Como se constrói uma tocha
Uma tocha é uma ferramenta indispensável em casa e na indústria. Onde quer que haja falta de luz, ela ajudá-lo-á a realizar o trabalho, a encontrar um problema, a localizar um objecto caído ou enrolado. Para reparar uma lanterna avariada ou para a actualizar, é necessário conhecer o seu diagrama de cablagem.
Como funciona uma tocha manual
A construção de uma tocha manual não é complicada. É composto por um compartimento de bateria e um compartimento com um emissor e reflector, bem como um interruptor de alimentação.
Este conteúdo não mudou desde a invenção da lanterna eléctrica de bolso, embora a base dos componentes tenha mudado drasticamente.
Diagrama esquemático de uma tocha simples
O diagrama do circuito eléctrico de uma simples lâmpada de bolso é composto por apenas três elementos:
- uma bateria (ou várias);
- interruptor de alimentação;
- Uma lâmpada incandescente.
Diagrama de uma Lanterna de Led
Em condições modernas, as lâmpadas incandescentes são intensamente substituídas por LEDs. Não resistiram à competição devido à sua menor eficiência e ao seu tempo de vida mais curto. Nas luminárias portáteis de mão, os elementos semicondutores emissores de luz são também amplamente utilizados. Mas a simples substituição de uma lâmpada eléctrica por um LED (ou uma matriz de LEDs) não funciona. É necessário um dispositivo que limite a corrente através dos elementos semicondutores. Isto chama-se um motorista e é um regulador de corrente electrónica.
A desvantagem deste circuito é a baixa reparabilidade de tal tocha - seria necessário um técnico qualificado e equipamento de laboratório apropriado para restaurar o circuito electrónico.
O condutor pode ser um condutor regular resistorque limitará a corrente e extinguirá qualquer excesso de tensão. Mas muito poder será desperdiçado com a resistência. Para uma lanterna alimentada por corrente eléctrica, este facto não é importante, mas para uma bateria ou lanterna alimentada por bateria, esta desvantagem pode ser crítica.
Importante! No desenho da lanterna LED acrescenta-se outro elemento - um dissipador de calor. Embora a radiação dos LEDs não esteja fundamentalmente ligada ao aquecimento, mas a lei de Joule-Lenz não pode ser contornada. medida que a corrente flui através dos elementos radiantes, o calor é gerado. Se não forem controlados, o sobreaquecimento dos LEDs reduzirá acentuadamente a sua duração de vida.
Diagrama esquemático de um farol
Um desenho popular de lanterna LED é um farol. Tal lanterna permite-lhe libertar completamente as suas mãos e direccionar o feixe de luz para o local desejado, virando a sua cabeça: seguindo o seu olhar. Isto é conveniente quando se repara um carro, se anda em zonas escuras, etc.
O esquema de tal luminária é construído de acordo com o seguinte princípio:
- circuito de controlo (responsável pelos modos de comutação);
- amplificador tampão;
- um interruptor transístor para ligar o LED.
Uma das variantes deste dispositivo é quando a unidade de controlo é feita em microcontrolador padrão (por exemplo, ATtiny85), com um programa para controlar o modo do emissor, o amplificador intermédio é um amplificador operacional OPA335, e um transistor de efeito de campo IRLR2905 é utilizado como interruptor.
Este circuito é barato e fiável, mas tem uma desvantagem tecnológica: é necessário programar o controlador antes da instalação. Portanto, na produção em massa, é utilizado um chip especializado FM2819 como unidade de controlo (a designação abreviada 819L pode ser aplicada à caixa). Este chip pode ligar e desligar o elemento emissor de luz e é programado com quatro modos:
- brilho máximo;
- luminosidade média;
- brilho mínimo;
- luz estroboscópica (luz intermitente).
Os modos são alternados ciclicamente, premindo brevemente o botão. Uma pressão prolongada no botão muda a lâmpada para o modo SOS. Não é possível alterar o programa (pelo menos a ficha de dados não menciona tal possibilidade). O dispositivo não requer qualquer amplificador intermédio, mas não é possível ligar LEDs muito potentes directamente à saída - existe uma limitação de carga (e protecção contra carga excessiva).
