Cómo se construye una antorcha
Un soplete es una herramienta indispensable en el hogar y en la industria. La falta de luz le ayudará a realizar el trabajo, a encontrar un problema, a localizar un objeto caído o rodado. Para reparar una linterna defectuosa o actualizarla, es necesario conocer su diagrama de cableado.
Cómo funciona un soplete de mano
La construcción de un soplete manual no es complicada. Consta de un compartimento para las pilas y otro para el emisor y el reflector, así como de un interruptor de encendido.
Este contenido no ha cambiado desde la invención de la linterna eléctrica de bolsillo, aunque la base de componentes ha cambiado drásticamente.
Diagrama esquemático de una antorcha simple
El diagrama del circuito eléctrico de una simple lámpara de bolsillo consta de sólo tres elementos:
- una batería (o varias);
- interruptor de encendido;
- Bombilla de tungsteno.
Esquema de una linterna LED
En la actualidad, las bombillas incandescentes están siendo sustituidas de forma intensiva por los LED. No han resistido a la competencia debido a su menor eficiencia y vida útil. En las luminarias portátiles también se utilizan ampliamente los elementos emisores de luz semiconductores. Pero la simple sustitución de una bombilla por un LED (o una matriz de LEDs) no es una opción. Necesita un dispositivo que limite la corriente a través de los elementos semiconductores. Esto se llama conductor y es un regulador electrónico de corriente.
La desventaja de este circuito es la escasa reparabilidad de la linterna: se necesitaría un técnico cualificado y un equipo de laboratorio adecuado para restaurar el circuito electrónico.
El conductor podría ser un habitual resistenciaque limitará la corriente y extinguirá el exceso de tensión. Pero se desperdiciará bastante energía en la resistencia. Para una linterna alimentada por la red eléctrica, este hecho no es importante, pero para una linterna de pilas o baterías, esta desventaja puede ser crítica.
¡Importante! En el diseño de la linterna LED añade otro elemento - un disipador de calor. Aunque la radiación de los LEDs no está fundamentalmente relacionada con el calentamiento, pero la ley de Joule-Lenz no se puede eludir. Al pasar la corriente por los elementos radiantes, se genera calor. Si no se controla, el sobrecalentamiento de los LEDs reducirá notablemente su vida útil.
Esquema de un faro
Un diseño popular de linterna LED es un faro. Una linterna de este tipo permite liberar completamente las manos y dirigir el haz de luz al lugar deseado girando la cabeza: siguiendo la mirada. Esto es conveniente cuando se repara un coche, se camina por zonas oscuras, etc.
El esquema de una luminaria de este tipo se construye según el siguiente principio:
- circuito de control (responsable de la conmutación de modos);
- amplificador de amortiguación;
- un interruptor de transistor para encender el LED.
Una de las variantes de este dispositivo es cuando la unidad de control está hecha en un microcontrolador estándar (por ejemplo, ATtiny85), con un programa para controlar el modo del emisor, el amplificador intermedio es un amplificador operacional OPA335, y se utiliza un transistor de efecto de campo IRLR2905 como interruptor.
Este circuito es barato y fiable, pero tiene un inconveniente tecnológico: hay que programar el controlador antes de la instalación. Por lo tanto, en la producción en serie, se utiliza un chip especializado FM2819 como unidad de control (la designación abreviada 819L puede aplicarse a la carcasa). Este chip puede encender y apagar el elemento emisor de luz y está programado con cuatro modos:
- brillo máximo;
- brillo medio;
- brillo mínimo;
- luz estroboscópica (luz intermitente).
Los modos se conmutan cíclicamente pulsando brevemente el botón. Una pulsación prolongada del botón hace que la lámpara pase al modo SOS. No es posible cambiar el programa (al menos la hoja de datos no menciona tal posibilidad). El dispositivo no requiere ningún amplificador intermedio, pero no es posible conectar LEDs muy potentes directamente a la salida - hay una limitación de carga (y protección contra el exceso de carga).
