Налобный фонарь своими руками

Обновлено: 08.01.2025

Светодиодные фонари уверенно вытесняют своих предшественников. Они обладают максимальной световой отдачей, потребляя при этом гораздо меньшую мощность по сравнению с лампами накаливания.

Фонарь, который не разбивается и не перегорает – что может быть надежнее в экстремальных ситуациях? Светодиодный фонарик рассчитан на работу в течение 5-10 тысяч часов (если это время перевести в годы, то получится 5-10 лет безупречной службы).

Виды светодиодных фонарей

По назначению светодиодные фонари делятся на несколько основных групп:

Бытовые фонарики. Применяются нечасто, в случаях отключения электроэнергии, при выполнении некоторых ремонтных работ или во время прогулки по неосвещенной улице. Они компактны, эргономичны. Для подвешивания (иногда пользователю требуется освободить обе руки) во многих моделях предусматривается петелька из мягкого материала (шнурок).
Туристические фонари. В эту группу входит несколько типов фонарей, которые отличаются друг от друга размерами, мощностью, набором режимов свечения. В кемпинге используются модели стационарного типа – настольные или прожекторного типа.На горной тропе удобно освещать себе путь налобным или переносным облегченным фонариком. На пешем маршруте невысокой категории сложности можно применять и ручной вариант.Туристы обычно обращают внимание на возможность переключения режимов (с ближнего света на дальний и наоборот). Кемпинговые фонари (налобные) любят рыбаки. Для охотников выпускаются подствольные световые модели.
Поисковые фонари. Их обычно поисковики носят в руках. Отличается данная категория светодиодных светильников с аккумулятором высокой дальностью освещения – до 250 метров. В таких моделях обычно устанавливаются три светодиода. Угол освещения может меняться, имеется несколько режимов освещения.
Пожарные фонари. Характеризуются повышенной прочностью. Они максимально компактны (насколько это возможно при высокой мощности, большой длительности работы между подзарядками аккумулятора и максимальной функциональности).К этой группе можно отнести и взрывозащищенные модели. Правда, их используют не только пожарные, но и работники взрывоопасных участков (в шахтах, подземных выработках и пр.)

Взрывозащищенные модели оснащены герметичным корпусом и искробезопасной электрической цепью.

Самодельный светодиодный фонарь

Наряду с качественными светодиодными фонарями в магазинах часто встречаются дешевые подделки. Светодиоды в них быстро выгорают, в результате чего покупка быстро превращается в бесполезный мусор. Поэтому многие любители домашнего мастерства не без основания считают, что добросовестно выполненная самоделка гораздо надежнее и долговечнее покупного фонаря.

Поскольку светодиодные лампы давно покинули ряды дорогостоящих и дефицитных изделий, собрать комплектующие для работы труда не составляет.

Материалы и инструменты

Основными компонентами самодельного фонаря являются светодиоды и аккумулятор на 12 В.

Итак, вам надо приготовить:

светодиодную лампу;
аккумулятор на 12 В;
кусок трубы, лучше ПВХ диаметром 50 мм;
клей для ПВХ;
два резьбовых фитинга ПВХ;
резьбовую заглушку (тоже ПВХ);
кусочек пенопласта;
тумблер;
изоленту.

Собрав все необходимые материалы, позаботьтесь об инструменте. Для работы вам потребуется:

ножовка;
надфиль;
паяльник;
припой;
бокорезы;
наждачка.

Приступаем к работе

Для начала при помощи пайки собираем электрическую цепь, состоящую из светодиодной лампы, аккумулятора и тумблера. После сборки можно проверить работу цепи и, если светодиод включается-выключается при манипуляциях тумблером, можете приступать к сборке механической части фонарика:

в фитинге вырежьте отверстие под лампу (по краям пройдитесь надфилем);
измерьте суммарную длину светодиода и аккумулятора и под этот размер отрежьте от трубы заготовку для корпуса;
перед установкой лампы края отверстия смажьте клеем: так вы защитите внутренне пространство фонарика от попадания влаги. Дополнительную защиту обеспечат заглушка и фитинги;
тумблер устанавливается под заглушкой, со стороны, противоположной лампе;
подождите, пока клей высохнет – и можете приступать к испытаниям фонаря.

Вот так можно смастерить работоспособный светодиодный фонарик. На рыбалку и в поход с ним лучше не ходить, но светодиодный светильник для гаража и дома будет служить вполне эффективно.

Схема светодиодного фонарика

Домашние мастера хорошо знаю принцип работы светодиода и поэтому редко используют их по причине специфических характеристик. Обеспечить благоприятные условия для их работы можно при помощи простейшей схемы преобразователя напряжения.

Питание светодиода осуществляется чрез транзисторный преобразователь.

В его состав входят:

два транзистора;
трансформатор;
резистор.

Для намотки трансформатора используется магнитопровод кольцевого типа К10х6х3. Он изготовлен из феррита 2000НМ. Обмотки трансформатора (и первичная, и вторичная) наматываются одновременно (в 4 провода)

Выводы обмоток соединяются по схеме, указанной на рисунке. Светодиод устанавливается на место лампы накаливания в корпус фонарика (он должен на 1 мм выступать из гнезда).

