Схема електричного ліхтарика із зарядкою від мережі. Електричні схеми ліхтариків

18.04.2022

Незважаючи на багатий вибір у магазинах світлодіодних ліхтариків різних конструкцій, радіоаматори розробляють свої варіанти схем живлення білих суперяскравих світлодіодів. В основному завдання зводиться до того, як запитати світлодіод всього від однієї батареї або акумулятора, провести практичні дослідження.

Після того, як отримано позитивний результат, схема розбирається, деталі складаються в коробочку, досвід завершено, настає моральне задоволення. Часто дослідження на цьому зупиняються, але іноді досвід збирання конкретного вузла на макетній платі перетворюється на реальну конструкцію, виконану за всіма правилами мистецтва. Далі розглянуто кілька простих схем, розроблених радіоаматорами.

У ряді випадків встановити, хто є автором схеми дуже важко, оскільки та сама схема з'являється на різних сайтах і в різних статтях. Часто автори статей чесно пишуть, що цю статтю знайшли в інтернеті, але хто опублікував цю схему вперше, невідомо. Багато схем просто змальовуються з плат тих самих китайських ліхтариків.

Навіщо потрібні перетворювачі

Вся справа в тому, що пряме падіння напруги на , як правило, не менше 2,4...3,4В, тому від однієї батареї з напругою 1,5В, а тим більше акумулятора з напругою 1,2В запалити світлодіод просто неможливо. Тут є два виходи. Або застосовувати батарею з трьох або більше гальванічних елементів, або будувати хоча б найпростіший.

Саме перетворювач дозволить живити ліхтарик лише від однієї батарейки. Таке рішення зменшує витрати на джерела живлення, а також дозволяє повніше використовувати: багато перетворювачів працездатні при глибокому розряді батареї до 0,7В! Використання перетворювача дозволяє зменшити габарити ліхтарика.

Схема є блокінг-генератор. Це одна з класичних схем електроніки, тому при правильному складанні та справних деталях починає працювати відразу. Головне у цій схемі правильно намотати трансформатор Tr1, не переплутати фазування обмоток.

Як осердя для трансформатора можна використовувати феритове кільце з плати від непридатної. Достатньо намотати кілька витків ізольованого дроту та з'єднати обмотки, як показано на малюнку нижче.

Трансформатор можна намотати обмотувальним дротом типу ПЕВ або ПЕЛ діаметром не більше 0,3мм, що дозволить укласти на кільце трохи більше витків, хоча б 10...15, що дещо покращить роботу схеми.

Обмотки слід мотати у два дроти, після чого з'єднати кінці обмоток, як показано на малюнку. Початок обмоток на схемі показано крапкою. Як можна використовувати будь-який малопотужний транзистор n-p-n провідності: КТ315, КТ503 та подібні. В даний час найпростіше знайти імпортний транзистор, наприклад BC547.

Якщо під рукою не виявиться транзистора структури n-p-n, можна застосувати , наприклад КТ361 або КТ502. Однак, у цьому випадку доведеться змінити полярність увімкнення батареї.

Резистор R1 підбирається по найкращому світінню світлодіода, хоча схема працює, навіть якщо його замінити просто перемичкою. Наведена вище схема призначена просто «для душі», для проведення експериментів. Так після восьми годин безперервної роботи на один світлодіод батарейка з 1,5В «сідає» до 1,42В. Можна сказати, що майже не розряджається.

Для дослідження здатностей навантаження схеми можна спробувати підключити паралельно ще кілька світлодіодів. Наприклад, при чотирьох світлодіодах схема продовжує працювати досить стабільно, при шести світлодіодах починає грітися транзистор, при восьми світлодіодах яскравість помітно падає, транзистор гріється дуже сильно. А схема все-таки продовжує працювати. Але це лише в порядку наукових досліджень, оскільки транзистор у такому режимі довго не пропрацює.

Якщо на базі цієї схеми планується створити простенький ліхтарик, то доведеться додати ще пару деталей, що забезпечить яскравіше світло світлодіода.

Неважко бачити, що у цій схемі світлодіод живиться не пульсуючим, а постійним струмом. Природно, що в цьому випадку яскравість світіння буде дещо вищою, а рівень пульсацій випромінюваного світла буде набагато меншим. Як діод підійде будь-який високочастотний, наприклад, КД521 ().

