pe un LED este de obicei de ordinul a 3 volți pentru un LED alb și depinde de curentul prin LED. Să ne uităm la grafic: la 200mA avem o cădere de 2.7V, la 700mA - 2.9V, la 1A - 2.97V, la 1.5A - 3.1V, la 2A - 3.18V.

Dacă luați LED-uri complicate de tip MC-E cu patru cristale, acestea vor fi de 350mA - 3.1V, 700mA - 3.5V. Cristalele foarte puternice de 10-20 W vor avea o cădere de tensiune de aproximativ 10V, și chiar mai puternice... ei bine, poate chiar mai mult.

Apropo, dacă convertim luminozitatea specifică în funcție de curentul acestor XM-L-uri în luminozitate în funcție de putere, obținem că la un curent I = 700 mA și o cădere de tensiune U = 2,9 V, consumul de energie este de 2,03 W, iar fluxul luminos 280lm, adică 138 lm/W. Continuăm mai departe și obținem 130, 118,5 și 107 lm/W pentru curent de 1, 1,5 și, respectiv, 2 A. Diferența este de 29%. Așa că vă băgați mințile despre ce mod să alegeți.

Ce ne oferă cunoașterea? Cel puțin o înțelegere a ce fel de putere ar trebui să aibă un anumit LED, ce poate fi obținut din el și ce alt LED poate fi folosit pentru a înlocui un LED ars de lanternă. Dar imaginea nu va fi completă fără cunoștințe despre alimentarea cu LED-uri.

Alimentare pentru lanterna.

De regulă, lanternele folosesc fie baterii cu litiu (tensiune nominală 3V, la fel ca cea maximă și scade ușor când sunt descărcate), fie baterii cu litiu (tensiune nominală 3,7 V, iar minim și maxim sunt de aproximativ 3,2 și 4,2 V, puteți citi despre baterii, există informații despre tipuri și diferențele dintre acestea).

Apropo, aș evita dacă se poate bateriile ca cele din fotografia de mai sus. Calitate scăzută și capacitate mult supraestimată (din cei 2500 mAh declarati ar fi bine dacă ar fi 1800). Este mai bine să luați celule de marcă de la Samsung și altele. Bateriile bune pot fi obținute din bateriile laptopului lor - chiar și cele torturate de Narzan, vor fi mai bune decât cele chineze. Deși, chiar și chinezii au celule normale „înăuntru”.

Uneori, bateriile AA sunt folosite în lanternele cu LED-uri, dar nu sunt bune la furnizarea curentului necesar pentru alimentarea LED-urilor puternice. Adică, dacă lanterna are încă baterii AA, atunci nu va fi deosebit de posibil să remediați problema cu luminozitatea scăzută.

Șoferii.

Marea majoritate a lanternelor au la bord un LED cu o putere de aproximativ 3 W. Adică are o cădere de tensiune de aproximativ 3 V și un curent de aproximativ 1 A. Pentru a alimenta astfel de lanterne, este suficientă o baterie Li-Ion (sau Li-Po). Astfel de felinare pot conține orice circuite de driver, chiar și surse obișnuite de curent de amortizare a tensiunii. Când instalați baterii cu litiu, veți avea nevoie de până la două dintre ele, iar eficiența va scădea catastrofal. Este bine că driverele LED cu pulsații normale au înlocuit aproape complet sursele de curent ieftine. Lanternele care folosesc mai multe celule sau baterii trebuie să aibă un driver de puls.

Puteți determina care driver se află în fața dvs. prin prezența unei bobine. Dacă există, probabil că este driver de puls. Cât de bun este și ce intervale de tensiune de intrare tolerează? Aici va trebui să căutați documentația pentru microcircuitul folosit în acesta. De exemplu, pentru driverul din mijloc din fotografia de mai sus (scuze, a ieșit prost), sub o lupă se pot vedea marcajele microcircuitului 2541B și am reușit să găsim documentație pentru el (în chineză), are o intrare tensiune de 5 până la 40 volți, dar eficiența nu este indicată. În total, dacă luăm un LED de top cu o eficiență de 30-40% și un driver de puls bun (eficiența va fi de aproximativ 90% într-un caz ideal), obținem o eficiență a lanternei de 27-36%. Nu prea rău.

