Sådan er en fakkel bygget op

En lommelygte er et uundværligt værktøj i hjemmet og i industrien. Hvor der er mangel på lys, hjælper det dig med at få arbejdet gjort, finde et problem, finde en nedfalden eller rullet genstand. For at kunne reparere en defekt lanterne eller opgradere den skal du kende dens ledningsdiagram.

Sådan fungerer en håndbrænder

Konstruktionen af en håndbrænder er ikke kompliceret. Den består af et batterirum og et rum med en emitter og en reflektor samt en afbryder.

Sammensætningen af den håndholdte lommelygte.

Dette indhold har ikke ændret sig siden opfindelsen af den elektriske lommelygte, selv om komponentgrundlaget har ændret sig drastisk.

Skematisk diagram af en simpel lommelygte

Det elektriske kredsløbsdiagram for en simpel lommelygte består kun af tre elementer:

• et batteri (eller flere);
• afbryder;
• Wolframpære.

Skematisk diagram af en lommelygte med en glødepære.

Et skematisk diagram af en LED-lommelygte

Under moderne forhold er glødepærer i høj grad blevet erstattet af LED'er. De har ikke modstået konkurrencen på grund af deres lavere effektivitet og kortere levetid. I bærbare håndholdte armaturer anvendes der også i vid udstrækning lysemitterende halvlederelementer. Men det er ikke nok at udskifte en pære med en LED (eller en matrix af LED'er). Du har brug for en anordning, der begrænser strømmen gennem halvlederelementerne. Dette kaldes en driver og er en elektronisk strømregulator.

Diagram af en lommelygte på en LED-matrix.

Ulempen ved dette kredsløb er, at en sådan lommelygte kun i ringe grad kan repareres - der skal en kvalificeret tekniker og passende laboratorieudstyr til at genoprette det elektroniske kredsløb.

Diagram over LED-matrixlampe med en modstand som driver.

Chaufføren kan være en almindelig modstandsom begrænser strømmen og slukker for overskydende spænding. Men der vil blive spildt en hel del strøm på modstanden. For en netdrevet lanterne er dette forhold ikke vigtigt, men for en batteri- eller batteridreven lanterne kan denne ulempe være kritisk.

Vigtigt! I designet af LED lanterne tilføjes et andet element - en køleplade. Selv om LED'ernes stråling ikke grundlæggende er forbundet med opvarmning, kan Joule-Lenz-loven ikke omgås. Når strømmen løber gennem de strålende elementer, udvikles der varme. Overophedning af lysdioderne vil reducere deres levetid markant, hvis det ikke kontrolleres.

Læs også

Håndlavet fakkel

 

Skematisk diagram af en forlygte

En populær udformning af LED-lygter er en pandelampe. Med en sådan lommelygte kan du have hænderne helt fri og rette lysstrålen mod det ønskede sted ved at dreje hovedet: Følg dit blik. Det er praktisk, når du reparerer en bil, går rundt i mørke områder osv.

Ordningen af et sådant armatur er bygget op efter følgende princip:

• kontrolkredsløb (ansvarlig for skift af tilstand);
• bufferforstærker;
• en transistorafbryder til at tænde for LED'en.

En af varianterne af en sådan enhed er, når styreenheden er lavet på en standardmikrocontroller (f.eks. ATtiny85) med et program til at styre emitterens tilstand, den mellemliggende forstærker er en operationsforstærker OPA335, og en felteffekttransistor IRLR2905 anvendes som switch.

Skematisk diagram af en mikrocontrollerbaseret LED-lommelygte.

Dette kredsløb er billigt og pålideligt, men det har en teknologisk ulempe: Du skal programmere styringen før installationen. Derfor anvendes der i masseproduktion en specialiseret chip FM2819 som kontrolenhed (den forkortede betegnelse 819L kan anvendes på huset). Denne chip kan tænde og slukke for det lysemitterende element og er programmeret med fire tilstande:

• maksimal lysstyrke;
• medium lysstyrke;
• mindste lysstyrke;
• stroboskoplys (blinkende lys).

Der skiftes cyklisk mellem tilstande ved at trykke kort på knappen. Ved et langt tryk på knappen skifter lampen til SOS-tilstand. Det er ikke muligt at ændre programmet (i det mindste nævner databladet ikke en sådan mulighed). Enheden kræver ingen mellemforstærker, men det er ikke muligt at tilslutte meget kraftige lysdioder direkte til udgangen - der er en belastningsbegrænsning (og beskyttelse mod overbelastning).

