Светодиоды для фонариков своими руками

Инструкция по изготовлению диодного фонаря своими руками

Светодиодные источники света на сегодняшний день пользуются наибольшим успехом среди потребителей. Особенно популярны диодные фонари. Обзавестись светодиодным ручным фонариком можно по-разному: его можно купить в магазине или же сделать своими руками.

Светодиодный ручной фонарик

Многие люди, которые разбираются в электронике хотя бы немного, по разным причинам, все чаще предпочитают делать такие осветительные приспособления своими руками. Поэтому в данной статье будут рассмотрены несколько вариантов того, как можно самостоятельно сделать диодный ручной фонарик.

Преимущества led-светильников

На сегодняшний день одним из самых выгодных эффективных источников света считается светодиод. Он способен создавать яркий световой поток при небольших мощностях, а также имеет массу других положительных технических характеристик.
Сделать своими руками фонарик из диодов стоит по следующим причинам:

отдельные светодиоды стоят не дорого;
все моменты сборки достаточно легко реализуются своими руками;
самодельный осветительный прибор может работать на батарейках (двух или одной);

Обратите внимание! По причине низкого потребления электроэнергии светодиодов во время работы существует много схем, где в качестве питания прибора выступает всего одна батарейка. При необходимости ее можно будет заменить аккумулятором соответствующих габаритов.

наличие простых схем для сборки.

Светодиоды и их свечение

Кроме этого получившийся светильник прослужить значительно дольше, чем аналоги. При этом можно выбрать любой цвет свечения (белый, желтый, зеленый и т.д.). Естественно, что самыми актуальными здесь цветами будут желтый и белый. Но, если нужно сделать особенную подсветку какого-нибудь торжества, то можно использовать и светодиоды с более экстравагантным цветом свечения.

Где можно использовать и особенности светильника

Очень часто бывает ситуация, когда нужен свет, но нет возможности установить систему подсветки и стационарных осветительных приборов. В такой ситуации на выручку придёт переносной светильник. Светодиодный ручной фонарик, который можно сделать с одной или несколькими батарейками, найдет обширное применение в быту:

его можно использовать для работы на садовом участке;
осуществлять подсветку чуланов и прочих помещений, где отсутствует подсветка;
использовать в гараже при осмотре транспортного средства в смотровой яме.

Обратите внимание! При желании по аналогии с ручным фонариком можно сделать модель светильника, которую будет легко установить на любую поверхность. В таком случае фонарик станет уже не переносным, а стационарным источником света.

Чтобы сделать своими руками светодиодный фонарик ручного типа нужно помнить, прежде всего, о недостатках диодов. Действительно широкому распространению led-продукции препятствуют такие ее недостатки, как нелинейная вольтамперная характеристика или ВАХ, а также наличие «неудобного» напряжения для питания. В связи с этим все светодиодные светильники содержат специальные преобразователи напряжения, которые работают от индуктивных накопителей энергии или трансформаторов. В связи с этим перед тем, как приступать к самостоятельной сборке такого светильника своими руками, нужно подобрать необходимую схему.
Собираясь изготовить ручной фонарик из светодиодов необходимо в обязательном порядке продумать его питание. Можно сделать такой светильник на батарейках (двух или одной).
Рассмотрим несколько вариантов того, как можно изготовить диодный ручной фонарик.

Схема со сверхярким светодиодом DFL-OSPW5111Р

Данная схема будет предполагать питание от двух, а не от одной, батарейки. Схема по сборки данного типа осветительного прибора имеет следующий вид:

Схема сборки фонарика

Эта схема предполагает питание светильника от батареек типа АА. При этом в качестве источника света будут взят сверхяркий светодиод DFL-OSPW5111Р с белым типом свечения, имеющий яркость 30 Кд и потребление тока на уровне 80 мА.
Чтобы сделать своими руками мини-фонарик из светодиодов на батарейках, нужно запастись следующими материалами:

две батарейки. Достаточно будет обычной «таблетки», но можно использовать и другие виды батареек;
«карман» для источника питания;

Обратите внимание! Лучшим выбором будет «карман» для батарейки, сделанный на старой материнской плате.

Сверхяркий диод для фонаря

кнопка, с помощью которой будет включаться самодельный светильник;
клей.

Из инструментов в данной ситуации нужны будут:

пистолет для клея;
припой и паяльник.

Когда все материалы и инструменты собраны, можно приступать к работе:

сначала из старой материнской платы извлекаем карман батарейки. Для этого нам понадобиться паяльник;

Обратите внимание! Выпаивание детали следует делать очень аккуратно, чтобы в процессе не повредить контакты кармана.

