Cum funcționează o lanternă
O lanternă de mână este un instrument necesar în viața de zi cu zi și la locul de muncă. Acolo unde nu există suficientă iluminare, vă va ajuta să finalizați treaba, să găsiți o defecțiune, să găsiți un obiect căzut sau rostogolit. Pentru a repara o lampă defectă sau pentru a o actualiza, trebuie să cunoașteți circuitul electric al acesteia.
Cum funcționează o lanternă portabilă
Dispozitivul unei lanterne este simplu. Este format dintr-un compartiment pentru baterii și un compartiment cu un emițător și un reflector, precum și un întrerupător de alimentare.
Acest conținut nu s-a schimbat de la inventarea unei lămpi electrice de buzunar, deși baza elementului s-a schimbat dramatic.
Diagrama unei lanterne simple
Schema circuitului electric a unei lanterne simple constă doar din trei elemente:
- baterii (sau mai multe);
- întrerupător;
- becuri incandescente.
Schema unei lanterne pe LED-uri
În condițiile moderne, lămpile cu incandescență sunt înlocuite intens cu LED-uri.Nu au rezistat concurenței din cauza eficienței mai mici și a duratei de viață mai scurte. Elementele emițătoare de lumină semiconductoare au devenit, de asemenea, răspândite în lămpile portabile de mână. Dar doar luarea și înlocuirea unui bec cu un LED (sau o matrice de LED-uri) nu va funcționa. Aveți nevoie de un dispozitiv care să limiteze curentul prin elementele semiconductoare. Se numeste conducător auto și este un stabilizator electronic de curent.
Dezavantajul unei astfel de scheme este mentenabilitatea scăzută a unei astfel de lanterne - pentru a restabili circuitul electronic, va fi necesar un meșter calificat și un echipament de laborator adecvat.
Șoferul poate fi un normal rezistor, care va limita curentul și va stinge excesul de tensiune. Dar o cantitate suficient de mare de putere se va pierde inutil pe rezistență. Pentru un felinar alimentat de la rețea, acest fapt nu este important, dar pentru un corp de iluminat alimentat cu baterii sau reîncărcabil, un astfel de dezavantaj poate fi critic.
Important! Un alt element se adaugă la designul lămpii LED - un radiator care înlătură. Deși radiația LED-urilor nu este în mod fundamental legată de încălzire, legea Joule-Lenz nu poate fi ocolită. Când curentul trece prin elementele radiante, se generează căldură. Dacă nu luați măsuri, atunci supraîncălzirea LED-ului va reduce semnificativ durata de viață a acestora.
Schema farului
Un design popular al lanternei cu LED este farul. O astfel de lampă vă permite să vă eliberați complet mâinile și să direcționați fasciculul de lumină în locul potrivit, întorcând capul: urmărindu-vă privirea.Acest lucru este convenabil atunci când reparați o mașină, când mergeți în zone întunecate etc.
Schema unei astfel de lămpi se bazează pe principiul:
- circuit de control (responsabil pentru comutarea modurilor);
- amplificator tampon;
- comutator tranzistor pentru a porni LED-ul.
Una dintre opțiunile pentru un astfel de dispozitiv este atunci când unitatea de control este realizată pe un microcontroler standard (de exemplu, ATtiny85), în care programul de control al modului emițător este conectat, amplificatorul operațional OPA335 servește ca amplificator intermediar și câmpul IRLR2905. tranzistorul de efect este folosit ca cheie.
O astfel de schemă este ieftină, fiabilă, dar are un dezavantaj tehnologic: controlerul trebuie programat înainte de instalare. Prin urmare, în producția de masă, un microcircuit specializat FM2819 este utilizat ca unitate de control (abrevierea 819L poate fi aplicată carcasei). Acest cip poate porni și opri elementul emițător de lumină și este programat cu patru moduri:
- luminozitate maximă;
- luminozitate medie;
- luminozitate minimă;
- stroboscop (lumină intermitentă).
Modurile sunt comutate ciclic printr-o apăsare scurtă pe buton. O apăsare lungă pune lanterna în modul SOS. Nu puteți schimba programul (cel puțin, fișa de date nu menționează o astfel de posibilitate). Microcircuitul nu necesită un amplificator intermediar, dar LED-urile foarte puternice nu pot fi conectate direct la ieșire - există o limită de sarcină (și există protecție împotriva depășirii acesteia).
