Изготовление светодиодных и налобных фонариков своими руками + модернизация имеющихся

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

• налобный фонарик;
• карманный фонарик;
• фонарик на ручном генераторе

и так далее.

Схема простого фонарика

рис.1

Электрическая схема простого фонарика рис.1  состоит из:

• батареи элементов;
• лампочки;
• ключа выключателя.

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

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

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

Схема аккумуляторного фонарика на светодиодах

фонарик налобный со светодиодами  BL — 050 — 7C

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

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

• количества лампочек;
• типа лампочек.

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

рис.2

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

Читаем схему соединений:

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

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

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

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

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

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

рис.3

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

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

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

Как отремонтировать светодиодный фонарик

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

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

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

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

                                                                                                                                                                                   фото №1

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

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

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   фото №2

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

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

• шесть светодиодных ламп,
• двенадцать светодиодных ламп

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

• шести ламп;
• двенадцати  ламп.

                                                                                 фото №3

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

фото №4

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

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

фото №5

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

                                                                                                                          фото №6                                                                      

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

фото №7

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

фото №7

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

фото №8

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

Что здесь можно отметить:

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

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

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

На этом пока все.

• Цена: $2,63 за 5 штук со встроенной защитой

Посвящается всем тем, кто имеет аналогичные светодиодные фонари. Типовая проблема последних — свинцовый (AGM) аккумулятор на 4 Вольта, который «неожиданно» перестает работать. Недавно был обзор с решением аналогичной проблемы. Почитать можно тут. Я пошел немного по другому пути, позже будет понятно почему.Сначала немного о фонарях: Бюджетные фонари имеющие приличные размеры и посредственные характеристики. Но их продолжают покупать и использовать. Фонарь содержит в себе множество сверхъярких светодиодов 3-5мм.