Și un exemplu driver liniarîn aceeași fotografie în colțul din dreapta jos. Toate componentele electronice se reduc la o diodă de protecție și mai multe surse de curent liniar de funcționare paralelă. Puteți estima eficiența acestuia ca raport dintre tensiunea de ieșire și tensiunea de intrare. Dacă alimentam circuitul de la o baterie, obținem o tensiune maximă de 4,2V, o tensiune nominală de 3,7V. Cel mai probabil nu va atinge minimul - șoferul are nevoie de o cădere minimă de tensiune de jumătate de volt pentru a funcționa. Deci, considerăm 3/4,2 = 70%. Cu toate acestea, deoarece se va închide fără a utiliza bateria, trebuie utilizat cu o pereche de baterii cu litiu (2 până la 3V). Atunci randamentul va fi 3/6=50%. Nu foarte creț, având în vedere eficiența cristalului este de 20-30% și, drept consecință, eficiența întregii lanterne este de 10-15%. Sper că este clar că driverele liniare ar trebui evitate?...

Driverele sunt adesea instalate în lanterne care suportă mai multe moduri de operare- putere maxima, medie, redusa si tot felul de intermitent. În fotografie există un astfel de șofer în stânga jos. Mai mult, la modelele ieftine aceste moduri sunt comutate prin deschiderea scurtă a circuitului. Adică, apăsați ușor butonul - lanterna se stinge și atunci când este eliberată, funcționează într-un mod nou. Nu le suport; pentru mine, niciun comutator de mod nu este mai bun decât acesta.

Nu întotdeauna, dar în unele modele este posibil să înțărcați lanterna de la acest comportament și să o convertiți pentru a funcționa cu un buton de la distanță (sub forma unei lanterne cu armă). Dar acesta este un subiect separat.

Am primit o comandă de la un bun prieten care este interesat de pescuit. Avea un far simplu, care avea o serie de neajunsuri, dar era complet satisfăcător ca mărime și aspect. Ei bine, pentru o persoană bună este un lucru bun, dar pentru mine este doar un antrenament pentru creierul și mâinile mele.

Să începem. Pentru început, voi evidenția avantajele acestei lanterne:

corp compact și ușor;
capacitatea de a regla focalizarea;
Amplasarea comoda a comenzilor (buton), avand in vedere ca lanterna este un far.

Acum există multe alte dezavantaje:

control incomod - trei moduri care comută în funcție de un algoritm ciclic (al patrulea mod este „dezactivat”), adică dacă ați ratat modul dorit, atunci trebuie să „dați clic” pe toate modurile într-un cerc până când „dați clic” la modul dorit;
unul dintre moduri - intermitent - este în general inutil, interferează doar cu controlul;
nu există monitorizare a stării bateriei, adică la fiecare ciclu de descărcare se deteriorează bateria, descarcând-o foarte mult (dacă nu o stingi, poate descărca bateria cu până la 1...2 volți);
nu există o stabilizare a curentului, adică pe măsură ce bateria se descarcă, luminozitatea scade treptat;
bateria se incarca prost printr-un rezistor, nu exista control al curentului de incarcare si nu exista un algoritm corect de incarcare a unei baterii litiu-ion (fiecare ciclu de incarcare distruge bateria);
Există un LED chinezesc cu eficiență scăzută;
Pe etichetă există o baterie chinezească cu o capacitate umflată.

Acum despre ce aș dori să obțin în final:

control convenabil al modurilor, eliminați modul intermitent;
introduceți stabilizarea curentului prin LED (instalați un driver);
înlocuiți LED-ul cu unul mai eficient și mai fiabil (CREE XPG), cu strălucire caldă (în locul celui rece standard);
monitorizați descărcarea bateriei când bateria este descărcată, stingeți lanterna;
adăugați un controler de încărcare a bateriei litiu-ion;
înlocuiți bateria cu una normală.

Deschideți carcasa lanternei.