Skematisk diagram af en LED-lommelygte på en specialiseret chip.

Derfor forbindes kraftige elementer med høj effekt via en switch. I de fleste tilfælde er det en felteffekttransistor, der tillader kontinuerlig højstrømsdrift i drænkredsløbet, f.eks. FDS9435A fra Fairchild eller lignende, som kan vælges ud fra parametrene i specifikationstabellen for FDS9435A.

Lommelygtens kredsløb består kun af to aktive elementer og et ledningsnet af flere kondensatorer og modstande (plus battericeller og en matrix af af LED'ernaturligvis).

Læs også

Beskrivelse og klassificering af forlygter

 

Skematisk diagram af en genopladelig lommelygte med 220V-opladning

Det er mere praktisk og økonomisk at drive lygten ikke fra batterier, men fra genopladelige batterier, der kan genoplades. Endnu mere praktisk er det at have en lommelygte, hvis celler kan oplades uden at fjerne dem fra kabinettet. Du skal blot tilslutte lommelygten til en 220 V enfaset strømforsyning.

Skematisk diagram af en enfaset 220 V LED-lampe med opladning fra en 220 V-netforsyning.

Her er der blevet tilføjet elementer til det konventionelle kredsløb:

• halvbølge-ligretter på dioderne VD1, VD2 (kan også monteres i et brokredsløb);
• Ballastkondensator til slukning af for høj spænding C1 med afladningsmodstand R1;
• modstand R2 for at begrænse batteriets opladningsstrøm;
• R4VD5 kæde for at angive tilslutning til netforsyningen.

Vigtigt! Disse transformerløse kredsløb har en væsentlig ulempe. Hvis et punkt i kredsløbet berøres ved et uheld, er der risiko for, at der kommer strøm på. Brugen af en nedtrapningstransformator vil på den anden side medføre en betydelig forøgelse af vægt og dimensioner.

Derfor bliver denne ordning mere og mere sjælden. Eksterne strømforsyninger med lav udgangsspænding (herunder opladning fra en USB-kompatibel enhed) bruges til at oplade batterierne uden at fjerne dem.

Opgradering af fakler

En nærmere undersøgelse af lommelygtens diagram fra det foregående afsnit viser, at LED VD5 altid er tændt, når den er tilsluttet 220 V. Dens glød er uafhængig af opladning og endda af tilstedeværelsen af batterier. For at fjerne denne ulempe bør indikeringskredsløbet indgå i batteriopladningskredsløbet. For at gøre dette skal du installere en 0,5 W-modstand R5, så en strøm på 100 mA vil sænke ca. 3 V (ca. 30 ohm). Indikatorkredsløbet skal tilsluttes parallelt, idet der skal tages hensyn til polariteten.

Skematisk diagram over ændringen af skærmkredsløbet.

Alle ændringer og tilføjelser er vist med den blå linje. Efter ændringen vil LED'en kun lyse i tilfælde af opladningsstrøm (med slukket strømforsyning til emittermatrix!).

Læs også

Top af de bedste lommelygter

 

Kontrol af funktionalitet

Hvis en kinesisk fakkel er ude af drift, kan du forsøge at finde det defekte element og udskifte det eller Reparation. Søgealgoritmen er vist på et eksempel med en netdrevet lommelygte.

Skematisk diagram til kontrol af, om lanternen fungerer.

1. Hvis lygten ikke lyser, og indikatoren ikke lyser, når du sætter den i stikket, skal du kontrollere, om der kommer 220 V til kredsløbet. Dette gøres ved at måle vekselspændingen ved punkt 1. Hvis der ikke er nogen spænding, skal du kontrollere netledningen og stikket.
2. Hvis alt er i orden, skal lysdioden være tændt. Hvis ikke, skal du kontrollere dens kredsløb samt diode VD2 for kortslutning.
3. Fjern derefter batterierne, og kontrollér jævnspændingen ved punkt 2 - den skal være omtrent lig med batterispændingen. Hvis ikke, skal du kontrollere, om dioderne VD1 og VD2 er i orden.
4. Hvis alt er i orden, er batterierne sandsynligvis defekte. Kontroller batterispændingen.
5. Hvis dette ikke er tilfældet, skal kontakten kontrolleres med en tester i sonisk testtilstand (med enheden frakoblet fra nettet og uden batterier!).
6. Hvis alt også her er i orden, er fejlen i driveren eller i LED-matrixen.

Med lidt viden om elektroteknik er det ikke svært at opgradere eller reparere en håndbrænder. Det vigtigste er at forstå konstruktionen.