Sokan láttak miniatűr zseblámpákat, amelyek egyetlen 1,5 voltos elemmel működnek. Elméletileg ez a feszültség nem elegendő a fehér LED világításához. Ez azt jelenti, hogy a tok alatt van elrejtve valamilyen eszköz, amely a szükséges szintre emeli a feszültséget. Ez az eszköz fél órán belül saját kezűleg elkészíthető, olcsó és hozzáférhető alkatrészek felhasználásával. Ez a cikk részletesen elmondja, hogyan kell LED-et csatlakoztatni egy 1,5 V-os akkumulátorhoz.
Működésének vázlata és elve
Az ábrán látható egy 1,5 V-os akkumulátor LED-es tápellátása. A fő funkcionális elemek egyfokozatú tranzisztoros erősítő és impulzus transzformátor, melynek köszönhetően mély pozitív visszacsatolás érhető el. A tranzisztor alapáramát az R1 ellenállás korlátozza, és a kimeneti paraméterek optimalizálása érdekében egy VD1 diódát és egy C1 kondenzátort telepítenek, amelyekről egy kicsit később lesz szó.
Az egyik akkumulátor LED-es tápegysége a blokkoló generátor elvén működik. Az impulzusok képzése a tranzisztor feloldásával és pozitív visszacsatolás segítségével telítési módba történő átállításával történik. A telítésből való kilépés az alapáram csökkenése miatt következik be. A tranzisztor kikapcsol, és a transzformátor energiája a terhelésbe kerül. Ennek eredményeként a LED rövid ideig villog.
Most nézzük meg közelebbről az ábrán látható áramkör működését. Ismeretes, hogy az induktivitás árama nem változhat azonnal. Először is, amikor az akkumulátorról feszültséget kapcsolunk, a tranzisztor zárt állapotban van. Az áram fokozatos növekedése a kollektorban, majd az alaptekercsben a tranzisztor zökkenőmentes kioldásához vezet. Ez a kollektoráram növekedéséhez vezet, amely a kollektor tekercsén is átfolyik. Ez az áramnövekedés átalakul az alaptekercsbe, és tovább növeli az alapáramot.
Egy ilyen lavinaszerű folyamat eredményeként a telítettség belép a tranzisztorba. Telítési módban a kollektoráram nem növekszik, ami azt jelenti, hogy az alaptekercs feszültsége nulla lesz. Ez az alapáram csökkenéséhez vezet, és a tranzisztor kilép a telítettségből. Az alaptekercs feszültsége megváltoztatja a polaritást, ami hozzájárul a tranzisztor szinte azonnali blokkolásához. Ennek eredményeként az összes felhalmozott energia a terhelésbe áramlik. A LED villog és áramot vezet át magán, ami a kollektoráram értékéről nullára csökken. Ebben az időintervallumban a transzformátorban fordított blokkolási folyamat megy végbe, amely a tranzisztor következő feloldásához vezet. Ezután a ciklus megismétlődik.
Az áramkör több tíz kilohertz frekvencián működik. Ezért a másodpercenkénti több ezer villanást az emberi szem állandó ragyogásként érzékeli. Az áramkör azonban kissé módosítható, ha a LED-en keresztüli áramcsökkenést nullára küszöböljük ki, és egy simítókondenzátort és egy diódát adunk hozzá. A C1 kondenzátor a LED-del párhuzamosan, a polaritás betartásával, a VD1 dióda pedig sorba van kötve a terhelőáram-áramkörbe. A VD1 megakadályozza, hogy a kondenzátor kisüljön nyitott tranzisztorra.
A LED akkumulátorhoz való csatlakoztatása ennek a diagramnak megfelelően egy szabály betartását igényli: az összeszerelt eszközt nem lehet terhelés nélkül bekapcsolni (a tranzisztor kiéghet).
Számítási és összeszerelési részletek
A gyakorlati megvalósításhoz szükséges összes rádióalkatrész olcsó, vagy rádióamatőr készletben kapható. A kivétel a transzformátor, amely egy kis munkát igényel.
