LED фонарик из 500 светодиодов – Своими Руками

LED фонарик из 500 светодиодов

Светодиодным фонариком сегодня никого не удивить. Их можно купить практически на каждом углу. Разновидностей всех форм и размеров на нашем рынке представлено бесчисленное количество. Но характеристики их очень отличаются, а иногда и не соответствуют заявленным. Всему виной удешевление светодиодной продукции, а вместе с тем и ее качества.
И тем интереснее самоделка, которую мы хотим вам сегодня представить. Она была сделана автором 10 лет назад, и как он сам признается, может быть модернизирована с учетом современных комплектующих. Однако оригинальная модель работает исправно и радует своего хозяина довольно мощным и продолжительным свечением. Что же в ней такого особенного? Давайте посмотрим вместе.

Спецификация устройства

• 513 светодиодов 5 мм (серия из трех);
• Свинцово-кислотная батарея 12 В/7 Ач;

Светодиодная панель собрана на обычной макетной плате, с последовательной пропайкой всех элементов. Подогнать ее по форме можно самому с помощью ножовки по металлу, малярного ножа или болгарки. Диаметр диска – 13 см.







Для контроллера устройства использованы механические реле постоянного тока 892-1Cc-C 12V 5A DС, сопротивления и транзисторы. В качестве корпуса можно применить канализационные трубы и фитинги.



Характеристики устройства (при полной мощности)

• Величина светового потока – 3500 – 4000 люмен;
• Подзарядка аккумулятора в течение 10 минут;
• Потребляемая мощность 53 Вт (в том числе потребляемая мощность резистора 3 Вт).

Особенности элементов управления

• Различные настройки яркости, достигаемые за счет питания разного количества светодиодов;
• Предохранительный выключатель напряжения для предотвращения разряжения свинцово-кислотной батареи;
• Возможность подзарядки аккумулятора, не извлекая его из корпуса.

Технические характеристики сборки
Включение / выключение и система защиты
Первый выключатель активирует режим «system/charger». Здесь мы можем выбрать использовать аккумулятор для его подзарядки или для работы фонарика. Когда устройство заряжается, фонарь полностью отключается посредством шестиконтактного переключателя. В режиме подзарядки можно активировать работу фонаря выключателем «on/off». На задней панели размещены несколько светодиодов. Первый зеленый светодиод загорается, когда в системе фонарика есть питание. Таким образом, переключатель «system/charger» переключена в режим «system», а переключатель «on/off» установлен в положение «on».
Но светодиодная панель пока еще не приведена в рабочее состояние. Для защиты свинцово-кислотной батареи от чрезмерной разрядки предусмотрен предохранительный модуль. За это отвечает схема автоматического переключения напряжения, а сигнализирует второй зеленый светодиод под надписью «safety ok». Когда он загорается это означает, что все в порядке и напряжение в норме, т.е. выше минимального. Для системы защиты предусмотрены три кнопки:

• №1 Зеленая кнопка «safety on/off» – активирует систему защиты;
• №2 Черная кнопка (ниже зеленой) – отключает систему защиты;
• №3 Черный выключатель «override» – переопределение питания.