Prin urmare, elementele puternice sunt conectate printr-o cheie.În cele mai multe cazuri, este un tranzistor cu efect de câmp care permite funcționarea pe termen lung cu un curent mare în circuitul de scurgere, de exemplu, Fairchild FDS9435A sau altele similare, care pot fi selectate în funcție de parametrii din tabelul de caracteristici FDS9435A.
| Structura | Tensiune maximă poartă-sursă, V | Rezistența canalului deschis | Puterea maximă disipată, W | Curent de scurgere maxim în modul continuu, A |
| Canalul R | 25 | 0,05 ohmi la 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Circuitul lanternei este redus la doar două elemente active și o bandă de mai mulți condensatori și rezistențe (plus celule de baterie și o matrice de LED-uri, de la sine).
Schema unei lanterne reîncărcabile cu încărcare la rețea 220
Este mai convenabil și mai economic să alimentați lanterna nu cu baterii, ci cu baterii reîncărcabile. Este și mai convenabil să aveți o astfel de lampă, a cărei încărcare a elementelor poate fi reînnoită fără a le scoate din carcasă. Pur și simplu conectați lanterna la o rețea monofazată de 220 V.
Iată elementele adăugate schemei obișnuite:
- redresor cu undă completă pe diode VD1, VD2 (poate fi asamblat și într-un circuit în punte);
- condensator de balast pentru amortizarea excesului de tensiune C1 cu rezistența de descărcare R1;
- rezistența R2 pentru a limita curentul de încărcare a bateriei;
- lanțul R4VD5 pentru a indica conectarea la rețea.
Important! Astfel de circuite fără transformator au un dezavantaj semnificativ. Dacă atingeți accidental orice punct din circuit, există riscul de a fi alimentat. Utilizarea unui transformator coborâtor de rețea va duce la o creștere semnificativă a caracteristicilor de greutate și dimensiune.
Prin urmare, o astfel de schemă devine din ce în ce mai puțin comună. Bateriile pot fi reîncărcate fără a le scoate folosind surse de alimentare externe de joasă tensiune (inclusiv încărcarea de la un dispozitiv compatibil USB).
Modernizarea felinarelor
La o examinare mai atentă a circuitului lanternei din secțiunea anterioară, devine evident că LED-ul VD5 este întotdeauna aprins atunci când este conectat la o rețea de 220 V. Stralucirea sa nu depinde de încărcare și chiar de prezența bateriilor. Pentru a elimina acest neajuns, circuitul indicator trebuie inclus în circuitul de încărcare a bateriei. Pentru a face acest lucru, trebuie să instalați un rezistor R5 cu o putere de 0,5 W, astfel încât la un curent de 100 mA, aproximativ 3 V (aproximativ 30 ohmi) să cadă pe acesta. Lanțul indicator trebuie să fie conectat în paralel în ceea ce privește polaritatea.
Toate modificările și completările sunt afișate cu o linie albastră. După modificări, LED-ul se va aprinde numai dacă există un curent de încărcare (când puterea matricei radiante este oprită!)
Control medical
Dacă lanterna chinezească este nefuncțională, puteți încerca să găsiți elementul defect și să îl înlocuiți fie reparație. Algoritmul de căutare este prezentat pe exemplul unei lămpi cu încărcare la rețea.
- Dacă felinarul nu strălucește, atunci când este pornit, indicatorul nu se aprinde, trebuie să verificați dacă 220 V vine în circuit. Pentru a face acest lucru, măsurați tensiunea AC la punctul 1. Dacă nu există tensiune, verificați cablul de alimentare și conectorul.
- Dacă totul este în ordine, LED-ul ar trebui să fie aprins. Dacă nu, verificați circuitul acestuia, precum și dioda VD2 pentru un scurtcircuit.
- Apoi, trebuie să scoateți bateriile și să verificați tensiunea constantă la punctul 2 - ar trebui să fie aproximativ egală cu tensiunea bateriilor. Dacă nu, verificați starea diodelor VD1, VD2.
- Dacă totul este în ordine, probabil că bateriile sunt proaste. Trebuie să verificați tensiunea pe ele.
- Dacă nu este cazul, trebuie să verificați starea comutatorului sunând-l cu un tester în modul de testare a sunetului (cu dispozitivul oprit din rețea și bateriile scoase!).
- Dacă totul este în regulă aici, defecțiunea trebuie căutată în driver sau în matricea LED-urilor.
Dacă aveți puține cunoștințe în inginerie electrică, modernizarea sau repararea unei lanterne portabile nu este dificilă. Principalul lucru este să înțelegeți dispozitivul său.