A transzformátor kézzel készül egy hibás kompakt fénycsőről leszerelt ferritgyűrűből ill. impulzusblokk táplálás. A gyűrű külső átmérője kb. 10 mm, mindkét irányban lehetséges tűréshatárral. A tekercseléshez két azonos hosszúságú, 0,5 mm 2 keresztmetszetű egyeres vezetéket használnak. Ideális a LAN hálózati kapcsolathoz használt sodrott érpárú kábel.
Mindkét vezetéket (lehetőleg különböző színű) egymás felé hajtják, és a gyűrű köré tekerik, a körbe fektetve a fordulatokat. Összesen 20 fordulatnak kell lennie. Ebben az esetben a vezetékek eleje az egyik oldalon, a vége a másik oldalon jön ki. Ezt követően az egyik színű vezeték eleje egy másik színű vezeték végéhez csatlakozik, és az akkumulátor pozitívjához csatlakozik. A fennmaradó két vég a tranzisztoros kollektorhoz és ellenálláshoz van kötve.
A tranzisztort a legnagyobb kollektoráram alapján választják ki, kettős tartalékkal a túlmelegedés elkerülése érdekében. Ebben az esetben a KT315V vagy a KT3102A megfelelő. Ehelyett telepítheti az importált BC547A-t a következő paraméterekkel:
- maximális kollektoráram – 100 mA;
- maximális kollektor-emitter feszültség – 45V;
- nyereség h 21E – 100-220.
100-hoz közeli h21E értékű tranzisztort célszerű választani.
Miután beállította a kollektor maximális üzemi áramát 25 mA-re, kiszámíthatja az alapáramot: I B = I K / h 21E = 25/100 = 0,25 mA.
Elméletileg az R1 ellenállás ellenállása a következő képlettel számítható ki: R1=(U BAT -U BE)/I B =(1,5-0,6)/0,00025=3600 Ohm.
A gyakorlatban azonban elegendő egy 1 kOhm névleges értékű ellenállás, mivel a számítás során nem veszik figyelembe az áramforrás bemeneti ellenállását és a nagyfrekvenciás üzemmódot, valamint a mágnesező áramot, amely az előtét összetevője. a kollektor áramát. Azt is figyelembe kell venni, hogy az akkumulátor emf-jének csökkenésével a kisebb ellenállású ellenállás hatékonyabb lesz. 1kOhm-0,125W±5%-os ellenállásnál a LED áram amplitúdója nem haladja meg a 26 mA-t.
Az áramkör nem csak 1,5 V-os, hanem 1,2 V-os AA elemről is táplálható.
A VD1 diódának ebben az esetben alacsony feszültségeséssel kell rendelkeznie nyitott állapotban. Erre a célra az 1N5817-1N5819 típusú Schottky diódák alkalmasak, amelyekben a feszültségesés kis áramoknál 0,2-0,4 V. A C1 kondenzátor elektrolitikus, 10 uF-6,3 V-on. Ez a kapacitás elegendő ahhoz, hogy kisimítsa a LED-en lévő áramhullámokat.
Működés közben az akkumulátor veszít kapacitásából, és a kapcsai feszültsége csökken. Ebben az esetben a LED mindaddig világít, amíg a feltétel teljesül: U BAT >U BE (átlagosan 0,6 V). Így a LED-es tápegység egy akkumulátorról lehetővé teszi az AA elem maximális hatékonyságú használatát.
Nyomtatott áramkör
A legegyszerűbb blokkoló generátor nyomtatott áramköri lapja letölthető. Ez egy 10 x 20 mm méretű egyoldalas tábla, amely könnyen illeszkedik a zseblámpa testébe. A kész táblát a LED-hez való alkatrészekkel és vezetékekkel egy hőcsőben célszerű elhelyezni és az akkumulátor mellé helyezni. Ha SMD tranzisztort és ellenállást használunk, kivéve a kondenzátoros diódát, akkor még kisebb táblát készíthet a legkisebb zseblámpához.