Перетворювачі з дроселем

Ще одна найпростіша схема показана на малюнку нижче. Вона трохи складніше, ніж схема на малюнку 1 містить 2 транзистора, але при цьому замість трансформатора з двома обмотками має тільки дросель L1. Такий дросель можна намотати на кільці все від тієї ж енергозберігаючої лампи, для чого знадобиться намотати всього 15 витків обмотувального дроту діаметром 0,3 ... 0,5 мм.

При вказаному параметрі дроселя на світлодіоді можна отримати напругу до 3,8В (пряме падіння напруги на світлодіоді 5730 3,4В), що достатньо для живлення світлодіода потужністю 1Вт. Налагодження схеми полягає у підборі ємності конденсатора C1 в діапазоні ±50% максимальної яскравості світлодіода. Схема працездатна у разі зниження напруги живлення до 0,7В, що забезпечує максимальне використання ємності батареї.

Якщо розглянуту схему доповнити випрямлячем на діоді D1, фільтром на конденсаторі C1 та стабілітроном D2, вийде малопотужний блок живлення, який можна застосувати для живлення схем на ОУ або інших електронних вузлів. При цьому індуктивність дроселя вибирається в межах 200 ... 350 мкГн, діод D1 з бар'єром Шоттки, стабілітрон D2 вибирається за напругою схеми живлення.

При успішному збігу причин з допомогою такого перетворювача можна одержати на виході напруга 7…12В. Якщо передбачається використовувати перетворювач для живлення світлодіодів, стабілітрон D2 можна зі схеми виключити.

Всі розглянуті схеми є найпростішими джерелами напруги: обмеження струму через світлодіод здійснюється приблизно так, як це робиться в різних брелоках або в запальничках зі світлодіодами.

Світлодіод через кнопку включення, без будь-якого обмежувального резистора, живиться від 3-4 маленьких дискових батарейок, внутрішній опір яких обмежує струм через світлодіод на безпечному рівні.

Схеми із зворотним зв'язком по струму

А світлодіод є все-таки струмовим приладом. Недарма в документації на світлодіоди вказується саме прямий струм. Тому справжні схеми для живлення світлодіодів містять зворотний зв'язок струму: як тільки струм через світлодіод досягає певного значення, вихідний каскад відключається від джерела живлення.

В точності також працюють і стабілізатори напруги, тільки там зворотний зв'язок напруги. Нижче показана схема для живлення світлодіодів з струмовим зворотним зв'язком.

При уважному розгляді можна побачити, що основою схеми є той самий блокінг-генератор, зібраний на транзисторі VT2. Транзистор VT1 є керуючим у ланцюзі зворотного зв'язку. Зворотний зв'язок у цій схемі працює в такий спосіб.

Світлодіоди живляться напругою, що накопичується на електролітичному конденсаторі. Заряд конденсатора виробляється через діод імпульсною напругою колектора транзистора VT2. Випрямлена напруга використовується для живлення світлодіодів.

Струм через світлодіоди проходить наступним шляхом: плюсова обкладка конденсатора, світлодіоди з обмежувальними резисторами, резистор струмового зворотного зв'язку (сенсор) Roc, мінусова обкладка електролітичного конденсатора.

При цьому на резисторі зворотного зв'язку створюється падіння напруги Uoc = I * Roc, де струм через світлодіоди. При зростанні напруги (генаратор, все-таки, працює і заряджає конденсатор), струм через світлодіоди збільшується, а, отже, збільшується і напруга на резисторі зворотного зв'язку Roc.

Коли Uoc досягає 0,6В транзистор VT1 відкривається, замикаючи перехід база-емітер транзистора VT2. Транзистор VT2 закривається, блокінг-генератор зупиняється і перестає заряджати електролітичний конденсатор. Під впливом навантаження конденсатор розряджається, напруга на конденсаторі падає.

Зменшення напруги на конденсаторі призводить до зниження струму через світлодіоди, і, як наслідок, зменшення напруги зворотного зв'язку Uoc. Тому транзистор VT1 закривається і перешкоджає роботі блокинг-генератора. Генератор запускається і весь цикл повторюється знову і знову.

Змінюючи опір резистора зворотний зв'язок можна у межах змінювати струм через світлодіоди. Такі схеми називаються імпульсними стабілізаторами струму.

