Американська компанія CREE є провідним виробником твердотільних джерел світла. Розроблені та випускаються нею світлодіоди сімейства XLamp серій XR, XP, MC відрізняються високою ефективністю та економічністю, що дозволяє створювати на їх основі сучасні технологічні та екологічно безпечні освітлювальні прилади.

Отже, трохи розшифруємо позначення.

Наприклад, на ліхтарі написано: світлодіод CREE XP-E R2

CREE - природно назва виробника діода

XR-E, у CREE буває XP-E, XP-G, в інших фірм зустрічається P4, P7 і т.д. - Це позначення самого діода.

R2 – бін яскравості. Бін показує, скільки люмен видає світлодіод при споживанні 1 Вт енергії, для світлодіода це струм 350 мА. У англійськоюцей параметр називається flux bin. На сьогоднішній момент зустрічаються Q2, Q3, Q4, Q5, R2, R3, R4, R5, S2. У таблиці нижче видно, скільки люмен із якого діода можна отримати.

Q2-Q5 і R2 є у XR-E діодів, у R2, R3 – є у XP-E, R4-R5 та S2 – тільки у XP-G.

У чому основна різниця, окрім яскравості?

XR-E - найстаріший і зустрічається тільки моделях ліхтарів, які досить давно на ринку. XR-E зовні дуже легко визначити, у нього велика півсфера покриває діод, сам кристал більше ніж у наступних серій (для порівняння на XP серії це така собі крапелька, розмір XP-E порівняно з XR-E був скорочений на 80%. XP -E від XP-G відрізняється тим, що у Е – три смужки на діоді, у G серії – чотири, виходить що площа XP-G вище.

Отже, в однакових за розміром, будовою відбивачах найбільш далекобійний є XP-E, так як у нього найменший кристал, і, найменше джерело світла, так як його легко сфокусувати у вузький промінь, потім XR-E, а найширший промінь XP-G, не через розмір кристала, а через складність фокусування, про це нижче.

Якщо діоди розташувати за енергоефективністю від найслабшого до найяскравішого, то отримаємо XR-E – XP-E – XP-G, де останній найенергоефективніший, див. таблицю нижче.

Здавалося б, якщо є найяскравіший і найновіший і найефективніший діод XP-G, то чому всі відомі та шановні виробники ліхтарів не поспішають переходити на цей діод. Причина проста. Кожен діод потребує спеціально спроектованого відбивача для отримання прийнятного світлового пучка.

Розглянемо усі серії. Якщо посвітити ліхтарем на рівну стіну, побачимо наступні артефакти:

У XP-E- Ідеальна картинка без будь-яких недоліків: добре і рівномірно сфокусований центральний пучок і рівне бічне засвітлення без провалів.

У XP-Gпри фокусуванні за допомогою відбивача може спостерігатися так звана дірка від бублика, коли центральний пучок світла є бубликом з помітним потемнінням всередині. Це не вина виробників ліхтарів, а особливість діода. Тому такі фірми як Fenix, Jetbeam, Nitecore, Zebra, 4sevens не поспішали оновлювати свій модельний ряд, А інші в гонці за новинками або ставили сильно текстурований відбивач, або взагалі просто застосовували відбивачі для інших типів діодів. Все це негативно відбивається на фокусуванні променя та далекобійності ліхтарів. На думку багатьох експертів, ліхтарі на цьому типі діодів програють по дальності старим моделям на XP-E і XR-E.

XM-L -є справжнім шедевром цієї компанії! Це Нова технологія 2011! З моменту винаходу даного світлодіода 95% потужних ліхтарів будуються саме на ньому! Даний діод має визначні характеристики. Його яскравість досягає до 1000 люменів при струмі 3А!

Для безпеки та можливості продовжувати активну діяльність у темний час доби людина потребує штучного висвітлення. Первісні люди розсовували темінь, підпалюючи гілки дерев, далі придумали смолоскип і гас. І тільки після винаходу французьким винахідником Жорджем Лекланше в 1866 прототипу сучасної батарейки, а в 1879 Томсоном Едісоном лампи розжарювання, у Девіда Майзелла з'явилася можливість запатентувати 1896 перший електричний ліхтар.

З того часу в електричній схемі нових зразків ліхтарів нічого не змінювалося, поки в 1923 році російський вчений Олег Володимирович Лосєв не знайшов зв'язок люмінесценції в карбіді кремнію та p-n-переході, а в 1990 році вченим не вдалося створити світлодіод з більшою світловіддачею, що дозволяє замінити розжарювання. Застосування світлодіодів замість ламп розжарювання завдяки низькому енергоспоживанням світлодіодів дозволило багаторазово збільшити час роботи ліхтарів при тій же ємності батарейок і акумуляторів, підвищити надійність ліхтариків і практично зняти всі обмеження на їхнє використання.

Світлодіодний акумуляторний ліхтар, який Ви бачите на фотознімку потрапив мені в ремонт зі скаргою, що куплений днями китайський ліхтарик Lentel GL01 за $3 не світить, хоча індикатор заряду акумулятора світиться.

Зовнішній огляд ліхтаря справив позитивне враження. Якісне лиття корпусу, зручна ручка та вмикач. Стрижні вилки для підключення до побутової мережі для заряджання акумулятора зроблені висувними, що унеможливлює зберігання мережевого шнура.

Увага! При розбиранні та ремонті ліхтаря, якщо він підключений до мережі, слід дотримуватися обережності. Дотик незахищеною ділянкою тіла до неізольованих дротів та деталей може призвести до ураження електричним струмом.

Як розібрати світлодіодний акумуляторний ліхтар Lentel GL01

Хоча ліхтарик підлягав гарантійному ремонту, але згадуючи свої ходіння при гарантійному ремонті електрочайника, що відмовив (чайник був дорогим і в ньому перегорів ТЕН, тому своїми руками його відремонтувати не представлялося можливим), вирішив зайнятися ремонтом самостійно.

Розібрати ліхтар було легко. Достатньо повернути на невеликий кут проти годинникової стрілки кільце, що фіксує захисне склоі відтягнути його, потім відкрутити кілька шурупів. Виявилося кільце фіксується на корпусі за допомогою байонетного з'єднання.

Після зняття однієї з половинок корпусу ліхтарика з'явився доступ до всіх його вузлів. Зліва на фотознімку видно друковану плату зі світлодіодами, до якої прикріплений за допомогою трьох саморізів рефлектор (відбивач світла). У центрі розташований акумулятор чорного кольору з невідомими параметрами, лише маркування полярності висновків. Правіше за акумулятор знаходиться друкована плата зарядного пристроюта індикації. Справа встановлена ​​мережева вилка з висувними стрижнями.

При уважному розгляді світлодіодів виявилося, що на випромінюючих поверхнях кристалів всіх світлодіодів були темні плями або крапки. Стало ясно навіть без перевірки світлодіодів мультиметром, що ліхтарик не світить через їхнє перегорання.

Почорнілі області були також на кристалах двох світлодіодів, встановлених як підсвічування на платі індикації заряджання акумулятора. У світлодіодних лампах і стрічках зазвичай виходить із ладу один світлодіод, і працюючи як запобіжник, захищає решту від перегорання. А у ліхтарі вийшли з ладу усі дев'ять світлодіодів одночасно. Напруга на акумуляторі не могла збільшитися до величини, здатної вивести світлодіоди з ладу. Для з'ясування причини довелося накреслити електричну схему.

Пошук причин відмови ліхтаря

Електрична схема ліхтаря і двох функціонально закінчених частин. Частина схеми, розташована ліворуч від перемикача SA1, виконує функцію зарядного пристрою. А частина схеми, зображена праворуч від перемикача, забезпечує свічення.

Зарядний пристрій працює наступним чином. Напруга від побутової мережі 220 надходить на струмообмежуючий конденсатор С1, далі на мостовий випрямляч, зібраний на діодах VD1-VD4. З випрямляча напруга подається на клеми акумулятора. Резистор R1 служить для розряду конденсатора після вилучення вилки ліхтарика з мережі. Таким чином, виключається удар струмом від розряду конденсатора у разі випадкового дотику рукою одночасно двох штирів вилки.