Aici vedem că „creierele” sale sunt făcute pe baza unui cip LSI, deci nu pot fi modificate în niciun fel.

La înlocuirea LED-ului cu un alt LED, curentul de ieșire s-a modificat cu aproape 50%, ceea ce indică absența oricărei stabilizări a curentului. S-a decis să aruncăm placa originală și să o facem pe a noastră. Am ales ATtiny13A-SSU ca controler de management datorită următoarelor avantaje principale:

preț scăzut - aproximativ 30 de ruble (la momentul scrierii, mai 2014);
carcasă compactă cu montare pe suprafață;
în modul de repaus consumă mai puțin de 500 de nanoamperi (!!!);
capacitatea de a funcționa la tensiuni de alimentare scăzute (până la 1,8 V);
capacitatea de a lucra la temperaturi sub 0 grade.

Alegerea a căzut pe AMC7135 ca driver LED datorită următoarelor caracteristici:

capacitatea de a funcționa la tensiuni de alimentare scăzute;
căderea minimă de tensiune pe microcircuit este de numai 0,15V;
posibilitatea de reglare PWM a luminozității LED-urilor;
corp compact.

Circuitul driverului:

O scurtă explicație despre funcționarea circuitului și componentele utilizate. Pentru a măsura nivelul de încărcare a bateriei, se utilizează un microcontroler ADC și o sursă externă de tensiune de referință (denumită în continuare ION) REF3125 cu o tensiune de ieșire de 2,5 V. Un ION extern este utilizat dintr-un motiv - ajută la măsurarea tensiunii bateriei cu erori minime, deoarece precizia ION-ului încorporat în microcontroler lasă mult de dorit AMC7135 este controlat folosind un semnal PWM cu o frecvență de 500 Hz. Când driverul este oprit, microcontrolerul oprește AMC7135 dezactivează ION și intră în modul de repaus „Power Down”, consumând mai puțin de 1 µA Dispozitivul nu necesită nicio configurare sau ajustare, iar după asamblare și firmware pornește lucrând imediat, astfel încât să puteți selecta „pentru dvs.” tensiunea de oprire a driverului, la sfârșitul articolului este atașată o arhivă cu firmware pentru tensiuni de 3,1...3,6 volți în trepte de 0,1V.

Am răspândit software-ul de sigiliu, gravare, lipire, scriere în AVR Studio 5, flashând microcontrolerul. În etapa de fabricație a plăcii, trebuie să găuriți și să conectați șinele de pe ambele părți ale plăcii cu jumperi. Am luat un miez de cupru dintr-un cablu torsadat, l-am cositor și am făcut jumperi din el.

Acesta este ceea ce a ieșit din asta. Setul de sigiliu și firmware poate fi descărcat la sfârșitul articolului.

Pe o parte a plăcii (față dublă cu un diametru de 18 mm) erau amplasate toate creierele de control, pe cealaltă parte a plăcii era un driver LED cu un poligon de cupru pentru o răcire adecvată. Opțional, un al doilea cip driver AMC7135 poate fi instalat pe placă pentru a crește curentul maxim de ieșire de la 350 mA la 700 mA. Dimensiunea mică a plăcii nu a fost aleasă întâmplător - a fost necesar să se potrivească șoferul în locul inițial în carcasă. Iată o fotografie pentru a estima dimensiunea eșarfei rezultate:

Controlerul de control nativ a furnizat următorul curent LED-ului în următoarele moduri:

1 mod, aproximativ 200 mA;
Modul 2, aproximativ 60 mA;
Modul 3, aproximativ 60 mA (intermitent).

Controlerul nativ este controlat conform următorului algoritm. Când butonul a fost apăsat, a fost efectuată trecerea la următorul mod. 1 --> 2 --> 3 --> OFF și așa mai departe într-un ciclu. Dacă ați ratat din greșeală modul dorit, va trebui să stați și să „dați clic” până când ajungeți la modul dorit. De asemenea, pentru a opri lanterna trebuie să faceți clic pe toate modurile. Nici măcar nu poți visa să aprinzi/oprești rapid lanterna.

