Jak se vyrábí svítilna

Svítilna je nepostradatelným nástrojem v domácnosti i v průmyslu. Všude tam, kde je nedostatek světla, vám pomůže dokončit práci, najít problém, lokalizovat spadlý nebo povalený předmět. Chcete-li opravit vadnou svítilnu nebo ji modernizovat, musíte znát její schéma zapojení.

Jak funguje ruční svítilna

Konstrukce ruční svítilny není složitá. Skládá se z přihrádky na baterie a přihrádky se zářičem a reflektorem a z vypínače.

Složení ruční svítilny.

Tento obsah se od vynálezu kapesní elektrické svítilny nezměnil, ačkoli se zásadně změnila součástková základna.

Schéma jednoduchého hořáku

Schéma elektrického obvodu jednoduché kapesní svítilny se skládá pouze ze tří prvků:

• baterii (nebo několik baterií);
• vypínač;
• Žárovka.

Schéma svítilny s žárovkou.

Schéma svítilny LED

V moderních podmínkách jsou žárovky intenzivně nahrazovány LED diodami. V konkurenci neobstály kvůli nižší účinnosti a kratší životnosti. V přenosných ručních svítidlech se také hojně používají polovodičové prvky vyzařující světlo. Pouhá výměna žárovky za LED diodu (nebo matici LED diod) však nefunguje. Potřebujete zařízení, které omezuje proud procházející polovodičovými prvky. To se nazývá řidič a je elektronickým regulátorem proudu.

Schéma kapesního svítidla na matrici LED.

Nevýhodou tohoto zapojení je malá opravitelnost takové svítilny - k obnově elektronického obvodu by byl zapotřebí kvalifikovaný technik a příslušné laboratorní vybavení.

Schéma maticové svítilny LED s rezistorem jako ovladačem.

Řidič může být běžný rezistorkterý omezí proud a zhasne nadměrné napětí. Na rezistoru se však vyplýtvá poměrně hodně energie. U svítilen napájených ze sítě není tato skutečnost důležitá, ale u svítilen napájených z baterií nebo akumulátorů může být tato nevýhoda rozhodující.

Důležité! Do konstrukce svítilny LED se přidává další prvek - chladič. Záření LED diod sice není zásadně spojeno s ohřevem, ale Jouleův-Lenzův zákon nelze obejít. Při průchodu proudu vyzařovacími prvky vzniká teplo. Pokud se to nezkontroluje, přehřátí diod LED výrazně zkrátí jejich životnost.

Přečtěte si také

Ručně vyrobená pochodeň

 

Schéma světlometu

Oblíbeným provedením svítilny LED je čelovka. Taková svítilna vám umožní zcela uvolnit ruce a nasměrovat paprsek světla na požadované místo otočením hlavy: podle vašeho pohledu. To je výhodné při opravě auta, chůzi v tmavých prostorách apod.

Schéma takového svítidla je sestaveno podle následujícího principu:

• řídicí obvod (zodpovědný za přepínání režimů);
• vyrovnávací zesilovač;
• tranzistorový spínač pro zapnutí LED diody.

Jednou z variant takového zařízení je, že řídicí jednotka je provedena na standardním mikrokontroléru (například ATtiny85) s programem pro řízení režimu emitoru, mezilehlým zesilovačem je operační zesilovač OPA335 a jako přepínač je použit tranzistor IRLR2905.

Schéma kapesní LED svítilny založené na mikrokontroléru.

Toto zapojení je levné a spolehlivé, ale má technologickou nevýhodu: před instalací je nutné regulátor naprogramovat. Proto se v sériové výrobě jako řídicí jednotka používá specializovaný čip FM2819 (na pouzdře může být použito zkrácené označení 819L). Tento čip dokáže zapínat a vypínat světelný prvek a je naprogramován na čtyři režimy:

• maximální jas;
• střední jas;
• minimální jas;
• stroboskop (blikající světlo).

Režimy se přepínají cyklicky krátkým stisknutím tlačítka. Dlouhým stisknutím tlačítka přepnete svítilnu do režimu SOS. Program není možné měnit (alespoň v datasheetu není taková možnost uvedena). Přístroj nevyžaduje žádný mezilehlý zesilovač, ale není možné připojit velmi výkonné LED diody přímo na výstup - je zde omezení zátěže (a ochrana proti překročení zátěže).

Schéma kapesní LED svítilny na specializovaném čipu.

