LED фенерчета с презареждане от електрическата схема. Преобразуване на батериен фар в акумулаторен. Електрическа схема

Трябва да пътувам много често в командировки, опитвам се да взема интернет със себе си. Разбира се, добре е, когато хотелът има wi-fi или нормален 3g сигнал за USB модем, но не винаги е в стаята, тогава на помощ ще дойде 5-6 метров USB удължителен кабел.

Подготвителен етап:След като погледнах в купчина битови боклуци, открих изгоряла дънна платка, от която внимателно демонтирах USB гнездото със сешоар за запояване и парче кабел с USB щепсел в края, останало от предишни експерименти.

Лош опит при сглобяването на удължител: Първоначално се опитах да свържа USB конекторите с пет метров AV кабел, но когато поставих модема, прозорецът каза, че устройството не работи правилно. Най -интересното е, че принтерът работеше съвсем нормално.

Опит номер 2... За да сглобя удължителен кабел със собствените си ръце, реших да използвам кабел с усукана двойка, особено след като имах много Ethernet кабел, останал от инсталирането на локални мрежи. Мрежовите кабели, за съжаление, се оказаха без защитни екрани и имаха четири усукани двойки в пластмасова изолация. Само две усукани двойки могат да се използват за предаване на сигнала и мощността на стандарта USB 2.0 на разстояние до пет метра. Въпреки това, в случай на 10-метров удължителен кабел, е по-добре да захранвате две или три усукани двойки.

За захранване можете да вземете една или всички останали усукани двойки, свързани паралелно.

Свързване на USB гнездото към твърд Ethernet кабел... Първо, изолираме контактите от задната и долната стена на кутията. След това, използвайки конци за шиене, прикрепяме парче PVC тръба или камбрик към кабела. Фиксираме края на конеца с разтопена колофон или лепило. На камбрика и изолацията правим 2 надлъжни разреза. Получените "венчелистчета" трябва да изглеждат като кръст. Запояваме краищата на усуканите двойки към желаните клеми. Прикрепваме "венчелистчетата" към тялото на гнездото с нишки. Фиксираме края на конеца. В края на операцията можете да прецизирате USB гнездото, като поставите термосвиваема тръба.

За допълнителна твърдост можете да увиете медна жица около края на кабела. След това запоявайте краищата му към страничните стени на гнездото и покрийте кръстовището с нискотемпературно горещо лепило и едва след това термосвивайте.

Свързваме два кабела... Изрязваме краищата на кабела и дължината с щепсела на различни дължини, за да избегнем късо съединение на проводниците. За да се намали натоварването на кръстовището, поставих изолацията на мрежовия кабел върху парче с щепсел. Окончателното свързване и придаване на подходящ вид, аз произвеждам с термосвиване с подходящ размер.

Резултатът от работата може да се види на най -горната снимка.

Ако сглобите USB удължителен кабел по-дълъг от 10-15 метра със собствените си ръце без допълнително захранване, тогава свързаното през него устройство ще бъде нестабилно. Поради това е необходимо да се използва вариант на веригата на удължител с външно захранване. Т.е. към червения проводник ( + 5V) трябва да подадете + 5V от външен източник на захранване, към черния проводник, свързваме "-".

Тази версия на веригата е напълно работеща на разстояния до 15 метра.

Този видеоклип показва процеса на сглобяване на много дълъг USB усукан чифт удължител със собствените си ръце. Свързаното с него устройство може да работи на разстояние от компютър или лаптоп до 50 метра!

5 волта = синьо, оранжево, бяло-оранжево
-ДАННИ (информационни) = бяло-зелено
+ ДАННИ = зелено
GND (земята) = кафяво, бяло-кафяво, бяло-синьо

Пазарът на LED фенери днес има широк асортимент, така че е трудно за купувача да направи избор. Важно е да разберете с каква цел купувате фенерче, за да изберете подходящата форма и материал на дръжката, както и да не сбъркате с избраната мощност на LED.