кнопку для включения фонарика следует припаять к плюсовому полюсу кармана. Только после этого к ней будет припаиваться ножка светодиода;
вторую ножку диода необходимо припаять к минусовому полюсу;
в результате получиться простая электрическая цепь. Она будет замыкаться при нажатии кнопки, что и приведет к свечению источника света;
после сборки цепи устанавливаем батарейку и проверяем ее работоспособность.

Если схема была собрана правильно, то при нажатии на кнопку светодиод начнет светиться. После проверки, для повышения прочности цепи, электрические спайки контактов можно залить горячим клеем. После этого цепи помещаем в корпус (можно использовать от старого фонарика) и пользуемся на здоровье.
Плюсом такого метода сборки являются небольшие габариты светильника, который легко поместиться в кармане.

Второй вариант сборки

Еще одним способом сделать светодиодный самодельный фонарик – использовать старый светильник, в котором перегорела лампочка. В данном случае можно также запитать прибор одной батарейкой. Здесь для сборки будет использоваться следующая схема:

Схема для сборки карманного фонарика

Сборка по этой схеме происходит следующим образом:

берем ферритовое кольцо (его можно извлечь из люминесцентной лампы) и наматываем на него 10 витков провода. Провод должен иметь сечение 0,5-0,3 мм;
после того, как намотали 10 витков, делаем отвод или петельку и снова мотает 10 витков;

Обмотанное ферритовое кольцо

далее по схеме соединяем трансформатор, светодиод, батарейку (одной пальчиковой будет вполне достаточно) и транзистор КТ315. Можно еще поставить конденсатор для яркости свечения.

Если диод не засиял, значит необходимо поменять полярность батарейки. Если не помогло, то дело было не в батарейке и нужно проверить корректность подключения транзистора и источника света. Теперь дополняем нашу схему оставшимися деталями. Теперь схема должна иметь следующий вид:

Схема с дополнениями

При включении в схему конденсатора С1 и диода VD1, диод начнет светить намного ярче.

Визуализации схемы с дополнениями

Теперь только осталось выбрать резистор. Лучше всего ставить переменный резистор на 1,5 кОма. После этого нужно отыскать то место, в котором светодиод буде светит ярче всего. Далее сборка фонарика с одной батарейкой предполагает проведение следующих действий:

теперь разбираем старый светильник;
из узкого однобокого стеклотекстолита вырезаем круг, который должен соответствовать диаметру трубки осветительного прибора;

Обратите внимание! Под соответствующий диаметр трубки стоит подбирать все детали электроцепи.

Детали подходящего размера

далее размечаем плату. После этого ножиком разрезаем фольгу и лудим плату. Для этого паяльник должен иметь специальное жало. Его можно сделать своими руками, накрутив на конец инструмента проволоку шириной 1-1,5 мм. Конец проволоки нужно заострить и залудить. Должно получиться примерно так;

Подготовленное жало паяльника

припаиваем к подготовленной плате детали. Она должна иметь следующий вид:

после этого соединяем припаянную плату с первоначальной схемой и проверяем ее работоспособность.

Проверка работоспособности схемы

После проверки нужно хорошо припаять все детали. Особенно важно нормально припаять светодиод. Также стоит уделить внимание контактам, идущим к одной батарейке. В итоге должно получиться следующее:

Плата с припаянным светодиодом

Теперь осталось только вставить все в фонарик. После этого края платы можно покрыть лаком.

Готовый светодиодный самодельный фонарик

Такой фонарик можно запитать даже от одной разряженной батарейки.

Разновидности схем сборки

Для того чтобы своими руками собрать светодиодный фонарик, можно использовать самые разнообразные схемы и варианты сборки. Правильно подобрав схему можно даже сделать мигающий осветительный прибор. В такой ситуации следует использовать специальный мигающий светодиод. Такие схемы обычно включают транзисторы и несколько диодов, которые подключаются к различным источникам питания, в том числе и к батарейкам.
Есть варианты сборки ручного диодного светильника, когда вообще можно обойтись без батареек. К примеру, в такой ситуации можно использовать следующую схему:

Схема сборки фонарика без батарейки

Здесь в качестве источника питания будет выступать шаговый двигатель, взятый из дисковода гибких дисков. Он генерирует поток из свободных электронов за счет совершения ротором маятниковых движений.

Заключение

Для самостоятельной сборки светодиодного фонарика существует большое количество разнообразных схем. Мы привели лишь самые популярные из них. При желании можно даже модифицировать базовую схему, подогнав ее к собственным запросам.

Источник

Переносной дальнобойный фонарь на светодиодах или как сделать ручной сверхмощный прожектор на аккумуляторах своими руками

В своей статье я расскажу вам, как сделать безумно яркий аккумуляторный светодиодный фонарь, и превратить ночь в день своими руками.