Критерии выбора светодиодных фонарей

Выбирая светодиодный фонарь, надо, прежде всего, обращать внимание на его основной элемент – светодиоды. Они могут отличаться по яркости на 20 или даже на 30%. Солидный производитель в руководстве к фонарику обязательно указывает тип светодиода, используемого в модели. Отсутствие такого рода информации может означать применение в конструкции фонаря дешевого светодиода с низкой эффективностью.

Рекомендуем Вам также прочитать про ультрафиолетовые лампы для ногтей.

Покупателя должно настораживать и большое количество светодиодов в фонарике. Таким способом обычно компенсируют их недостаточную яркость.

Только в дальнобойных фонарях высокого класса свечения оправдано устанавливаются несколько светодиодов. И это вовсе не означает, что они слабые: просто этого требует специфика таких моделей.

Кроме технических характеристик светодиода, при выборе фонаря надо обращать внимание на следующие аспекты:

Световой луч от фонаря с линзой напоминает лазер: круг от него имеет четкие очертания одинаковой интенсивности освещения.

Немаловажную роль при выборе светодиодного фонаря играет и его стоимость. Диапазон цен на данную продукцию весьма обширен. Например, ручной фонарик может стоить от 1,5 до 31 тыс. руб.

В дорогих моделях предусмотрено переключение режимов свечения, они характеризуются больше мощностью. Дешевые фонарики такими достоинствами не обладают, но в быту их возможностей обычно бывает достаточно. Примерно такие же цены устанавливаются и на налобные фонари.

Видео

Данное видео подробно расскажет Вам про мощные светодиодные лампы.

Если провести анализ цен на светодиодные фонари, то можно установить следующее. Независимо от назначения модели, цены на них вполне приемлемые. Любой группе присущ широкий разброс цен. Даже поисковый фонарь можно купить всего за 3,5 тысячи рублей. Причем, несмотря на низкую стоимость, он будет укомплектован вполне достаточным набором функций.

Рекомендуем Вам также более подробно ознакомиться со схемой энергосберегающей лампы.

Поработав около года, мой налобный фонарь LED Headlight XM-L T6 стал включаться через раз, а то и вообще отключаться без команды. Вскоре перестал включаться совсем.

Первым делом я подумал, что отходит аккумулятор в батарейном отсеке.

Сам бокс рассчитан на литий-ионные аккумуляторы типоразмера 18650 с платой защиты. А я использовал аккумуляторы без защиты и заряжал их универсальной зарядкой Turnigy Accucell 6 (аналог IMAX B6).

Поэтому пришлось нарастить контакты каплей припоя. Как известно, припой сплав мягкий и со временем напайка на контакте могла поистереться, а соединение с аккумулятором нарушиться.

Но, после проверки выяснилось, что причина неисправности кроется вовсе не в плохом контакте, а электронной начинке фонаря.

Любой ремонт начинается с диагностики и разборки. Разбирается фонарь легко. Вынимаем литиевый аккумулятор из батарейного отсека. Далее выкручиваем четыре шурупа.

Под поддоном для аккумуляторов смонтирована небольшая печатная плата.

На печатке всего десять элементов. Функцию управления выполняет миниатюрная микросхема в корпусе SOT-23-6 с маркировкой 819L 24 (U1). Как оказалось, это микросхема FM2819 - специализированный контроллер (не драйвер!) для светодиодов. Называть эту микросхему драйвером как-то язык не поворачивается.

Данная микросхема поддерживает четыре режима управления светодиодом, в том числе строб, от которого все хотят избавиться. Режимы переключаются циклически по команде с тактовой кнопки без фиксации.

Если бы мой фонарь не сломался, то о четвёртом режиме SOS, который активируется долгим нажатием кнопки (около 3 секунд), я бы и не узнал. Когда покупал, на странице продажи упоминалось только три режима.

Когда же стал изучать даташит на FM2819, то оказалось, что эта микросхема поддерживает четыре режима.

О микросхеме FM2819 я расскажу чуть позднее, а пока разберёмся, за что отвечают остальные элементы схемы.

Жёлтый керамический конденсатор запаян вместо родного, который отвалился, когда я разбирал корпус батарейного отсека. Судя по фото аналогичных фонарей ёмкость конденсатора, который установлен между выводом KEY и минусом "-" питания, может быть в довольно больших пределах. В моём был установлен чип-конденсатор на 10pF (100), а в других фонарях могут быть запаяны и на 10nF (103), и на 100nF (104), а то и вовсе отсутствовать.

Функцию силового ключа, который подаёт напряжение питания от литиевого аккумулятора на мощный светодиод, выполняет P-канальный MOSFET транзистор FDS9435A в корпусе SO-8. На фото видно, что на его корпусе указана сокращённая маркировка 9435A.

Плюс питания со стока транзистора FDS9435A подаётся на мощный светодиод не напрямую, а через три токоограничивающих резистора (R200 - 0,2 Ом; R500 - 0,5 Ом; 2R0 - 2 Ом). Они соединены параллельно. Их общее сопротивление меньше наименьшего сопротивления в цепи (т.е. меньше 0,2 Ом). Если посчитать, то оно равно 0,13 Ом.

О том, как соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление я рассказывал тут.

Для подсветки тылового индикатора LED HEADLIGHT используется обычный SMD-светодиод красного цвета свечения. На плате обозначен, как LED. Он подсвечивает пластину из белого пластика.

Так как батарейный отсек находится с тыльной части головы, то в ночное время суток такой индикатор хорошо заметен.