Інтегральні стабілізатори струму

В даний час стабілізатори струму для світлодіодів випускаються в інтегральному виконанні. Як приклади можна навести спеціалізовані мікросхеми ZXLD381, ZXSC300. Схеми, показані далі, взяті з датацитів (DataSheet) цих мікросхем.

На малюнку показано пристрій мікросхем ZXLD381. У ній міститься генератор ШІМ (Pulse Control), датчик струму (Rsense) та вихідний транзистор. Навісних деталей лише дві штуки. Це світлодіод LED та дросель L1. Типова схема включення показана наступному малюнку. Мікросхема випускається у корпусі SOT23. Частота генерації 350КГц визначається внутрішніми конденсаторами, змінити її неможливо. ККД устрою 85%, запуск під навантаженням можливий вже при напрузі живлення 0,8В.

Пряма напруга світлодіода повинна бути не більше 3,5В, як зазначено в нижньому рядку під малюнком. Струм через світлодіод регулюється зміною індуктивності дроселя, як показано в таблиці у правій частині малюнка. У середній колонці вказаний піковий струм, в останній колонці середній струм через світлодіод. Для зниження рівня пульсацій та підвищення яскравості свічення можливе застосування випрямляча з фільтром.

Тут застосовується світлодіод із прямою напругою 3,5В, діод D1 високочастотний з бар'єром Шоттки, конденсатор C1 бажано з низьким значенням послідовного еквівалентного опору (low ESR). Ці вимоги необхідні для того, щоб підвищити загальний ККД пристрою, якомога менше гріти діод і конденсатор. Вихідний струм підбирається за допомогою підбору індуктивності дроселя залежно від потужності світлодіода.

Відрізняється від ZXLD381 тим, що немає внутрішнього вихідного транзистора і резистора-датчика струму. Таке рішення дозволяє значно збільшити вихідний струм пристрою, а відтак застосувати світлодіод більшої потужності.

Як датчик струму використовується зовнішній резистор R1, зміною величини якого можна встановлювати необхідний струм залежно від типу світлодіода. Розрахунок цього резистора провадиться за формулами, наведеними в датасіті на мікросхему ZXSC300. Тут ці формули наводити не будемо, при необхідності нескладно знайти даташит і підглянути формули звідти. Вихідний струм обмежується лише параметрами вихідного транзистора.

При першому включенні всіх описаних схем бажано підключати батарейку через резистор опором 10Ом. Це допоможе уникнути загибелі транзистора, якщо, наприклад, неправильно підключені обмотки трансформатора. Якщо з цим резистором світлодіод засвітився, то резистор можна прибирати та проводити подальші налаштування.

Борис Аладишкін

Для безпеки та можливості продовжувати активну діяльність у темний час доби людина потребує штучного висвітлення. Первісні люди розсовували темінь, підпалюючи гілки дерев, далі придумали смолоскип і гас. І тільки після винаходу французьким винахідником Джорджем Лекланше в 1866 прототипу сучасної батарейки, а в 1879 Томсоном Едісоном лампи розжарювання, у Девіда Майзела з'явилася можливість запатентувати 1896 перший електричний ліхтар.

З того часу в електричній схемі нових зразків ліхтарів нічого не змінювалося, поки в 1923 році російський вчений Олег Володимирович Лосєв не знайшов зв'язок люмінесценції в карбіді кремнію та p-n-переході, а в 1990 році вченим не вдалося створити світлодіод з більшою світловіддачею, що дозволяє замінити розжарювання. Застосування світлодіодів замість ламп розжарювання завдяки низькому енергоспоживанням світлодіодів дозволило багаторазово збільшити час роботи ліхтарів при тій же ємності батарейок і акумуляторів, підвищити надійність ліхтариків і практично зняти всі обмеження на їхнє використання.

Світлодіодний акумуляторний ліхтар, який Ви бачите на фотознімку, потрапив мені в ремонт зі скаргою, що куплений днями китайський ліхтарик Lentel GL01 за $3 не світить, хоча індикатор заряду акумулятора світиться.

Зовнішній огляд ліхтаря справив позитивне враження. Якісне лиття корпусу, зручна ручка та вимикач. Стрижні вилки для підключення до побутової мережі для заряджання акумулятора зроблені висувними, що унеможливлює зберігання мережевого шнура.