Предимства и недостатъци

Пазарът на китайски стоки предлага продукти, които могат да зарадват със своята функционалност и удобство, въпреки факта, че преди десетилетие стоките от Китай не бяха с високо качество. Разбира се, можете да се доверите на модата и да си купите европейско фенерче, но то ще бъде много по -скъпо и по отношение на характеристиките си най -вероятно няма да отстъпва на китайския аналог.

Съвременните LED фенери, произведени в Китай, имат следните предимства:

Удароустойчив и водоустойчив;
Алуминиеви радиатори за предотвратяване на отоплението;
Голям капацитет на батерията;
Удобна и универсална дръжка;
Способността да се регулира подаването на светлина;
Сравнително ниска цена.

Не всички видове китайски LED фенери имат тези предимства, разбира се, всичко зависи от избрания екземпляр. Някои нямат вградена батерия, други не включват водоустойчив калъф. Недостатъците включват само неприятен външен вид и често не трайна работа. Срокът на експлоатация обаче може да се увеличи, ако използвате продукта правилно.

Как да изберем правилния

Изборът трябва да се направи според вашите желания. Китайските фенери се купуват за различни цели - следователно гамата от видове е широка. Например, ловецът се нуждае от висококачествено, издръжливо и надеждно тяло, за предпочитане с възможност за монтиране на оръжие.

За рибарите е най -добре да закупят светодиодни китайски фенери, които не е необходимо да се държат на ръка, така че да не пропуснете важна хапка. Например фаровете са страхотни. Светлината в светодиодните риболовни светлини трябва да е топла или комбинирана.

За автомобилист са подходящи малки размери със сменяема батерия тип АА. Можете да вземете копие под формата на ключодържател.

За лятна резиденция е по -добре да изберете структура, защитена от прах, влага, падане, с мощна батерия, за предпочитане презареждаща се от обикновен контакт или със сменяеми батерии тип АА.

Избор на дръжка

LED китайските фенери с алуминиеви дръжки са работили добре, но пластмасовата дръжка също може да работи. Duralumin също не е лош, счита се за лек и издръжлив материал, който не корозира. Дръжката трябва да има противоплъзгаща се повърхност, за предпочитане със спрей, който да предотврати драскотини и други повреди. При големите фенери дръжката е инсталирана на тялото, така че е по -удобно да я държите с една ръка.

Често дръжката е и тялото на фенера. В този случай е важно да го вземете от качествен материал, с добри крепежни елементи. Ако купувате китайски LED фенер за риболов, лов или туризъм, тогава тялото трябва да има защитна система срещу течности, удари, пожар.

Китайска верига с LED фенер

Според структурната схема тя не се различава от европейските или руските аналози.

Електрическата верига за обикновен LED фенер изглежда така:

При такава структура могат да възникнат неизправности в структурата:

Окисляване на контактите на патрона, крушката, връзките;
Неизправност на бутона за захранване;
Изгоряла крушка;

Повреда на корпуса може да се дължи и на неизправности.

Модернизация „направи си сам“

Силата на светлината или батерията на китайското LED фенерче може да не е достатъчна, в този случай модернизацията му ще помогне. Подробни видео инструкции как да надстроите вашия LED фар:

Това видео ще ви помогне да промените кутията, за да можете да използвате по -малки батерии:

Ремонт сам

Ако устройството спре да работи или не функционира правилно, тогава трябва да бъде поправено, във видеото по -долу ще разгледаме как да ремонтираме китайско LED фенерче, например, след като влагата е влязла в структурата му:

В това видео ще разгледаме как да поправим бутона за захранване на китайско LED фенерче:

Така разбрахме схемата на китайско LED фенерче, как да го поправим и как да го надстроим. Разгледахме и предимствата пред аналозите от Европа и как да направим правилния избор в този или онзи случай.

Получих поръчка тук от добър приятел, който обича риболова. Той имаше обикновен фар, който имаше редица недостатъци, но беше напълно задоволителен по размер и външен вид. Е, за добър човек, това е хубаво нещо, но за мен това е просто тренировка на мозъка и ръцете.

Да започваме. Като начало ще подчертая предимствата на това фенерче:

компактен и лек корпус;
възможност за регулиране на фокуса;
удобно разположение на органите за управление (бутон), като се има предвид, че фенерчето е фар.