Включены светодиоды как правило параллельно, через токоограничивающие резисторы. Сердцем фонаря является свинцовая (AGM) аккумуляторная батарея емкостью до 4.5Ач. Положительным моментом можно считать неприхотливость аккумулятора. Возможность подзарядки в любое время и работа при отрицательных температурах. Последний момент в моей переделке не учитывается, поскольку эксплуатация фонаря при значительной отрицательной температуре не планируется. Забегая вперед скажу, что времени на переделку фонаря потребовалось около 2х часов.Вскрываем фонарь и извлекаем дохлую батарею:Для начала произвел замер потребляемого тока при напряжении на батарее 3.84 В: Последовательно светодиодам установлены резисторы для ограничения тока. Из за изменившегося напряжения фонаря можно было бы понизить сопротивления резисторов, но делать этого я не стал. Яркость упала незначительно, с этим можно смириться, да и хлопотно это по времени. При напряжении 4.2В ток превышал 1 А. Это стало отправной точкой при решении проблемы. Использование кит набора дешевого повербанка отпадает из за неспособности последнего выдать необходимый ток.Решение было на поверхности: Два варианта плат, одна с защитой от переразряда, другая без защиты: Немного о платах. Контроллер один из самых распространенных TP4056. Я использовал аналогичную плату при изготовлении повербанка. Документация на контроллер TP4056. Контроллер обеспечивает ток заряда до 1 Ампера, поэтому можно примерно рассчитать время заряда аккумуляторов. Какую плату использовать в вашем фонаре зависит от типа применяемых элементов 18650. Если есть защита от переразряда, тогда ту что справа. Иначе можно возложить функцию защиты аккумулятора на плату с коей она замечательно справляется. Платы отличаются между собой наличием дополнительных деталей, таких как контроллер разряда DW01 и силовой ключ 8205(сдвоенный полевой транзистор) для отключения в нужный момент аккумулятора от нагрузки или защиты от перезаряда. Места внутри много, можно установить хоть десяток аккумуляторов, но я для пробы обошелся одним. Последний был извлечен из старой батареи ноутбука и протестирован на зарядном устройстве IMAX B6: При токе разряда 1 Ампер, остаточная емкость 1400 мАч. Этого хватит примерно на час- полтора непрерывной работы фонаря.Пробуем подключить аккумулятор к плате: Провода к аккумулятору паять надо аккуратно, не перегревая последний. Если не уверены, то можно использовать холдер для аккумулятора. Так же желательно соблюдать цветовую дифференциацию штанов использовать провода разного цвета маркировка проводов для подключения питания.Подключаем плату через кабель micro USB к блоку питания: Загорелся красный светодиод, заряд пошел. Теперь надо установить плату- контроллер заряда в фонарь. Специальных креплений не предусмотрено, поэтому делаем колхоз используя любимый всеми суперклей. Склеить хоть раз пальцы святая обязанность каждого, кто пользовался циакринакрилат, в народе суперклеем. Изготавливаем кронштейн из подходящей металлической пластинки (подойдет элемент из детского металлического конструктора). Для того, что бы избежать замыкания используем изоляционный материал. Я применил кусочек термоусадочной трубки.Закрепил плату предварительно подключив провода что шли ранее к свинцовому АКБ:Снаружи выглядит так: Видны мелкие дефекты по бокам от разъема. Исправляются следующим образом: ямка или щель засыпается пищевой содой и потом 1-2 капли суперклея. Клей схватывается мгновенно. Через 30 секунд можно надфилем обработать поверхность. Аккумулятор внутри закрепляем любым доступным способом. Я применил герметик, кому то удобнее клеевой пистолет. Отверстие разъема подзарядки будет позже закрыто резиновым колпачком.Собираем и включаем: Работает.Upd : Если планируется подключение нескольких аккумуляторов параллельно, то перед соединением, во избежание порчи последних необходимо привести все аккумуляторы к единому ЭДС (по простому напряжение).Выводы: Расходы по деньгам примерно 100 рублей и 2 часа времени. Аккумулятор в расчет не беру, использовал полудохлый с большим внутренним сопротивлением. Получаю рабочий фонарь. Описываемые мной процедуры не панацея, существуют и другие варианты доработки фонарей. Индикацию процесса зарядки/готовности выводить на корпус не стал. Свечение светодиодов синий/красный видно сквозь корпус. Плата кстати может иметь любой разъем какой вам понравится mini или micro USB. Все зависит от наличия нужных кабелей. Кроме всего прочего у нас на руках остается блок питания для зарядки свинцового аккумулятора — можно будет с пользой пристроить куда нибудь.Плюсы: Рабочий фонарь, меньший вес (хотя это малозначительный факт). заряжать можно в любом доступном месте при наличии USB зарядки или компьютера.Минусы: Аккумулятор боится мороза, меньшая яркость (примерно на 10-15%) по отношению к заводскому варианту. В конце разряда яркость падает, заметно на глаз. Для решения этой проблемы можно поставить более емкий (или несколько) аккумулятор.Котэ: Небольшое видео с демонстрацией работы:slav21Темы / СоветыДобавлено 5 комментариев На днях заходит к нам соседка и приносит с собой симпатичный переносной фонарь. Фонарь проработал полгода, полгода пролежал без дела, сейчас понадобился, а не работает. Фонарем пользовались в подвале; лампочка только над дверью, а у дальних полок с вареньем — соленьем сумрачно. Фонарь в подвале и обитал, висел на косяке под выключателем и розеткой. Подвал сухой, супруг хотел переноску с лампочкой сделать, а фонарь появился — надобности в ней не стало. Пока женщины судачили между собой, я занялся фонарем. Фонарь изготовили китайцы, имеется гелиевый кислотный аккумулятор, галогеновая лампа накаливания, зарядное устройство для подзарядки аккумулятора, собранное по примитивной схеме. Произвел необходимые замеры аккумулятора мультиметром:Напряжение и ток на нуле, сопротивление — бесконечность. Возиться с таким аккумулятором нет смысла, имел с такими возможность попыток реанимировать, но если умерла, так умерла. Решено было делать простой фонарь со светодиодом, питание от сети 220 вольт. Соседка принесла сетевой шнур около пяти метров с вилочкой на одном конце. Нашлась светодиодная лампочка на 12 вольт, работоспособная плата от необходимого зарядного устройства так же имелась, установил только вместо индикаторного светодиода стабилитрон Д815Д, да сетевой шнур к плате паяльном припаял. Воткнул вилку в сеть и ласковый свет фонаря осветил комнату. Делов — то всего на рубль с полтиной, а трехлитровую банку овощного маринованного ассорти в качестве презента от соседки получил.Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Используемые источники:

• http://zapiski-elektrika.ru/landhavt/remont-fonarika-svoimi-rukami.html
• https://mysku.ru/blog/ebay/37651.html
• https://usamodelkina.ru/9625-prostaya-peredelka-kitayskogo-fonarya-svoimi-rukami.html