Явно не помешает при велопрогулках и ходьбе вдоль дорожных трасс.

Через резистор в 100 Ом плюсовой вывод красного SMD-светодиода подключается к стоку MOSFET-транзистора FDS9435A. Таким образом, при включении фонаря напряжение поступает и на основной светодиод Cree XM-L T6 XLamp, и на маломощный SMD-светодиод красного цвета свечения.

С основными детальками разобрались. Теперь расскажу, что же сломалось.

При нажатии на кнопку включения фонаря было видно, что красный SMD светодиод начинает светить, но очень тускло. Работа светодиода соответствовала штатным режимам работы фонаря (максимальная яркость, низкая яркость и стробоскоп). Стало ясно, что управляющая микросхема U1 (FM2819) скорее всего исправна.

Раз она штатно реагирует на нажатие кнопки, то, возможно, проблема кроется в самой нагрузке – мощном белом светодиоде. Отпаяв провода, идущие на светодиод Cree XM-L T6, и подключив его к самодельному блоку питания, я убедился в его исправности.

Далее решил замерить напряжение на самой плате, чтобы узнать, где потерялись драгоценные вольты от аккумулятора.

При замерах оказалось, что в режиме максимальной яркости, на стоке транзистора FDS9435A всего 1,2V. Естественно, этого напряжения не хватало для питания мощного светодиода Cree XM-L T6, а вот красному SMD-светодиоду его было достаточно, чтобы его кристалл начал тускло светиться.

Стало ясно, что неисправен транзистор FDS9435A, который задействован в схеме как электронный ключ.

В замену транзистору ничего подбирать не стал, а купил оригинальный P-канальный PowerTrench MOSFET FDS9435A фирмы Fairchild. Вот его внешний вид.

Как видим, на этом транзисторе присутствует полная маркировка и отличительный знак фирмы Fairchild (F), выпустившей данный транзистор.

Сравнив оригинальный транзистор с тем, что установлен на плате, мне в голову закралась мысль о том, что в фонаре установлена подделка или менее мощный транзистор. Возможно, даже брак. Всё-таки фонарь не успел отслужить и года, а силовой элемент уже "отбросил копыта".

Цоколёвка транзистора FDS9435A выглядит следующим образом.

Как видим, внутри корпуса SO-8 находится всего лишь один транзистор. Выводы 5, 6, 7, 8 объединены и являются выводом стока (Drain). Выводы 1, 2, 3 также соединены вместе и являются истоком (Source). 4-ый вывод – это затвор (Gate). Именно на него приходит сигнал с управляющей микросхемы FM2819 (U1).

В качестве замены транзистору FDS9435A можно использовать APM9435, AO9435, SI9435. Всё это аналоги.

Выпаять транзистор можно как привычными методами, так и более экзотическими, например, сплавом Розе. Также можно применить метод грубой силы – подрезать ножом выводы, демонтировать корпус, а затем отпаять оставшиеся на плате выводы.

После замены транзистора FDS9435A налобный фонарь стал работать исправно.

На этом рассказ о ремонте закончен. Но, не будь я любопытным радиомехаником, то так и оставил бы всё, как есть. Работает и ладно. Но мне не давали покоя некоторые моменты.

Так как изначально я не знал, что микросхема с маркировкой 819L (24) это FM2819, то вооружившись осциллографом, я решил посмотреть, какой сигнал подаёт микросхема на затвор транзистора при разных режимах работы. Интересно же.

При включении первого режима на затвор транзистора FDS9435A с микросхемы FM2819 подаётся -3,4. 3,8V, которое практически соответствует напряжению на аккумуляторе (3,75. 3,8V). Естественно, на затвор транзистора подаётся отрицательное напряжение, так как он P-канальный.

При этом транзистор полностью открывается и напряжение на светодиоде Cree XM-L T6 достигает 3,4. 3,5V.

В режиме минимального свечения (1/4 яркости) на транзистор FDS9435A с микросхемы U1 приходит около 0,97V. Это если проводить замеры рядовым мультиметром без наворотов.

На самом же деле в этом режиме на транзистор приходит сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Подключив щупы осциллографа между "+" питания и выводом затвора транзистора FDS9435A, я увидел вот такую картину.

Картинка ШИМ-сигнала на экране осциллографа (время/деление - 0,5; V/деление - 0,5). Время развёртки - mS (миллисекунды).

Так как на затвор поступает отрицательное напряжение, то "картинка" на экране осциллографа переворачивается. То есть сейчас на фото в центре экрана показан не импульс, а пауза между ними!

Сама пауза длится около 2,25 миллисекунд (mS) (4,5 деления по 0,5mS). В этот момент транзистор закрыт.

Затем транзистор открывается на 0,75 mS. При этом на светодиод XM-L T6 поступает напряжение. Амплитуда каждого импульса составляет 3V. А, как мы помним, мультиметром я намерил всего лишь 0,97V. В этом нет ничего удивительного, так как мультиметром я мерил постоянное напряжение.

Вот этот момент на экране осциллографа. Переключатель время/деление установил на 0,1, чтобы лучше определить длительность импульса. Транзистор открыт. Не забываем про то, что на затвор приходит минус "-". Импульс перевёрнут.

Теперь можно посчитать скважность импульсов (S).

