Переделка фонаря фос на светодиодный

Переделка фонаря фос на светодиодный

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.

Читайте также:  Что подарить девушке пацанке

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.

Собсно, перепал мне сей фонарь с зарядкой, неработающей акб и порядком заброшенным. Акб заряжаться не стал, выход — заменить.

Акб есть, пора врубить фонарь! Включаю через уже переделанный ещё давно до меня тумблер вместо кнопки, и… Свет яркий, но то моргает, то слабее сильнее… Как переключится… Мнда… Яндексение в гугле, или гугление в Яндексе, по остаткам его наклеек привело к его названию Фонарь осветительный специальный фос 3/5-6… Он так и должен работать… Вы уху ели там? Мне нужен фонарь а не проблесковые маячки. Скорее всего, его поэтому и забросили, в чём я не сомневаюсь. Ок, на халяву и соль сладкая, переделаем. Для начала разбор до винтика, находим плату, к ней подходят и отходят провода, куда что не фотографировал как и плату, все равно она не нужна. Теперь схема проще, провода как и были идут от гнезда зарядки к акб, от + акб через выключатель идёт на лампу, минус напрямую к лампе.

Глобальная доработка светодиодного фонарика

Автор: DooMmen
Опубликовано 13.09.2012
Создано при помощи КотоРед.

Светодиодные фонарики китайского производства, которыми запаланен весь наш рынок — казалось что может быть проще (как показывает опыт — для китая это слишком просто), вроде-бы и выбор большой, но в каждом фонарике может что-то не понравиться, а если углубляться во внутренности, и схему — иногда удивляешся как оно работает.

Поставил я себе задачу — "Найти подходящего донора, и собрать фонарь пригодный для выживания, с которым можно отправиться куда угодно". После долгих поисков был найден донор:

Это китайский фонарик фирмы Police с маркировкой 20W.
После приобретения фонарик был разобран и проанализированы внутренности. Внутри стоял одноватный светодиод с отражателем дающим очень большую боковую засветку и очень узкий луч света. Драйвер (если это так можно назвать) состоял из небольшого количества деталей — микросхема ME2108А, катушка индуктивности, конденсатор, диод. Вроде-бы все нормально, но дроссель с микросхемой в данной схеме очень грелся, схема потребляла примерно 0.5А от пальчиковой батарейки, и светодиод давал относительно слабый световой поток. Как оказалось позже — данный преобразователь давал без нагрузки на выход 4.5V, а светодиод был рассчитан на 3.6V, за счет маленького тока насыщения дросселя происходило падение выходного напряжения до необходимого и схема "работала".

Читайте также:  Как получить цвет беленый дуб

Так как у меня была задача сделать эффективный источник света, а не использовать китайский драйвер у которого КПД "ниже чем у паровоза", я решил его доработать поменяв светодиод на OSRAM LUW W5AM-LXLY-6P7R-Z с коллиматором OSS-M на угол 30° (можно было поставить всеми любимый Cree, но у нас с ними проблемы, такие как отсутствие маленьких подложек и оптики), и поставить драйвер на основе специализированной микросхемы ZXSC310.

Светодиод фирмы OSRAM был выбран по ряду причин: при токе 350мА светодиод дает световой поток до 150 люмен, максимальный ток светодиода составляет 1А, этот светодиод почти совместим по посадке с штатным, у него самая низкая цена при его мощности.


Замена светодиода производится подогревом подложки светодиода снизу. Отпаиваем старый светодиод и устанавливаем предварительно отцентрировав новый (благо они почти совместимы по выводам, но это не мешает замене).

Далее производим подгонку корпуса фонарика под нашу оптику (которую необходимо подогнать под фонарик)), растачиваем место под коллиматор:


Так-же необходимо снять фаску с края корпуса до резьбы, и уменьшить высоту гайки крепления оптики (так как наша система ниже чем стандартная).
Как показал опыт исполькования различных фонарей — узкий луч яркого света в большинстве случаев ухудшщает видимость и дает малую освещенность, поэтому мой выбор остановился на коллиматоре фирмы LEDIL с маркировкой OSS-M на 30º, предназначенный для светодиодов OSRAM серии DRAGON.
Дорабатываем коллиматор (по умолчанию коллиматор квадратный и в корпусе для приклеивания на подложку светодиода). Вытягиваем коллиматор из его корпуса, отрезаем уши и стачиваем его до необходимого диаметра на точиле.


Последняя доработка корпуса — расточка отверстия гайки крепления оптики (делал на заводе на станке), и герметизация. Отверстие растачивается буквально на 3мм почти до диаметра коллиматора. Для герметизации вклеиваем на термоклей комплектное защитное оргстекло (для этого удобно разогревать гайку феном и намазывать термоклей на горячую поверхность), так-же необходимо герметизировать все резьбовые соединения, хоть там и стоят резиновые уплотнители — они не помогают так как не достают, для решения данной проблемы наматываем сантехническую монтажную ленту в пазы для уплотнителей, и устанавливаем уплотнительные комплектные кольца (сверху их желательно смазать, например вазелином или циатимом) .

Так, с корпусом вроде все понятно, теперь наконец-то приступаем к электронике.

Первая версия фонарика была с широко распространенной схемой драйвера на ZXSC310 с питанием драйвера с выхода (эта схема позволяет "выжать" с батарейки всю мощность, и просаживает наряжение на батарее на одном дыхании до самого возможного миниума).