Увага! При розбиранні та ремонті ліхтаря, якщо він підключений до мережі, слід дотримуватися обережності. Дотик до оголених ділянок схеми підключеної до електричної мережі може призвести до ураження електричним струмом.

Як розібрати світлодіодний акумуляторний ліхтар Lentel GL01

Хоча ліхтарик підлягав гарантійному ремонту, але згадуючи свої ходіння при гарантійному ремонті електрочайника, що відмовив (чайник був дорогим і в ньому перегорів ТЕН, тому своїми руками його відремонтувати не представлялося можливим), вирішив зайнятися ремонтом самостійно.

Розібрати ліхтар було легко. Достатньо повернути на невеликий кут проти годинникової стрілки кільце, що фіксує захисне скло і відтягнути його, потім відкрутити кілька шурупів. Виявилося кільце фіксується на корпусі за допомогою байонетного з'єднання.

Після зняття однієї з половинок корпусу ліхтарика з'явився доступ до всіх його вузлів. Зліва на фотознімку видно друковану плату зі світлодіодами, до якої прикріплений за допомогою трьох саморізів рефлектор (відбивач світла). У центрі розташований акумулятор чорного кольору з невідомими параметрами, лише маркування полярності висновків. Правіше акумулятора знаходиться друкована плата зарядного пристрою та індикації. Справа встановлена мережева вилка з висувними стрижнями.

При уважному розгляді світлодіодів виявилося, що на випромінюючих поверхнях кристалів всіх світлодіодів були темні плями або крапки. Стало ясно навіть без перевірки світлодіодів мультиметром, що ліхтарик не світить через їхнє перегорання.

Почорнілі області були також на кристалах двох світлодіодів, встановлених як підсвічування на платі індикації заряджання акумулятора. У світлодіодних лампах і стрічках зазвичай виходить із ладу один світлодіод, і працюючи як запобіжник, захищає решту від перегорання. А у ліхтарі вийшли з ладу усі дев'ять світлодіодів одночасно. Напруга на акумуляторі не могла збільшитися до величини, здатної вивести світлодіоди з ладу. Для з'ясування причини довелося накреслити електричну схему.

Пошук причин відмови ліхтаря

Електрична схема ліхтаря і двох функціонально закінчених частин. Частина схеми, розташована ліворуч від перемикача SA1, виконує функцію зарядного пристрою. А частина схеми, зображена праворуч від перемикача, забезпечує свічення.

Зарядний пристрій працює наступним чином. Напруга від побутової мережі 220 надходить на струмообмежуючий конденсатор С1, далі на мостовий випрямляч, зібраний на діодах VD1-VD4. З випрямляча напруга подається на клеми акумулятора. Резистор R1 служить для розряду конденсатора після вилучення вилки ліхтарика з мережі. Таким чином, виключається удар струмом від розряду конденсатора у разі випадкового дотику рукою одночасно двох штирів вилки.

Світлодіод HL1, включений послідовно з струмообмежуючим резистором R2 у протилежному напрямку з правим верхнім діодом моста, як, виявилося, завжди світиться при вставленій вилці в мережу, навіть якщо акумулятор несправний або від'єднаний від схеми.

Перемикач режимів роботи SA1 служить для підключення до акумулятора окремих груп світлодіодів. Як видно зі схеми виходить, що якщо ліхтар підключений до мережі для зарядки і двигун перемикача знаходиться в положенні 3 або 4, напруга із зарядного пристрою акумулятора потрапляє і на світлодіоди.

Якщо людина ввімкнула ліхтарик і виявив, що вона не працює, і, не знаючи, що двигун вимикача обов'язково необхідно встановити в положення «вимкнено», про що в інструкції з експлуатації ліхтаря нічого не сказано, підключить ліхтар до мережі на зарядку, то за рахунок кидка напруги на виході зарядного пристрою на світлодіоди потрапить напруга, що значно перевищує розрахункове. Через світлодіоди потече струм, що перевищує допустимий, і вони перегорять. При старінні кислотного акумулятора за рахунок сульфатації свинцевих пластин напруга заряду акумулятора зростає, що також призводить до перегорання світлодіодів.

