Как сделать мощный светодиодный фонарь своими руками. Самодельный фонарик на светодиоде cree
Фонарик – это необходимая вещь при поездках на природу или за город на дачу. Ночью на приусадебном участке или возле палатки только он создаст луч света в темном царстве. Но и в городской квартире без него иногда просто не обойтись. Как правило, достать что-либо маленькое и укатившееся под кровать или диван без фонарика сложно. И хотя в наше время есть устройства, которые мультифункциональны и могут быть источником света, некоторые из наших читателей наверняка захотят узнать, как сделать фонарик своими руками. О том, как сделать маленький прибор из подручных предметов, будет рассказано далее.
Классика формы
Наиболее удобной конструкцией, которая в принципе уже многие годы остается неизменной для фонариков, является конструкция, содержащая в себе:
- цилиндрический корпус с такими же по форме батарейками;
- рефлектор с лампочкой с одного конца корпуса;
- съемную крышку с другого конца корпуса.
И эту конструкцию можно получить, используя ненужные предметы обихода. Если изготовить фонарь своими руками, красоты форм как у промышленного образца, конечно же, не будет. Но он будет функциональным и от работающей самоделки будет получено много положительных эмоций.
Итак, основной проблемой, которую на первый взгляд сложно решить, является рефлектор. Но это только кажется сложным. На самом деле нас окружает много предметов, которые могут стать заготовкой для целого ряда отражателей разных размеров. Это обычные пластиковые бутылки. Их внутренняя поверхность вблизи горлышка по форме весьма близка к той, которую имеет отражатель, сделанный на заводе. А крышка словно создана для крепления в ней светодиода, который сегодня является наилучшим источником света. Он ярче и экономичней миниатюрной лампочки.
Мастерим рефлектор
То, что можно не найти трубку подходящих размеров для изготовления корпуса, – не проблема. Его можно склеить из отдельных деталей. Например, из ненужных одноразовых шариковых авторучек. Для подпружинивания контактов можно применить спираль, которая используется для переплетов страниц, и контакты изготовить из тонкой листовой жести, сырьем для которой станет жестяная банка. Поэтому начинаем с выбора пластиковой бутылки желаемых размеров и подбора остальных элементов. Чем меньше будет бутылка, тем более жестким и крепким получится отражатель. Крепление деталей при сборке проще всего сделать на основе строительного герметика.
Итак, приступаем к изготовлению фонарика своими руками. От бутылки острым ножом отрезаем горлышко и параболическую часть корпуса и подравниваем края ножницами.
Для эффективного отражения используем фольгу, в которую заворачиваются шоколадные плитки. Если ее размеров не хватит, можно вырезать заготовку большего размера из рулона фольги, предназначенной для выпечки продуктов. Чтобы фольга держалась на поверхности, наносим тонкий слой герметика. Затем прижимаем и разравниваем по нему фольгу. Если она сморщится, это не беда. Главное, чтобы не было вздутий, и она повторяла форму основы.
Прижимаем фольгу пальцами и, разглаживая неровности, формируем максимально ровную поверхность. Фольгу по краям подравниваем ножницами вровень с пластиковой основой. По контуру горлышка делаем вырез ножом для светодиода, который впоследствии будет установлен в этом месте на панельке.
Ее изготавливаем из донышка бутылочной крышки, отрезав острым ножом края с резьбой и при необходимости подравняв их ножницами. Затем, проделав шилом или острием ножа в панельке два отверстия, продеваем через них ножки светодиода, прижав его основание к ней. Для правильной установки светодиодной лампы в центре крышки надо правильно по расположению ножек в основании светодиода выбрать расстояние между отверстиями.
Выводы светодиода отгибаем в стороны до упора о края панельки. К ним скруткой крепим проводники. Если скрутка получается ненадежной из-за свойств жил провода или по иным причинам, применяется пайка. Выводы после прикрепления проводов подгибаются вдоль панельки. Работоспособность полученной детали рекомендуется проверить батарейками, применяемыми в фонарике.
Затем из жестяного листа вырезаем контактную площадку для батарейки, которая упирается в панельку со светодиодом. Скруткой или пайкой соединяем площадку – клемму с более коротким проводом. Клемму крепим к пружинке, которую в свою очередь крепим к панельке. Для скрепления элементов применяем герметик.