Utószó
A figyelembe vett áramköri megoldás 1-3 db tetszőleges színű, maximum 30 mA áramerősségű LED bekapcsolása esetén hatásos. Ahhoz, hogy egy erősebb LED-et egyetlen akkumulátorról táplálhasson, bizonyos beállításokat kell végrehajtani. A fenti áramkörben csökkentheti az ellenállás ellenállását, ezáltal növelve a kollektoráram amplitúdóját (de legfeljebb a maximális névleges értéknél).
Az 1 W-os LED csatlakoztatásához az áramkör minden részét erősebbre kell cserélni: egy nagyobb maggal rendelkező transzformátort és egy tranzisztort, amelynek kollektorárama legalább 500 mA. Ha egy elemen lévő zseblámpa áramkörét állítja be, oszcilloszkópot kell használnia a LED-áram figyeléséhez.
Az interneten számos diagramot találhat a LED-ek akkumulátorhoz való csatlakoztatásához. Ugyanakkor a szerzők nem haboznak fényképeket mutatni a méréseikről, ahol a terhelésben lévő áram meghaladja a kis teljesítményű LED (30 mA) megengedett értékét. Miért nem ég ki a LED? A helyzet az, hogy a legtöbb multiméter csak 40-400 Hz tartományban méri a váltakozó feszültséget és áramot, és ez az utasításokban is szerepel. De sok rádióamatőr nem ismeri ezt az árnyalatot. A multiméter természetesen nem tudja mérni a több tíz kHz-es frekvencián pulzáló LED-áramot, és véletlen számot jelenít meg a képernyőn.
Olvassa el is
A LED-ek már régóta helyettesítik az izzólámpákat szinte minden területen. Ez érthető: a LED-ek fényesebbek, mint a lámpák, tekintettel energiafogyasztásukra.
De a LED-eknek számos hátránya is van. Természetesen nem mindegyikről fogunk beszélni, de egyet megbeszélünk. Ez egy magas kezdeti teljesítményküszöb - körülbelül 1,8-2,2 volt. Természetesen egy akkumulátorról nem tudod működtetni...
Ennek a hiányosságnak a kiküszöbölésére egy egyszerű átalakítót készítünk, abszolút minimális alkatrész felhasználásával.
Ennek az átalakítónak köszönhetően csatlakoztathat egy LED-et (vagy több LED-et) egy akkumulátorhoz, és készíthet egy kis zseblámpát.
Szükségünk lesz:
- Fénykibocsátó dióda.
- 2N3904 vagy BC547 szilícium tranzisztor, vagy bármilyen más n-p-n szerkezet.
- Huzal.
- Ellenállás 1 kOhm.
- Gyűrűmagok vagy ferritmagok.
Átalakító áramkör
Adok két diagramot. Az egyik gyűrűs transzformátor tekercseléséhez, a másik azoknak, akiknek nincs kéznél gyűrűs mag.
Ez a legegyszerűbb blokkoló generátor, szabad gerjesztési frekvenciával. Az ötlet egyidős az idővel. A készülék nagy hatásfokú lesz.
Az induktor tekercselése
Függetlenül attól, hogy gyűrűs vagy normál ferritmagot használ, minden tekercsből 10 fordulatot tekerjen. Az induktor készen áll erre.
Generátor ellenőrzés
A diagram szerint összeszereljük és ellenőrizzük. A generátornak működnie kell, és nincs szüksége beállításra.Ha hirtelen, annak ellenére, hogy az elemek megfelelően működnek, a LED nem világít, próbálja meg cserélni az indukciós transzformátor egyik tekercsének végét.
Most már lemerült akkumulátor esetén is nagyon fényesen világít a LED. A teljes készülék tápellátásának alsó határa most valahol 0,6 volt körül van.
A gyűrűs maggal rendelkező transzformátor hatásfoka valamivel magasabb. Természetesen nem kritikus, de tartsd szem előtt.
Az ultra-fényes fénykibocsátó diódák (LED) elérhetősége és viszonylag alacsony ára lehetővé teszi, hogy különféle amatőr eszközökben is használhatók. A kezdő rádióamatőrök, akik először használnak LED-eket a tervezésükben, gyakran felmerül a kérdés, hogyan lehet LED-et az akkumulátorhoz csatlakoztatni? Az olvasó ennek az anyagnak az elolvasása után megtanulja, hogyan lehet szinte bármilyen akkumulátorról LED-et világítani, milyen LED-es bekötési rajzok használhatók ebben vagy abban az esetben, hogyan kell kiszámítani az áramköri elemeket.