Placa mea de control cu driver produce următorii curenți în diferite moduri:

1 mod, 30 mA;
2 moduri, 130 mA;
Modul 3, 350 mA (va fi folosit pentru o perioadă scurtă de timp, deoarece corpul lanternei nu asigură o răcire adecvată pentru LED).

Controlerul meu este controlat folosind următorul algoritm. O singură apăsare (scurtă) pornește/oprește lanterna (în timp ce se menține ultimul mod selectat). Ținând apăsat butonul pentru o perioadă lungă de timp, se comută modul la următorul. Astfel, avem capacitatea de a aprinde/stinge rapid lanterna și de a schimba moduri. Modul „lumini intermitente” enervant și inutil acum a dispărut. Când tensiunea bateriei scade la nivelul specificat în firmware, lanterna trece la modul anterior. Adică, dacă modul 3 a fost setat, atunci controlerul va porni mai întâi modul 2, apoi lanterna va funcționa o vreme, apoi modul 1 se va porni, lanterna va funcționa mai mult timp și abia apoi se va aprinde oprit. Există deja modele similare pe Internet, dar fie au control prin întreruperea circuitului de alimentare, ceea ce nu este întotdeauna justificat, fie nu folosesc modul de repaus, iar acest lucru este foarte important!!

Deci, aruncăm creierul vechi și, de asemenea, scoatem condensatorul, din anumite motive conectat în paralel cu butonul. Probabil că chinezii se luptau cu săritura de contact. Procesarea mea de respingere va fi software, astfel încât condensatorul nu mai este necesar.

De asemenea, vom scoate LED-ul standard și îl vom înlocui cu un LED CREE XPG eficient, cu o strălucire caldă.

Pregătirea noului nostru LED:

Asamblarea unității optice:

Acum construim un nou controler de control și o placă de driver LED:

Asamblarea corpului:

Astfel, nu au existat schimbări în aspect, dar în interior totul este acum așa cum ar trebui să fie. Monitorizarea descărcării bateriei, stabilizarea curentului, controlul modului normal și LED-ul „corect”. Când este oprit, controlerul consumă puțină energie, deoarece microcontrolerul intră în modul de repaus.

Ulterior, pe cipul MAX1508 a fost instalat un controler normal de încărcare a bateriei, iar bateria nativă chineză a fost înlocuită cu un pachet de baterii externe format din 2 cutii originale Sanyo UR18650.

În modul activ, microcontrolerul ATtiny13A consumă mai puțin de 500 µA datorită vitezei de ceas de 128 kHz. De asemenea, în modul activ, se adaugă consumul AMC7135, consumul ION extern și consumul ADC-ului intern al microcontrolerului. Consumul total de curent în modul activ depinde de ionul utilizat și poate varia de la 0,1 mA la 1 mA. Am folosit REF3125 ION, consumul total al circuitului in regim de functionare a fost de 0,5...0,8 mA.

ION REF3125 poate fi înlocuit cu analogi:

ADR381
CAT8900B250TBGT3
ISL21010CFH325Z-TK
ISL21070CIH325Z-TK
ISL21080CIH325Z-TK
ISL60002BIH325Z
MAX6002
MAX6025
MAX6035BAUR25
MAX6066
MAX6102
MAX6125
MCP1525-I/TT
REF2925
REF3025
REF3125
REF3325AIDB
TS6001

Am atașat un scurt videoclip care demonstrează cum să controlezi modurile. Videoclipul a fost filmat cu mult timp în urmă, LED-ul era original pe atunci, ulterior a fost înlocuit cu CREE XPG, iar bateria originală era prezentă și ea. Mi-a fost prea lene să filmez din nou videoclipul. De asemenea, vreau să vă avertizez că nu orice programator acceptă firmware pentru microcontroler la 128 kHz. Pentru firmware am folosit programatorul "USBAsp" cu optiunea "Slow SCK" activata. Meșteșuguri fericite tuturor!!

Atenţie! Firmware-ul microcontrolerului de control a fost complet rescris. Algoritmul de operare al programului a devenit mai corect, iar unele neajunsuri în funcționarea dispozitivului au fost eliminate. Mai jos puteți descărca o versiune de probă a firmware-ului cu o limită de timp de funcționare de 10 minute. După ce timpul de testare a expirat, LED-ul se stinge și controlul este blocat. După reconectarea bateriei, obținem din nou 10 minute de timp de testare.