S = (2,25mS + 0,75mS) / 0,75mS = 3mS / 0,75mS = 4. Где,

S - скважность (безразмерная величина);

Τ - период следования (миллисекунды, mS). В нашем случае период равен сумме включения (0,75 mS) и паузы (2,25 mS);

τ- длительность импульса (миллисекунды, mS). У нас это 0,75mS.

Также можно определить коэффициент заполнения (D), который в англоязычной среде называют Duty Cycle (часто встречается во всяких даташитах на электронные компоненты). Обычно он указывается в процентах %.

D = τ/Τ = 0,75/3 = 0,25 (25%). Таким образом, в режиме пониженной яркости светодиод включен лишь на четверть периода.

Когда делал подсчёты первый раз, то коэффициент заполнения у меня вышел 75%. Но потом, увидев в даташите на FM2819 строчку про режим 1/4 яркости, понял, что где-то облажался. Я просто перепутал паузу и длительность импульса местами, поскольку по привычке принял минус "-" на затворе за плюс "+". Поэтому и вышло всё наоборот.

В режиме "STROBE" мне не удалось посмотреть ШИМ сигнал, так как осциллограф аналоговый и довольно старый. Синхронизировать сигнал на экране и получить чёткое изображение импульсов мне не удалось, хотя было видно его наличие.

Типовая схема включения и цоколёвка микросхемы FM2819. Может, кому пригодится.

Не давали мне покоя и некоторые моменты, связанные с работой светодиода. Со светодиодными фонарями я раньше, как-то не имел дела, а тут захотелось разобраться.

Когда я полистал даташит на светодиод Cree XM-L T6, который установлен в фонаре, то понял, что номинал токоограничительного резистора маловат (0,13 Ом). Да, и на плате одно посадочное место под резистор было свободно.

Когда шерстил по интернетам в поисках информации о микросхеме FM2819, то видел фото нескольких печатных плат аналогичных фонарей. На одних были запаяны четыре резистора по 1 Ому, а на некоторых вообще SMD-резистор с маркировкой "0" (перемычка), что, на мой взгляд, вообще является преступлением.

Светодиод – это нелинейный элемент, и, поэтому, последовательно с ним необходимо включать токоограничивающий резистор.

Если заглянуть в даташит на светодиоды серии Cree XLamp XM-L, то можно обнаружить, что их максимальное напряжение питания составляет 3,5V, а номинальное 2,9V. При этом ток через светодиод может достигать величины в 3А. Вот график из даташита.

Номинальным током для таких светодиодов считается ток в 700 mA при напряжении в 2,9V.

Конкретно в моём фонаре ток через светодиод составил 1,2 A при напряжении на нём в 3,4. 3,5V, что явно многовато.

Чтобы уменьшить прямой ток через светодиод я запаял вместо прежних резисторов четыре новых номиналом в 2,4 Ом (типоразмер 1206). Получил общее сопротивление в 0,6 Ом (мощность рассеивания 0,125W * 4 = 0,5W).

После замены резисторов прямой ток через светодиод составил 800 mA при напряжении в 3,15V. Так светодиод будет работать при более мягком тепловом режиме, и, надеюсь, прослужит долго.

Поскольку резисторы типоразмера 1206 рассчитаны на мощность рассеивания в 1/8W (0,125 Вт), а в режиме максимальной яркости на четырёх токоограничивающих резисторах рассеивается мощность около 0,5Вт, то от них желательно отвести излишнее тепло.

Для этого зачистил от зелёного лака медный полигон рядом с резисторами и напаял на него каплю припоя. Такой приём частенько применяется на печатных платах бытовой электронной аппаратуры.

После доработки электронной начинки фонаря покрыл печатную плату лаком PLASTIK-71 (электроизоляционный акриловый лак) для защиты от конденсата и влаги.

При расчётах токоограничительного резистора я столкнулся с некоторыми тонкостями. За напряжение питания светодиода стоит принимать напряжение на стоке MOSFET транзистора. Дело в том, что на открытом канале MOSFET-транзистора теряется часть напряжения из-за сопротивления канала (R_(ds)on).

Чем выше ток, тем большее напряжение "оседает" по пути Исток-Сток транзистора. У меня при токе в 1,2А оно составило 0,33V, а при 0,8А – 0,08V. Также часть напряжения падает на соединительных проводах, которые идут с клемм аккумулятора на плату (0,04V). Казалось бы, такая мелочь, а в сумме набегает 0,12V. Так как под нагрузкой напряжение на Li-ion аккумуляторе проседает до 3,67. 3,75V, то на стоке MOSFET'а уже 3,55. 3,63V.

Ещё 0,5. 0,52V гасит цепь из четырёх параллельных резисторов. В итоге на светодиод приходит напряжение в районе 3-ёх с небольшим вольт.

На момент написания этой статьи в продаже появилась обновлённая версия рассмотренного налобного фонаря. В нём уже встроена плата контроля заряда/разряда Li-ion аккумулятора, а также добавлен оптический датчик, который позволяет включать фонарь жестом ладони.