Затем панельку со светодиодом вклеиваем в отражатель.
Донышко и футляр с батарейками
Противоположная рефлектору деталь корпуса фонарика тоже изготовлена из части бутылки с горлышком. Но только из самого горлышка с крышкой. К внутренней стенке его приклеивается клемма, сделанная из жестяного листа. К ней также крепится провод. Этот провод и второй провод от светодиода будут использованы для управления фонариком. Клемма контактирует с батарейкой, будучи прижатой крышкой, которая навинчивается на горлышко.
Две главные детали готовы. Теперь надо сделать футляр для батареек. Для этого используем высохшие и поэтому уже не нужные фломастеры. Оставляем от них только корпус, который укорачиваем по длине и по концам подрезаем вдоль по оси, делая два выступа для приклеивания. Перед отрезанием делаем маркером пометки, прикладывая корпус фломастера к приклеиваемым деталям.
На выступы наносим клей и приклеиваем их соответственно к рефлектору и тыльной части.
Затем из жестяного листа вырезаем детали выключателя. Монтируем к ним провода и приклеиваем детали к корпусу.
Вставляем в фонарик батарейки и пользуемся им. Это, конечно, не фонарь заводского изготовления с качественным отражателем и дальним светом. Но зато он изготовлен своими руками, это ваше собственное изделие, которое дает хорошее ближнее освещение и доставляет большое удовольствие, а его за деньги не купишь. Теперь вы получили наглядное представление о том, как запросто можно сделать фонарь самому.
Готовый фонарик и свет от него
Светодиоды сегодня встраивают куда угодно – в игрушки, зажигалки, бытовую технику и даже в канцелярские товары. Но самое полезное изобретение с ними – это конечно же фонарик. Большая часть из них автономны и выдают мощное свечение от небольших аккумуляторов. С ним не заблудишься в темноте, а при работе в слабоосвещенном помещении этот инструмент просто незаменим.
Небольшие экземпляры самых разных LED-фонариков можно купить практически в любом магазине. Стоят они недорого, но качество сборки может порой не радовать. То ли дело самодельные устройства, которые можно сделать на базе самых простых деталей. Это интересно, познавательно и оказывает развивающее действие на любителей мастерить.
Сегодня мы рассмотрим очередную самоделку - LED-фонарик, сделанную буквально из подручных деталей. Их стоимость не более нескольких долларов, а эффективность устройства выше чем у многих заводских моделей. Интересно? Тогда сделайте ее вместе с нами.
Принцип работы устройства
На сей раз светодиод подключен к аккумулятору только через сопротивление на 3 Ом. Поскольку в нем присутствует готовый источник энергии, ему не требуется накопительный тиристор и транзистор для распределения напряжения, как в случае с вечным фонариком Фарадея. Для зарядки аккумулятора применяется электронный модуль зарядки. Крохотный микромодуль обеспечивает защиту от перепадов напряжения и не допускает перезарядки аккумулятора. Заряжается устройство от USB разъема, а на самом модуле находится разъем микро USB.Необходимые детали
- Пластиковый шприц на 20 мл;
- Линзы для светодиодного фонарика с корпусом;
- Микро-кнопка выключатель;
- Резистор на 3 Ом/0,25 Вт;
- Отрезок алюминиевой пластины для радиатора;
- Несколько медных проводов;
- Суперклей, эпоксидная смола или жидкие гвозди.
Собираем мощный светодиодный фонарик
Подготовка светодиода с линзами
Берем пластиковый колпак с линзами, и размечаем окружность радиатора. Он нужен для охлаждения светодиода. На алюминиевой пластине размечаем посадочные пазы, отверстия и вырезаем радиатор по разметке. Это можно сделать, например, при помощи бормашины.
Вытаскиваем на время увеличительные линзы, сейчас они не понадобятся. С тыльной стороны колпачка на суперклей приклеиваем пластину радиатора. Отверстия, пазы у колпачка и радиатора должны совпадать.
Контакты светодиода лудим и пропаиваем медной проводкой. Защищаем контакты термоусадочными кембриками, и прогреваем их зажигалкой. Вставляем с лицевой стороны колпака светодиод с проводкой.
