Jak działa latarka
Latarka podręczna to niezbędne narzędzie w życiu codziennym i w pracy. Tam, gdzie nie ma wystarczającego oświetlenia, pomoże Ci wykonać pracę, znaleźć usterkę, znaleźć upadły lub przetoczony przedmiot. Aby naprawić uszkodzoną lampę lub ją ulepszyć, musisz znać jej obwód elektryczny.
Jak działa latarka podręczna
Urządzenie latarki jest proste. Składa się z komory na baterie oraz komory z emiterem i odbłyśnikiem, a także z wyłącznika.
Ta treść nie zmieniła się od czasu wynalezienia kieszonkowej lampy elektrycznej, chociaż podstawa elementu zmieniła się dramatycznie.
Schemat prostej latarki
Schemat obwodu elektrycznego prostej latarki składa się tylko z trzech elementów:
- baterie (lub kilka);
- włącznik;
- żarówki żarowe.
Schemat latarki na diodach LED
W nowoczesnych warunkach żarówki są intensywnie zastępowane przez diody LED.Nie wytrzymały konkurencji ze względu na niższą wydajność i krótszą żywotność. Półprzewodnikowe elementy emitujące światło stały się również szeroko rozpowszechnione w przenośnych lampach ręcznych. Ale samo wzięcie i wymiana żarówki na diodę LED (lub matrycę diod LED) nie zadziała. Potrzebujesz urządzenia, które ograniczy prąd płynący przez elementy półprzewodnikowe. To jest nazwane kierowca i jest elektronicznym stabilizatorem prądu.
Wadą takiego schematu jest niska łatwość konserwacji takiej latarki - do przywrócenia obwodu elektronicznego wymagany będzie wykwalifikowany rzemieślnik i odpowiedni sprzęt laboratoryjny.
Kierowca może być normalny rezystor, który ograniczy prąd i zgaśnie nadmierne napięcie. Ale wystarczająco duża ilość mocy zostanie bezużytecznie stracona na oporze. W przypadku latarni zasilanej z sieci fakt ten nie jest istotny, ale w przypadku oprawy zasilanej bateryjnie lub ładowalnej taka wada może być krytyczna.
Ważny! Do konstrukcji lampy LED dodano kolejny element - radiator odprowadzający ciepło. Chociaż promieniowanie diod LED nie jest zasadniczo związane z ogrzewaniem, prawa Joule-Lenza nie można ominąć. Gdy prąd przepływa przez elementy promieniujące, wytwarzane jest ciepło. Jeśli nie podejmiesz działań, przegrzanie diody LED znacznie skróci ich żywotność.
Schemat reflektorów
Popularną konstrukcją latarki LED jest latarka czołowa. Taka lampa pozwala całkowicie uwolnić ręce i skierować snop światła w odpowiednie miejsce, obracając głowę: podążając za wzrokiem.Jest to wygodne podczas naprawy samochodu, chodzenia w ciemnych miejscach itp.
Schemat takiej lampy opiera się na zasadzie:
- obwód sterujący (odpowiedzialny za przełączanie trybów);
- wzmacniacz buforowy;
- przełącznik tranzystorowy, aby włączyć diodę LED.
Jedną z opcji takiego urządzenia jest sytuacja, gdy jednostka sterująca jest wykonana na standardowym mikrokontrolerze (na przykład ATtiny85), w którym program sterujący trybem emitera jest przewodowy, wzmacniacz operacyjny OPA335 służy jako wzmacniacz pośredni, a pole IRLR2905 tranzystor efektowy jest używany jako klucz.
Taki schemat jest niedrogi, niezawodny, ale ma wadę technologiczną: sterownik należy zaprogramować przed instalacją. Dlatego w produkcji masowej jako jednostka sterująca wykorzystywany jest wyspecjalizowany mikroukład FM2819 (do obudowy można zastosować skrót 819L). Ten chip może włączać i wyłączać element emitujący światło i jest zaprogramowany na cztery tryby:
- maksymalna jasność;
- średnia jasność;
- minimalna jasność;
- stroboskop (migające światło).
Tryby przełączane są cyklicznie krótkim naciśnięciem przycisku. Długie naciśnięcie przełącza latarkę w tryb SOS. Nie możesz zmienić programu (przynajmniej datasheet nie wspomina o takiej możliwości). Mikroukład nie wymaga wzmacniacza pośredniego, ale bardzo mocne diody LED nie mogą być podłączone bezpośrednio do wyjścia - istnieje limit obciążenia (i jest ochrona przed jego przekroczeniem).