Когда защита активирована, передние светодиоды погаснут, а напряжение будет падать до определенного номинала. Если оно достигнет минимума, система защиты остановится. Запустить ее можно заново, удерживая зеленую кнопку. О низком заряде сообщит красный светодиод «low voltage».
Когда третья кнопка-выключатель активирована питание подается, минуя систему защиты, и фонарь можно использовать даже при низком напряжении. Но разрядку батареи теперь придется контролировать в ручном режиме. Когда переключатель активен, оба индикатора «safety ok» и «low voltage» еще работают. Переопределение может быть удобно, если ваша батарея заряжена не полностью, но в ней осталось достаточно заряда. В случае если вы используете все светодиоды («phase 3»), из-за утечки на батарею напряжение падает примерно на 1 вольт. Таким образом, защита может быть активна в режиме ожидания, но при использовании она отключится. И когда переключатель активен, можно заметить, как защита включается и выключатся без потери для светодиодов. Когда вы используете фонарь на полную мощность, проверьте активность защиты после выключения светодиодов на пару секунд. Если защита не активируется даже после выключения всех светодиодов, это значит, что заряд батареи слишком низкий и не подходит для безопасного ее использования. При использовании фонарика в течение длительного времени в режимах «phase 1» (3 светодиода) или «phase 2» (100 светодиодов), рекомендуется не использовать переопределение, поскольку вы можете легко забыть отключить фонарик вовремя.
Когда питание подается на светодиодные выключатели, загорится третий светодиод на панели «led system on». На фото мы можем увидеть, что выключатель «override» активен (горит четвертый желтый светодиод «override»). При этом напряжение ниже минимальной величины, потому что светодиод «safety ok» выключен, а светодиод «low voltage» горит красным светом. Обратите внимание, что черная кнопка отключения защиты «safety off» не будет работать, если переключатель «override» активен. Таким образом, схема контроля напряжения будет всегда отображать состояние заряда батареи.

Различные настройки яркости
В фонаре присутствуют три различные настройки яркости светодиодов. Они обозначены выключателями «phase 1», «phase 2» и «phase 3».
Режим «phase 1» подразумевает свечение всего трех светодиодов. Работа фонаря при этом становится очень продолжительной, на одном заряде он может прослужить более одного дня, но светит как обычный недорогой светодиодный фонарик на батарейках типа АА.
Режим «phase 2» включает 100 светодиодов, а «phase 3» – всю платформу. Режимы переключаются соответствующими кнопками на панели, и их можно использовать как по отдельности, так и в различных комбинациях. При включенном режиме «phase 3» остаются активированными остальные режимы. Эти регулировки возможны благодаря наличию в схеме реле. Напротив каждого из фиксированных режимных выключателей расположены кнопки кратковременного их включения, дублирующие эти режимы. Чередуя положения выключателей и кнопок можно использовать индивидуальные сочетания активности светодиодов. К примеру, передать сигналы азбукой Морзе, или проверить связь с группой в походе, нажав кнопку «phase 3» при включенных режимах «phase 1» или «phase 2». А если вам просто нужно рассмотреть что-то получше в темноте, кнопки для кратковременного включения режима – это то что вам нужно!



Дополнительное внешнее устройство
Завершают панель управления элементы, предназначенные для внешнего устройства. Чтобы сделать фонарь более универсальным, автор добавил четвертый переключатель типа «phase» и кнопку, рядом с которой находится гнездо для штекера питания зарядного устройства «ext output». С помощью этой кнопки вы можете включать и выключать выход 12V на этом разъеме для подключения внешнего устройства. Переключатель «charger/system» должен находиться в режиме «charger» чтобы убедиться, что аккумулятор отсоединен от его системы. Устройство может быть подключено от любого источника постоянного тока на 12V. По утверждению автора, даже небольшая батарея на 9V способна зажечь этот фонарик, но не на полную мощность. Также для его зарядки или работы можно использовать авто-прикуриватель, поскольку батарея фонарика выдает ток лишь 7Ah, тогда как автомобильный аккумулятор может выдать до 100 Ah.



Заключение
Для тех, кому покажется эта модель светодиодного фонаря чересчур сложной, подойдут современные аналоги подобных сборок на основе светодиодных матриц. Их мощность достигает 100Вт, температура свечения – 6-10тыс.к., а длина световой волны – до 9000Лм. Яркость от таких ламп даже без рефлектора и концентратора очень большая, а размеры невелики. Тем не менее выгода очевидна, ведь спаять 500 светодиодных элементов не простая задача. Вместо свинцово-кислотных батарей также можно применить литиевые или полимерно-литиевые меньших размеров и большей мощности. В остальном же это фонарь довольно мощный и яркий, и по своим характеристикам вполне достоин внимания любителей мастерить своими руками.