Обработка корпуса фонарика из шприца
Отмыкаем поршень с рукояткой у шприца, они нам больше не понадобятся. Обрезаем подыгольный конус малярным ножом.Счищаем полностью торец шприца, проделывая в нем отверстия для светодиодных контактов фонарика.
Крепим колпак фонаря к торцевой поверхности шприца на любой подходящий клей, например, на эпоксидную смолу или жидкие гвозди. Не забываем светодиодные контакты поместить во внутрь шприца.
Подключение микромодуля зарядки и аккумулятора
На литиевый аккумулятор крепим клеммы с контактами, и вставляем в корпус шприца. Подтягиваем медные контакты, чтобы зажать их корпусом аккумулятора.
У шприца остается всего несколько сантиметров свободного пространства, недостаточного для модуля зарядки. Поэтому его придется разделить на две части.
Проводим малярным ножом посередине платы модуля, и ломаем ее по линии среза. Используя двойной скотч соединяем обе половинки платы вместе.
Разомкнутые контакты модуля лудим, и пропаиваем медной проводкой.
Окончательная сборка фонарика
К плате модуля припаиваем резистор, и подключаем его к микро-кнопке, изолируя контакты термоусадкой.
Остальные три контакта припаиваем к модулю согласно схеме его подключения. Микро-кнопку подключаем в последнюю очередь, проверяя работу светодиода.
Вопрос экономии электроэнергии сегодня актуален, как никогда. Лампы накаливания потребляют большое количество электричества, но при этом не всегда обеспечивают должное освещение. Им на замену пришли светодиодные уличные фонари, осветители для дома и для автомобиля. О том, как самостоятельно сделать светодиодный фонарь, читайте далее.
Инструменты:
Материалы:
Один из простейших способов сделать светодиодную лампу – использовать корпус неработающей старой и установить в него отдельные светодиоды. Это позволяет без дополнительных усилий делать светодиодные фонари своими руками. Но когда работа делается с нуля, приходится работать более тщательно и ответственно. Мы предлагаем вашему вниманию сразу три схемы, по которым можно сделать мощный и экономный диодный фонарь. В каждой из предложенных схем советуем использовать светодиоды с мощностью 3 Вт. Цвет свечения можете подбирать на свое усмотрение (теплый или холодный). Но для дома более приятным будет теплый цвет, придавая помещению пастельные тона. На улице же лучше использовать холодный – он будет немного ярче. Схема светодиодного фонаря №1
В пределах 3,7-14 вольт данная схема показывает отличную стабильность в работе. Обратите внимание, что может падать коэффициент полезного действия при повышении напряжения. На выходе можно настроить напряжение 3,7 и поддерживать его во всем диапазоне. При помощи резистора R3 задайте выходное напряжение, но при этом не уменьшайте его слишком сильно. Нужно рассчитывать максимальный ток на LED1-светодиоде, а также максимально допустимое напряжение на LED2. Если ваш фонарь будет получать питание от Li-ion аккумулятора, то коэффициент полезного действия составит 90-95%. 4,2 вольта обеспечивают КПД в пределах 90%. 3,8 – 95%. Рассчитать можно простой формулой: P = U х I. Выбранный светодиод будет потреблять 0,7 А при напряжении 3,7 вольт. Делаем просчет: 0,7 х 3,7 = 2,59 Вт. От полученного числа отнимаем напряжение аккумулятора и умножаем на потребляемый ток: (4,2 – 3,7) х 0,7 = 0,35 Вт. И теперь вы с легкостью можете узнать точный КПД: (100 / (2.59 + 0.37)) х 2.59 = 87.5%. Мощные светодиоды обязательно нужно устанавливать на радиатор. Его можно взять с компьютерного блока питания. Можно использовать следующий вариант расположения деталей:
Обратите внимание, что при этом транзистор не касается к плате. Произведите следующие действия:
Схема светодиодного фонаря №2
Второй вариант – довольно экономичный. Вам понадобятся КТ819, КТ315 и КТ361. Используя их можно сделать неплохой стабилизатор, хотя потери будут незначительно большими, чем в предыдущем варианте. Схема довольно схожа с первой, однако все делается с точностью до наоборот. Напряжение подается конденсатором С4. Основное отличие в том, что выходной транзистор открывается резистором R1 и КТ315. В первой же схеме закрывается и открывается только КТ315. Все детали должны быть расположены следующим образом:
Дополнительный светодиод обеспечивает при этом хорошую стабилизацию. Следующая информация поможет при создании других низковольтных стабилизаторов.