Milyen akkumulátorokhoz csatlakoztatható a LED?
Elvileg egyszerűen meggyújthatja a LED-et bármilyen akkumulátorral. A rádióamatőrök és szakemberek által kifejlesztett elektronikus áramkörök lehetővé teszik ennek a feladatnak a sikeres megbirkózását. Egy másik dolog, hogy az áramkör mennyi ideig fog folyamatosan működni egy adott LED-del (LED-ekkel) és egy adott akkumulátorral vagy akkumulátorokkal.
Ennek az időnek a becsléséhez tudnia kell, hogy minden akkumulátor egyik fő jellemzője, legyen az vegyi cella vagy akkumulátor, a kapacitás. Az akkumulátor kapacitása – C amperórában van kifejezve. Például a szokásos AAA AA akkumulátorok kapacitása típustól és gyártótól függően 0,5-2,5 amperóra között mozoghat. A fénykibocsátó diódákat viszont az üzemi áram jellemzi, amely tíz és száz milliamper lehet. Így hozzávetőlegesen kiszámíthatja az akkumulátor élettartamát a következő képlet segítségével:
T= (C*U baht)/(U work led *I work led)
Ebben a képletben a számláló az a munka, amelyet az akkumulátor képes elvégezni, a nevező pedig a fénykibocsátó dióda által fogyasztott energia. A képlet nem veszi figyelembe az adott áramkör hatékonyságát és azt, hogy rendkívül problémás a teljes akkumulátorkapacitás teljes kihasználása.
Az akkumulátoros készülékek tervezésénél általában arra törekednek, hogy áramfelvételük ne haladja meg az akkumulátor kapacitásának 10-30%-át. E megfontolás és a fenti képlet alapján megbecsülheti, hogy adott kapacitású elem hány darab szükséges egy adott LED táplálásához.
Csatlakoztatás AA 1.5V AA elemről
Sajnos nem létezik egyszerű módon A LED-et egy AA elemről táplálja. Az a tény, hogy a fénykibocsátó diódák működési feszültsége általában meghaladja az 1,5 V-ot. Ez az érték 3,2 - 3,4 V tartományba esik. Ezért a LED egy akkumulátorról való táplálásához össze kell szerelnie egy feszültségátalakítót. Az alábbiakban egy egyszerű, két tranzisztoros feszültségátalakító diagramja látható, amely 1-2 szuperfényes LED táplálására használható 20 milliamperes üzemi árammal.
Ez az átalakító egy blokkoló oszcillátor, amely a VT2 tranzisztorra, a T1 transzformátorra és az R1 ellenállásra van felszerelve. A blokkoló generátor olyan feszültségimpulzusokat állít elő, amelyek többszöröse az áramforrás feszültségének. A VD1 dióda egyenirányítja ezeket az impulzusokat. Az L1 induktor, a C2 és C3 kondenzátorok az élsimító szűrő elemei.
A VT1 tranzisztor, az R2 ellenállás és a VD2 zener-dióda a feszültségstabilizátor elemei. Amikor a C2 kondenzátor feszültsége meghaladja a 3,3 V-ot, a Zener-dióda kinyílik, és az R2 ellenálláson feszültségesés jön létre. Ugyanakkor az első tranzisztor kinyílik és lezárja a VT2-t, a blokkoló generátor leáll. Ez biztosítja a konverter kimeneti feszültségének stabilizálását 3,3 V-on.
VD1-ként jobb Schottky-diódákat használni, amelyek nyitott állapotban alacsony feszültségeséssel rendelkeznek.
A T1 transzformátor 2000NN minőségű ferritgyűrűre tekerhető. A gyűrű átmérője 7-15 mm lehet. Magként használhatja az energiatakarékos izzók átalakítóinak gyűrűit, a számítógépes tápegységek szűrőtekercseit stb. A tekercsek zománcozott huzalból készülnek, átmérője 0,3 mm, egyenként 25 fordulattal.