Несколько лет назад приобрёл новый налобный фонарь. Он на 2х 18650 и Cree T6 (заявлено). Штука необходимая при ремонте авто, да вообще. Светит хорошо. Сидит удобно. Есть регулировки… Давно входит в мой штатный комплект автомобиля.
Пришёл он с комплектом зарядных и парой Li-ion АКБ18650 с заявленной ёмкостью 5000мАч. Ну посмеялся сам себе. Imax B6 показал, что там около 1000. Через пол года они практически перестали "держать" и я не разбираясь поменял их на Sanyo с 2200 мАч и без защиты. Imax B6 подтвердил ёмкость.
Прошёл примерно год — полтора. Не держат! Тест на Imax показал ёмкость около 300мАч.В АКБ Sanyo я верю, значит надо разбираться с фонарём и зарядкой. Зарядок в комплекте 2, но я юзал автомобильную, по месту "прописки" фонаря.
Замерял, что выдаёт — около 5В! Полез смотреть, что внутри.

Резисторний делитель! Нет цензурных слов.
Ну и понеслась. Разобрал фонарь.

После управляющей микросхемы транзистор, потом перемычка! на диод. Как он ещё не сгорел, если только китайцы не воткнули говняный провод с большим сопротивлением, который гасит ток…
Ну да ладно, зарядка. В сети нашёл варианты решения проблемы. Выбрал готовый модуль зарядки Li-Ion на TP4056 и микро ЮСБ.
Модуль копеечный, имеет скромные габариты и индикацию режима работы. Поскольку зарядок для телефонов с микро ЮСБ пока навалом везде, то заряжать АКБ фонаря можно будет где угодно.
Ну и процесс переделки:
Выдрал родной разъём зарядки. Его гнездо в корпусе фонаря расширил до необходимого.
Вырезал мешающие рёбра внутри корпуса.
Просверлил отверстия напротив светодиодов индикации заряда.

С наружной стороны приклеил изоленту и изнутри залил эти (и лишнее отверстие заглушки штатного разъёма) прозрачным термоклеем.

Термоклей застыл и я оторвал изолетну.

Плату драйвера сместил из центра на один шаг в сторону.
Далее установка и припайка платы (не расписываю т.к. очень трудно ошибиться). Закрепил всё тем же термоклеем.

Гнездо ЮСБ имеет зазоры и думал, чем их залить, но вариант герметика не устроил, т.к. плата, а там аммиак…

Всё собрал в кучу.
Воткнул новые АКБ Панасоник с 3400мАч.
Проверил как заряжаются (зарядное раздаёт 1А, что на 2 АКБ вполне нормально). Индикация фунтициклит. Проделанной работой доволен. Возможно в будущем заменю драйвер.

Важно: модуль очень плохо переносит перепутанную полярность!

Приемущества — "правильное" питание, очень широкий режим настроек и регулировок и при этом потребление в режиме ожидания около 2мкА. Т.е. 2 моих 18650 с условними 6000мА будут разряжаться около 3000000 часов, а это около 342 лет. А у меня тут насморк какой-то появился, чувствую, что столько могу и не прожить)))

Итак, переработана схема и сделана печатка.
Скачана отсюда прошивка на 6 стабилизаторов и ТК (там же описание).

Переделана кнопка (изначально она коммутировала минус, а нужен плюс).
Всё работает. Фонарём доволен.

Электрический фонарик относится как бы к дополнительному вспомогательному инструменту для проведения каких либо работ при наличии плохого освещения либо отсутствия освещения вообще. Каждый из нас выбирает тип фонарика по своему усмотрению:

налобный фонарик;
карманный фонарик;
фонарик на ручном генераторе

и так далее.

Схема простого фонарика

Электрическая схема простого фонарика \рис.1\ состоит из:

батареи элементов;
лампочки;
ключа \выключателя\.

Схема в своем исполнении простая и разъяснений на этот счет не требует. Причинами неисправности фонарика при такой схеме могут быть:

окисление контактных соединений с батарейками;
окисление контактов патрона лампочки;
окисление контактов самой лампочки;
неисправность ключа \выключателя света\;
неисправность самой лампочки \перегорела лампочка\;
отсутствие контактного соединения с проводом;
отсутствие питания батареек.

Другими причинами неисправности могут быть какие либо механические повреждения корпуса фонарика.

Схема аккумуляторного фонарика на светодиодах

фонарик налобный со светодиодами BL — 050 — 7C

Фонарик BL — 050 — 7C поступает в продажу со встроенным зарядным устройством, при подключении такого фонарика к внешнему источнику переменного напряжения — осуществляется подзарядка аккумуляторной батареи.

Аккумуляторные батарейки, а точнее электрохимические аккумуляторы,- принцип зарядки таких элементов основан на использовании обратимых электрохимических систем. Вещества, образовавшиеся в процессе разряда аккумулятора, под воздействием электрического тока — способны восстанавливать свое первоначальное состояние. То есть подзарядили фонарик и можем дальше им пользоваться. Такие электрохимические аккумуляторы или отдельные элементы, могут состоять из определенного количества, — в зависимости от потребляемого напряжения:

Количество, комплект таких отдельных элементов фонарика, — представляют из себя батарею.

Электрическую схему фонарика \рис.2\ можно рассматривать как состоящей из простой лампочки накаливания так и из определенного количества светодиодных лампочек. Для любой схемы фонарика что именно важно? — Важно то, чтобы потребляемая энергия лампочками состоящими в электрической цепи — соответствовала выдаваемому напряжению источника питания \батареи, состоящей из отдельных элементов\.

Читаем схему соединений:

Резистор R1 сопротивлением — 510 кОм и номинальным значением мощности — 0,25 Вт в электрической цепи соединен параллельно, за счет данного большого сопротивления, напряжение на дальнейшем участке электрической цепи значительно теряется, а точнее, часть электрической энергии преобразовывается в тепловую энергию.