Світлодіод HL1, включений послідовно з струмообмежуючим резистором R2 у протилежному напрямку з правим верхнім діодом моста, як, виявилося, завжди світиться при вставленій вилці в мережу, навіть якщо акумулятор несправний або від'єднаний від схеми.

Перемикач режимів роботи SA1 служить для підключення до акумулятора окремих груп світлодіодів. Як видно зі схеми виходить, що якщо ліхтар підключений до мережі для зарядки і двигун перемикача знаходиться в положенні 3 або 4, напруга із зарядного пристрою акумулятора потрапляє і на світлодіоди.

Якщо людина ввімкнула ліхтарик і виявив, що вона не працює, і, не знаючи, що двигун вимикача обов'язково необхідно встановити в положення «вимкнено», про що в інструкції з експлуатації ліхтаря нічого не сказано, підключить ліхтар до мережі на зарядку, то за рахунок кидка напруги на виході зарядного пристрою на світлодіоди потрапить напруга, що значно перевищує розрахункове. Через світлодіоди потече струм, що перевищує допустимий, і вони перегорять. При старінні кислотного акумулятора за рахунок сульфітації свинцевих пластин напруга заряду акумулятора зростає, що також призводить до перегорання світлодіодів.

Ще одне схемне рішення, яке здивувало, це паралельне включення семи світлодіодів, що неприпустимо, тому що вольтамперні характеристики навіть світлодіодів одного типу відрізняються і тому струм, що проходить через світлодіоди, теж буде не однаковим. З цієї причини при виборі номіналу резистора R4 з розрахунку протікання через світлодіоди максимально допустимого струму, один з них може перевантажуватися і вийти з ладу, а це призведе до перевантаження струмом паралельно включених світлодіодів, і вони теж перегорять.

Переробка (модернізація) електричної схеми ліхтаря

Стало очевидним, що поломка ліхтаря пов'язані з помилками, допущеними розробниками його електричної схеми. Щоб відремонтувати ліхтар та виключити його повторну поломку, необхідно його переробити, замінивши світлодіоди та внести незначні зміни в електричну схему.

Для того, щоб індикатор заряду акумулятора дійсно сигналізував про його заряджання, необхідно світлодіод HL1 увімкнути послідовно з акумулятором. Для свічення світлодіода необхідний струм кілька міліампер, а струм, що видається, зарядним пристроєм повинен становити близько 100 мА.

Для забезпечення цих умов достатньо від'єднати HL1-R2 ланцюжок від схеми в місцях, вказаних червоними хрестиками та паралельно з нею встановити додатковий резистор Rd номіналом 47 Ом потужністю не менше 0,5 Вт. Струм заряду, протікаючи через Rd, буде створювати на ньому падіння напруги близько 3 В, яке забезпечити необхідний струм для свічення індикатора HL1. Заодно точку з'єднання HL1 та Rd необхідно підключити до виведення 1 перемикача SA1. Таким простим способомбуде виключено можливість подачі напруги із зарядного пристрою на світлодіоди EL1-EL10 під час заряду акумулятора.

Для вирівнювання величини струмів, що протікають через світлодіоди EL3-EL10, необхідно виключити зі схеми резистор R4 і з кожним світлодіодом послідовно включити окремий резистор номіналом 47-56 Ом.

Електрична схема після доопрацювання

Внесені до схеми незначні зміни підвищили інформативність індикатора заряду недорогого китайського світлодіодного ліхтаря та багаторазово підвищили його надійність. Сподіваюся, що виробники світлодіодних ліхтарів після прочитання цієї статті внесуть зміни до електричних схем своїх виробів.

Після модернізації електрична принципова схема набула вигляду, як на кресленні вище. Якщо необхідно висвітлювати ліхтариком тривалий час і не потрібно великої яскравості його свічення, можна додатково встановити струмообмежуючий резистор R5, завдяки якому час роботи ліхтарика без підзарядки збільшиться вдвічі.

Ремонт світлодіодного акумуляторного ліхтаря

Після розбирання в першу чергу потрібно відновити працездатність ліхтаря, а потім уже займатися модернізацією.

Перевірка світлодіодів мультиметром підтвердила їхню несправність. Тому всі світлодіоди довелося випаяти та звільнити від припою отвори для встановлення нових діодів.

Судячи з зовнішнього вигляду, на платі було встановлено лампові світлодіоди із серії HL-508H діаметром 5 мм. В наявності світлодіоди типу HK5H4U від лінійної світлодіодної лампи з близькими технічними характеристиками. Вони й стали в нагоді для ремонту ліхтаря. При запаюванні світлодіодів на плату потрібно не забувати дотримуватися полярності, анод повинен бути з'єднаний з плюсовим виведенням акумулятора або батарейки.

Після заміни світлодіодів друковану плату було підключено до схеми. Яскравість свічення деяких світлодіодів через загальний струмообмежувальний резистор дещо відрізнялася від інших. Для усунення цього недоліку необхідно видалити резистор R4 та замінити його сімома резисторами, увімкнувши послідовно з кожним світлодіодом.

Для вибору резистора, що забезпечує оптимальний режим роботи світлодіода, була виміряна залежність величини струму, що протікає через світлодіод, від величини послідовно включеного опору при напрузі 3,6, рівному напрузі акумуляторної батареї ліхтаря.

Виходячи з умов застосування ліхтаря (у разі перебоїв подачі в квартиру електроенергії) великої яскравості та дальності освітлення не потрібно, тому резистор був обраний номіналом 56 Ом. З таким струмообмежуючим резистором світлодіод працюватиме в легкому режимі, і споживання електроенергії буде економним. Якщо від ліхтаря потрібно вичавити максимальну яскравість, слід застосувати резистор, як видно з таблиці, номіналом 33 Ом і зробити два режими роботи ліхтарика, включивши ще один загальний струмообмежуючий резистор (на схемі R5) номіналом 5,6 Ом.

Щоб увімкнути послідовно з кожним світлодіодом резистор, необхідно попередньо підготувати друковану плату. Для цього на ній потрібно перерізати по одній будь-якій струмоведущій доріжці, що підходить до кожного світлодіода і зробити додаткові контактні майданчики. Струмопровідні доріжки на платі захищені шаром лаку, який необхідно зіскребти лезом ножа до міді, як на фотознімку. Потім оголені контактні майданчики залудити припоєм.

Підготовляти друковану плату для монтажу резисторів та припаювати їх краще та зручніше, якщо плату закріпити на штатному рефлекторі. В цьому випадку поверхня лінз світлодіодів не дряпатиметься, і зручніше працюватиме.

Підключення діодної плати після ремонту та модернізації до акумулятора ліхтаря показало достатню для освітлення та однакову яскравість світіння всіх світлодіодів.

Не встиг відремонтувати попередній ліхтар, як у ремонт потрапив другий, з такою самою несправністю. На корпусі ліхтарика інформації про виробника та технічні характеристики не знайшов, але судячи з почерку виготовлення та причини поломки, виробник той же, китайський Lentel.

За датою на корпусі ліхтарика та на акумуляторі вдалося встановити, що ліхтареві вже чотири роки і за словами його господаря, ліхтар працював безвідмовно. Очевидно, що прослужив ліхтарик довго завдяки застережливому напису «Не вмикати під час зарядки!» на відкидній кришці, що закриває відсік, в якому захована вилка для підключення ліхтаря до електромережі для заряджання акумулятора.

У цій моделі ліхтаря світлодіоди включені до схеми за правилами, послідовно з кожним встановленим резистор номіналом 33 Ом. Величину резистора легко дізнатися за кольоровим маркуванням за допомогою онлайн калькулятора. Перевірка мультиметром показала, що всі світлодіоди несправні, резистори теж опинилися в обриві.