Схема светодиодного фонаря №3
Последняя рассматриваемая схема позволяет значительно увеличить КПД, получить более высокую яркость свечения. В данном случае вам понадобятся четыре аккумулятора с общей емкостью не менее 13 Ач и дополнительная фокусная линза для светодиодов. В этом случае в дополнительном светодиоде необходимости нет. Все делается в SMD исполнении без транзисторов, которые потребляют энергию дополнительно. Благодаря этому срок автономной работы ощутимо увеличивается. Стабилизатором может выступать TL431. При этом коэффициент полезного действия может варьироваться от 90 до 99 процентов, что более чем хорошо. На выходе лучше всего ставить мощность 3,9 вольт. При этом светодиоды не будут перегорать многие месяцы, а то и годы. Хотя вполне возможен незначительный нагрев радиатора. Но это нормально. Сделать фонарь от 1,5 ВЕсли вам нет необходимости разбираться в сложных схемах, чтобы получить мощный осветительный прибор, предлагаем также простой способ, с помощью которого можно сделать простейшие (хотя и довольно слабые) светодиодные фонари для дома. Такого фонаря вполне хватит для домашнего использования. Чтобы упростить задачу, можно взять старый фонарик с лампой накаливания и работать с ним. Порядок действий следующий:
Когда схема готова, диод светит с максимальной яркостью и все работает, можно переходить к финишной работе.
Сделанный фонарь может полноценно и долго работать даже на разряженной батарее. Если батарейки нет вообще, лампочка загорится даже от нестандартного аккумулятора. Например, если в картошку вставить две проволоки из разных металлов и подключить светодиод. Не факт, что такой способ вам понадобится, но случаи бывают разные. Светодиодные фонари получили хорошие отзывы от покупателей за счет своего низкого энергопотребления, невысокой стоимости и надежности. Лампы накаливания – далеко не лучший на сегодняшний день вариант. И теперь вы знаете, ка сделать светодиодный фонарик самостоятельно из подручных средств. |
Блокинг – генератор представляет собой генератор кратковременных импульсов повторяющихся через довольно большие промежутки времени.
Одним из достоинств блокинг - генераторов являются сравнительная простота, возможность подключения нагрузки через трансформатор, высокий КПД, подключения достаточно мощной нагрузки.
Блокинг-генераторы очень часто используются в радиолюбительских схемах. Но мы будем запускать от этого генератора светодиод.
Очень часто в походе, на рыбалке или охоте нужен фонарик. Но не всегда под рукой есть аккумулятор или батарейки 3В. Данная схема может запустить светодиод на полную мощность от почти разряженной батарейки.
Немного о схеме. Детали: транзистор можно использовать любой (n-p-n или p-n-p) в моей схеме КТ315Г.
Резистор нужно подбирать, но об этом потом.
Кольцо ферритовое не очень большое.
И диод высокочастотный с низким падением напряжения.
Итак, убирался я в ящике в столе и нашел старый фонарик с лампочкой накаливания, конечно же, сгоревшей, а недавно видел схему этого генератора.
И решил я спаять схему и засунуть в фонарик.
Ну-с приступим:
Для начала соберем по этой схеме.
Берем ферритовое кольцо (я вытащил из балласта люминесцентной лампы) И мотаем 10 витков проводом 0,5-0,3мм (можно и тоньше, но не удобно будет). Намотали, делаем петельку, ну или отвод, и мотаем еще 10 витков.
Теперь берем транзистор КТ315, светодиод и наш трансформатор. Собираем по схеме (см. выше). Я поставил еще конденсатор параллельно с диодом, так ярче светилось.
Вот и собрали. Если светодиод не горит, поменяете полярность батарейки. Все равно не горит, проверьте правильность подключения светодиода и транзистора. Если все правильно и все равно не горит, значит не правильно намотан трансформатор. Если честно у меня тоже схема завелась далеко не с первого раза.