Versiunea completă a firmware-ului poate fi achiziționată.

Lista radioelementelor

Tip	Denumire	Cantitate	Nota	Blocnotesul meu
MK AVR pe 8 biți	ATtiny13A	1	pachet SOIC 208 mil	La blocnotes
Condensator	1 µF	1	nu mai puțin de 1 µF	La blocnotes
Rezistor	4,7 kOhmi	2	sau 3...10 kOhm

Înlocuirea șoferului în Yupard copii ale lanternei MagicShine MJ-810

Acest articol va discuta despre caracteristicile înlocuirii driverului într-o copie (clonă) destul de populară a lanternei MagicShine MJ-810. Popularitatea copiei este determinată în primul rând de prețul său accesibil, ușurința de proiectare și reparare.

Pentru a înlocui driverul, nu dezasamblam complet lanterna. Deșurubați coroana. Pentru a face acest lucru, este convenabil să utilizați o tijă de dimensiune adecvată.

Caracteristica de design a acestei lanterne este că paharul din aluminiu cu șoferul nu este adesea fixat și poate fi deșurubată de-a lungul filetului, perturbând astfel alinierea senzorilor magnetici în raport cu magnetul, care este situat în inelul de selectare a modului.

Pentru a scăpa de această problemă, răsuciți sticla de aluminiu până la capăt în sensul acelor de ceasornic.

Întoarcem lanterna în poziția OPRIT și determinăm locația magnetului în inelul de selecție a modului. Acest lucru se poate face convenabil folosind un mic magnet sferic.

Puneți un semn pe paharul de aluminiu cu un marker. Acum știm punctul OFF. Avem nevoie de acest punct pentru alinierea precisă și corectă a senzorilor magnetici ai șoferului cu magnetul din inel.

Deșurubați cupa de aluminiu cu șoferul. Deslipiți firele de la LED. Scoatem șoferul. Există două versiuni pentru înlocuire: Opțiunea 1 driver standard - Driver cu control magnetic 5-12 V (trei moduri de luminozitate, strobe și SOS). Pentru cei care sunt enervați de modurile de clipire Opțiunea 2 versiunea upgrade - Driver cu control magnetic 5-12 V VER.2

Instalăm noul driver selectat în sticla de aluminiu astfel încât să se combine punct de oprire OFF drivere (vezi fotografia de mai sus) cu un semn albastru pe sticla de aluminiu. Poate fi necesar să faceți o nouă tăietură în sticlă pentru a face acest lucru. Prin alinierea punctului OPRIT al driverului cu marcajul de pe sticlă, aliniem astfel locația magnetului în inel exact opus punctului OPRIT. Șofer OPRIT. Acum, la comutarea modurilor, la rotirea inelului, magnetul va fi situat exact vizavi de senzorii magnetici.

Când instalați driverul în sticlă, este foarte important să asigurați un contact electric fiabil între driver și corpul de sticlă. Nu va exista niciun contact - lanterna nu va funcționa. Puterea minus este furnizată șoferului prin corpul lanternei și corpul sticlei de aluminiu. Pentru un contact sigur, trebuie să curățați scaunul șoferului din sticlă de murdărie și oxizi, instalați șoferul și fixați-l în sticlă prin strângerea sau nituirea marginii superioare a sticlei. Apoi, reasamblam în ordine inversă. Lipiți firele la LED. Înșurubați sticla în corpul felinarului până când se oprește. Verificăm alinierea semnului de pe sticlă cu magnetul în inel. Apoi, instalați bateriile în lanternă și verificați funcționalitatea lanternei. După ce te-ai asigurat că lanterna funcționează corect, stinge-o, scoate bateriile și numai după aceea instalează un izolator între LED și reflectorul lanternei. Asamblarea și dezasamblarea lanternei trebuie efectuate fără baterii. Apoi, instalăm corect sticla cu sigiliul (dacă este răsturnată pe partea greșită, sigiliul va fi rupt). Strângem coroana - înlocuirea șoferului și asamblarea lanternei este finalizată.

