Ako sa vyrába horák

Svietidlo je nepostrádateľným nástrojom v domácnosti aj v priemysle. Všade tam, kde je nedostatok svetla, vám pomôže dokončiť prácu, nájsť problém, lokalizovať spadnutý alebo zvalený predmet. Ak chcete opraviť chybné svietidlo alebo ho modernizovať, musíte poznať jeho schému zapojenia.

Ako funguje ručný horák

Konštrukcia ručného horáka nie je zložitá. Skladá sa z priestoru na batérie a priestoru so žiaričom a reflektorom, ako aj z vypínača.

Zloženie ručnej baterky.

Tento obsah sa od vynálezu vreckovej elektrickej baterky nezmenil, hoci základňa komponentov sa radikálne zmenila.

Schéma jednoduchého horáka

Schéma elektrického obvodu jednoduchej vreckovej lampy pozostáva len z troch prvkov:

• batériu (alebo niekoľko batérií);
• vypínač napájania;
• Žiarovka.

Schéma baterky so žiarovkou.

Schéma LED baterky

V moderných podmienkach sú žiarovky intenzívne nahrádzané LED diódami. V konkurencii neobstáli kvôli nižšej účinnosti a kratšej životnosti. V prenosných ručných svietidlách sa tiež vo veľkej miere používajú polovodičové prvky vyžarujúce svetlo. Jednoduchá výmena žiarovky za LED (alebo maticu LED) však nie je riešením. Potrebujete zariadenie, ktoré obmedzuje prúd cez polovodičové prvky. Toto sa nazýva vodič a je elektronickým regulátorom prúdu.

Schéma vreckového svietidla na LED matrici.

Nevýhodou tohto zapojenia je nízka opraviteľnosť takéhoto horáka - na obnovu elektronického obvodu by bol potrebný kvalifikovaný technik a príslušné laboratórne vybavenie.

Schéma maticovej LED baterky s rezistorom ako vodičom.

Vodič môže byť bežný rezistorktorý obmedzí prúd a zhasne prebytočné napätie. Na rezistore sa však premrhá pomerne veľa energie. Pri svietidle napájanom zo siete táto skutočnosť nie je dôležitá, ale pri svietidle napájanom z batérie alebo akumulátora môže byť táto nevýhoda rozhodujúca.

Dôležité! Do konštrukcie LED svietidla sa pridáva ďalší prvok - chladič. Hoci vyžarovanie LED diód nie je zásadne spojené so zahrievaním, Jouleov-Lenzov zákon nemožno obísť. Pri prechode prúdu cez vyžarujúce prvky vzniká teplo. Ak sa to nekontroluje, prehriatie LED diód výrazne skráti ich životnosť.

Prečítajte si tiež

Ručne vyrobená pochodeň

 

Schéma svetlometu

Obľúbeným dizajnom LED svietidla je čelovka. Takáto baterka vám umožňuje úplne uvoľniť ruky a nasmerovať lúč svetla na požadované miesto otočením hlavy: podľa vášho pohľadu. To je vhodné pri opravách auta, pri prechádzkach v tmavých priestoroch atď.

Schéma takéhoto svietidla je vytvorená podľa nasledujúceho princípu:

• riadiaci obvod (zodpovedný za prepínanie režimov);
• vyrovnávací zosilňovač;
• tranzistorový spínač na zapnutie LED.

Jedným z variantov takéhoto zariadenia je, keď je riadiaca jednotka vytvorená na štandardnom mikrokontroléri (napríklad ATtiny85) s programom na riadenie režimu emitora, medziľahlý zosilňovač je operačný zosilňovač OPA335 a ako prepínač sa používa tranzistor IRLR2905.

Schéma vreckovej LED baterky s mikrokontrolérom.

Tento obvod je lacný a spoľahlivý, ale má technologickú nevýhodu: pred inštaláciou musíte regulátor naprogramovať. Preto sa v sériovej výrobe ako riadiaca jednotka používa špecializovaný čip FM2819 (na puzdre môže byť použité skrátené označenie 819L). Tento čip dokáže zapínať a vypínať svetelný prvok a je naprogramovaný na štyri režimy:

• maximálny jas;
• stredný jas;
• minimálny jas;
• stroboskopické svetlo (blikajúce svetlo).

Režimy sa cyklicky prepínajú krátkym stlačením tlačidla. Dlhým stlačením tlačidla prepnete svietidlo do režimu SOS. Program nie je možné zmeniť (aspoň v technickom liste sa takáto možnosť neuvádza). Zariadenie nevyžaduje žiadny medzizosilňovač, ale nie je možné pripojiť veľmi výkonné LED diódy priamo na výstup - je tu obmedzenie záťaže (a ochrana proti prekročeniu záťaže).