Аналіз причини відмови світлодіодів показав, що за рахунок сульфатації пластин кислотного акумулятора його внутрішній опір збільшився і, як наслідок, напруга його зарядки зросла в кілька разів. Під час заряджання ліхтарик був увімкнений, струм через світлодіоди та резистори перевищив граничний, що і призвело до виходу їх з ладу. Довелося замінити не лише світлодіоди, а й усі резистори. Виходячи з обумовлених умов експлуатації ліхтаря були для заміни обрані резистори номіналом 47 Ом. Величину резистора для будь - якого типу світлодіода можна розрахувати за допомогою онлайн калькулятора .

Переробка схеми індикації режиму заряджання акумулятора

Ліхтар відремонтований, і можна приступати до внесення змін до схеми індикації заряджання акумулятора. Для цього необхідно перерізати доріжку на друкованій платі зарядного пристрою та індикації таким чином, щоб ланцюг HL1-R2 з боку світлодіода від'єднати від схеми.

Свинцево-кислотний акумулятор AGM був доведений до глибокого розряду, і спроба зарядити його штатним зарядним пристроєм не привела до успіху. Довелося заряджати акумулятор за допомогою стаціонарного блоку живлення з функцією обмеження струму навантаження. На акумулятор було подано напругу 30 В, при цьому він у перший момент споживав струм всього кілька мА. Згодом струм почав зростати і за кілька годин збільшився до 100 мА. Після повної зарядки акумулятор було встановлено у ліхтар.

Заряджання глибоко розряджених свинцево-кислотних AGM акумуляторів у результаті тривалого зберігання підвищеною напругою дозволяє відновити їхню працездатність. Спосіб перевірений мною на акумуляторах AGM не один десяток разів. Нові акумулятори, які не бажають заряджатися від стандартних зарядних пристроїв, заряджаються від постійного джерела при напрузі 30 В відновлюються практично до початкової ємності.

Акумулятор кілька разів розряджений включенням ліхтарика в робочий режим і заряджений за допомогою штатного зарядного пристрою. Виміряний струм заряду становив 123 мА, при напрузі на висновках акумулятора 6,9 В. На жаль, акумулятор був зношений і його вистачало для роботи ліхтаря протягом 2 годин. Тобто ємність акумулятора становила близько 0,2 А години і для тривалої роботи ліхтаря необхідна його заміна.

HL1-R2 ланцюжок на друкованій платі був вдало розміщений, і знадобилося під кутом перерізати всього одну струмоведу доріжку, як на фотознімку. Ширина різу має бути не менше 1 мм. Розрахунок номіналу резистора і перевірка практично показала, що з стабільної роботи індикатора зарядки акумулятора необхідний резистор номіналом 47 Ом потужністю щонайменше 0,5 Вт.

На фотознімку представлена ​​друкована плата із запаяним струмообмежуючим резистором. Після такої доробки індикатор заряду акумулятора світиться лише у випадку, якщо акумулятор дійсно заряджається.

Модернізація перемикача режимів роботи

Для завершення роботи з ремонту та модернізації ліхтарів необхідно виконати перепаювання проводів на виводах перемикача.

У моделях ліхтарів для включення застосований чотири позиційний перемикач движкового типу. Середній висновок на наведеній фотографії є ​​загальним. При положенні движка перемикача у крайньому лівому положенні загальний висновок підключається до лівого виводу перемикача. При переміщенні движка перемикача з крайнього лівого положення на одну позицію вправо, його загальний висновок підключається до другого висновку і при подальшому переміщенні движка послідовно до 4 і 5 висновків.

До середнього загального висновку (дивись фотографію вище) потрібно припаяти провід, що йде від позитивного виведення акумулятора. Таким чином, з'явиться можливість підключати акумулятор до зарядного пристрою або світлодіодів. До першого висновку можна припаяти провід, що йде від основної плати зі світлодіодами, до другого можна припаяти струмообмежуючий резистор R5 величиною 5,6 Ом для можливості перемикання ліхтарика енергозберігаючий режимроботи. До останнього правого висновку припаяти провідник, що йде від зарядного пристрою. Таким чином буде виключена можливість увімкнути ліхтар під час заряджання акумулятора.

Ремонт та модернізація
світлодіодного акумуляторного ліхтаря-прожектора "Фотон PB-0303"

Потрапив мені в ремонт ще один екземпляр із ряду світлодіодних ліхтарів китайського виробництва під назвою Світлодіодний ліхтар-прожектор «Фотон PB-0303». Ліхтар при натисканні на кнопку ввімкнення не реагував, спроба зарядити акумулятор ліхтаря за допомогою зарядного пристрою до успіху не призвела.

Ліхтар потужний, дорогий, коштує близько $20. За заявою виробника світловий потік ліхтаря досягає 200 метрів, корпус виконаний з удароміцного ABS-пластика, в комплекті є окремий зарядний пристрій та ремінь для перенесення на плечі.

Світлодіодний ліхтар Фотон має гарну ремонтопридатність. Для отримання доступу до електричної схеми достатньо відкрутити пластмасове кільце, що утримує захисне скло, обертаючи кільце проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди.

При ремонті електроприладів пошук несправності завжди починається з джерела живлення. Тому насамперед було виміряно за допомогою мультиметра, включеного в режим напруга на висновках кислотного акумулятора. Воно становило 2,3 В, замість 4,4 В належних. Акумулятор повністю розряджений.

При підключенні зарядного пристрою напруга на клемах акумулятора не змінювалася, стало очевидним, що зарядний пристрій не працює. Ліхтариком користувалися, поки акумулятор повністю не розрядився, а потім він тривалий час не експлуатувався, що призвело до глибокої розрядки акумулятора.

Залишилося перевірити справність світлодіодів та інших елементів. Для цього був зняти відбивач, для чого було відкручено шість саморізів. На друкованій платі знаходилося всього три світлодіоди, ЧІП (мікросхема) у вигляді крапельки, транзистор та діод.

Від плати та акумулятора п'ять дротів уходило в ручку. Для того, щоб розібратися в їх підключенні, знадобилося її розібрати. Для цього потрібно хрестовою викруткою відкрутити всередині ліхтаря два гвинти, які були розташовані поряд з отвором, в які йшли дроти.

Для від'єднання ручки ліхтаря від корпусу її необхідно зрушити убік від гвинтів кріплення. Робити це потрібно обережно, щоб не відірвати від плати дроти.

Як виявилося, в ручці не було радіоелектронних елементів. Два білих дроти були припаяні до висновків кнопки ввімкнення/вимкнення ліхтаря, а решта до роз'єму для підключення зарядного пристрою. До 1 висновку роз'єму (нумерація умовна) був припаяний дріт червоного кольору, який другим кінцем був припаяний до плюсового входу друкованої плати. До другого контакту припаяли синьо-білий провідник, який другим кінцем був припаяний до мінусового майданчика друкованої плати. До 3 висновку був припаяний зелений провід, другий кінець якого був припаяний до виходу мінусового акумулятора.

Електрична принципова схема

Розібравшись із проводами, захованими в ручці, можна накреслити електричну принципову схему ліхтаря Фотон.

З негативного виведення акумулятора GB1 напруга подається на висновок роз'єму 3 Х1 і далі з його виведення 2 через синьо-білий провідник надходить на друковану плату.

Роз'єм Х1 влаштований таким чином, що коли штекер зарядного пристрою не вставлений в нього, то висновки 2 і 3 з'єднуються між собою. Коли штекер вставляється, висновки 2 і 3 роз'єднуються. Таким чином, забезпечується автоматичне вимкненняелектронної частини схеми від зарядного пристрою, що унеможливлює випадкове включення ліхтаря під час заряджання акумулятора.

З позитивного виведення акумулятора GB1 напруга подається на D1 (мікросхема-чіп) та емітер біполярного транзистора типу S8550. ЧІП виконує тільки функцію тригера, що дозволяє кнопкою без фіксації вмикати або вимикати світлодіодів EL (⌀8 мм, колір світіння – білий, потужність 0,5 Вт, струм споживання 100 мА, падіння напруги 3 В.). При першому натисканні на кнопку S1 з мікросхеми D1 на базу транзистора Q1 подається позитивна напруга, він відкривається і на світлодіоди EL1-EL3 надходить напруга живлення, ліхтар включається. При повторному натисканні на кнопку S1 транзистор закривається і ліхтар вимикається.