Portanto, os elementos de alta potência são ligados através de um interruptor. Na maioria dos casos, é um transístor de efeito de campo que permite um funcionamento contínuo de alta corrente no circuito de drenagem, como o FDS9435A da Fairchild ou similar, que pode ser escolhido a partir dos parâmetros da tabela de especificações do FDS9435A.
| Estrutura | Tensão máxima da porta de origem, V | Resistência aberta do canal | Máxima dissipação de energia, W | Corrente de drenagem mais elevada em modo contínuo, A |
| Canal P | 25 | 0.05 Ohm a 5.3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
O circuito da tocha reduz-se a apenas dois elementos activos e um arnês de vários condensadores e resistências (mais células de bateria e uma matriz de de LEDsclaro).
Diagrama esquemático de uma tocha recarregável com carregamento de 220V
É mais conveniente e económico alimentar a tocha não a partir de baterias, mas sim de baterias recarregáveis que podem ser recarregadas. Ainda mais conveniente é ter uma lanterna cujas células possam ser recarregadas sem serem removidas do invólucro. Basta ligar a tocha a uma fonte de alimentação monofásica de 220V.
Aqui, foram acrescentados elementos ao circuito convencional:
- rectificador de meia-onda nos díodos VD1, VD2 (também pode ser montado num circuito de ponte);
- Condensador de lastro para amortecer o excesso de tensão C1 com resistência de descarga R1;
- resistor R2 para limitar a corrente de carga da bateria;
- Corrente R4VD5 para indicar a ligação à rede de alimentação.
Importante! Estes circuitos sem transformador têm uma desvantagem significativa. Se qualquer ponto do circuito for acidentalmente tocado, existe o risco de ser energizado. Por outro lado, a utilização de um transformador de corrente descendente, resultará num aumento significativo do peso e das dimensões.
Por conseguinte, este esquema está a tornar-se mais raro. Fontes de alimentação externas com baixa tensão de saída (incluindo carregamento a partir de um dispositivo compatível com USB) são utilizadas para carregar as baterias sem as remover.
Actualização de tochas
Um exame atento do diagrama esquemático da tocha da secção anterior torna óbvio que o LED VD5 está sempre aceso quando ligado a 220V. O seu brilho é independente da carga e mesmo da presença de baterias. Para eliminar este inconveniente, o circuito de indicação deve ser incluído no circuito de carga da bateria. Para tal, instalar uma resistência R5 de 0,5W para que uma corrente de 100mA caia cerca de 3V (cerca de 30 Ohms). O circuito de indicação deve ser ligado em paralelo, observando a polaridade.
Todas as alterações e adições são mostradas com a linha azul. Após modificação, o LED brilhará apenas em caso de corrente de carga (com a fonte de alimentação da matriz emissora desligada!).
Verificação da funcionalidade
Se uma tocha chinesa estiver avariada, pode tentar encontrar o elemento defeituoso e substituí-lo ou Reparação. O algoritmo de pesquisa é mostrado no exemplo de uma lanterna de rede eléctrica.
- Se a lanterna não brilhar, o indicador não se acende quando a liga, deve verificar se 220 V está a vir para o circuito. Para o fazer, medir a tensão CA no ponto 1. Se não houver voltagem, verificar o cabo de alimentação e o conector.
- Se tudo estiver bem, o LED deve ser aceso. Caso contrário, verificar o seu circuito e também o díodo VD2 para um curto-circuito.
- Em seguida, remover as baterias e verificar a voltagem CC no ponto 2 - deve ser aproximadamente igual à voltagem da bateria. Caso contrário, verificar se os díodos VD1, VD2 estão OK.
- Se tudo estiver bem, as baterias estão provavelmente avariadas. Verificar a voltagem da bateria.
- Se não for este o caso, o interruptor deve ser verificado com um testador no modo de teste sónico (com o dispositivo desligado da rede e as baterias removidas!).
- Se também aqui tudo estiver bem, a falha está no condutor ou na matriz de LEDs.
Com um pouco de conhecimento em engenharia eléctrica, não é difícil actualizar ou reparar uma tocha manual. O principal é compreender a construção.