Enumerăm defecțiunile lanternei care pot apărea:

Instalarea incorectă a driverului sau deplasarea sticlei în raport cu magnetul în inelul de selectare a modului
Lipsa contactului între șofer și pahar de aluminiu
Funcționare defectuoasă a șoferului (poate apărea din cauza inversării polarității și a instalării incorecte a bateriilor)
LED defect (sau lipirea defectuoasă a LED-ului la substrat). Se recomandă utilizarea LED-urilor XM-L2 de înaltă calitate, lipite corect pe substratul stea SinkPAD.
Baterii defecte (la bateriile proaspăt încărcate, tensiunea este de 4V pe fiecare și 8V pe două conectate în serie).

Electronice purtabile,

DIY sau Fă-o singur,

Electronice pentru începători

O anecdotă (în loc de epigrafă). Profesorul ține o prelegere studenților:... după cum puteți vedea, această soluție tehnologică este simplă, de înțeles și foarte fiabilă. Din aceste motive nu este folosit. În practică, ei folosesc o altă tehnologie, pe care o vom studia în următoarele două luni...

Această lanternă, în general scumpă, a fost livrată în stare exterioară aproape perfectă, ceea ce indică în mod clar moartea sa prematură. Și a murit de două ori din interior.

Prima dată când a murit a fost când electronica șoferului actual s-a ars - destul de natural pentru moduri extreme la sarcini maxime. După care, aparent, un „meșter” a lucrat la el, pornind direct cristalul - ca urmare, LED-ul însuși s-a ars.

Producătorii au plasat cu sârguință marcajele tranzistoarelor și microcircuitelor, probabil dintr-un sentiment de rușine pentru alegerea suboptimă a componentelor. Dar, în același timp, nu s-au obosit să cositorească jantele de cupru de pe panoul de comutare (în stânga, afișat de săgeata roșie) și pe „penny” de pe placa de șofer - care intră în contact cu carcasa de aluminiu. A trebuit să fac asta pentru a preveni distrugerea metalelor din cuplul galvanic rezultat. Cristalul ars a fost demontat folosind un uscător de păr industrial. În schimb, am lipit noul achiziționat OS-Star-5W alb cald 3000K 300Lm, evaluat pentru un curent de 0,7A cu o cădere de tensiune de 6v pe LED. In lanterna va fi folosita la putere redusa pentru a prelungi durata de viata a LED-ului si a bateriei lanternei.

Testarea unui nou cristal. Radiatorul său de căldură „penny” a fost, de asemenea, lipit pe substrat pentru a îmbunătăți transferul de căldură, dar după cum s-a dovedit mai târziu, la curentul de funcționare selectat de 0,2 A, lanterna practic nu se încălzește. Voltmetrul (stânga) arată căderea de tensiune pe un LED conectat la o sursă de alimentare de laborator printr-un rezistor de limitare.

Restaurarea șoferului este confuză și inutilă și, așa cum se arată mai jos, este chiar dăunătoare în ceea ce privește fiabilitatea și eficiența în cazul utilizării lanternei în scopuri de zi cu zi. Prin urmare, moneda a fost curățată de componentele radio și a fost folosit un rezistor de 10 ohmi pentru a limita curentul LED-ului la aproximativ 0,2 A pe bateriile pline.

În fotografia din apropiere există două rezistențe de 5,1 ohmi, similare celor ambalate în termocontractabil. Acolo sunt conectați acolo în serie, pentru că... Nu aveam o rezistență de 10 ohmi la îndemână.

După spălarea fluxului și asamblarea ansamblului LED, lanterna a fost pusă la încercare. Bateriile 18650 nu sunt „originale”, rupte din blocul unui laptop vechi. Cu toate acestea, mai există încă o rezervă de capacitate în ele. Înainte de începerea cursei, acestea au fost încărcate la o tensiune de 4,12 V fiecare.