Por lo tanto, los elementos de alta potencia se conectan a través de un interruptor. En la mayoría de los casos, se trata de un transistor de efecto de campo que permite un funcionamiento continuo de alta corriente en el circuito de drenaje, como el FDS9435A de Fairchild o similar, que puede elegirse a partir de los parámetros de la tabla de especificaciones del FDS9435A.
| Estructura | Tensión máxima de la fuente de la puerta, V | Impedancia de estado abierto del canal | Potencia máxima disipada, W | Corriente de drenaje más alta en modo continuo, A |
| Canal P | 25 | 0,05 Ohm a 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
El circuito de la linterna se reduce a sólo dos elementos activos y un arnés de varios condensadores y resistencias (además de celdas de batería y una matriz de de LEDspor supuesto).
Esquema de una linterna recargable con carga de 220V
Es más cómodo y económico alimentar la linterna no con pilas, sino con baterías recargables. Más cómodo aún es tener una linterna cuyas pilas puedan recargarse sin necesidad de sacarlas de la carcasa. Sólo tiene que conectar el soplete a una red monofásica de 220 V.
Aquí se han añadido elementos al circuito convencional:
- rectificador de media onda en los diodos VD1, VD2 (también se puede montar en un circuito de puente);
- Condensador de lastre para la extinción de la tensión excesiva C1 con resistencia de descarga R1;
- resistencia R2 para limitar la corriente de carga de la batería;
- Cadena R4VD5 para indicar la conexión a la red eléctrica.
¡Importante! Estos circuitos sin transformador tienen una desventaja importante. Si se toca accidentalmente algún punto del circuito, existe el riesgo de que se energice. En cambio, el uso de un transformador reductor de red supondrá un aumento significativo del peso y las dimensiones.
Por lo tanto, este esquema es cada vez más raro. Las fuentes de alimentación externas con baja tensión de salida (incluida la carga desde un dispositivo compatible con USB) se utilizan para cargar las baterías sin necesidad de retirarlas.
Actualización de antorchas
Un examen minucioso del diagrama esquemático de la linterna del apartado anterior hace evidente que el LED VD5 está siempre encendido cuando se conecta a 220V. Su brillo es independiente de la carga e incluso de la presencia de baterías. Para eliminar este inconveniente, el circuito de indicación debe incluirse en el circuito de carga de la batería. Para ello, instala una resistencia R5 de 0,5W para que una corriente de 100mA deje caer unos 3V (unos 30 Ohms). El circuito de indicación debe conectarse en paralelo, respetando la polaridad.
Todos los cambios y adiciones se muestran con la línea azul. Después de la modificación, el LED se iluminará sólo en caso de corriente de carga (¡con la fuente de alimentación de la matriz del emisor desconectada!).
Comprobación de la funcionalidad
Si un soplete chino no funciona, puede intentar encontrar el elemento defectuoso y sustituirlo o Reparar. El algoritmo de búsqueda se muestra en el ejemplo de una linterna alimentada por la red eléctrica.
- Si la linterna no brilla, el indicador no se enciende cuando se enchufa, debe comprobar si llegan 220 V al circuito. Para ello, mide la tensión alterna en el punto 1. Si no hay tensión, compruebe el cable de alimentación y el conector.
- Si todo está bien, el LED debería estar encendido. Si no es así, compruebe su circuito así como el diodo VD2 para ver si hay un cortocircuito.
- A continuación, retire las pilas y compruebe la tensión continua en el punto 2: debe ser aproximadamente igual a la tensión de las pilas. Si no, compruebe si los diodos VD1, VD2 están bien.
- Si todo está bien, es probable que las baterías estén defectuosas. Compruebe la tensión de la batería.
- Si no es así, se debe comprobar el interruptor con un comprobador en el modo de prueba sónica (¡con el aparato desconectado de la red y las pilas desconectadas!).
- Si todo está bien aquí también, el fallo está en el controlador o en la matriz de LEDs.
Con un poco de conocimiento en ingeniería eléctrica, no es difícil mejorar o reparar una linterna manual. Lo principal es entender la construcción.