Большинство из нас пользуется фонарями в походах, для ночных прогулок или просто, когда выходит в темноту. Обычно эти фонари мы покупаем в хозяйственных магазинах, и они светят достаточно тускло. Чтобы исправить это, я придумал и собрал сверхмощный фонарь, который подходит для освещения дороги ночью, создания крутых фото и видео эффектов (вроде светящихся сфер в научной фантастике), освещения рабочей площадки и много другого и все это за разумную стоимость.

Шаг 1: Используемые материалы

Даю список использованных мной материалов, можно взять такие же или подобрать что-то похожее.

Также вам понадобятся провода, клеммная колодка, предохранители и держатели для них, припой, термоусадка и тд.

Получившийся дальнобойный фонарь выйдет примерно втрое дешевле, чем магазинные аналоги. И не забывайте, что аккумулятор и зарядное устройство можно использовать в других приборах. Также во время сборки ручного фонаря вы приобретете новые знания и опыт, а это бесценно.

Шаг 2: Основные рабочие моменты сборки фонаря

Так как диод в нашем прожекторе потребляет огромное количество энергии, вплоть до 100 Вт (33 В и 3 А), он отдает очень много тепла, поэтому ему нужен серьезный теплоотвод. Тот, что я указал в своем списке может показаться вам чересчур большим, и так оно и есть, но и наш фонарь сам по себе «чересчур».

Чтобы обеспечить энергией этого «зверя» вам понадобится мощный аккумулятор, для приборов с высоким энергопотреблением, также он должен быть легким и компактным, ведь мы с вами как-никак переносной фонарь делаем, — свинцово-кислотные сразу отпадают. Этим требованиям отвечают литий-полимерные аккумуляторы. Такие обычно устанавливают на дронов и РУ-модели. Они небольшие, легкие и их можно быстро разрядить – то, что надо для нашего фонаря. Я установил в свой фонарь 11,1В аккумулятор (ссылка выше).

Так как мощность аккумулятора 11,1В, а диоду нужно 33В, мы и взяли повышающий преобразователь. Он использует встроенный потенциометр, чтобы повышать входное напряжение 11,1В до 33В на выходе. Вы должны следить, чтобы диод не получал больше 34В, и не меньше 26В. Для того, чтобы отслеживать выходное напряжение преобразователя вам и нужен будет цифровой вольт-амперметр. Он показывает вам напряжение и силу тока, идущего к диоду. Все это позволяет нам регулировать яркость света и помогает предотвратить подачу тока слишком высокого напряжения. Для дополнительной защиты мы установим 4А плавкие предохранители на выходе преобразователя. Как бы забавно ни было взорвать 100Вт диод, ждать доставки снова не хочется.

Индикатор разряда необходим для предотвращения глубокого разряда, ввиду чувствительной внутренней химии литий-полимерных аккумуляторов такой индикатор необходим. Каждый элемент аккумулятора будет заряжаться при напряжении до 4,2В на каждый элемент, и не ниже 3В. Если напряжение опустится ниже 3В, оно быстро упадет до 1В, это повредит элемент. Мы предупредим это, установив индикатор разряда на 3,2В (раздастся звуковой сигнал) с помощью кнопки наверху. Но если по какой-то неизвестной причине напряжение упадет ниже 3,2В, быстро поставьте аккумулятор на зарядку на наименьший уровень заряда, это позволит восстановить аккумуляторный элемент с минимальными повреждениями.

В своем фонаре я установил два выключателя – один, главный, на общее питание, второй – только на диод. Я сделал это для того, чтобы при выключенном свете система охлаждения, индикатор разряда и цифровой вольтамперметр продолжали работать. Так я могу видеть напряжение в аккумуляторе с включенным или выключенным светом, кроме того, мне нравится слушать, как мой прибор шумит при включении главного выключателя.

Шаг 3: Монтируем диод к теплоотводу

Чтобы начать монтаж, нанесите на диод термопасту, как показано на картинке сверху (так как применение термопасты имеет много противоречивых отзывов, вы можете этого не делать). После этого я прикрутил винтами алюминиевый теплоотвод, лежавший у меня без дела, к диоду, и закрепил их на большом теплоотводе, как на другой картинке выше.

Не закручивайте гайки слишком сильно, чтобы не погнуть диод.

Вы можете приклеить линзу с рефлектором на этом этапе, используя эпоксидную смолу.

Шаг 4: Корпус

Корпус я взял от старого сломанного фонаря. Сначала я достал его содержимое – две лампочки от автомобильных фар и две небольшие свинцовокислые батареи. Потом я немного модифицировал корпус, чтобы уместить в нем новое содержимое. Для этого мне понадобились: термоклей, эпоксидная смола, наждачная бумага и гравер.

