Hur en ficklampa byggs
En ficklampa är ett oumbärligt verktyg i hemmet och i industrin. När det saknas ljus hjälper det dig att få arbetet gjort, hitta ett problem, lokalisera ett nedfallet eller rullat föremål. För att kunna reparera en trasig lykta eller uppgradera den måste du känna till dess kopplingsschema.
Hur en handbrännare fungerar
Det är inte komplicerat att bygga en handbrännare. Den består av ett batterifack och ett fack med emitter och reflektor samt en strömbrytare.
Detta innehåll har inte förändrats sedan den elektriska ficklampan uppfanns, även om elementbasen har förändrats drastiskt.
Schematisk bild av en enkel fackla
Det elektriska kretsschemat för en enkel ficklampa består av endast tre delar:
- ett batteri (eller flera);
- strömbrytare;
- Volfram glödlampa.
Diagram över en led-lampa
Under moderna förhållanden ersätts glödlampor i stor utsträckning av LED-lampor. De har inte klarat konkurrensen på grund av sin lägre effektivitet och kortare livslängd. I bärbara handhållna armaturer används också i stor utsträckning halvledarelement som avger ljus. Men att bara ersätta en glödlampa med en lysdiod (eller en matris av lysdioder) fungerar inte. Du behöver en anordning som begränsar strömmen genom halvledarelementen. Detta kallas en förare och det är en elektronisk strömbrytare.
Nackdelen med denna krets är att en sådan ficklampa är svår att reparera - det krävs en kvalificerad tekniker och lämplig laboratorieutrustning för att återställa den elektroniska kretsen.
Föraren kan vara en vanlig förare motståndsom begränsar strömmen och släcker överspänningen. Men en hel del ström går till spillo på motståndet. För en nätansluten lykta är detta faktum inte viktigt, men för en batteridriven lykta kan denna nackdel vara kritisk.
Viktigt! I utformningen av LED-lampan läggs ytterligare ett element till - en kylfläns. Även om lysdiodernas strålning inte har någon grundläggande koppling till uppvärmning kan Joule-Lenz-lagen inte kringgås. När strömmen går genom de strålande elementen alstras värme. Om du inte kontrollerar detta kommer överhettning av lysdioderna att minska deras livslängd avsevärt.
Schematisk bild av en strålkastare
En populär design av LED-lampa är en pannlampa. Med en sådan ficklampa kan du ha händerna fria och rikta ljusstrålen till önskad plats genom att vrida på huvudet och följa din blick. Detta är praktiskt när du reparerar en bil, går i mörka områden osv.
En sådan armatur är uppbyggd enligt följande princip:
- styrkretsen (som ansvarar för att växla mellan olika lägen);
- buffertförstärkare;
- en transistorbrytare för att tända lysdioden.
En av varianterna av en sådan anordning är när styrenheten är tillverkad av en standardmikrokontroller (t.ex. ATtiny85) med ett program för att styra emitterns läge, mellanförstärkaren är en operationsförstärkare OPA335 och en fälteffekttransistor IRLR2905 används som omkopplare.
Denna krets är billig och tillförlitlig, men har en teknisk nackdel: du måste programmera styrenheten före installationen. I massproduktion används därför ett specialiserat chip FM2819 som styrenhet (den förkortade beteckningen 819L kan användas på höljet). Chippet kan slå på och stänga av det ljusemitterande elementet och är programmerat med fyra lägen:
- maximal ljusstyrka;
- medelhög ljusstyrka;
- minsta ljusstyrka;
- stroboskopljus (blinkande ljus).
Genom att trycka kort på knappen växlar du mellan lägena cykliskt. Om du trycker länge på knappen växlar lampan till SOS-läge. Det är inte möjligt att ändra programmet (åtminstone nämns inte en sådan möjlighet i databladet). Enheten kräver ingen mellanförstärkare, men det är inte möjligt att ansluta mycket kraftfulla lysdioder direkt till utgången - det finns en belastningsbegränsning (och skydd mot överbelastning).
