Переделка лампового фонаря на светодиодный

Переделка лампового фонаря на светодиодный

Шаг первый: корпус
У мастера был ручной фонарь со старым свинцово-кислотным аккумулятором, который уже не заряжался. Именно на базе этого фонаря он и решил сделать свою самоделку. Фонарь достаточно большой, чтобы в его корпусе поместились все нужные детали.

Корпус фонаря мастер разбирает и демонтирует аккумулятор, лампочку, электронику.

Шаг второй: питание
В качестве источника питания мастер использует литий-ионный аккумулятор 3S2P, изготовленный из 6 батарей 18650. Аккумуляторы SAMSUNG INR18650-25R 2500 мАч 3,6В. Ток разряда макс., А 20. Ток заряда макс., А 4. При подключении по схеме 3S2P это дает 5000 мАч, что должно обеспечить свет на максимальной мощности в течение 45 – 50 мин.

В схеме мастер использует BMS для контроля заряда/разряда и разъем для зарядного устройства.

Шаг третий: светодиодный модуль
В качестве источника света мастер использует Cree XHP 70.2. Светодиод устанавливается на монтажной плате диаметром 16 мм поверх медной пластины толщиной 1,5 мм.

Драйвер имеет 5 режимов: низкий, средний, высокий (100%), режим SOS и режим стробоскопа.
Поскольку отражатель для светодиода и лампа накаливания различны, отражатель пришлось модифицировать. Светодиод и лампа накаливания излучают свет по разному. Лампочка рассеивает свет практически на 360 градусов, в то время как светодиод излучает свет под углом примерно от 120 до 130 градусов от центра. Светодиоды обычно располагаются сзади отражателя, в то время как лампы накаливания располагаются у основания отражателя, чтобы лучше собирать и фокусировать свет.

Шаг четвертый: вентилятор
Система охлаждения состоит из стандартного радиатора Intel и вентилятора 80 мм x 10 мм. Кулер от Intel Core i7-3770. Он не громоздкий, круглый, тонкий и рассчитан на мощность 84 Вт. Этого достаточно, чтобы справиться со светодиодом и драйвером.

Мастер просверлил 4 отверстия в верхней части радиатора. Два для проводов для светодиода, проходящих через драйвер, и два для монтажных винтов. Между медной платой светодиода и радиатором, для лучшей теплопроводности, нанес термопасту. Для установки драйвера мастер сделал из медной пластины крепеж. К радиатору он крепится четырьмя винтами.

Вторая жизнь старого фонарика

Часто бывает, что вещь есть, но она никому не нужна и валяется под ногами. Это случается по разным причинам: сломалась, морально и технически устарела и так далее. В данном случае это фонарик. Не очень старый, но с галогенной лампой и свинцовым аккумулятором. А кроме этого еще и неработоспособный из-за износа аккумулятора. А вот корпус достаточно удобный просторный. Ввиду этих фактов было решено сделать фонарь более современным внутри. Итак, рассмотрим вариант переделки фонаря на светодиодный источник света.

Какой светодиод выбрать? Разнообразие на самом деле не такое уж и большое, как может показаться на первый взгляд. А именно это набор из маломощных светодиодов, которые в сумме дадут нужный световой поток, различные мощные светодиоды или светодиоды специально разработанные для фонарей. Если набор маломощных светодиодов не очень ярко светит, но позволяет использовать наиболее простые драйверы, а мощные светодиоды светят достаточно ярко, но требуют сложных драйверов, то светодиоды для фонарей CREE сочетают в себе все достоинства.

Светодиоды CREE (XML T6, XM-L2 и другие) рассчитаны на работу от одного li-ion аккумулятора, при этом такие светодиоды имеют достаточно большую яркость. Сейчас в большинстве ярких фонариков можно встретить именно такие светодиоды. Кроме самого светодиода рационально использовать драйвер, который не даст превысить заданный порог потребления тока светодиодом. В китайском исполнении такие драйверы имеют еще и функцию регулировки яркости и режимов свечения светодиода. В нашем случае это три уровня яркости и два режима моргания. Смена режима производится кратковременным отключением питания (аккумулятора) от драйвера. Если питание отключить надолго, то при следующем включении будет использоваться не последний режим, а режим 100% яркости. При малых размерах и небольшой стоимости такой комплект светодиод CREE + драйвер должен быть одним из лучших вариантов использования. Стоит отметить также, что светодиоды CREE достаточно неплохо нагреваются во время работы, поэтому предусмотреть отвод тепла для такого светодиода обязательно. Кроме того такие светодиоды сейчас стоят очень недорого.

Для переделки фонаря будем использовать светодиод CREE XML T6 и драйвер на максимальный ток 1,2 А. Основные параметры такого светодиода представлены ниже.