С резистора R2 \сопротивлением 300 Ом и номинальным значением мощности — 1 Вт\ ток поступает на светодиод VD2. Данный светодиод служит индикаторной лампочкой, показывающей подключение зарядного устройства фонарика к внешнему источнику переменного напряжения.

На анод диода VD1 ток поступает от конденсатора C1. Конденсатор в электрической цепи является сглаживающим фильтром, часть электрической энергии теряется при положительном полупериоде синусоидального напряжения, так как при данном полупериоде конденсатор заряжается.

При отрицательном полупериоде конденсатор разряжается и ток поступает на анод катода VD1. Внешнее падение напряжения для данной электрической цепи происходит при наличии в электрической схеме — двух резисторов и лампочки. Так же, можно учесть, что при переходе тока от анода к катоду — в диоде VD1 — так же существует свой потенциальный барьер. То есть диоду тоже свойственно в какой то степени подвергаться нагреванию, при котором происходит внешнее падение напряжения.

На батарею GB1 состоящей из трех элементов, от зарядного устройства \при подключении фонарика к внешнему источнику переменного напряжения\ поступает ток двух потенциалов \+ -\. В батарее происходит восстановление электрохимического состава батареи — в свое первоначальное состояние.

Следующая схема \рис.3\ которая встречается в светодиодных фонариках, состоит из следующих элементов электроники:

двух резисторов \R1; R2\;
диодного моста состоящего из четырех диодов;
конденсатора;
диода;
светодиода;
ключа;
батареи;
лампочки.

Для данной схемы, внешнее падение напряжения происходит за счет всех состоящих элементов электроники — соединенных в этой цепи. Одна диагональ диодного моста мостовой схемы подключается к внешнему источнику переменного напряжения, другая диагональ диодного моста соединена с нагрузкой — состоящей из определенного количества светоизлучающих диодов.

Все подробные описания по замене элементов электроники при проведении ремонта фонарика, а так же проведение диагностики данных элементов — Вы сможете найти в этом сайте, где приведены подобные темы в которых усматривается ремонт бытовой техники.

Как отремонтировать светодиодный фонарик

По своей работе приходится иногда пользоваться налобным фонариком. Примерно через полгода после приобретения аккумуляторная батарея фонарика перестала заряжаться после его включения на подзарядку через сетевой шнур.

При установлении причины поломки налобного фонарика, ремонт сопровождался фотоснимками, чтобы изложить данную тему в наглядном примере.

Причина неисправности была в начале не ясна, так как при включении фонарика на подзарядку — сигнальная лампочка при этом загоралась и сам фонарик при нажатии кнопки выключателя — излучал слабый свет. Так в чем же может быть причина такой неисправности? В неисправности аккумуляторной батареи или в какой либо другой причине?

Необходимо было вскрыть корпус фонарика для его осмотра. На фотоснимках \фото №1\ наконечником отвертки указаны места скрепления \соединения\ корпуса.

Если корпус фонарика не поддается вскрытию, нужно внимательно осмотреть — все ли вывернуты шурупы.

На фотоснимке №2 показан понижающий преобразователь как по напряжению так и по силе тока.

В схеме не следует искать причину неисправности, так как при подключении к внешнему источнику — сигнальная лампочка светится \фото №2 красная светодиодная лампочка\. Проверяем дальше соединения.

Перед нами на фотоснимке \фото №3\ изображен выключатель света светодиодного фонарика. Контакты кнопочного поста выключателя представляют из себя устройство двойного выключателя света, где для данного примера загораются:

шесть светодиодных ламп,
двенадцать светодиодных ламп

фонарика. Два контакта выключателя как мы видим, замкнуты накоротко и к данным контактам припаян общий провод. К двум следующим контактам выключателя припаяны два провода — по отдельности, от которых поступает ток на освещение:

Контакты выключателя света \при переключении\ достаточно проверить пробником как это показано на фотоснимке №4. К общему контакту \два короткозамкнутых контакта\ прикасаемся пальцем руки и к другим двум контактам поочередно соприкасаемся пробником.

При исправности выключателя, светодиодная лампочка пробника загорается \фото №4\. Выключатель света исправный, проводим дальше диагностику.

Сетевой шнур здесь также можно проверить пробником \фото №5\. Для этого, пальцем руки нужно замкнуть штырьки штепсельной вилки накоротко и поочередно к первому и ко второму контакту разъема кабеля подсоединить пробник. Загорание лампочки пробника будет указывать на отсутствие разрыва в проводе сетевого шнура.

Сетевой шнур для подзарядки аккумуляторной батареи исправен, проводим дальше диагностику. Необходимо также проверить аккумуляторную батарею фонарика.

На увеличенном изображении аккумуляторной батареи \фото №6\ видно, что для ее подзарядки поступает постоянное напряжение — 4 Вольт. Сила тока данного напряжения составляет — 0,9 ампер\час. Проверяем аккумуляторную батарею.

Прибор мультиметр в этом примере устанавливается в диапазон измерения постоянного напряжения от 2 до 20 Вольт, чтобы измеряемое напряжение соответствовало установленному диапазону.