Consumul de curent a fost măsurat la fiecare oră. După 7 ore de funcționare continuă, tensiunea bateriei a scăzut la 3,6v, ceea ce indică faptul că nu sunt încă complet descărcate, dar sunt deja aproape de ea. În același timp, lanterna luminează încăperea destul de puternic, iar pe stradă luminează clar mai mult de cincizeci de metri. Astfel, produsul este restaurat și corespunde dorințelor clientului.

Calcule și justificare

Obținem (rotunjit) pentru moduri:

maxim - 2,05
medie - 1,78
minim - 1,63

Aceste cifre arată de câte ori consumul de curent de la baterii este mai mic decât curentul care ar fi într-un circuit cu alimentare directă printr-un rezistor limitator. Aceste. caracterizează în esență economiile de energie realizate prin utilizarea unui driver de alimentare cu LED comutator.

Pe LED-ul nou instalat, căderea de tensiune este deja de 6v, constă structural din două secțiuni de trei volți conectate în serie. Aceasta înseamnă că cantitatea de lumină emisă cu același curent care curge este de două ori mai mare decât cea originală de trei volți.

Consumul de curent al circuitului cu limitator de rezistență variază de la 0,21 la 0,13 A, în funcție de gradul de descărcare al bateriilor. Dar ținând cont de dublarea luminii emise, fluxul luminos chiar și la descărcarea bateriilor este vizibil mai mare decât cel al circuitului original în modul minim (economic). Pentru un limitator de rezistență, curentul consumat de la baterii și curentul LED sunt același. Dar puteți calcula eficiența ca raport dintre puterea furnizată LED-ului și puterea totală consumată de întregul circuit.

Deci, eficiența unei lanterne extrem de fiabile cu un rezistor în loc de un driver de impuls, pe o baterie complet încărcată - 74% , iar pe cel de descărcare - 81% .

Pentru a calcula eficiența în proiectarea originală cu putere de impuls, presupunem că scăderea de tensiune pe LED este de 3,1 V, iar curentul LED nu se modifică pe măsură ce bateria se descarcă.

Se dovedește că la putere scăzută pentru nevoile de zi cu zi, este optim să selectați LED-ul corect și să utilizați o limitare a curentului de rezistență simplă și fiabilă. Această abordare oferă o eficiență mai mare în utilizarea energiei bateriei în comparație cu alimentarea cu energie printr-un driver de impuls. Și, de asemenea, o resursă pe termen lung de funcționare fără probleme, datorită fiabilității circuitului și faptului că, într-un mod subîncărcat, LED-ul va dura de multe ori mai mult.

O mica explicatie

Șoferul a calculat randamentul în circuit fără a ține cont de creșterea consumului de curent pe măsură ce bateriile sunt descărcate. Prin urmare, eficiența reală cu un generator de impulsuri pe bateriile instalate va fi puțin mai mică decât valorile indicate în ultimul tabel.

Cu driverul, curentul LED este menținut constant și, în consecință, luminozitatea acestuia. Prin urmare, pe măsură ce bateriile se descarcă, curentul consumat de la acestea începe să crească. Bateriile se vor epuiza din ce în ce mai repede.

La o rezistență, situația este exact inversă - consumul de curent scade când bateriile sunt descărcate etc. iti permite sa reziste cam o jumatate... de doua ori mai mult la o incarcare decat daca ar fi cu sofer. Desigur, acest lucru se realizează cu prețul unei anumite reduceri a luminozității, dar într-o astfel de situație este mai bine să aveți măcar puțină lumină decât deloc.

Am luat în considerare opțiunea de a folosi un stabilizator de curent de trecere pe un circuit integrat sau un tranzistor cu efect de câmp în loc de un rezistor, dar am respins-o și pentru că durata de viață a bateriei este redusă în comparație cu un circuit de rezistență.

Alegerea rezistenței a fost determinată de un compromis rezonabil între iluminarea minimă necesară când bateriile sunt descărcate și dorința de a maximiza durata de viață a bateriei lanternei. Acesta este ceea ce s-a realizat - cu bateriile instalate, lanterna vă permite să citiți textul cărții și oferă o iluminare destul de acceptabilă pentru orientarea pe stradă, „punând” zeci de metri.