Därför ansluts hög effektelement via en omkopplare. I de flesta fall är det en fälteffekttransistor som tillåter kontinuerlig högströmsdrift i dräneringskretsen, t.ex. FDS9435A från Fairchild eller liknande, som kan väljas från parametrarna i specifikationstabellen för FDS9435A.
| Struktur | Maximal spänning för gate-source, V | Kanalens impedans i öppet tillstånd | Maximal effektförlust, W | Högsta dräneringsström i kontinuerligt läge, A |
| P-kanal | 25 | 0,05 Ohm vid 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Ficklampans krets består av endast två aktiva element och en sele av flera kondensatorer och motstånd (plus battericeller och en matris av av lysdiodernaturligtvis).
Schematisk bild av en uppladdningsbar ficklampa som laddas från ett 220 V-nät.
Det är bekvämare och mer ekonomiskt att driva ficklampan inte med batterier, utan med uppladdningsbara batterier som kan laddas. Det är ännu bekvämare att ha en ficklampa vars celler kan laddas utan att de behöver tas ur höljet. Du behöver bara ansluta brännaren till ett 220 V enfasigt nät.
Här har element lagts till den konventionella kretsen:
- Halvvågslikriktare på dioderna VD1, VD2 (kan också monteras i en bryggkrets);
- Ballastkondensator för att släcka överdriven spänning C1 med urladdningsmotstånd R1;
- motstånd R2 för att begränsa batteriladdningsströmmen;
- R4VD5 kedja för att indikera anslutning till elnätet.
Viktigt! Dessa transformatorlösa kretsar har en betydande nackdel. Om någon punkt i kretsen berörs av misstag finns det en risk för att den får ström. Användningen av en nedtrappningstransformator för nätet leder däremot till en betydande ökning av vikt och mått.
Därför blir detta system alltmer sällsynt. Externa nätaggregat med låg utgångsspänning (inklusive laddning från en USB-kompatibel enhet) används för att ladda batterierna utan att ta bort dem.
Uppgradering av facklor
En noggrann granskning av ficklampans schematiska schema från föregående avsnitt gör det uppenbart att lysdioden VD5 alltid är tänd när den är ansluten till 220 V. Den lyser oberoende av laddning och till och med närvaron av batterier. För att eliminera denna nackdel bör indikeringskretsen ingå i batteriladdningskretsen. För att göra detta installerar du ett 0,5 W motstånd R5 så att det vid en strömstyrka på 100 mA tappar ca 3 V (ca 30 ohm). Indikationskretsen måste kopplas parallellt, med iakttagande av polariteten.
Alla ändringar och tillägg visas med den blå linjen. Efter ändringen lyser lysdioden endast vid laddningsström (med emittermatrisens strömförsörjning avstängd!).
Kontroll av funktionalitet
Om en kinesisk brännare är trasig kan du försöka hitta det defekta elementet och byta ut det. Reparation. Sökalgoritmen visas i exemplet med en nätströmförsörjd ficklampa.
- Om lyktan inte lyser och indikatorn inte tänds när du ansluter den bör du kontrollera om det finns 220 V i strömkretsen. För att göra detta mäter du växelspänningen vid punkt 1. Om det inte finns någon spänning kontrollerar du nätsladden och kontakten.
- Om allt är okej ska lysdioden lysa. Om inte, kontrollera dess krets samt diod VD2 för kortslutning.
- Ta sedan bort batterierna och kontrollera likspänningen vid punkt 2 - den ska vara ungefär lika stor som batterispänningen. Om inte, kontrollera om dioderna VD1 och VD2 är OK.
- Om allt är okej är batterierna förmodligen felaktiga. Kontrollera batterispänningen.
- Om så inte är fallet bör strömbrytaren kontrolleras med en testare i ljudtestläge (med enheten bortkopplad från nätet och batterierna bortkopplade!).
- Om allt är okej även här är felet i drivrutinen eller i LED-matrisen.
Med lite kunskap om elektroteknik är det inte svårt att uppgradera eller reparera en handbrännare. Det viktigaste är att förstå konstruktionen.