З технічної точки зору таке схемне рішення безграмотно, тому що підвищує вартість ліхтаря, знижує його надійність, і на додаток за рахунок падіння напруги на переході транзистора Q1 втрачається до 20% ємності акумулятора. Таке схемне рішення виправдане за наявності можливості регулювання яскравості світлового променя. У цій моделі замість кнопки достатньо було встановити механічний вимикач.

Здивувало, що у схемі світлодіоди EL1-EL3 підключені паралельно до акумулятора як лампочки розжарювання, без струмообмежувальних елементів. В результаті при включенні через світлодіоди проходить струм, величина якого обмежена лише внутрішнім опоромакумулятора і при повному заряді струм може перевищити допустимий для світлодіодів, що приведе виходу їх з ладу.

Перевірка працездатності електричної схеми

Для перевірки справності мікросхеми, транзистора та світлодіодів від зовнішнього джерела живлення з функцією обмеження струму було подано з дотриманням полярності напруга постійного струму 4,4 безпосередньо на висновки харчування друкованої плати. Розмір обмеження струму було виставлено 0,5 А.

Після натискання кнопки увімкнення світлодіоди засвітили. Після повторного натискання – згасли. Світлодіоди та мікросхема з транзистором виявилися справними. Залишилося розібратися з акумулятором та зарядним пристроєм.

Відновлення кислотного акумулятора

Так як кислотний акумулятор ємністю 1,7 А був повністю розряджений, а штатний зарядний пристрій було несправно, то вирішив його зарядити від стаціонарного блоку живлення. При підключенні акумулятора для зарядки до блока живлення з встановленою напругою 9 В струм заряду склав менше 1 мА. Напруга була збільшена, до 30 - струм зріс до 5 мА, і через годину під такою напругою склав вже 44 мА. Далі напруга була знижена до 12, струм впав до 7 мА. Після 12 годин заряду акумулятора при напрузі 12 В струм піднявся до 100 мА, таким струмом і заряджається акумулятор протягом 15 годин.

Температура корпусу акумулятора була в межах норми, що свідчило про те, що заряджання йде не на виділення тепла, а на накопичення енергії. Після заряду акумулятора та доопрацювання схеми, про яку йтиметься нижче, були проведені випробування. Ліхтар із відновленим акумулятором просвітив безперервно 16 годин, після чого почала падати яскравість променя і тому він був вимкнений.

Описаним способом мені доводилося неодноразово відновлювати працездатність глибоко розряджених малогабаритних кислотних акумуляторів. Як показала практика, відновленню підлягають лише справні акумулятори, про які на якийсь час забули. Кислотні акумулятори, які виробили свій ресурс, не підлягають відновленню.

Ремонт зарядного пристрою

Вимірювання величини напруги мультиметром на контактах вихідного роз'єму зарядного пристрою показало його відсутність.

Судячи з стікера, наклеєного на корпус адаптера, він був блоком живлення, що видає нестабілізоване постійна напругавеличиною 12 В з максимальним струмом навантаження 0,5 А. В електричній схемі не було елементів, що обмежують величину струму зарядки, тому постало питання, а чому як зарядний пристрій використовувався звичайний блок живлення?

Коли адаптер був розкритий, з'явився характерний запах горілої електропроводки, що свідчило про те, що обмотка трансформатора згоріла.

Продзвонювання первинної обмотки трансформатора показало, що вона в кручі. Після розрізання першого шару стрічки, що ізолює первинну обмотку трансформатора, було виявлено термозапобіжник, розрахований на температуру спрацьовування 130°С. Перевірка показала, що як первинна обмотка, і термозапобіжник несправні.

Ремонт адаптера був економічно недоцільний, оскільки необхідно перемотати первинну обмотку трансформатора і встановити новий термозапобіжник. Замінив його аналогічним, який був під рукою, на напругу постійного струму 9 В. Гнучкий шнур з роз'ємом довелося перепаяти від адаптера, що згорів.

На фотографії представлено креслення електричної схеми згорілого блоку живлення (адаптера) світлодіодного ліхтаря "Фотон". Адаптер для заміни був зібраний за такою ж схемою, тільки з вихідною напругою 9 В. Такої напруги достатньо для забезпечення необхідного струму заряду акумулятора з напругою 4,4 В.

Для інтересу підключив ліхтар до нового блоку живлення та вимірював струм зарядки. Величина його склала 620 мА, і це при напрузі 9 В. При напрузі 12 В струм був близько 900 мА, що значно перевищує здатність навантаження адаптера і рекомендований струм заряду акумулятор. Тому від перегріву і згоріла первинна обмотка трансформатора.

Доопрацювання електричної принципової схеми
світлодіодного акумуляторного ліхтаря «Фотон»

Для усунення схемотехнічних порушень з метою забезпечення надійної та довготривалої роботи до схеми ліхтаря було внесено зміни та виконано доопрацювання друкованої плати.

На фотографії представлена ​​електрична принципова схема переробленого світлодіодного ліхтаря "Фотон". Синім кольором показані додатково встановлені радіоелементи. Резистор R2 обмежує струм заряду акумулятора до 120 мА. Для збільшення струму заряджання потрібно зменшити номінал резистора. Резистори R3-R5 обмежують і вирівнюють струм, що протікає через світлодіоди EL1-EL3 при світінні ліхтаря. Світлодіод EL4 з послідовно включеним резистором R1 встановлений для індикації процесу зарядки акумулятора, так як розробниками конструкції ліхтаря про це не подбали.

Для встановлення на платі струмообмежувальних резисторів друковані доріжки були перерізані, як показано на фотографії. Обмежуючий струм заряду резистор R2 був припаяний одним кінцем до контактного майданчика, до якої до цього був припаяний позитивний провід, що йде від зарядного пристрою, а пропаяний провід припаяний до другого висновку резистора. До цього контактного майданчика був припаяний додатковий провід (на знімку жовтого кольору), призначений для підключення індикатора заряджання акумулятора.

Резистор R1 і індикаторний світлодіод EL4 були розміщені в ручці ліхтаря, поряд з роз'ємом для підключення зарядного пристрою X1. Висновок анода світлодіода був припаяний до виведення 1 роз'єму X1, а до другого виводу, катоду світлодіода струмообмежуючий резистор R1. До другого висновку резистора був припаяний дріт (на фото жовтого кольору), що з'єднує його з виведенням резистора R2, припаяного до друкованої плати. Резистор R2, для простоти монтажу, можна було розмістити і в ручці ліхтарика, але оскільки він при зарядці нагрівається, то вирішив його розмістити у вільному просторі.

При доопрацюванні схеми застосовані резистори типу МЛТ потужністю 0,25 Вт, крім R2 який розрахований на 0,5 Вт. Світлодіод EL4 підійде будь-якого типу та кольору світіння.

На цій фотографії показано роботу індикатора заряджання під час заряджання акумулятора. Встановлення індикатора дозволило не лише стежити за процесом заряджання акумулятора, але й контролювати наявність напруги в мережі, справність блоку живлення та надійність його підключення.

Чим замінити згорілої ЧІП

Якщо раптом ЧІП – спеціалізована мікросхема без маркування у світлодіодному ліхтарі «Фотон», або аналогічному, зібраному за подібною схемою, вийде з ладу, то для відновлення працездатності ліхтаря її можна успішно замінити на механічний вимикач.

Для цього потрібно видалити з плати мікросхему D1, а замість транзисторного ключа Q1 підключити звичайний механічний вимикач, як показано наведеної вище електричної схеми. Вимикач на корпусі ліхтаря можна встановити замість кнопки S1 або в будь-якому іншому місці.

Ремонт та переробка світлодіодного ліхтаря
14Led Smartbuy Colorado

Перестав вмикатися світлодіодний ліхтар Smartbuy Colorado, хоча три батареї типорозміру ААА були встановлені нові.