Сега има още много недостатъци:

неудобно управление - три режима, които се превключват според цикличен алгоритъм (четвъртият режим е "изключен"), тоест, ако сте пропуснали желания режим, тогава трябва да "щракнете" всички режими в кръг, докато "щракнете", за да желания режим;
един от режимите - мигане - като цяло е безполезен, само пречи на контрола;
няма мониторинг на състоянието на батерията, тоест при всеки цикъл на разреждане той разваля батерията, силно я разрежда (ако не я изключите, тя може да изтощи батерията до 1 ... 2 волта);
няма стабилизиране на тока, тоест с разреждането на батерията яркостта постепенно намалява;
зареждането на батерията преминава глупаво през резистора, няма контрол на тока на зареждане и няма правилен алгоритъм за зареждане на литиево-йонната батерия (с всеки цикъл на зареждане батерията се разрушава);
Има китайски светодиод с ниска ефективност;
На етикета има китайска батерия с надценен капацитет.

Сега за това, което бих искал да получа в крайна сметка:

удобно управление на режимите, премахване на мигащия режим;
въведете стабилизация на тока чрез светодиода (инсталирайте драйвера);
заменете светодиода с по -ефективен и надежден (CREE XPG), топъл блясък (вместо стандартния студен);
контролирайте разреждането на батерията, изключете фенерчето при разреждане на батерията;
добавете контролер за зареждане на литиево-йонна батерия;
сменете батерията с нормална.

Отваряме тялото на фенерчето.

Тук виждаме, че неговите "мозъци" са направени на базата на LSI микросхема, така че те не се поддават на никакви модификации.

При подмяна на светодиода с друг светодиод, изходният ток се променя с почти 50%, което показва, че няма стабилизация на тока. Беше решено да се изхвърли родната дъска и да се направи своя собствена. Избрах ATtiny13A-SSU като контролен контролер поради следните основни предимства:

ниска цена - около 30 рубли (към момента на това писане, май 2014 г.);
компактен корпус за повърхностен монтаж;
в спящ режим консумира по -малко от 500 наноампера (!!!);
възможност за работа при ниско захранващо напрежение (до 1,8v);
способността да работи при температури под 0 градуса.

Изборът падна върху AMC7135 като LED драйвер поради следните характеристики:

възможност за работа при ниско захранващо напрежение;
минималният спад на напрежението на микросхемата е само 0,15v;
възможност за ШИМ-регулиране на яркостта на светодиода;
компактно тяло.

Шофьорска верига:

Малки обяснения за работата на веригата и използваните компоненти. За измерване на нивото на зареждане на батерията се използват ADC на микроконтролера и външен източник на референтно напрежение (наричано по -долу референтно напрежение) REF3125 с изходно напрежение 2.5V. Външна референция се използва по някаква причина - тя помага за измерване на напрежението на батерията с минимални грешки, тъй като точността на вградения ION в микроконтролера оставя много да се желае. AMC7135 се управлява с помощта на ШИМ сигнал, с честота 500 Hz. AMC7135, изключва ION и преминава в спящ режим "Power Down", консумирайки по-малко от 1 μA. Устройството не изисква никаква настройка и настройка и след сглобяването и фърмуера започва да работи веднага., В края на към статията е приложен архив с фърмуер под напрежение 3,1 ... 3,6 волта на стъпки от 0,1 V.

Правя печат, тормозя, запоявам, пиша софтуер в AVR Studio 5, флашвам микроконтролер. На етапа на производство на дъската трябва да пробиете дупки и да свържете коловозите с джъмпери от двете страни на дъската. Взех медна сърцевина от усукана двойка, консервирах я и направих джъмпери от нея.

Това излезе от това. Печатът и комплект фърмуер могат да бъдат изтеглени в края на статията.