• световой поток при токе 1,2 А – 435 Лм
• напряжение питания 3,7 В (1 банка Li-Ion аккумулятора)
• эффективность примерно 100 Лм/Вт

В качестве теплоотвода будем использовать алюминиевый радиатор подходящих габаритов. В моем случае это радиатор от остатков светодиодной лампочки на 45 Вт. Чтобы такой радиатор поместился в корпусе фонаря, нужно срезать лишние элементы. Далее, чтобы передавать тепло от светодиода на радиатор необходимо сделать переходное место, которое одновременно будет служить креплением светодиода. Можно использовать небольшой лист алюминия. Места соприкосновения лучше всего смазать термопастой. Это улучшит эффективность отвода тепла от светодиода. Так как внутри корпуса фонаря нет циркуляции воздуха, то радиатор лучше делать побольше, но оставить место для аккумулятора.

Отражатель такого фонарика штатно имеет держатель для галогенной лампы. Нам он будет только мешать при использовании светодиода. Поэтому держатель аккуратно срезаем, стараясь не поцарапать поверхность отражателя.

Кнопкой включения штатно служит прижимной контакт, который срабатывает при повороте ручки включения. Для удобства предлагается использовать переменный резистор с выключателем. Таким образом способ включения фонаря не изменится, а переменное сопротивление можно использовать при доработке фонаря для регулировки яркости, если это позволит сделать драйвер светодиода. Китайские драйверы для светодиодов CREE имеют функции изменения яркости только путем кратковременного выключения – так переключаются режимы.

Чтобы встроить аккумулятор внутрь корпуса фонарика необходим держатель для 18650 или самый бюджетный вариант коробочка от таблеток АЦЦ. Она неплохо подходит по размеру для аккумулятора. Вырезаем из крышки лишний пластик и вкручиваем пружину в донышко, с обратной стороны подсоединяем клемму с проводом любым удобным способом. Аналогично делаем контакт на крышке. Так, помещая внутрь аккумулятор, он плотно прижимается к контактам.

Для зарядки li-ion аккумулятора можно использовать модуль на TP4056. Если аккумулятор не имеет встроенной схемы защиты, то модуль зарядки можно использовать с защитой. В корпусе фонарика имеется внешний разъем для зарядки, подключаем его к контактам входного напряжения модуля зарядки, а также светодиод индикации зарядки. На самом деле если модуль зарядки расположить «лицом» к крышке фонарика, то он без проблем просветит ее насквозь во время процесса зарядки.

Подготовив необходимые детали, можно приступать к сборке фонаря. Схема соединений:

Переменный резистор с выключателем и индикаторный светодиод проще всего зафиксировать термоклеем. Переменный резистор располагать так, чтобы поворотный выключатель срабатывал в среднем положении.

Собрав фонарь сверху, выводим все провода к задней крышке, где будет располагаться аккумулятор и схема зарядки.

Драйвер нужно изолировать термоусадкой или изолентой, чтобы случайно не создать короткое замыкание с металлическими частями. Площадка для светодиода выбрана не самая лучшая, лучше использовать что-то такое:

После соединения всех контактов фонарь должен заработать сразу же после включения. Светит фонарь с таким светодиодом весьма ярко, а режимы яркости позволят, при необходимости, продлить работу аккумулятора. Кроме того, чтобы увеличить время работы от аккумулятора нужно выбирать качественные li-ion аккумуляторы, либо просто использовать параллельно несколько аккумуляторов для увеличения емкости. Благодаря модулю TP4056 заряжаться можно от любого блока питания на 5 Вольт (от телефонов, планшетов и так далее) или просто от USB порта компьютера или ноутбука или использовать обычный power bank. От 12 Вольт схема зарядки выйдет из строя.

Переделка лампового фонаря на светодиодный

Это первая часть проекта по переделке обычного фонаря на LED свет. Давно был в хозяйстве обычный светодиодный фонарь.

Света давал не то что бы много, но достаточно. Во время очередной подзарядки был включены светодиоды, которые тут же разом все сгорели. Как оказалось, включать их во время зарядки нельзя – напряжение, значением выше их рабочего, напрямую подается на светодиоды и они выходят из строя. Нарекания вызывал и аккумулятор – заряд держал уже плохо. Открыв фонарь, понял, что восстанавливать заводскую схему и пользоваться фонарем с сюрпризом желания, нет.

Решил переделать фонарь на питание от литиевого аккумулятора. Тема в последнее время актуальная и возможно уже хорошо освещенная, но все же предложу свой вариант переделки. Структурную схему фонаря видел себе так:

Из имеющихся узлов схемы в наличии были только контроллер заряда литиевых аккумуляторов ТР4056 и сам литиевый аккумулятор типоразмера 18650 фирмы Sanyo емкостью 2600 мА.

В качестве преобразователя переменного в постоянное напряжение рассматривал вариант трансформатора в связке с диодным мостом, но в силу того, что для зарядки имеющегося аккумулятора нужен ток 1 А, а в наличии такого трансформатора не было решил воспользоваться балластом от энергосберегающей лампы. Переделка балласта такой лампы в блок питания прекрасно описана на просторах Интернета. Типовая схема энергосберегающей лампы и лишние ее элементы (выделены красным) показаны на схеме:

Вся переделка заключается в подборе балласта по мощности (если предполагается снять 10 Ватт мощности с блока питания, то балласт следует выбирать не менее 15-20 Ватт, с запасом), удалении элементов схемы обозначенных красным цветом. Вместо них устанавливается перемычка, то есть соединяются проводом точки А и А’.