Ще одне схемне рішення, яке здивувало, це паралельне включення семи світлодіодів, що неприпустимо, тому що вольтамперні характеристики навіть світлодіодів одного типу відрізняються і тому струм, що проходить через світлодіоди, теж буде не однаковим. З цієї причини при виборі номіналу резистора R4 з розрахунку протікання через світлодіоди максимально допустимого струму, один з них може перевантажуватися і вийти з ладу, а це призведе до перевантаження струмом паралельно включених світлодіодів, і вони теж перегорять.

Переробка (модернізація) електричної схеми ліхтаря

Стало очевидним, що поломка ліхтаря пов'язані з помилками, допущеними розробниками його електричної схеми. Щоб відремонтувати ліхтар та виключити його повторну поломку, необхідно його переробити, замінивши світлодіоди та внести незначні зміни в електричну схему.

Для того, щоб індикатор заряду акумулятора дійсно сигналізував про його заряджання, необхідно світлодіод HL1 увімкнути послідовно з акумулятором. Для свічення світлодіода необхідний струм кілька міліампер, а струм, що видається, зарядним пристроєм повинен становити близько 100 мА.

Для забезпечення цих умов достатньо від'єднати HL1-R2 ланцюжок від схеми в місцях, вказаних червоними хрестиками та паралельно з нею встановити додатковий резистор Rd номіналом 47 Ом потужністю не менше 0,5 Вт. Струм заряду, протікаючи через Rd, буде створювати на ньому падіння напруги близько 3 В, яке забезпечити необхідний струм для свічення індикатора HL1. Заодно точку з'єднання HL1 та Rd необхідно підключити до виведення 1 перемикача SA1. У такий спосіб буде виключена можливість подачі напруги із зарядного пристрою на світлодіоди EL1-EL10 під час заряду акумулятора.

Для вирівнювання величини струмів, що протікають через світлодіоди EL3-EL10, необхідно виключити зі схеми резистор R4 і з кожним світлодіодом послідовно включити окремий резистор номіналом 47-56 Ом.

Електрична схема після доопрацювання

Внесені до схеми незначні зміни підвищили інформативність індикатора заряду недорогого китайського світлодіодного ліхтаря та багаторазово підвищили його надійність. Сподіваюся, що виробники світлодіодних ліхтарів після прочитання цієї статті внесуть зміни до електричних схем своїх виробів.

Після модернізації електрична принципова схема набула вигляду, як на кресленні вище. Якщо необхідно висвітлювати ліхтариком тривалий час і не потрібно великої яскравості його свічення, можна додатково встановити струмообмежуючий резистор R5, завдяки якому час роботи ліхтарика без підзарядки збільшиться вдвічі.

Ремонт світлодіодного акумуляторного ліхтаря

Після розбирання в першу чергу потрібно відновити працездатність ліхтаря, а потім уже займатися модернізацією.

Перевірка світлодіодів мультиметром підтвердила їхню несправність. Тому всі світлодіоди довелося випаяти та звільнити від припою отвори для встановлення нових діодів.

Судячи з зовнішнього вигляду, на платі було встановлено лампові світлодіоди із серії HL-508H діаметром 5 мм. В наявності світлодіоди типу HK5H4U від лінійної світлодіодної лампи з близькими технічними характеристиками. Вони й стали в нагоді для ремонту ліхтаря. При запаюванні світлодіодів на плату потрібно не забувати дотримуватися полярності, анод повинен бути з'єднаний з плюсовим виведенням акумулятора або батарейки.

Після заміни світлодіодів друковану плату було підключено до схеми. Яскравість свічення деяких світлодіодів через загальний струмообмежувальний резистор дещо відрізнялася від інших. Для усунення цього недоліку необхідно видалити резистор R4 та замінити його сімома резисторами, увімкнувши послідовно з кожним світлодіодом.

Для вибору резистора, що забезпечує оптимальний режим роботи світлодіода, була виміряна залежність величини струму, що протікає через світлодіод, від величини послідовно включеного опору при напрузі 3,6, рівному напрузі акумуляторної батареї ліхтаря.