Вологонепроникний корпус був виконаний з анодованого алюмінієвого сплаву, мав довжину 12 см. Ліхтарик виглядав стильно і був зручним в експлуатації.

Як перевірити у світлодіодному ліхтарі батарейки на придатність

Ремонт будь-якого електроприладу починається з перевірки джерела живлення, тому, незважаючи на те, що у ліхтар були встановлені нові батареї, ремонт слід починати з їхньої перевірки. У ліхтарі Smartbuy батареї встановлюються у спеціальний контейнер, у якому за допомогою перемичок з'єднані послідовно. Для того, щоб отримати доступ до батарей ліхтарика, потрібно розібрати, обертаючи проти годинникової стрілки задню кришку.

Батарейки в контейнер необхідно встановлювати, дотримуючись зазначеної на ньому полярності. На контейнері також позначено полярність, тому його потрібно заводити в корпус ліхтаря стороною, на якій нанесено знак «+».

Насамперед необхідно візуально перевірити всі контакти контейнера. Якщо на них є сліди оксидів, то контакти необхідно зачистити до блиску за допомогою наждакового паперу або зіскребти оксид лезом ножа. Для унеможливлення повторного окислення контактів їх можна змастити тонким шаром будь-якого машинного масла.

Далі потрібно перевірити придатність батарейок. Для цього, доторкнувшись щупами мультиметра, включеного в режим вимірювання постійної напруги необхідно вимірювати напругу на контактах контейнера. Три батарейки включені послідовно і кожна з них повинна видавати напругу 1,5, отже напруга на висновках контейнера повинна становити 4,5 В.

Якщо напруга менша за вказану, то необхідно перевірити правильність полярності батарейок у контейнері та вимірювати напругу кожної з них індивідуально. Можливо, села лише одна з них.

Якщо з батарейками все гаразд, то потрібно вставити, дотримуючись полярності контейнера в корпус ліхтаря, закрутити кришку і перевірити його на працездатність. При цьому треба звернути увагу на пружину в кришці, через яку передається напруга живлення на корпус ліхтаря і з нього прямо на світлодіоди. На її торці не повинно бути слідів корозії.

Як перевірити справність вимикача

Якщо батарейки хороші та контакти чисті, але світлодіоди не світять, потрібно перевірити вимикач.

У ліхтарі Smartbuy Colorado встановлений герметичний кнопковий вимикач з двома фіксованими положеннями, замикаючий провід, що йде від позитивного виведення контейнера батарейок. При першому натисканні на кнопку вимикача його контакти замикаються, а при повторному розмикаються.

Так як у ліхтарі встановлені батарейки, перевірити вимикач можна теж за допомогою мультиметра, включеного в режим вольтметра. Для цього потрібно обертанням проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди, відкрутити його передню частину та відкласти убік. Далі одним щупом мультиметра торкнутися корпусу ліхтарика, а другим контакту, який знаходиться в глибині по центру пластикової деталі, показаної на фотографії.

Вольтметр повинен показати напругу 4,5 В. Якщо відсутня напруга потрібно натиснути кнопку вимикача. Якщо він справний, напруга з'явиться. В іншому випадку потрібно ремонтувати вимикач.

Перевірка справності світлодіодів

Якщо на попередніх кроках пошуку несправність виявити не вдалося, то на наступному етапі потрібно перевірити надійність контактів, що подають напругу живлення на плату зі світлодіодами, надійність їх паяння і справність.

Друкована плата із запаяними в неї світлодіодами фіксується в головній частині ліхтаря за допомогою сталевого пружного кільця, через яке по корпусу ліхтаря одночасно подається на світлодіоди напруга живлення від мінусового виведення контейнера батарейок. На фотографії кільце показано з боку, яким вона притискає друковану плату.

Стопорне кільце зафіксовано досить міцно, і витягти його вдалося лише за допомогою пристрою, показаного на фотографії. Такий гачок можна вигнути зі сталевої смужки своїми руками.

Після вилучення стопорного кільця друкована плата зі світлодіодами, зображена на фото, легко витяглася з головної частини ліхтаря. Відразу впала в око відсутність струмообмежувальних резисторів, всі 14 світлодіодів були включені паралельно і через вимикач безпосередньо до батарейок. Підключення світлодіодів безпосередньо до батареї неприпустима, оскільки величина струму, що протікає через світлодіоди, обмежується тільки внутрішнім опором батарей і може вивести світлодіоди з ладу. У найкращому разі сильно скоротить термін їхньої служби.

Так як у ліхтарі всі світлодіоди були включені паралельно, перевірити їх за допомогою мультиметра, включеного в режим вимірювання опору не уявлялося можливим. Тому на друковану плату було подано живильну постійну напругу від зовнішнього джерела величиною 4,5 з обмеженням струму до 200 мА. Усі світлодіоди засвітилися. Стало очевидним, що несправність ліхтаря полягала в поганому контакті друкованої плати з кільцем, що фіксує.

Струм споживання світлодіодного ліхтаря

Для інтересу вимірював струм споживання світлодіодами від батарейок при включенні їх без струмообмежувального резистора.

Струм становив понад 627 мА. У ліхтарику встановлені світлодіоди типу HL-508H, робочий струм яких не повинен перевищувати 20 мА. 14 світлодіодів включені паралельно, отже сумарний струм споживання не повинен перевищувати 280 мА. Таким чином, струм, що протікає через світлодіоди, перевищив номінальний більш ніж удвічі.

Такий форсований режим роботи світлодіодів неприпустимий, оскільки веде до перегріву кристала, як наслідок, передчасний вихід світлодіодів з ладу. Додатковим недоліком є ​​швидкий розряд батарей. Їх вистачить, якщо раніше не перегорять світлодіоди, лише на годину роботи.

Конструкція ліхтарика не дозволяла впаяти струмообмежувальні резистори послідовно з кожним світлодіодом, тому довелося встановити один загальний на всі світлодіоди. Номінал резистора довелося визначати експериментально. Для цього ліхтарик був запитаний від штанних батарей і в розрив позитивного проводу був включений амперметр послідовно з номіналом резистором 5,1 Ом. Струм становив близько 200 мА. При установці резистора 8,2 Ом струм споживання становив 160 мА, що, як показала перевірка, цілком достатньо хорошого освітлення з відривом щонайменше 5 метрів. На дотик резистор не нагрівався, тому підійде будь-якої потужності.

Переробка конструкції

Після проведеного дослідження стало очевидним, що для надійної та довговічної роботи ліхтаря необхідно додатково встановити резистор, що обмежує струм, і продублювати додатковим провідником з'єднання друкованої плати з світлодіодами та фіксуючим кільцем.

Якщо раніше треба було, щоб негативна шина друкованої плати торкалася корпусу ліхтаря, то у зв'язку із встановленням резистора потрібно виключити торкання. Для цього з друкованої плати по всьому її колу, з боку струмопровідних доріжок за допомогою надфілю було зточено кут.

Для виключення торкання притискного кільця до струмоведучих доріжок при фіксації друкованої плати на неї були приклеєні клеєм «Момент» чотири гумові ізолятори завтовшки близько двох міліметрів, як показано на фотографії. Ізолятори можна виготовити з будь-якого діелектричного матеріалу, наприклад, пластмаси або щільного картону.

Резистор був заздалегідь припаяний до кільця притиску, а до крайньої доріжки друкованої плати припаяний відрізок дроту. На провідник була надіта ізолююча трубка, а потім провід припаяний до другого висновку резистора.

Після простої модернізації ліхтаря своїми руками він став стабільно вмикатися і світловий промінь добре висвітлювати предмети на відстані понад вісім метрів. Додатково термін служби батарей збільшився більш ніж утричі, і багаторазово підвищилася надійність роботи світлодіодів.

Аналіз причин відмов відремонтованих китайських світлодіодних ліхтарів показав, що всі вони вийшли з ладу через безграмотно розроблені електричні схеми. Залишилося тільки з'ясувати, чи зроблено це навмисно, щоб заощадити на комплектуючих і скоротити термін експлуатації ліхтарів (щоб більше купували нові), або внаслідок безграмотності розробників. Я схиляюся до першого припущення.