Сначала я удалил некоторые суппорты с помощью гравера. Потом я произвел предварительную сборку всех деталей и присоединил провода к рефлектору, лишнюю длину проводов я отрезал позже. В таких случаях всегда помогает эпоксидная смола. Теперь нужно попробовать, как собранные детали помещаются в корпусе, у меня все уместилось отлично. Затем я прорезал вентиляционные отверстия для кулера и закрыл их куском решетки от динамика старого сломанного айпода. Еще я прорезал и зашкурил отверстия под цифровой вольтамперметр, индикатор разряда, главный выключатель и подстроечный потенциометр, и установил их и повышающий преобразователь, использовав для этого очень много термоклея, потому что внутри корпуса его не видно.

Потом я добавил несколько завершающих штрихов – застежки-липучки на аккумуляторе и на ручке фонаря, чтобы его удобно было крепить к чему-нибудь, и приклеил наклейки, которые пришли в комплекте с аккумулятором. Теперь пора заняться проводами.

Я думаю, не у всех будет такая роскошь, как уже готовый корпус для фонаря, и мне очень интересно, как вы решите эту проблему.

Шаг 5: Электропроводка

Я набросал примитивную схему электропроводки в фонаре. Когда вы будете монтировать проводку фонаря, оставляйте провода достаточно длинными, чтобы их хватило на размер корпуса. Я соединил большую часть проводов до того, как поместил все в корпус, но можно сначала разместить компоненты и после этого протягивать провода, это зависит от корпуса вашего фонаря.

На этом этапе вам понадобится клеммная колодка для соединений с землей и питанием, провода (12 или 14 американский калибр, для соединений с большой мощностью), 4А плавкий предохранитель и держатель для него, и другие мелочи.

Не забудьте все соединения прятать в термоусадку. Сначала припаяйте провод к гнезду коннектора XT60, последовательно соедините выключатель с заземляющим проводом, этот выключатель будет главным. Затем закрепите концы в клеммной колодке, создавая положительную и заземляющую линии (в зависимости от используемой вами клеммной колодки, возможно вам придется вести провода от каждого соединения к клеммам).

Повышающий преобразователь

Припаяйте провода питания и заземления к входам.
Выключатель соедините с держателем предохранителя и подключите к отрицательному выходу. Здесь мы подключим 4А предохранитель.

Для регулировки напряжения, идущего на диод, вам нужен будет доступ к потенциометру. Я для этого вывел уже имеющийся в преобразователе подстроечный потенциометр в доступ.

Цифровой вольтамперметр и диод

Соедините два тонких провода (красный с плюсом, черный с землей), чтобы запитать клеммную колодку. Черный провод большего диаметра соедините с отрицательным выходом повышающего преобразователя, после держателя предохранителя.
Желтый провод пойдет к отрицательному выходу диода. Красный провод большего диаметра пойдет к положительному выходу повышающего преобразователя.

Индикатор разряда

Чтобы подключить индикатор разряда, соедините балансировочный разъем с выводами от земли до третьего, перекусите заземленный провод и соедините с основным разъемом земли на клеммной колодке.

Шаг 6: Чего делать не надо

А вот список вещей, которых делать НЕ надо:

Мои ошибки в основном касались повышающего преобразователя, я взорвал 4 платы в процессе сборки своего фонаря. Ничего страшного, ведь на ошибках учатся — лучшего оправдания я не смог придумать.

Преобразователи 1 и 2 (да, эту ошибку я совершил дважды  не коротите выход – плата может потрескаться или обуглиться). Первый раз я задел провода, идущие к диоду. Когда я поднял напряжение на диоде, меня ослепило, и я случайно закоротил провода.

Преобразователь 3. Не спешите и не пытайтесь тянуть провода до того, как пайка полностью расплавится, иначе вы вырвете контактную площадку. Припой не содержит свинца и времени, чтобы он расплавился уйдет больше, чем у припоя 60/40.

Преобразователь 4. Не перепутайте случайно полярности входов. Будет фейерверк, обязательно.
Кроме этих ошибок, процесс шел гладко.

Шаг 7: Что я хочу изменить

Я планирую внести следующие изменения:

я собираюсь заменить подстроечный потенциометр на более подходящий, с удобной ручкой, и как-то добавить ограничение напряжения.
сделать адаптер для параллельного подключения двух аккумуляторов.
сделать контроллер вентилятора.
поэкспериментировать над сужением светового луча.
сделать адаптер для подключения к сети.

Также я планирую сделать уменьшенную водонепроницаемую версию своего фонаря, его корпус сам по себе будет теплоотводом. Об этом я сделаю отдельную статью.