Виходячи з умов застосування ліхтаря (у разі перебоїв подачі в квартиру електроенергії) великої яскравості та дальності освітлення не потрібно, тому резистор був обраний номіналом 56 Ом. З таким струмообмежуючим резистором світлодіод працюватиме в легкому режимі, і споживання електроенергії буде економним. Якщо від ліхтаря потрібно вичавити максимальну яскравість, слід застосувати резистор, як видно з таблиці, номіналом 33 Ом і зробити два режими роботи ліхтарика, включивши ще один загальний струмообмежуючий резистор (на схемі R5) номіналом 5,6 Ом.

Щоб увімкнути послідовно з кожним світлодіодом резистор, необхідно попередньо підготувати друковану плату. Для цього на ній потрібно перерізати по одній будь-якій струмоведущій доріжці, що підходить до кожного світлодіода і зробити додаткові контактні майданчики. Струмопровідні доріжки на платі захищені шаром лаку, який необхідно зіскребти лезом ножа до міді, як на фотознімку. Потім оголені контактні майданчики залудити припоєм.

Підготовляти друковану плату для монтажу резисторів та припаювати їх краще та зручніше, якщо плату закріпити на штатному рефлекторі. В цьому випадку поверхня лінз світлодіодів не дряпатиметься, і зручніше працюватиме.

Підключення діодної плати після ремонту та модернізації до акумулятора ліхтаря показало достатню для освітлення та однакову яскравість світіння всіх світлодіодів.

Не встиг відремонтувати попередній ліхтар, як у ремонт потрапив другий, з такою самою несправністю. На корпусі ліхтарика інформації про виробника та технічні характеристики не знайшов, але судячи з почерку виготовлення та причини поломки, виробник той же, китайський Lentel.

За датою на корпусі ліхтарика та на акумуляторі вдалося встановити, що ліхтареві вже чотири роки і за словами його господаря, ліхтар працював безвідмовно. Очевидно, що прослужив ліхтарик довго завдяки застережливому напису «Не вмикати під час зарядки!» на відкидній кришці, що закриває відсік, в якому захована вилка для підключення ліхтаря до електромережі для заряджання акумулятора.

У цій моделі ліхтаря світлодіоди включені до схеми за правилами, послідовно з кожним встановленим резистор номіналом 33 Ом. Величину резистора легко дізнатися за кольоровим маркуванням за допомогою онлайн калькулятора. Перевірка мультиметром показала, що всі світлодіоди несправні, резистори теж опинилися в обриві.

Аналіз причини відмови світлодіодів показав, що за рахунок сульфатації пластин кислотного акумулятора його внутрішній опір збільшився і, як наслідок, напруга його зарядки зросла в кілька разів. Під час заряджання ліхтарик був увімкнений, струм через світлодіоди та резистори перевищив граничний, що і призвело до виходу їх з ладу. Довелося замінити не лише світлодіоди, а й усі резистори. Виходячи з обумовлених умов експлуатації ліхтаря були для заміни обрані резистори номіналом 47 Ом. Величину резистора для будь - якого типу світлодіода можна розрахувати за допомогою онлайн калькулятора .

Переробка схеми індикації режиму заряджання акумулятора

Ліхтар відремонтований, і можна приступати до внесення змін до схеми індикації заряджання акумулятора. Для цього необхідно перерізати доріжку на друкованій платі зарядного пристрою та індикації таким чином, щоб ланцюг HL1-R2 з боку світлодіода від'єднати від схеми.

Свинцево-кислотний акумулятор AGM був доведений до глибокого розряду, і спроба зарядити його штатним зарядним пристроєм не привела до успіху. Довелося заряджати акумулятор за допомогою стаціонарного блоку живлення з функцією обмеження струму навантаження. На акумулятор було подано напругу 30 В, при цьому він у перший момент споживав струм всього кілька мА. Згодом струм почав зростати і за кілька годин збільшився до 100 мА. Після повної зарядки акумулятор було встановлено у ліхтар.

Заряджання глибоко розряджених свинцево-кислотних AGM акумуляторів у результаті тривалого зберігання підвищеною напругою дозволяє відновити їхню працездатність. Спосіб перевірений мною на акумуляторах AGM не один десяток разів. Нові акумулятори, які не бажають заряджатися від стандартних зарядних пристроїв, заряджаються від постійного джерела при напрузі 30 В відновлюються практично до початкової ємності.