Ремонт світлодіодного ліхтаря RED 110

Потрапив у ремонт ліхтарик із вбудованим кислотним акумулятором китайського виробника торгової марки RED. У ліхтарі було два випромінювачі: - з променем у вигляді вузького пучка і випромінює розсіяне світло.

На фотографії представлений зовнішній вигляд ліхтаря RED 110. Ліхтар мені одразу сподобався. Зручна форма корпусу, два режими роботи, петля для підвіски на шию, вилка, що висувається, підключення до мережі для зарядки. У ліхтарі секція світлодіодів розсіяного світла світила, а вузького пучка – ні.

Для ремонту спочатку було відкручено кільце чорного кольору, яке фіксує рефлектор, а потім викручено один саморіз у зоні петлі. Корпус легко поділився на дві половинки. Всі деталі були закріплені на шурупах і легко знімалися.

Схема зарядного пристрою була виконана за класичною схемою. З мережі через струмообмежуючий конденсатор ємністю 1 мкф напруга подавалася на випрямний міст із чотирьох діодів і далі на виводи акумулятора. Напруга з акумулятора на світлодіод вузького променя подавалося через струмообмежуючий резистор 460 Ом.

Усі деталі було змонтовано на односторонній друкованій платі. Провіди були припаяні безпосередньо до контактних майданчиків. Зовнішній вигляддрукованої плати представлено на фотографії.

10 світлодіодів бічного світла було з'єднано паралельно. Напруга живлення на них подавалося через загальний струмообмежувальний резистор 3R3 (3,3 Ом), хоча за правилами для кожного світлодіода потрібно встановлювати окремий резистор.

При зовнішньому огляді світлодіода вузького пучка дефектів не виявлено. При подачі живлення через вмикач ліхтарика з акумулятора напруга на виводах світлодіода була присутня, і він нагрівався. Стало очевидним, що кристал пробитий, і це підтвердило продзвонювання мультиметром. Опір склало за будь-якого підключення щупів до висновків світлодіода 46 Ом. Світлодіод був несправний і була потрібна його заміна.

Для зручності роботи від плати світлодіода було відпаяно дроти. Після звільнення висновків світлодіода від припою виявилося, що світлодіод намертво тримається усією площиною. зворотного бокуна друкованій платі. Для його відділення довелося закріпити плату у настільних скронях. Далі гострий кінець ножа встановити місце з'єднання світлодіода з платою і легенько вдарити по ручці ножа молотком. Світлодіод відскочив.

Маркування на корпусі світлодіода, як завжди, не було. Тому необхідно було визначити його параметри та підібрати відповідний для заміни. За габаритними розмірами світлодіода, напругою акумулятора та величиною струмообмежувального резистора було визначено, що для заміни підійде світлодіод потужністю 1 Вт (струм 350 мА, падіння напруги 3 В). З «Довідкової таблиці параметрів популярних SMD світлодіодів» для ремонту вибрано світлодіод LED6000Am1W-A120 білого світіння.

Друкована плата, на якій встановлено світлодіод, виконана з алюмінію і одночасно служить для відведення тепла від світлодіода. Тому при встановленні його необхідно забезпечити хороший тепловий контакт за рахунок щільного прилягання задньої площини світлодіода до друкованої плати. Для цього перед запаюванням на місця контакту поверхонь була нанесена термопаста, яка застосовується при встановленні радіатора на процесор комп'ютера.

Для того, щоб забезпечити щільне прилягання площини світлодіода до плати, необхідно спочатку покласти його на площину і трохи відігнути висновки, щоб вони відступали від площини на 0,5 мм. Далі висновки залудити припоєм, нанести термопасту та встановити світлодіод на плату. Далі притиснути його до плати (зручно це зробити викруткою з вийнятою битою) та прогріти висновки паяльником. Далі прибрати викрутку, ножем притиснути у місці вигину виведення його до плати та прогріти паяльником. Після затвердіння припою ніж усунути. За рахунок пружинних властивостей виводів світлодіод буде щільно притиснутий до плати.

При встановленні світлодіода необхідно дотримуватися полярності. Правда в цьому випадку, якщо буде допущена помилка, то можна буде поміняти місцями дроти, що подають напругу. Світлодіод припаяний і можна перевірити його роботу та вимірювати споживаний струм та падіння напруги.

Струм протікає через світлодіод склав 250 мА, падіння напруги 3,2 В. Звідси споживана потужність (потрібно помножити струм на напругу) склала 0,8 Вт. Можна було збільшити робочий струм світлодіода, зменшивши опір 460 Ом, але я цього робити не став, оскільки яскравість свічення була достатньою. Натомість світлодіод працюватиме у легшому режимі, менше нагріватиметься і збільшиться час роботи ліхтарика від однієї зарядки.

Перевірка нагріву світлодіода, що пропрацював протягом години, показала ефективне відведення тепла. Він нагрівся до температури трохи більше 45°С. Ходові випробування показали достатню дальність освітлення у темряві понад 30 метрів.

Заміна кислотного акумулятора у світлодіодному ліхтарі

кислотний акумулятор, що вийшов з ладу у світлодіодному ліхтарі, можна замінити як аналогічним кислотним, так і літій-іонним (Li-ion) або нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА.

У китайських ліхтарях, що ремонтуються, були встановлені свинцево-кислотні AGM акумулятори різних габаритних розмірів без маркування напругою 3,6 В. За розрахунком ємність цих акумуляторів становить від 1,2 до 2 А×год.

У продажу можна знайти аналогічний кислотний акумулятор російського виробника для ДБЖ 4V 1Ah Delta DT 401, який має напругу на виході 4 при ємності 1 А×години, вартістю пару доларів. Для заміни досить просто, дотримуючись полярності, перепаяти два дроти.

Через кілька років експлуатації світлодіодний ліхтар Lentel GL01, ремонт якого описаний на початку статті, знову принесли мені ремонт. Діагностика показала, що виробив свій ресурс кислотний акумулятор.

Був куплений для заміни акумулятор Delta DT 401, але виявилося, що його геометричні розміри були більшими, ніж несправні. Штатний акумулятор ліхтарика мав розміри 21×30×54 мм і був вищим на 10 мм. Довелося доопрацьовувати корпус ліхтарика. Тому перш ніж купувати новий акумуляторпереконайтеся, що він поміститься в корпус ліхтаря.

Було видалено упор у корпусі і ножівкою по металу відпилена частина друкованої плати, з якої попередньо було випаяно резистор і один світлодіод.

Після доопрацювання новий акумулятор добре встановився в корпус ліхтаря і тепер, сподіваюся, прослужить не один рік.

Заміна кислотного акумулятора
акумуляторами типорозміру АА або ААА

Якщо немає можливості придбати акумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, його можна успішно замінити трьома будь-якими пальчиковими нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА ємністю від 1 А×години, які мають напругу 1. з'єднати послідовно, дотримуючись полярності, три акумулятори проводами методом паяння. Проте економічно така заміна недоцільна, оскільки вартість трьох якісних пальчикових акумуляторів типорозміру АА може перевищувати вартість купівлі нового світлодіодного ліхтаря.

Але де гарантія, що в електричній схемі нового світлодіодного ліхтаря немає помилки, і не доведеться його теж допрацьовувати. Тому вважаю, що заміна свинцевого акумулятора в допрацьованому ліхтарі є доцільною, оскільки забезпечить надійну роботу ліхтаря ще кілька років. Та й завжди буде приємно користуватися ліхтариком, відремонтованим та модернізованим своїми руками.

При придбанні або збиранні нових світлодіодних ліхтариків обов'язково слід звернути увагу на використовуваний світлодіод. Якщо ліхтар ви купуєте тільки для підсвічування темної вулиці, то тут вибір величезний - вибираємо будь-який з яскравим світлодіодом білого свічення. Але якщо ви хочете купити портативний освітлювальний пристрій з характеристиками під складніші завдання, тут важливим моментомє вибір відповідного світлового потоку, тобто здатність приладу висвітлювати велике простір за допомогою потужного променя.