Dlatego potężne elementy są połączone za pomocą klucza.W większości przypadków jest to tranzystor polowy pozwalający na długotrwałą pracę z dużym prądem w obwodzie drenu np. Fairchild FDS9435A lub inne podobne, które można dobrać zgodnie z parametrami z tabeli charakterystyk FDS9435A.
| Struktura | Maksymalne napięcie bramka-źródło, V | Rezystancja otwarcia kanału | Maksymalna rozpraszana moc, W | Maksymalny prąd spustowy w trybie ciągłym, A |
| Kanał R | 25 | 0,05 oma przy 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Obwód latarki jest zredukowany do zaledwie dwóch aktywnych elementów i kilku kondensatorów i rezystorów (plus ogniwa baterii i matryca diody LED, samodzielnie).
Schemat latarki akumulatorowej z ładowaniem sieciowym 220
Wygodniej i ekonomiczniej jest zasilać latarkę nie z baterii, ale z akumulatorów. Jeszcze wygodniej jest mieć taką lampę, której ładunek elementów można odnowić bez wyjmowania ich z etui. Wystarczy podłączyć latarkę do jednofazowej sieci 220 V.
Oto elementy dodane do zwykłego schematu:
- prostownik pełnookresowy na diodach VD1, VD2 (może być również montowany w obwodzie mostkowym);
- kondensator balastowy do tłumienia przepięć C1 o rezystancji rozładowania R1;
- rezystor R2 do ograniczenia prądu ładowania akumulatora;
- łańcuch R4VD5 wskazujący podłączenie do sieci.
Ważny! Takie obwody beztransformatorowe mają znaczną wadę. Jeśli przypadkowo dotkniesz dowolnego punktu obwodu, istnieje ryzyko, że zostaniesz pod napięciem. Zastosowanie sieciowego transformatora obniżającego napięcie doprowadzi do znacznego zwiększenia charakterystyki masy i rozmiaru.
Dlatego taki schemat staje się coraz mniej powszechny. Baterie można ładować bez wyjmowania ich za pomocą niskonapięciowych zewnętrznych źródeł zasilania (w tym ładowanie z urządzenia zgodnego ze standardem USB).
Modernizacja latarni
Po bliższym zbadaniu obwodu latarki z poprzedniej sekcji staje się oczywiste, że dioda LED VD5 jest zawsze włączona po podłączeniu do sieci 220 V. Jej świecenie nie zależy od poziomu naładowania, a nawet obecności baterii. Aby wyeliminować tę wadę, obwód wskazujący musi być włączony w obwód ładowania akumulatora. Aby to zrobić, musisz zainstalować rezystor R5 o mocy 0,5 W, aby przy prądzie 100 mA spadło na niego około 3 V (około 30 omów). Łańcuch wskazujący musi być połączony równolegle pod względem biegunowości.
Wszystkie zmiany i uzupełnienia zaznaczone są niebieską linią. Po przeróbkach dioda LED zaświeci się tylko wtedy, gdy będzie prąd ładowania (gdy zasilanie matrycy promieniującej jest wyłączone!)
Kontrola zdrowia
Jeśli chińska latarka nie działa, możesz spróbować znaleźć wadliwy element i go wymienić naprawa. Algorytm wyszukiwania pokazano na przykładzie lampy z ładowaniem sieciowym.
- Jeśli latarnia nie świeci, po włączeniu wskaźnik nie świeci, należy sprawdzić, czy do obwodu dochodzi 220 V. W tym celu zmierz napięcie AC w punkcie 1. Jeśli nie ma napięcia, sprawdź przewód zasilający i złącze.
- Jeśli wszystko jest w porządku, dioda LED powinna się świecić. Jeśli nie, sprawdź jego obwód, a także diodę VD2 pod kątem zwarcia.
- Następnie należy wyjąć baterie i sprawdzić stałe napięcie w punkcie 2 - powinno być w przybliżeniu równe napięciu baterii. Jeśli nie, sprawdź stan diod VD1, VD2.
- Jeśli wszystko jest w porządku, prawdopodobnie baterie są złe. Musisz sprawdzić na nich napięcie.
- Jeśli tak nie jest, musisz sprawdzić stan przełącznika, dzwoniąc do niego testerem w trybie testu dźwięku (z urządzeniem wyłączonym z sieci i wyjętymi bateriami!).
- Jeśli tutaj wszystko jest w porządku, usterki należy szukać w sterowniku lub w matrycy LED.
Jeśli masz niewielką wiedzę z zakresu elektrotechniki, modernizacja lub naprawa ręcznej latarki nie jest trudna. Najważniejsze jest zrozumienie jego urządzenia.