Смотрите видео
Более подробную сборку и испытание фонарика смотрите в видео ролике.

LED фонарик из 500 светодиодов – Своими Руками

В отличие от других вариантов, во множестве присутствующих на этом сайте, этот фонарик можно собрать практически из подручных «бросовых» компонентов, которые, как правило, скапливаются временами в домашних «закромах» и не находят никакого другого полезного применения. И здесь даже не понадобиться делать никакой преобразователь на 12 вольт.

При наличии у вас «завалявшегося» аккумулятора от любого мобильного телефона (можно даже немного «убитого», но не совсем насмерть 🙂 и даже небольшого кусочка практически любой светодиодной ленты белого цвета свечения, можно за каких-нибудь пару часов сделать себе довольно неплохой светодиодный аккумуляторный фонарик. На стандартных телефонных аккумуляторах, как правило, указано рабочее напряжение порядка 3,6 V, однако при полном заряде напряжение может достигать порядка 4 — 4,2 V (можно проверить тестером после зарядки). В нашем случае это не имеет большого значения, потому что напряжения такого аккумулятора вполне достаточно для яркого свечения нескольких светодиодов от светодиодной ленты.

На практике были проверены светодиоды, выпаянные со светодиодных лент различных типов, мощностей и напряжения питания (12 и 24 V). Без применения всяких дополнительных преобразователей напряжения и даже гасящих резисторов, такие светодиоды, как правило, работали без особых проблем. Тогда и появилась идея сделать простой фонарик для работы в «тёмных углах» или условиях полярной ночи :-), тем более, что разных аккумуляторов от сломанных сотовых телефонов и обрезков разных светодиодных лент скопилось более чем достаточно.

Схема фонарика проста. В зависимости от мощности светодиодной ленты, можно включить параллельно два, три и более светодиодов, для большей мощности (яркости свечения). Но при этом нужно учитывать, конечно, и мощность применяемого аккумулятора, а также степень его «убитости». Слишком много светодиодов включать не рекомендуется, так как фонарик придётся заряжать слишком часто. К тому же следует учитывать, что такие светодиоды довольно сильно греются! Диоды, для удобства работы с фонариком, можно включать через отдельные переключатели и, подключая разное их количество, регулировать световую мощность фонарика. В моём случае были использованы два светодиода от отрезка светодиодной ленты на 24 V и яркости фонарика вполне хватает даже для освещения небольшого помещения.

Итак, светодиоды аккуратно выпаиваются из светодиодной ленты. У меня была лента с питанием 24 вольта, там каждый «светодиод» представлял собой на самом деле модуль из трёх светодиодных элементов и имел, соответственно, шесть контактов-ножек (по две на каждый отдельный элемент). Эти элементы на ленте соединялись последовательно и, соответственно, питание каждого такого модуля из трёх светодиодов было 12 вольт (по 4 вольта на каждый отдельный светодиод). В свою очередь, два таких модуля запаяны на ленте также последовательно для возможности питания ленты от 24 вольт. В общем, нужно выпаять нужное нам количество светодиодных модулей из ленты.

LED из светодиодной ленты

Для основы фонарика берётся любая пластинка подходящих размеров из изоляционного материала достаточной жёсткости (пластик, текстолит, гетинакс. ), к которому приклеивается аккумулятор от сотового телефона (клеем «Момент» или любым герметиком), переключатели и разъем для зарядного устройства. Поскольку аккумулятор у нас от сотового телефона, то и ЗУ для фонарика можно будет использовать, конечно, любое от сотового телефона. Затем всё это соединяется в соответствии с приведённой ниже схемой. Количество светодиодов может быть любым другим по вашему желанию, но, конечно, в разумных пределах.