От едната страна на платката (двустранна с диаметър 18 мм) са разположени всички управляващи мозъци, от другата страна на платката има LED драйвер с меден полигон за правилно охлаждане. По желание на платката може да бъде инсталирана втора микросхема на драйвер AMC7135, за да се увеличи максималният изходен ток от 350 mA на 700 mA. Малките размери на таблото не са избрани случайно - беше необходимо да се постави водачът на мястото му в кутията. Ето снимка за оценка на размера на получения шал:

Местният контролер за управление даде следния ток на светодиода в режимите:

1 режим, приблизително 200 mA;
2 режим, приблизително 60 mA;
3 режим, приблизително 60 mA (мига).

Местният контролер се управлява съгласно следния алгоритъм. При натискане на бутона се извършва преход към следващия режим. 1 -> 2 -> 3 -> OFF и така нататък в цикъл. Ако случайно сте пропуснали желания режим, трябва да седнете и да щракнете, докато стигнете до желания режим. Също така, за да изключите фенерчето, трябва да "щракнете" върху всички режими. Не можете дори да мечтаете за бързо включване / изключване на фенерчето.

Моята контролна платка с драйвер извежда следните токове в различни режими:

1 режим, 30 mA;
2 режим, 130 mA;
Режим 3, 350 mA (ще се използва за кратко, тъй като корпусът на фенерчето не осигурява подходящо охлаждане на светодиода).

Моят контролер се управлява по следния алгоритъм. Еднократно (кратко) натискане включва / изключва фенерчето (запазвайки последния избран режим). Задържането на бутона за дълго време превключва режима към следващия. По този начин имаме възможност бързо да включваме / изключваме фенерчето и да променяме режимите. Досадният и безполезен режим „мигач“ вече го няма. Когато напрежението на батерията падне до нивото, посочено във "фърмуера", фенерчето преминава в предишния режим. Тоест, ако е бил включен режим 3, тогава първо контролерът ще включи режим 2, след това фенерчето ще работи известно време, след това режим 1 ще се включи, фенерчето ще работи още известно време и едва след това ще се включи изключен. В интернет вече има подобни дизайни, но те или имат контрол чрез прекъсване на захранващата верига, което не винаги е оправдано, или не използват режим на заспиване, което е много важно !!

И така, изхвърляме старите мозъци и премахваме кондензатора, по някаква причина, свързан паралелно с бутона. Вероятно китайците са се борили с отпадането на контактите. Моята обработка на отскачане ще бъде софтуерна, така че кондензаторът вече не е необходим.

Изваждаме и стандартния светодиод, ще го променим на ефективен CREE XPG LED с топъл блясък.

Подготвяме нашия нов светодиод:

Сглобяване на оптичния блок:

Сега вграждаме нова платка на контролния контролер и LED драйвера:

Сглобяване на калъфа:

По този начин нямаше промени във външния вид, но сега вътре всичко е както трябва. Контрол на разреждането на батерията, стабилизиране на тока, управление в нормален режим и "правилен" светодиод. В изключено състояние контролерът консумира малко енергия, тъй като микроконтролерът е в режим на заспиване.

По -късно на чипа MAX1508 е инсталиран нормален контролер за зареждане на батерията, а местната китайска батерия е заменена с външна батерия, състояща се от 2 оригинални кутии Sanyo UR18650.

В активен режим ATtiny13A черпи по -малко от 500 μA поради работа при тактова честота 128 kHz. Също така в активен режим се добавят консумацията на AMC7135, консумацията на външна референция и консумацията на вътрешния ADC на микроконтролера. Общото потребление на ток в активен режим зависи от използвания еталон и може да бъде от 0,1 mA до 1 mA. Използвах ION REF3125, общата консумация на веригата в работен режим беше 0,5 ... 0,8 mA.

ION REF3125 може да бъде заменен с аналози:

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

Приложен е малък видеоклип, демонстриращ контрола на режима. Видеото е заснето отдавна, светодиодът все още е роден, по -късно е заменен с CREE XPG, имаше и родна батерия. Бях твърде мързелив, за да заснема видеото отново. Искам също да ви предупредя, че не всеки програмист поддържа фърмуера на микроконтролера на 128 kHz. За фърмуера използвах програмиста "USBAsp" с активирана опция "Slow SCK". Честито домашно приготвени продукти на всички !!