Proto jsou výkonné prvky připojeny pomocí přepínače. Ve většině případů se jedná o tranzistor s polem, který umožňuje trvalý vysokoproudový provoz v obvodu drain, například FDS9435A od společnosti Fairchild nebo podobný, který lze vybrat z parametrů uvedených v tabulce specifikací FDS9435A.

Obvod svítilny se skládá pouze ze dvou aktivních prvků a svazku několika kondenzátorů a rezistorů (plus bateriových článků a matice LED diodsamozřejmě).

Přečtěte si také

Popis a hodnocení světlometů

 

Schéma dobíjecí svítilny s nabíjením na 220 V

Pohodlnější a úspornější je napájet svítilnu nikoli z baterií, ale z dobíjecích baterií, které lze dobíjet. Ještě pohodlnější je mít svítilnu, jejíž články lze dobíjet bez nutnosti vyjmout je z pouzdra. Svítilnu stačí připojit k jednofázové elektrické síti 220 V.

Schéma LED svítilny s jednofázovým nabíjením 220 V.

Zde byly do běžného obvodu přidány prvky:

• půlvlnný usměrňovač na diodách VD1, VD2 (lze také sestavit do můstkového zapojení);
• Předřadný kondenzátor pro zhášení nadměrného napětí C1 s vybíjecím odporem R1;
• odpor R2 k omezení nabíjecího proudu baterie;
• Řetězec R4VD5 pro indikaci připojení k elektrické síti.

Důležité! Tyto beztransformátorové obvody mají značnou nevýhodu. Při náhodném dotyku jakéhokoli místa v obvodu hrozí nebezpečí, že bude pod napětím. Použití síťového snižovacího transformátoru naopak vede k výraznému zvýšení hmotnostních charakteristik.

Proto je tento režim stále vzácnější. K nabíjení baterií bez jejich vyjmutí se používají externí zdroje napájení s nízkým výstupním napětím (včetně nabíjení ze zařízení kompatibilního s USB).

Upgrade svítilen

Při podrobném prozkoumání schématu svítilny z předchozí části je zřejmé, že LED VD5 svítí vždy, když je připojena k napětí 220 V. Jeho svit je nezávislý na nabití a dokonce i na přítomnosti baterií. Pro odstranění této nevýhody by měl být indikační obvod součástí nabíjecího obvodu baterie. Za tímto účelem nainstalujte 0,5W rezistor R5 tak, aby při proudu 100 mA kleslo napětí asi o 3 V (asi 30 ohmů). Indikační obvod musí být zapojen paralelně, přičemž je třeba dodržet polaritu.

Schéma úpravy indikačního obvodu.

Všechny změny a doplňky jsou vyznačeny modrou čarou. Po úpravě bude LED dioda svítit pouze v případě nabíjecího proudu (při vypnutém napájení matic emitoru!).

Přečtěte si také

Top z nejlepších svítilen

 

Kontrola funkčnosti

Pokud je čínská svítilna nefunkční, můžete se pokusit najít vadný prvek a vyměnit ho nebo. Oprava. Vyhledávací algoritmus je uveden na příkladu svítilny napájené ze sítě.

Schéma pro kontrolu funkčnosti svítilny.

1. Pokud svítilna nesvítí a indikátor se po zapojení nerozsvítí, měli byste zkontrolovat, zda do obvodu přichází 220 V. Za tímto účelem změřte střídavé napětí v bodě 1. Pokud není napětí, zkontrolujte napájecí kabel a konektor.
2. Pokud je vše v pořádku, měla by svítit kontrolka LED. Pokud tomu tak není, zkontrolujte jeho obvod a také diodu VD2, zda nedošlo ke zkratu.
3. Poté vyjměte baterie a zkontrolujte stejnosměrné napětí v bodě 2 - mělo by se přibližně rovnat napětí baterie. Pokud ne, zkontrolujte, zda jsou diody VD1, VD2 v pořádku.
4. Pokud je vše v pořádku, jsou pravděpodobně vadné baterie. Zkontrolujte napětí baterie.
5. Pokud tomu tak není, je třeba spínač zkontrolovat pomocí testeru v režimu zvukové zkoušky (při odpojení přístroje od sítě a odpojení baterií!).
6. Pokud je i zde vše v pořádku, je chyba v ovladači nebo v matici LED.

S trochou znalostí elektrotechniky není obtížné ruční svítilnu vylepšit nebo opravit. Hlavní je porozumět konstrukci.