Схема фонаря

Светодиоды паяются на проводах и располагаются потом сверху аккумулятора:

Как видно из рисунка, применённые здесь два светодиода имеют по шесть «ножек»-выводов каждый, как и было написано выше. С одной стороны расположены «плюсовые» выводы, с другой – «минусовые». Если вы не пометили соответствующие выводы «+» и «-» перед выпаиванием их с ленты, определить полярность легко можно с помощью тестера. Для этого нужно выставить на приборе режим измерения сопротивлений на минимальном его значении (например, 200 Ом) и поочерёдно прикоснуться щупами к выводам светодиода. При правильной полярности светодиод хоть слабо, но загорится.

Кстати, таким способом можно безопасно проверять любые светодиоды и матрицы, а также определять их полярность.

После определения полярности, плюсовые и минусовые выводы соединяются по три параллельно: минусовые все – на один общий провод, а плюсовые с каждого светодиода пойдут на переключатель, если он используется. Тогда можно будет включать либо один светодиод, либо два, три. одновременно и регулировать тем самым общую яркость фонарика.

Между аккумулятором и светодиодами очень желательно проложить, также, изоляционную прокладку – пластинку текстолита или гетинакса, чтобы аккумулятор не грелся от светодиодов при продолжительной работе фонарика:

Фонарик из светодиодной ленты своими руками

Сверху светодиоды тоже закрываются изоляционной пластинкой, в которой предварительно сделаны соответствующие прямоугольные прорези под сами светодиоды и движок переключателя. Всю конструкцию можно склеить клеем, либо же просто плотно обмотать изолентой. Общая компоновка всех элементов фонарика приведена на фото ниже:

Фонарь из LED ленты и батареи сотового телефона

Можно сделать и «налобный» вариант фонарика, прикрепив к нему необходимые дужки-держатели для эластичной ленты из подходящей проволоки (стальной, медной и др.). В результате должно получиться нечто такое:

Далее для красоты обклейте аккуратно самоклейкой любого цвета и стиля – хоть чёрной, хоть серебристой. Специально для сайта Радиосхемы – Андрей Барышев.

Простой светодиодный фонарик своими руками

Как то бродя на Алиэкспресс, в разделе для людей со специфическими ™ вкусами™, я наткнулся на светодиодный драйвер PT4115. Характеристики были крайне вкусными, я подумал, ну раз существует такая классная микросхема, то для неё точно должны быть готовые схемы. И знаете что? А нифига! Не было, ни одной!

Я заказал и стал ждать, прошло три месяца, моя посылка успешно пропала в Екатеринбурге. Тем временем, на микросхему обратили внимание мои коллеги с других регионов, посылки в которые едут не через бермудский треугольник под названием «сортировка Екатеринбурга» и появились первые простенькие схемы. Я тем временем сделал свою. Посложнее, ну как посложнее, чуть сложнее чем в даташите. Вот схема даташита:

Собственно, всё просто, до безобразия! А характеристики! До 30 вольт и до 1.2 ампера выходного, КПД до 90%, вход для диммирования! Хей, еах!

Именно этим входом я и заинтересовался, поискав решения в интернете, я выпал в осадок. Остальные электронщики диммировали этот чип… микроконтроллером! Целый, мать его, микроконтроллер используется чтобы задавать ШИМ.

Я конечно понимаю что у этого микроскопа крайне удобная ручка, но может гвозди забивать чем-то подешевле? Я взял NE555, взял ШИМ схему для него, и отсёк всё лишнее. Почему NE555? Потому что ATtiny13 стоит 150 рублей, а NE555 стоит 7 рублей.

Выяснился один недостаток, NE555 работает в режимах от 4.5 вольта, до 15, при этом её выход равен питающему напряжению, НО, наш драйвер работает при диммировании ДО 5 вольт. Итого, для нормальной работы у нас был узкий промежуток от 4,5 до 5 вольт. Не беда! Я поставил LM317 отрегулировав выходное напряжение на 4.7 вольта.