Теперь дополняем схему остальными деталями.
Поставив диод VD1 и конденсатор С1 светодиод засветится ярче.
Последний этап - подборка резистора. Вместо постоянного резистора ставим переменный на 1,5кОма. И начинаем крутить. Нужно найти то место где светодиод светит ярче, при этом надо найти место где если увеличить сопротивление хоть чуть-чуть светодиод гаснет. В моем случае это 471Ом.
Ну ладно, теперь ближе к делу))
Разбираем фонарик
Вырезаем из одностороннего тонкого стеклотекстолита кружок под размер трубки фонарика.
Теперь идем и ищем детали нужных номиналов размером несколько миллиметров. Транзистор КТ315
Теперь размечаем плату и разрезаем фольгу канцелярским ножом.
Лудим плату
Исправляем косяки, если таковы имеются.
Теперь чтобы паять плату нам нужно специальное жало, если нет - не беда. Берем проволоку 1-1,5мм толщиной. Тщательно зачищаем.
Теперь наматываем на имеющийся паяльник. Конец проволоки можно заострить и залудить.
Ну-с приступим припаивать детали.
Можно воспользоваться лупой.
Ну, вроде все припаяли, кроме конденсатора, светодиода и трансформатора.
Теперь тест-запуск. Все эти детали (не припаивая) прицепляем на «сопли»
Ура!! Получилось. Теперь можно не опасаясь все детали припаивать нормально
Мне вдруг стало интересно, какое же напряжение на выходе, я измерил
Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или сходил куда нибудь). Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3 Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый), но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор за вами.Первый вариант схемы фонарика
На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ? Если не верите, посчитайте сами.
При 4.2вольта КПД = 87%. При 3.8вольт КПД = 95%. P =U*I
Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт, отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток потребления: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 - плавный пуск для безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:
Выходной транзистор не должен прикасаться задней металлической стенкой к плате, просуньте между ними бумагу или нарисуйте на листе тетради чертеж платы и сделайте ее так, как на другой стороне листа. Для питания LED фонарика использовал две Li-ion батарейки от ноутбуковского аккумулятора, но вполне возможно использование телефонных аккумуляторов, желательно, чтобы их суммарный ток был 5-10А*ч (соединяем параллельно).
Приступим ко второму варианту диодного фонаря
Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно: КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и открывается вторым. Вариант расположения деталей:
Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с применением дополнительного светодиода. Кому интересно читаем, может пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или пропускаем и переходим к последнему варианту.
Итак, начнем с температурной стабилизации, кто проводил опыты знает на сколько это важно зимой или летом. Так вот, в этих двух мощных фонариках действует такая система: при увеличении температуры полупроводниковый канал увеличивается разрешая проходить большему количеству электронов чем обычно, поэтому кажется что сопротивление канала уменьшается и следовательно проходимый ток увеличивается, так как на всех полупроводниках действует одинаковая система, ток через светодиод тоже увеличивается закрывая все транзисторы до определенного уровня, а то есть напряжения стабилизации (эксперименты проводились в температурном диапазоне -21...+50 градусов Цельсия). Я собирал много схем стабилизаторов в интернете и удивлялся "как можно было допускать такие ошибки!” Кто-то даже рекомендовал свою схему для питания лазера, в которой 5 градусов превышения температуры готовило лазер на выброс, так что учитывайте и такой нюанс!
Теперь о самом светодиоде. Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор (КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество деталей.
Третий вариант LED фонаря
Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости 14А*часа. Принципиальная эл. схема:
Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 - 99%, если не верите - посчитайте. Фото готового самодельного устройства:
Да, кстати про яркость, тут я разрешил на выходе схемы 3.9 вольт и пользуюсь уже больше года, светодиод до сих пор живой, только радиатор немного греется. Но кому захочется, может себе установить и меньше напряжение питания, подбором выходных резисторов R2 и R3 (советую это делать на лампе накаливания, когда получиться нужный вам результат подключайте светодиод). Благодарю за внимание, с вами был Левша Леша (Степанов Алексей).
Обсудить статью МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