Основні характеристики

Світлодіоди відповідають за якість світла, яке випромінює ліхтар. Стабільність освітлення залежить від безлічі характеристик, серед яких струм споживання, потік світла і колірна температура. Серед законодавців моди варто відзначити фірму Cree, в асортименті якої можна виявити дуже яскраві світлодіоди для ліхтарів.

Сучасні кишенькові моделі створюються на єдиному світлодіоді, потужність якого досягає 1, 2 або 3 Вт. Вказані електричні характеристики- Це властивості різних моделей світлодіода від відомих марок. Інтенсивність світлових променів або світловий потік – це показник, який залежить від типу світлодіода та компанії-виробника. Фірма-виробник також вказує на характеристики кількість люмен.

Цей показник безпосередньо співвідноситься з колірною температуроюсвітла. Світловипромінюючі діоди можуть випромінювати світловий потік, що досягає 200 люмен на 1 ват, і виробляються сьогодні з різною температурою для свічення: тепло-жовтий або холодно-білий.

У ліхтарях із теплим білим відтінком випромінювання є приємним для людського ока, проте вони світять менш яскраво. Світло з нейтральною температурою кольору ефективним чином дає можливість розглянути найменші елементи. Холодно-біле освітлення зазвичай властиве моделям з величезною дальністю світлового променя, проте при тривалій роботі може дратувати очі.

Якщо температура досягає приблизно 50 °C, термін експлуатації кристала може бути до 200 000 годин, проте це не виправдовується з економічної точки зору. Тому багато компаній випускають продукцію, яка здатна витримати робочу температурудо 85 °C, при цьому вдається заощадити на охолодженні. Через перевищення позначки в 150 ° C техніка може вийти з ладу.

Індекс кольору є якісним показником, який характеризує властивість світлодіода освітлювати простір, при цьому немає спотворення справжнього відтінку. Світлодіоди для ліхтариків з характеристикою джерела кольору в 75 CRI і більше – це гарний варіант. Важливий елемент світлодіода – це лінза, завдяки якій задається кут розсіювання світлових потоків, тобто визначається дальність променя.

У будь-якій технічній характеристиці світлодіода обов'язково відзначається кут випромінювання. Для будь-якої моделі дана характеристика вважається індивідуальною і зазвичай варіюється в діапазоні від 20 до 240 градусів. У потужних світлодіодівдля ліхтарів кут досягає приблизно 120 ° C, і в основному в комплектацію входить відбивач та додаткова лінза.

Хоча на сьогоднішній день можна спостерігати сильний стрибок у виробництві потужних світлодіодів, що складаються з багатьох кристалів, світові марки все ще випускають світлодіоди з меншою потужністю. Виробляються вони у невеликому корпусі, який не перевищує 10 мм завширшки. При порівняльному аналізіможна помітити, що один такий потужний кристал має менш надійну схему та кут розсіювання, ніж одночасно пара подібних елементів у єдиному корпусі.

Не зайвим буде нагадати про чотирививідні світлодіоди «SuperFlux», так звану «пірання». У цих світлодіодів для ліхтариків покращені технічні характеристики. Світлодіод «пірання» має такі основні переваги:

1. рівномірно розподіляється потік світла;
2. не потрібно відводити тепло;
3. нижча ціна.

Типи світлодіодів

На сьогоднішній день на ринку є безліч ліхтарів з покращеними властивостями. Найбільш популярними вважаються світлодіоди від компанії Cree Inc.: XR-E, XP-E, XP-G, XM-L. Сьогодні популярні також новітні XP-E2, XP-G2, XM-L2 – їх в основному застосовують у невеликих ліхтарях. А ось, наприклад, світлодіоди Cree MT-G2 і MK-R від фірми Luminus набули широкого застосування у величезних моделях пошукових ліхтарів, які можуть працювати одночасно від пари акумуляторів.

До того ж світлодіоди прийнято розрізняти за яскравістю – існує спеціальний кодзавдяки якому можна сортувати світлодіоди за цим параметром.

При порівнянні одних діодів з іншими варто звернути увагу на їх габарити, а вірніше, на ділянку світловипромінюючих кристалів. Якщо ділянка такого кристала невелика, значить, легше зосередити його світло у вузький промінь. Якщо ж хочете від світлодіодів XM-L отримувати неширокий промінь, необхідно буде застосовувати дуже великий відбивач, що негативно впливає на масу і габарити корпусу. А ось із невеликими відбивачами на подібному світлодіоді вийде досить ефективний кишеньковий ліхтарик.

Область застосування світлодіодів

В основному споживачі при підборі ліхтарів вибирають моделі з максимальним променем свічення, але в багатьох випадках їм такий варіант не потрібний. У багатьох випадках подібний інвентар застосовується для того, щоб висвітлити прилеглу місцевість або об'єкт, який знаходиться на відстані не більше 10 000 м. Дальнобійний ліхтарик світить на 100 м, хоча в багатьох випадках досить вузьким променем, що погано висвітлює навколишню ділянку. У результаті при освітленні подібними освітлювальними приладами віддаленого об'єкта користувач не помітить об'єкти, які розташовуються в безпосередній близькості від нього.

Розглянемо порівняння тональності світла, яке дають світлодіоди: теплий, нейтральний та холодний. При підборі відповідної температури світла ліхтарика необхідно брати до уваги такі важливі моменти: світлодіоди з теплим свіченням можуть мінімально спотворювати колір об'єктів, що освітлюються, однак у них менша яскравість, ніж у світлодіодів нейтрального спектру.

При виборі потужного пошукового чи тактичного ліхтаря, де важливим моментом є яскравість приладу, рекомендується підбирати світлодіод із холодним спектром світла. Якщо ж ліхтарик необхідний для побуту, туристичних цілей або для застосування у налобній моделі, то тут важливе значеннямає грамотну передачу кольорів, а значить, світлодіоди з теплим світлом виявляться більш виграшними. Нейтральний світлодіод є золотою серединою за всіма характеристиками.

Не беручи до уваги найдешевші ліхтарі, які мають лише одну-єдину кнопку, у багатьох ліхтарів є пара режимів роботи, серед яких режими «стробоскоп» і «SOS». Небрендова модель має такі варіанти роботи: найвищий показник потужності, середня потужність і «стробоскоп». До того ж середня потужність переважно дорівнює 50% найвищої яскравості світла, а найнижча – 10%.

Брендові моделі мають складнішу будову. Тут керувати режимом роботи можна за допомогою кнопки, обертання «головки», поворотами магнітних кілець і поєднанням всього перерахованого вище.

Потужний налобний ліхтар Boruit. Для освітлення на риболовлі, на полюванні та у господарських роботах.

За часів захоплення туризмом було придбано ліхтар Duracell з потужною криптоновою лампою на двох великих батарейках типорозміру D (у радянському варіанті тип 373). Світив добре, але висаджував батареї години за 3-4.

Крім того, двічі трапилася неприємність – батарейки потекли та електролітом залило все всередині ліхтаря. Контакти окислилися, покрилися іржею і навіть після чищення та встановлення нових елементів живлення, ліхтар уже не вселяв довіри, а батарейки тим більше. Викинути було шкода, а не маєток можливості використати, наштовхнуло на думку переробити ліхтар на модні зараз літієвий акумулятор та світлодіод. З півроку в засіках лежав літієвий акумулятор Sanyo 18650 ємністю 2600 мА/год, у китайських товаришів виписав такий світлодіод (нібито Cree XML T6 U2) з робочою напругою 3-3,6 В, струмом 0,3-3 А (знову ж, нібито - потужністю 10 Вт), світловим потоком 1000-1155 люмен, колірною температурою 5500-6500 К та кутом розсіювання 170 градусів.