Немаловажно: в балласте КЛЛ установлен дроссель, внешне похожий на обычный трансформатор. Этот дроссель должен иметь достаточный зазор между катушкой и ферритовым магнитопроводом. В этот зазор будет наматываться вторичная обмотка, превращающая дроссель в трансформатор.

Далее выпаиваем дроссель (на схеме обозначен L5) и разбираем его. Разбирать можно несколькими методами. Кто-то греет паяльником, кто-то варит в кастрюле. Я пользуюсь микроволновкой. Как известно, металлические предметы в микроволновку помещать нельзя – чревато выходом из строя магнетрона. Однако, если рядом с помещенным в микроволновку дросселем поставить стакан воды, то ничего кроме нагрева воды и дросселя не произойдет. Грею с перерывами: 20 секунд нагрева, попытка разъединить половинки магнитопровода, снова нагрев и снова попытка разъединить. Как правило, с четвертого, пятого раза половинки сердечника разъединяются и можно извлечь катушку. В случае если, магнитопровод сломался, то это не значит, что все потеряно – осколки можно склеить суперклеем.

На извлеченную катушку с первичной обмоткой доматывается вторичная обмотка. Между первичкой и вторичной следует уложить пару-тройку слоев скотча или ФЭТ ленты (применяется в сантехнике для уплотнения соединений). Расчетов вторички делать не стал – необходимое количество витков подобрал экспериментально.

Вторичку следует мотать в том же направлении, что и первичную обмотку. Направление первички можно выяснить визуально. Опять же вторичку можно мотать как одной обмоткой, так и двумя со средней точкой. В первом случае для выпрямления полученного напряжения можно использовать один диод (но тогда получаем большие пульсации на выходе) или четыре диода мостом (пульсации гораздо меньше). Так как в импульсных схемах следует применять диоды Шоттки, а их у меня в количестве 4-х штук не нашлось, то намотал две полуобмотки со средней точкой и установил один сдвоенный диод Шоттки SBL4020CT, выпаяв его из негодного блока питания для компьютера. Избыточно, конечно, но покупать другие желания не возникло. На выход подпаял конденсатор 1000 мкф на 25 вольт. В результате получил блок питания на 12 В и мощностью 24 Ватт (исходя из надписи на цоколе энергосберегающей лампы).

Схема приобрела следующий вид:

Номиналов R0 и C0 не менял. Изменения коснулись лишь выходной части блока питания. Относительно скин эффекта, присущего импульсным схемам питания и возникающего в импульсных трансформаторах тоже не заморачивался – провод выбрал какой был, ориентировочно 0,5 мм в одну жилу.

Переделка лампового фонаря на светодиодный

Сравнительно недавно, подарили мне старый советский фонарик ЛЮКС АН-0-007, в котором осветительным элементом была лампочка накаливания, а источником питания выступали маломощные аккумуляторы Д-0,26. Сейчас такие аккумуляторы приобрести весьма сложно, и, честно говоря, нет смысла. Решил фонарик переделать под мощный светодиод, а для питания использовать стандартный аккумулятор мобильного телефона.

Для зарядки аккумулятора использовал микросхему контроллера заряда SC801, о которой рассказывал в предыдущей статье. Всю информацию о нем, можно найти на ЭТОЙ странице.

В качестве стабилизатора тока собрал схему на операционном усилителе LM358 и транзисторе КТ817А. Схема помимо того, что довольно простая и выполнена на доступных деталях, очень хорошо держит ток стабилизированный на заданном уровне, по сравнению с другими, собранными мной, стабилизаторами тока. Диод 1n4001 в паре с R3 создает опорное напряжение для LM358, куда попадает через делитель на резисторах R2 и R4. В качестве шунта выступает R1. При помощи резистора R2 задается необходимый уровень стабилизированного тока. Чтобы выставить нужный ток, достаточно вместо мощного светодиода подсоединить амперметр и подобрать сопротивление R2. Когда ток будет равен необходимому значению, впаять светодиод.

Разводку печатной платы стабилизатора тока для мощного светодиода можно скачать ЗДЕСЬ.

Светодиод я припаял непосредственно к алюминиевому радиатору. Для этого в радиаторе по центру просверлил отверстие, зафиксировал его на подставке «третья рука», нагрел паяльным феном с максимальной температурой. Затем поднес светодиод с лицевой стороны к радиатору, так чтобы его центр подложки совпадал с отверстием в радиаторе, капнул (нагретый паяльником) припой в отверстие.

Ограничитель тока светодиода, зарядное устройство, аккумулятор и светодиод с радиатором легко поместились в корпусе этого небольшого фонарика. При желании, в корпус можно поставить более мощный светодиод с бОльшим радиатором и более мощный аккумулятор (площадь позволяет).