Ez a séma fájdalommentesen leegyszerűsíthető a stabilizáló elemek kiiktatásával. Elvileg az áramkör nélkülözheti a fojtótekercset és a C2 vagy C3 kondenzátorok egyikét. Még egy kezdő rádióamatőr is összeállíthat egy egyszerűsített áramkört saját kezével.
Az áramkör is jó, mert folyamatosan működik, amíg a tápfeszültség 0,8 V-ra nem csökken.
3V-os akkumulátorok csatlakoztatása
Szuperfényes LED-et csatlakoztathat egy 3 V-os akkumulátorhoz anélkül, hogy további alkatrészeket használna. Mivel a LED üzemi feszültsége valamivel magasabb, mint 3 V, a LED nem világít teljes erővel. Néha még hasznos is lehet. Például egy kapcsolós LED-ből és egy 3 V-os lemezakkumulátorból (népszerű nevén tabletta) készíthető egy kis zseblámpa kulcstartó. Ez a miniatűr zseblámpa különféle helyzetekben hasznos lehet.
Egy ilyen akkumulátorból - 3 V-os tablettákból LED-et táplálhat
Egy pár 1,5 V-os elem és egy vásárolt vagy házilag készített átalakító segítségével egy vagy több LED táplálására komolyabb tervezést lehet készíteni. Az egyik ilyen átalakító (erősítő) diagramja az ábrán látható.
Az LM3410 chipen és számos kiegészítőn alapuló booster a következő jellemzőkkel rendelkezik:
- bemeneti feszültség 2,7 – 5,5 V.
- maximális kimeneti áram 2,4 A-ig.
- a csatlakoztatott LED-ek száma 1-től 5-ig.
- átalakítási frekvencia 0,8 és 1,6 MHz között.
Az átalakító kimeneti árama az R1 mérőellenállás ellenállásának változtatásával állítható. Annak ellenére, hogy a műszaki dokumentációból az következik, hogy a mikroáramkört 5 LED csatlakoztatására tervezték, valójában 6-ot csatlakoztathat hozzá. Ez annak köszönhető, hogy a chip maximális kimeneti feszültsége 24 V. Az LM3410 szintén lehetővé teszi a LED-ek világítását (elsötétülését). Erre a célra a chip negyedik tűjét (DIMM) használják. A fényerő szabályozása ennek a tűnek a bemeneti áramának megváltoztatásával történhet.
Hogyan csatlakoztassuk a 9V-os Krona akkumulátorokat
A „Krona” viszonylag kis kapacitású, és nem nagyon alkalmas nagy teljesítményű LED-ek táplálására. Az ilyen akkumulátor maximális áramerőssége nem haladhatja meg a 30-40 mA-t. Ezért jobb, ha 3, 20 mA üzemi árammal sorba kapcsolt fénykibocsátó diódát csatlakoztatunk hozzá. Ezek, mint a 3 voltos akkumulátorhoz való csatlakoztatás esetén, nem világítanak teljes erővel, de az akkumulátor tovább bírja.
Krona akkumulátoros tápegység áramkör
Nehéz egyetlen anyagban lefedni a LED-ek különböző feszültségű és kapacitású akkumulátorokhoz való csatlakoztatásának sokféle módját. Megpróbáltunk a legmegbízhatóbb és legegyszerűbb tervekről beszélni. Reméljük, hogy ez az anyag hasznos lesz mind a kezdőknek, mind a tapasztaltabb rádióamatőröknek.
Egy 1,5 voltos vagy alacsonyabb feszültségű akkumulátortól egyszerűen nem reális. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb LED feszültségesése meghaladja ezt az értéket.
Hogyan világítsunk LED-et 1,5 voltos akkumulátorról
Ebből a helyzetből kiút lehet egy egyszerű tranzisztor és induktivitás használata. Lényegében sajátos. Az áramkör egy egyszerű blokkoló generátor, amelyet egy 1,5 voltos akkumulátor táplál, és meglehetősen erős impulzusokat generál az energia induktorba való pumpálásával. Az áramkör egyszerű, és szó szerint 10 perc alatt összeszerelhető.