Как мы видим, дисплей прибора показывает постоянное напряжение батареи — 4,3 Вольт. Фактически, данный показатель должен принимать большее значение, — то есть здесь недостаточное напряжение для питания светодиодных ламп. В светодиодных лампах учитывается потенциальный барьер для каждой такой лампы, — как нам известно из электротехники. Следовательно, батарея не получает необходимое напряжение при подзарядке.

А вот и вся причина неисправности \фото №8\. Данная причина неисправности была установлена не сразу, — в разрыве контактного соединения провода с аккумуляторной батареей.

Что здесь можно отметить:

Провода в данной схеме ненадежные для паяния, так как тонкое сечение провода не позволяет надежно крепиться в месте припаивания.

Но и такая причина поломки устранима, проводка была заменена на более надежное сечение и светодиодный фонарик в настоящее время действующий, работает безотказно.

Изложенную тему считаю незаконченной, будут приводиться в примерах для Вас, — ремонты других типов фонариков.

На этом пока все.

Здравствуйте Михаил. То-есть, Вы замерили напряжение на выходе мостовой схемы и у Вас измерительный прибор показывает 2 вольта,- это конечно же недостаточно для зарядки аккумуляторной батареи. Вам нужно проверить резисторы (на сопротивление) и остальные элементы электроники, которые расположены на плате, либо можно отдать на проверку в мастерскую — схему платы и резисторы, и там же получите консультацию (по замене той или иной детали).
Виктор.

Здравствуйте,помогите собрать фонарик как на фото №2,братишка ремонтировал кнопку и поотрывал проводки,не можем собрать схему,если сможете дать фотки в подробностях какой куда паять.

Здравствуйте Валерий. Название темы я Вам сообщил, тема сегодня будет напечатана.
Виктор.

Как подключить проводки выпотрашенного фонарика как на фото №2,нужна схема,пожалуйста.

Перегарели два сопротивления R1 R2 в фонаре ЭРА FA35M. Подскажите пожалуйста их данные, чтобы заменить.

Здравствуйте. Данные по сопротивлению двух резисторов для Вашего фонарика не нашел в интернете. Попробуйте обратиться в магазин по продаже деталей электроники к продавцу-консультанту. Считаю, что продавец-консультант сможет подобрать резисторы по сопротивлению.

китайский налобник oytventyre шурупов нет подскажите пожалуйста как вскрыть

Здравствуйте. Считаю, что фонарик в штамповочном исполнении вскрыть невозможно.

Часто нет контакта на выдвижной вилке для зарядки фонаря. Надо разобрать и подогнуть контакты.

Добрый день. Вставил не те ботарейки, фонарь моргнул и все, есть шанс отремонтировать его?

Здравствуйте. Возможность отремонтировать фонарик конечно же есть. Нужно прозвонить схему и определить причину неисправности.

Шаг 1: Используемые материалы

Даю список использованных мной материалов, можно взять такие же или подобрать что-то похожее.

Также вам понадобятся провода, клеммная колодка, предохранители и держатели для них, припой, термоусадка и тд.

Получившийся дальнобойный фонарь выйдет примерно втрое дешевле, чем магазинные аналоги. И не забывайте, что аккумулятор и зарядное устройство можно использовать в других приборах. Также во время сборки ручного фонаря вы приобретете новые знания и опыт, а это бесценно.

Шаг 2: Основные рабочие моменты сборки фонаря

Так как мощность аккумулятора 11,1В, а диоду нужно 33В, мы и взяли повышающий преобразователь. Он использует встроенный потенциометр, чтобы повышать входное напряжение 11,1В до 33В на выходе. Вы должны следить, чтобы диод не получал больше 34В, и не меньше 26В. Для того, чтобы отслеживать выходное напряжение преобразователя вам и нужен будет цифровой вольт-амперметр. Он показывает вам напряжение и силу тока, идущего к диоду. Все это позволяет нам регулировать яркость света и помогает предотвратить подачу тока слишком высокого напряжения. Для дополнительной защиты мы установим 4А плавкие предохранители на выходе преобразователя. Как бы забавно ни было взорвать 100Вт диод, ждать доставки снова не хочется.

Индикатор разряда необходим для предотвращения глубокого разряда, ввиду чувствительной внутренней химии литий-полимерных аккумуляторов такой индикатор необходим. Каждый элемент аккумулятора будет заряжаться при напряжении до 4,2В на каждый элемент, и не ниже 3В. Если напряжение опустится ниже 3В, оно быстро упадет до 1В, это повредит элемент. Мы предупредим это, установив индикатор разряда на 3,2В (раздастся звуковой сигнал) с помощью кнопки наверху. Но если по какой-то неизвестной причине напряжение упадет ниже 3,2В, быстро поставьте аккумулятор на зарядку на наименьший уровень заряда, это позволит восстановить аккумуляторный элемент с минимальными повреждениями.

В своем фонаре я установил два выключателя – один, главный, на общее питание, второй – только на диод. Я сделал это для того, чтобы при выключенном свете система охлаждения, индикатор разряда и цифровой вольтамперметр продолжали работать. Так я могу видеть напряжение в аккумуляторе с включенным или выключенным светом, кроме того, мне нравится слушать, как мой прибор шумит при включении главного выключателя.