Внимание! Фърмуерът на контролния микроконтролер е напълно пренаписан. Алгоритъмът на програмата стана по -правилен, някои недостатъци в работата на устройството са отстранени. По -долу можете да изтеглите пробна версия на фърмуера с ограничение от 10 минути за изпълнение. След изтичане на времето за изпитване светодиодът изгасва и контролът е блокиран. След като свържете отново батерията, отново получаваме 10 минути тестово време.

Пълната версия на фърмуера може да бъде закупена.

Списък на радиоелементите

Тип	Деноминация	Количество	Забележка	Моят тефтер
MK AVR 8-битов	ATtiny13A	1	SOIC 208 мили пакет	В бележника
Кондензатор	1 uF	1	не по -малко от 1 μF	В бележника
Резистор	4,7 k Ohm	2	или 3 ... 10 kOhm

Верига с фенерче с батерия

Като радиомеханик се интересувам от най -простите електронни устройства. Този път ще говорим за фенерче с акумулаторна батерия.

Ето диаграма на фенерче с батерия.

Фенерчето има две части. Едната част съдържа батерия и зарядно устройство, а другата включва превключвател и лампа с нажежаема жичка. За да заредите батерията, една част от фенерчето се изключва от главата (където са лампата и превключвателят) и е свързана към 220V мрежата.

Снимката показва адаптерен конектор, който свързва батерията и превключвателя с лампа с нажежаема жичка.

Устройството на такова фенерче е изключително просто. За зареждане на оловно-киселинна батерия G1 с капацитет 1 A / h (1 ампер-час) и напрежение 4V се използва верига с закаляващ кондензатор C1. По -голямата част от мрежовото напрежение на 220V мрежата пада върху него. След това променливото напрежение след охлаждащия кондензатор се коригира чрез диоден мост на диоди VD1 - VD4 (1N4001).

За да се изглади вълната, след диодния мост е инсталиран електролитен кондензатор С2. Натоварването за целия този токоизправител е батерията G1. Ако го изключите, тогава изходът на токоизправителя ще има напрежение от около 300 волта, въпреки че когато батерията е свързана, напрежението на изхода му е 4 - 4,5 волта.

Струва си да се отбележи, че веригата с охлаждащ (баластен) кондензатор е проста, но по -скоро опасна. Факт е, че такава верига не е галванично изолирана от 220 -волтовата мрежа. Когато използвате трансформатор, веригата става по -електрически безопасна, но поради високата цена на тази част се използва верига с охлаждащ кондензатор.

Диодът VD5 е необходим, така че когато веригата е изключена от мрежата, батерията да не се разрежда през токоизправителната верига и индикация на червения светодиод HL1 и резистор R2. Но лампата с нажежаема жичка EL1 (или верига от светодиоди) е свързана към батерията само чрез превключвателя SA1. Оказва се, че диодът VD5 служи като своеобразна бариера, която предава ток към батерията от токоизправителя, но не и обратно. Ето една проста защита. Също така си струва да се каже, че малка част от коригираното напрежение се губи на диода VD5 - поради спада на напрежението върху диода по време на директно свързване ( V F). Той е някъде между 0,5 и 0,7 волта.

Бих искал да кажа и за батерията. Както бе споменато, тя е запечатана оловна киселина (Pb). Състои се от две 2 -волтови клетки, свързани последователно. Т.е. батерията, както се казва, се състои от 2 клетки.

Батерията показва, че максималният ток на зареждане е 0,5 ампера. Въпреки че за оловни Pb батерии се препоръчва да се ограничи зарядният ток на ниво от 0,1 от неговия капацитет. Тези. за дадена батерия най -добрият ток на зареждане би бил - 100mA (0.1A).

Типични неизправности на фенерчетата с батерия са:

Отказ на мрежовите токоизправителни елементи (диоди, електролитен кондензатор, резистор във веригата за индикация);

Неизправност на бутона на превключвателя (лесно се поправя с всеки подходящ затварящ бутон или превключвател);

Деградация (стареене) на батерията;

Износване на контактни съединители.