Потом я объединил это всё в плату:

Поясняю схему, рядок резисторов сверху, выставляет ток, там 0,14 ом, в данном случае это 0,14 а, выходной ток. Дроссель я взял по даташиту, и всё остальное тоже, это что касается левой части. NE555 как и микруха драйвера – SMD, безногие. Отверстия по центру – место под переменный резистор, на 50кОм. Всё просто и примитивно. (Знак Абстерго обязательно! Без него не работает, и пусть знают сраные ассассины что им тут ловить нечего!)

Чего то не хватает? Верно?

И так, я нашёл на али светодиоды, по 60 люмен каждый. 3 вольта, 150 мА. Собрал их в сборку из четырёх штук, на 12 вольт. Просто намазал лаком для ногтей на кусок гетинакса и вытравил. Фоток ДО к сожалению, нет, но там всё очень уродливо, просто поверьте. Запаял диоды и провода, а потом залил это всё фотополимером и засветил. Забавный момент, фотополимер я накладывал из банки при помощи «лопаточки», от пластмасски, которая скрепляет обычные мужские носки. Хе хе. В общем, после засветки фотополимера и прикручивания к радиатору, получилось вот что:

Вернёмся к нашему драйверу. В теме где впервые показал свой фонарик, я жаловался на кривые руки и вот почему, смотрите как оно выглядит у меня на готовом изделии.

И оно засветилось!!

Дальше, я пошёл в магазин, правда сделал это ночью. Зайдя внутрь, я пошёл к сигнализации и вытащил из неё аккумулятор. Потом спокойно ушёл, сигнализация то не работает.

Следующим вечером, я вернулся в магазин. Я вошёл внутрь и взял одну полочку для косметики. А ещё снял из компьютера кассового аппарата радиатор с чипсета, зря, не пригодился.

Принеся полочку домой, я вырезал дешёвым жалом KSGER в ней очертания будущего корпуса.

Из этой пластмасски я согнул не макаронный монстр весть какой корпус для фонарика, с матом, дрелью и кривыми руками я сделал отверстия и разместил начинку внутри.

А чтобы детали не болтались внутри, измазал всё горячими соплями. (термоклеем)

Сабж на боку, регулятор яркости.

В результате, энергопотребление получилось 200 мА, 150 из них уходит на светодиоды. 0.150*12. 1.8 ватта чистой яркости! Мало ли это? Ну, в ваших лампочках, что наверняка висят дома, зачастую 7 ватт чистой светодиодной мощности. И этого хватает чтобы осветить комнату. А тут, в кармане ¼ этой яркости.

Из-за отсутствия оптики, угол освещения у этих диодов очень широкий, вся передняя полусфера, с получившимся фонариком очень удобно ходить по тоннелям и закрытым помещениям. Вместо узкого пучка света, они освещают всё на дистанции 12 метров перед ним.

Конечно, не 300 ватт, как у товарища @Mr.root , но он реально может использоваться и используется регулярно.

Вес около килограмма. Время свечения около 6 часов на максимальной яркости, зарядку сделаю позже.

А, ну да, обещанное «как светит» @MrShnicel

Ночной дозор! Всем выйти из сумрака!

Это трансформаторная будка в 15 метрах от меня.

Это тропинка. Но на самом деле, оно светится гораздо ярче чем смотрится на камеру. Оно реально ВСЁ освещает вокруг пользователя, эдакая, полусфера вокруг, внутри которой всё освещено. У камеры такого обзора нет. Если будут желающие, сброшу печатную плату в LAY формате.

В поддержку старой, доброй, забытой традиции. Пятничного МОЁ.

Источники:

http://sam-sdelay.ru/raznoe/led-fonarik-iz-500-svetodiodov/
http://radioskot.ru/publ/raznoe/moshhnyj_fonarik_iz_svetodiodnoj_lenty/18-1-0-1156
http://pikabu.ru/story/prostoy_svetodiodnyiy_fonarik_svoimi_rukami_5291558