Оскільки досвід переробки ліхтарів на живлення від літієвих акумуляторів вже був ( і ), то вирішив піти тим же шляхом: застосувати зв'язку, що добре зарекомендувала себе: АКБ 18650 і контролер заряду TP4056. Залишалося вирішити одну проблему – який драйвер використовувати для світлодіода? Простим струмообмежуючим резистором тут не відбудешся - потужність світлодіода нехай і не 10 Ватт, як стверджують китайські товариші, але все ж таки. Вивчаючи матеріал з «драйверобудування для потужних світлодіодів» натрапив на дуже цікаву, і як виявилося, мікросхему АМС7135, що часто застосовується. На основі цієї мікросхеми китайці давно і вдало завалили планету своїми ліхтарями. Принципова схема живлення потужного світлодіода з урахуванням АМС7135.

Як бачимо, допускається харчування в діапазоні 2,7...6, а це досить широкий спектр джерел живлення, в тому числі і літієві акумулятори. Завдання чіпа - обмежити струм, що протікає через світлодіод на рівні 350 мА.
Відповідно до інформації виробника чіпа, конденсатор З потрібно використовувати, якщо:

• довжина провідника між АМС7135 та світлодіодом більше 3 см;
• довжина провідника між світлодіодом та джерелом живлення більше 10 см;
• світлодіод та мікросхема не встановлені на одній платі.

Насправді виробники ліхтарів часто нехтую цими умовами, і виключають конденсатори зі схеми. Але як показав експеримент – даремно, про що дещо пізніше. До додатковим перевагамІС типу АМС7135 можна віднести наявність вбудованого захисту при обриві, КЗ світлодіода та діапазон робочих температур -4О...85°С. Докладно документацію на чіп АМС7135 можна.

Схема електрична ліхтаря

Ще однією важливою і вкрай корисною особливістю даної мікросхеми є те, що їх можна встановлювати паралельно збільшення струму, що протікає через світлодіод. В результаті народилася така схема:

Виходячи з неї, струм, що протікає через світлодіод, складе 1050 мА, що на мій погляд, більш ніж достатньо для зовсім не тактичного, а господарського ліхтаря. Далі приступив до монтажу все в єдину систему. За допомогою дремеля в корпусі ліхтаря видалив напрямні для батарей та контактні шини:

Також дремелем прибрав посадкове гніздо для криптонової лампи і сформував майданчик для світлодіода.

Оскільки потужний світлодіод під час роботи виділяє багато тепла, то для його розсіювання вирішив застосувати тепловідведення, зняте з материнської плати.

За задумом, світлодіод, тепловідведення та головна частина ліхтаря з відбивачем будуть створювати одне ціле і накручуватися на корпус ліхтаря не повинні ні за що чіплятися. Для цього обрізав грані тепловідведення, просвердлив отвори для проводів та приклеїв світлодіод до тепловідведення термоклеєм.

Розібратися, від яких параметрів залежить робота ліхтарика, однаково важливо тим, хто хоче підібрати собі готову модель, і охочим спроектувати пристрій своїми руками (чи то брелок-ліхтарик зі світлодіодом, кишеньковий, налобний чи похідний варіант). Ремонт ліхтариків переважно залежить від їхнього пристрою, а заміна деяких елементів потребує особливих навичок. Яскравий - не єдине визначення для якісного пристрою.

Насамперед слід позначити призначення ліхтарика. Навряд чи можна виділити універсальний пристрій, однаково ефективний у будь-яких умовах. Зрештою, маленький кишеньковий ліхтарик ніколи не зрівняється з потужним стаціонарним обладнанням, А саморобні прилади далеко не завжди перевершують вже готові (навіть китайського виробництва), і справа не тільки в тому, як було підібрано світлодіод.

Габарити

Визначитись з розмірами ліхтаря необхідно у 2-х випадках: щоб мати можливість носити його з собою (у кишені, сумці тощо), та щоб правильно розрахувати корпус при власноручному складанні схеми.

Габарити також потрібно знати під час вибору аксесуарів. Налобний ліхтар носять на спеціальній стрічці, а похідний - на кліпсі або в чохлі (на поясі).

Параметри світлового потоку

Найчастіше потрібний саме найяскравіший ліхтар, але не завжди велика кількість люменів повністю визначають цей показник. Не менш важлива роль відводиться куту розсіювання освітлення. З освітленням невеликої області може впоратися і простий брелок-ліхтарик зі світлодіодом або кишеньковий варіант. Чим уже промінь – тим далі може світити прилад, наприклад, ліхтарик для походів.

Важливо: Лінза може докорінно змінити характеристики пристрою. Схема роботи ліхтарів, що фокусуються, досить проста: положення лінзи регулює ширину і нахил променя в міру свого наближення/віддалення від світлодіода.
Підбір самого світлодіода

Саме джерело світла визначає більшість показників ліхтарика (наскільки воно яскраве). На роботу пристрою впливає не тільки сам світлодіод, а й величина його робочого струму. Силу струму потрібно враховувати, щоб ненароком не спалити девайс, адже ремонт ліхтаря не завжди доречний. Світлодіод та їх ланцюжки можуть по-різному групуватися, щоб збільшити дальність або площу охоплення (найбільший зазвичай знаходиться ближче до центру).

Робота в автономному режимі

Тривалість роботи – дуже відносна величина. Вона обумовлена ​​не лише вибором акумулятора, а й режимом ліхтарика, за який відповідає світлодіод. Як для саморобних пристроїв, і готових, можна вмонтувати таймер для економії енергії. Автономний режимможе обчислюватися годинами (кишеньковий та налобний ліхтарики) і навіть цілодобово (аварійні та пошукові), на цей проміжок впливають переважно основні характеристики.

Види елементів живлення

Акумулятори різняться залежно від принципу отримання енергії, серед найпопулярніших типів можна виділити такі:

• літієві (Li-Ion);
• нікель-металогідридні (NiMH);
• нікель-кадмієвий (NiCd);
• свинцево-кислотні;
• літій-полімерні (Li-pol);
• нікель-цинкові (NiZn).

Маленький ліхтарик (кишеньковий або налобний) може працювати і на звичайних пальчикових батарейках, в інших випадках тип акумулятора краще підбирати виходячи із загальних вимог, щоб ремонт або заміна батареї не стало завданням, що не вирішується.

Режими роботи

Чим простіше прилад – тим менше режимів у нього в арсеналі. Найпростіший яскравий брелок-ліхтарик зі світлодіодом, кишеньковий та налобний ліхтарі, як правило, мають не більше одного. Чим складніша система – тим більше ймовірністьвідмови однієї із складових, тобто. тим частіше їм потрібний ремонт.

Класифікація режимів:

• яскравісні (мінімальний-середній-максимальний);
• сигнальні (стробні);
• програмовані (налаштовуються користувачем вручну).

Схильність до впливу зовнішніх факторів

Сама схема та світлодіод повинні бути захищені від ударів, трясіння, попадання пилу та бруду. Для більш серйозних пристроїв краще забезпечити вологостійкість. Це буває досить складно не тільки при самостійному складанні, а й після придбання готових моделей. Водостійкість краще перевіряти заздалегідь, особливо на ліхтариках китайського виробництва, щоб вчасно здійснити ремонт.

Розташування кріплень

Ліхтарик має бути зручним в експлуатації. Для цього потрібно заздалегідь продумати, як буде складено схему - розташування кнопок, відповідальних за те, як працює світлодіод, допоміжні лінзи та розсіювачі. Важливо мати можливість відрегулювати кріплення (налобний або вело-ліхтар), щільність затиску та ін.

Стабілізація струму

Режим роботи ліхтаря на світлодіодах безпосередньо залежить від струму, що подається, інші характеристики при цьому можуть бути схожими. Пристрої стабілізованого вважаються яскравішими та стабільнішими, але при розрядці швидко гаснуть. Нестабілізований ліхтар менш яскравий, зате лампи гаснуть поступово, згодом зменшуючи свою яскравість до 0.

Розібравшись у параметрах пристрою, стає набагато простіше не тільки підібрати вид ліхтарика (кишеньковий, налобний, навісний, брелок-ліхтарик зі світлодіодом), але й визначитися з необхідними елементами, якщо є власна схема і підібраний відповідний світлодіод, а також здійснити частковий ремонт пристрою .