A T1 induktor 7 milliméter átmérőjű ferritgyűrűre készül (méretei K7x4x3). A tekercs 21 menetet tartalmaz, duplán hajtogatott zománcozott PEV rézhuzalból, 0,35 milliméter átmérőjű.
A tekercselés befejezése után az egyik vezeték végét össze kell kötni a másik vezeték elejével. Az eredmény egy csap a tekercs közepétől. Az ellenállás kiválasztásával jobb fénykibocsátást érhet el.
Van tehát egy Panasonic RF-800UEE-K rádióvevőnk, melynek előnyeiről és hátrányairól rengeteg információ található az interneten. Pozitívumként szeretném megjegyezni a tuner nagyon jó minőségét, fa (rétegelt lemez) házát, megfelelő hangminőséget ehhez a vevőszegmenshez. Nagyon könnyen szétszedhető, nincs retesz, öt csavar a hátlapon és további két csavar rögzíti az előlapot a rétegelt lemeztesthez.
A hátrányok közé tartozik a mono hang és a normál basszus hiánya. De van bemenet és kimenet, akiknek nincs elég basszusuk, külső hangszórókhoz csatlakoztathatják.
A vevő annyira sikeres, hogy annak érdekében, hogy ez az eszköz ne kerüljön a multimédiás központok osztályába, a gyártó csökkentette az MP3 lejátszó egyes funkcióit, és nem telepített háttérvilágítást a vevő skálájára, bár a konfigurációból ítélve. előlapon ott kellett volna lennie. A test préselt forgácsból van összeragasztva, elég laza, de ez könnyen javítható.
Az összes varratot asztalos PVA-val ragasztjuk „csúszdával”, amíg teljesen meg nem szárad.
Ezután poliuretán lakkal impregnáljuk a végeket és a belsőket, nagyon jól behatol, így három-négy bőséges réteget kell majd felvinni.
Száradás után a test megnyúlik, és úgy kezd „szólni”, mint egy gitár előlapja :-)
A lámpa felszereléséhez az ülést mérjük, esetünkben 90 mm hosszú és 7 mm széles foglalat.
A fólia NYÁK-t a szükséges méretű panelekre vágjuk.
A vevő 6V-os feszültségről üzemel, megvilágításhoz narancssárga és sárga LED-eket szeretnék kipróbálni 2,1V egyenfeszültséggel. Párban rakom őket, ilyen áramkörnél 1,8V lesz a túlfeszültség, ellenállásra rakjuk le. Az ellenállás értékét az R=U/I Ohm-törvény alapján számítjuk ki. Esetünkben U=1,8 V és I=20 mA áram (az ilyen típusú LED-ek maximális megengedett előremenő árama) kiderül, hogy R=90 Ohmnál mindennek működnie kell, de tovább megyünk és korlátozzuk az áramerősséget. 10-9mA-re, míg a fényerő nem csökken jelentős mértékben. R=220 Ohm-ot kapunk. A számítást a bejegyzés alján található link segítségével lehet elvégezni.
Összerakok két sárga és narancssárga csíkot különböző típusok LED-ek. Hogy ne csináljak felhajtást, a fóliázott NYÁK egyik oldalát mínusznak, a másikat plusznak használom. 
A narancssárga SMD LED-ek telítettebb fényt adtak.
Ez a deszka működésbe lépett. Kétoldalas ragasztószalaggal ragasztom, és a LED-ek szigorúan a skála végén világítanak, ott technológiai hiányosság van.
Mágikus mérleg.
Plusz kimenet a bekapcsológombhoz (hangerőszabályzó)
Mínusz a tápcsatlakozó központi magján. Ezzel a kapcsolási sémával a háttérvilágítás csak külső tápegységről működik, akkumulátoros üzemmódban nem világít, így kíméli az akkumulátort. Szerintem a gyártó szándékosan választotta szét a két áramkört egy diódán keresztül.