Шаг 3: Монтируем диод к теплоотводу

Чтобы начать монтаж, нанесите на диод термопасту, как показано на картинке сверху (так как применение термопасты имеет много противоречивых отзывов, вы можете этого не делать). После этого я прикрутил винтами алюминиевый теплоотвод, лежавший у меня без дела, к диоду, и закрепил их на большом теплоотводе, как на другой картинке выше.

Не закручивайте гайки слишком сильно, чтобы не погнуть диод.

Вы можете приклеить линзу с рефлектором на этом этапе, используя эпоксидную смолу.

Шаг 4: Корпус

Корпус я взял от старого сломанного фонаря. Сначала я достал его содержимое – две лампочки от автомобильных фар и две небольшие свинцовокислые батареи. Потом я немного модифицировал корпус, чтобы уместить в нем новое содержимое. Для этого мне понадобились: термоклей, эпоксидная смола, наждачная бумага и гравер.

Сначала я удалил некоторые суппорты с помощью гравера. Потом я произвел предварительную сборку всех деталей и присоединил провода к рефлектору, лишнюю длину проводов я отрезал позже. В таких случаях всегда помогает эпоксидная смола. Теперь нужно попробовать, как собранные детали помещаются в корпусе, у меня все уместилось отлично. Затем я прорезал вентиляционные отверстия для кулера и закрыл их куском решетки от динамика старого сломанного айпода. Еще я прорезал и зашкурил отверстия под цифровой вольтамперметр, индикатор разряда, главный выключатель и подстроечный потенциометр, и установил их и повышающий преобразователь, использовав для этого очень много термоклея, потому что внутри корпуса его не видно.

Потом я добавил несколько завершающих штрихов – застежки-липучки на аккумуляторе и на ручке фонаря, чтобы его удобно было крепить к чему-нибудь, и приклеил наклейки, которые пришли в комплекте с аккумулятором. Теперь пора заняться проводами.

Я думаю, не у всех будет такая роскошь, как уже готовый корпус для фонаря, и мне очень интересно, как вы решите эту проблему.

Шаг 5: Электропроводка

Я набросал примитивную схему электропроводки в фонаре. Когда вы будете монтировать проводку фонаря, оставляйте провода достаточно длинными, чтобы их хватило на размер корпуса. Я соединил большую часть проводов до того, как поместил все в корпус, но можно сначала разместить компоненты и после этого протягивать провода, это зависит от корпуса вашего фонаря.

На этом этапе вам понадобится клеммная колодка для соединений с землей и питанием, провода (12 или 14 американский калибр, для соединений с большой мощностью), 4А плавкий предохранитель и держатель для него, и другие мелочи.

Не забудьте все соединения прятать в термоусадку. Сначала припаяйте провод к гнезду коннектора XT60, последовательно соедините выключатель с заземляющим проводом, этот выключатель будет главным. Затем закрепите концы в клеммной колодке, создавая положительную и заземляющую линии (в зависимости от используемой вами клеммной колодки, возможно вам придется вести провода от каждого соединения к клеммам).

Повышающий преобразователь

Припаяйте провода питания и заземления к входам.
Выключатель соедините с держателем предохранителя и подключите к отрицательному выходу. Здесь мы подключим 4А предохранитель.

Для регулировки напряжения, идущего на диод, вам нужен будет доступ к потенциометру. Я для этого вывел уже имеющийся в преобразователе подстроечный потенциометр в доступ.

Цифровой вольтамперметр и диод

Соедините два тонких провода (красный с плюсом, черный с землей), чтобы запитать клеммную колодку. Черный провод большего диаметра соедините с отрицательным выходом повышающего преобразователя, после держателя предохранителя.
Желтый провод пойдет к отрицательному выходу диода. Красный провод большего диаметра пойдет к положительному выходу повышающего преобразователя.

Индикатор разряда

Чтобы подключить индикатор разряда, соедините балансировочный разъем с выводами от земли до третьего, перекусите заземленный провод и соедините с основным разъемом земли на клеммной колодке.

Шаг 6: Чего делать не надо

А вот список вещей, которых делать НЕ надо:

Мои ошибки в основном касались повышающего преобразователя, я взорвал 4 платы в процессе сборки своего фонаря. Ничего страшного, ведь на ошибках учатся — лучшего оправдания я не смог придумать.

Преобразователи 1 и 2 (да, эту ошибку я совершил дважды  не коротите выход – плата может потрескаться или обуглиться). Первый раз я задел провода, идущие к диоду. Когда я поднял напряжение на диоде, меня ослепило, и я случайно закоротил провода.

Преобразователь 3. Не спешите и не пытайтесь тянуть провода до того, как пайка полностью расплавится, иначе вы вырвете контактную площадку. Припой не содержит свинца и времени, чтобы он расплавился уйдет больше, чем у припоя 60/40.

Преобразователь 4. Не перепутайте случайно полярности входов. Будет фейерверк, обязательно.
Кроме этих ошибок, процесс шел гладко.

Шаг 7: Что я хочу изменить

Я планирую внести следующие изменения:

я собираюсь заменить подстроечный потенциометр на более подходящий, с удобной ручкой, и как-то добавить ограничение напряжения.
сделать адаптер для параллельного подключения двух аккумуляторов.
сделать контроллер вентилятора.
поэкспериментировать над сужением светового луча.
сделать адаптер для подключения к сети.

Также я планирую сделать уменьшенную водонепроницаемую версию своего фонаря, его корпус сам по себе будет теплоотводом. Об этом я сделаю отдельную статью.