Schéma vreckovej LED baterky na špecializovanom čipe.

Preto sú výkonné prvky pripojené cez prepínač. Vo väčšine prípadov ide o tranzistor s efektom poľa, ktorý umožňuje nepretržitú vysokoprúdovú prevádzku v obvode odtoku, napríklad FDS9435A od spoločnosti Fairchild alebo podobný, ktorý možno vybrať z parametrov v tabuľke špecifikácií FDS9435A.

Obvod baterky pozostáva len z dvoch aktívnych prvkov a zväzku niekoľkých kondenzátorov a rezistorov (plus batériové články a matica LED diódsamozrejme).

Prečítajte si tiež

Popis a hodnotenie svetlometov

 

Schéma dobíjacej baterky s nabíjaním na 220 V

Pohodlnejšie a úspornejšie je napájať baterku nie z batérií, ale z nabíjateľných batérií, ktoré sa dajú dobíjať. Ešte pohodlnejšie je mať baterku, ktorej články sa dajú nabíjať bez toho, aby ste ich museli vybrať z puzdra. Svietidlo stačí pripojiť k jednofázovej sieti 220 V.

Schéma LED svietidla s jednofázovým nabíjaním na 220 V.

V tomto prípade boli do bežného obvodu pridané prvky:

• polvlnový usmerňovač na diódach VD1, VD2 (môže byť tiež zostavený v mostíkovom zapojení);
• Predradníkový kondenzátor na hasenie nadmerného napätia C1 s vybíjacím odporom R1;
• odpor R2 na obmedzenie nabíjacieho prúdu batérie;
• R4VD5 reťazec na indikáciu pripojenia k elektrickej sieti.

Dôležité! Tieto beztransformátorové obvody majú významnú nevýhodu. Ak sa náhodne dotknete ktoréhokoľvek bodu v obvode, hrozí nebezpečenstvo, že bude pod napätím. Na druhej strane použitie sieťového znižujúceho transformátora spôsobí výrazné zvýšenie hmotnosti a rozmerov.

Preto je tento systém čoraz zriedkavejší. Na nabíjanie batérií bez ich vybratia sa používajú externé zdroje napájania s nízkym výstupným napätím (vrátane nabíjania zo zariadenia kompatibilného s USB).

Aktualizácia horákov

Pri pozornom skúmaní schémy baterky z predchádzajúcej časti je zrejmé, že LED dióda VD5 svieti vždy, keď je pripojená na 220 V. Jeho žiara je nezávislá od nabitia a dokonca aj od prítomnosti batérií. Na odstránenie tejto nevýhody by mal byť indikačný obvod súčasťou nabíjacieho obvodu batérie. Na tento účel nainštalujte 0,5W rezistor R5 tak, aby pri prúde 100 mA kleslo napätie približne o 3 V (približne 30 Ohmov). Indikačný obvod musí byť zapojený paralelne, pričom sa musí dodržať polarita.

Schéma úpravy indikačného obvodu.

Všetky zmeny a doplnenia sú znázornené modrou čiarou. Po úprave bude LED dióda svietiť len v prípade nabíjacieho prúdu (keď je napájanie vysielacej matice vypnuté!).

Prečítajte si tiež

Top z najlepších bateriek

 

Kontrola funkčnosti

Ak je čínska baterka nefunkčná, môžete sa pokúsiť nájsť chybný prvok a vymeniť ho alebo Oprava. Vyhľadávací algoritmus je znázornený na príklade baterky napájanej zo siete.

Schéma na kontrolu funkčnosti svietidla.

1. Ak svietidlo nesvieti, indikátor sa po zapojení nerozsvieti, mali by ste skontrolovať, či do obvodu prichádza 220 V. Na tento účel zmerajte striedavé napätie v bode 1. Ak nie je prítomné napätie, skontrolujte napájací kábel a konektor.
2. Ak je všetko v poriadku, mala by svietiť kontrolka LED. Ak nie, skontrolujte jeho obvod a tiež diódu VD2, či nie je skratovaná.
3. Potom vyberte batérie a skontrolujte jednosmerné napätie v bode 2 - malo by sa približne rovnať napätiu batérie. Ak nie, skontrolujte, či sú diódy VD1, VD2 v poriadku.
4. Ak je všetko v poriadku, batérie sú pravdepodobne chybné. Skontrolujte napätie batérie.
5. Ak tomu tak nie je, spínač by sa mal skontrolovať testerom v režime zvukovej skúšky (pri odpojenom zariadení od elektrickej siete a odpojených batériách!).
6. Ak je aj tu všetko v poriadku, chyba je v ovládači alebo v matrici LED.

S trochou znalostí v oblasti elektrotechniky nie je ťažké ručný horák vylepšiť alebo opraviť. Najdôležitejšie je pochopiť konštrukciu.