Но так как меня заразили страшнейшей болезнью — болезнью "Люмена", и кроме того что необходимо получить большую яркость нам необходима универсальность фонаря и долгое время работы. Для большой яркости обычные пальчиковые батарейки не подходят, и я применил Li-Ion аккумулятор LIR14500на 700 mAh, который по размерам совпадает с обычной пальчиковой батарейкой. Но вот не задача — напряжение аккумулятора в заряженном состоянии 4.2V, а максимальное напряжение светодиода при токе 300мА — 3.4V. Повышающий драйвер не подходит.
Вот тут то я и решил воспользоваться основой схемотехники повышающе-понижающих драйверов (Buck-Boost). Кроме схемы драйвера я решил сделать два режима яркости, для этого применил миниатюрный PIC10F220.

Читайте также:  Как сделать электрошокер из телефона


Данная схема драйвера обеспечивает питание светодиода током до 300мА при питании от аккумулятора, и ток порядка 100мА при питании от батарейки. Так как в данной схеме нет обратной связи по току светодиода, то при питании от пальчиковой батарейки ток уменьшается, но нестабильность тока при работе от аккумулятора почти не заметна.

Второй задачей была разработка системы управления драйвером. Данная система должна определять напряжение заряда аккумулятора, и при низком заряде индицировать это. Так-же необходимо обеспечивать 2 режима яркости (для увеличения продолжительности свечения).

Данная схема обеспечивает:
-Переключение режимов при кратковременном розрывании питания
-Два режима яркости
-Индикацию разряда аккумулятора и отключение драйвера при полном разряде
-Возможность работы от пальчиковой батарейки

При использовании батарейки система управления не работает (внутренний подтягивающий резистор микросхемы драйвера запускает рдайвер), но как только будет установлен аккумулятор — напряжения питания становится достаточным для запуска контроллера, и фонарик включается в первом "Эконом" режиме на 40% яркости. При кратковременном нажатии на кнопку питания происходит отключение питания, и при отпускании кнопки включается второй режим — максимальная яркость.

Для индикации разряда аккумулятора я использовал АЦП и измерение напряжения внутреннего опорного источника 0.6V (значения АЦП обратнопропорциональны напряжению питания, с учетом падения на диоде). При снижении напряжения до минимального фонарик переключается примерно в 10% яркости, а при полной разрядке аккумулятора контроллер выключает драйвер.

Больше всего проблем было при попытке сделать переключение режимов, и сброс режима через некоторое время (что-бы фонарик включался не с последнего режима, а с эконом), были попытки запитать контроллер от конденсатора на время разрыва питания кнопкой, но возникли проблемы с пробуждением из режима спячки, так как я использовал порт GP2, как датчик наличия напряжения на драйвере, а прерывания по этому выводу порта отсутствуют, а переключать на другой я посчитал неблагоприятным для внутрисхемного программирования контроллера. Долго проводив эксперименты я заметил что контроллер сохраняет состояние регистров даже при долгом отсутствии питания, и проверив теорию я понял в чем дело — на конденсаторе C1 при выключении питания остается заряд примерно 0.7V (при этом напряжении драйвер перестает работать), и этого напряжения вполне хватает что-бы в регистрах контроллера сохранились последние значения (а именно режим). Для "сброса" последнего состояния (происходит примерно за 5с после выключения) я поставил резистор R1.

Перемычка JP1 была введена на всякий случай для отключения котроля разряда.

Двухсторонняя плата получилась достаточно миниатюрной, и устанавливается на место штатной. Метализацию отверстий я производил заклепыванием медной проволоки:


Детали: конденсаторы танталовые в корпусе А, дроссель Sumida CDRH6D38NP-100NC, резисторы типоразмера 0603, низкоомные резисторы датчика тока — типоразмера 0805 сопротивлением 0,05 Ом (с маркировкой E05) установлено 2шт параллельно друг на друге для получения сопротивления 0,025 Ом, диод Шоттки — миниатюрный с низким падением на ток 2А, транзистор (Zetex) на максимально возможный в этом корпусе ток (можно поставить ZXTN25012, ZXTN19020). Светодиод и оптичесскую систему можно использовать и другую, главное что-бы светодиод был расчитан на ток более 300мА для уменьшения тепловыделения.

Драйвер без нагрузки не включать! При включении без нагрузки в лучшем случае будет пробой конденсатора C2, в худшем — выход из строя транзистора, с последующими спецэффектами в виде фейерверка.
Переполюсовка питания драйвера не допустима! При переполюсовке взрывается конденсатор С1 и транзистор!

В итоге получился фонарик внешне почти ни чем не отличимый от оригинала (кроме оптики, которая уже привлекает внимание), но с параметрами и углом светового потока намного лучшими чем у оригинала:

Прошивка данного устройства написана на экологически чистом ассемблере.

Ссылка на основную публикацию
Пароизоляция на коньке крыши
Влажность внутри здания всегда выше, чем за его пределами. В ограниченном строительными конструкциями пространстве воздух регулярно насыщается парами, выделяемыми при...
П контур с последовательным питанием
Если сегодня многие коротковолновики имеют возможность использовать трансиверы заводского изготовления, то усилители мощности, как правило, вынуждены изготавливать самостоятельно. В статье...
Пароизоляция на коньке крыши
Влажность внутри здания всегда выше, чем за его пределами. В ограниченном строительными конструкциями пространстве воздух регулярно насыщается парами, выделяемыми при...
Перевести растворитель из кг в литры
Сколько килограмм в литре растворителя Масса - это характеристика тела, являющаяся мерой гравитационного взаимодействия с другими телами. Объем - это...
Adblock detector