Акумулятор кілька разів розряджений включенням ліхтарика в робочий режим і заряджений за допомогою штатного зарядного пристрою. Виміряний струм заряду становив 123 мА, при напрузі на висновках акумулятора 6,9 В. На жаль, акумулятор був зношений і його вистачало для роботи ліхтаря протягом 2 годин. Тобто ємність акумулятора становила близько 0,2 А години і для тривалої роботи ліхтаря необхідна його заміна.

HL1-R2 ланцюжок на друкованій платі був вдало розміщений, і знадобилося під кутом перерізати всього одну струмоведу доріжку, як на фотознімку. Ширина різу має бути не менше 1 мм. Розрахунок номіналу резистора і перевірка практично показала, що з стабільної роботи індикатора зарядки акумулятора необхідний резистор номіналом 47 Ом потужністю щонайменше 0,5 Вт.

На фотознімку представлена друкована плата із запаяним струмообмежуючим резистором. Після такої доробки індикатор заряду акумулятора світиться лише у випадку, якщо акумулятор дійсно заряджається.

Модернізація перемикача режимів роботи

Для завершення роботи з ремонту та модернізації ліхтарів необхідно виконати перепаювання проводів на виводах перемикача.

У моделях ліхтарів для включення застосований чотири позиційний перемикач движкового типу. Середній висновок на наведеній фотографії є загальним. При положенні движка перемикача у крайньому лівому положенні загальний висновок підключається до лівого виводу перемикача. При переміщенні движка перемикача з крайнього лівого положення на одну позицію вправо, його загальний висновок підключається до другого висновку і при подальшому переміщенні движка послідовно до 4 і 5 висновків.

До середнього загального висновку (дивись фотографію вище) потрібно припаяти провід, що йде від позитивного виведення акумулятора. Таким чином, з'явиться можливість підключати акумулятор до зарядного пристрою або світлодіодів. До першого висновку можна припаяти провід, що йде від основної плати зі світлодіодами, до другого можна припаяти струмообмежуючий резистор R5 величиною 5,6 Ом для перемикання ліхтарика в енергозберігаючий режим роботи. До останнього правого висновку припаяти провідник, що йде від зарядного пристрою. Таким чином буде виключена можливість увімкнути ліхтар під час заряджання акумулятора.

Ремонт та модернізація
світлодіодного акумуляторного ліхтаря-прожектора "Фотон PB-0303"

Потрапив мені в ремонт ще один екземпляр із ряду світлодіодних ліхтарів китайського виробництва під назвою Світлодіодний ліхтар-прожектор «Фотон PB-0303». Ліхтар при натисканні на кнопку ввімкнення не реагував, спроба зарядити акумулятор ліхтаря за допомогою зарядного пристрою до успіху не призвела.

Ліхтар потужний, дорогий, коштує близько $20. За заявою виробника світловий потік ліхтаря досягає 200 метрів, корпус виконаний з удароміцного ABS-пластика, в комплекті є окремий зарядний пристрій та ремінь для перенесення на плечі.

Світлодіодний ліхтар Фотон має гарну ремонтопридатність. Для отримання доступу до електричної схеми достатньо відкрутити пластмасове кільце, що утримує захисне скло, обертаючи кільце проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди.

При ремонті електроприладів пошук несправності завжди починається з джерела живлення. Тому насамперед було виміряно за допомогою мультиметра, включеного в режим напруга на висновках кислотного акумулятора. Воно становило 2,3 В, замість 4,4 В належних. Акумулятор повністю розряджений.

При підключенні зарядного пристрою напруга на клемах акумулятора не змінювалася, стало очевидним, що зарядний пристрій не працює. Ліхтариком користувалися, поки акумулятор повністю не розрядився, а потім він тривалий час не експлуатувався, що призвело до глибокої розрядки акумулятора.

Залишилося перевірити справність світлодіодів та інших елементів. Для цього був зняти відбивач, для чого було відкручено шість саморізів. На друкованій платі знаходилося всього три світлодіоди, ЧІП (мікросхема) у вигляді крапельки, транзистор та діод.

Від плати та акумулятора п'ять дротів уходило в ручку. Для того, щоб розібратися в їх підключенні, знадобилося її розібрати. Для цього потрібно хрестовою викруткою відкрутити всередині ліхтаря два гвинти, які були розташовані поряд з отвором, в які йшли дроти.

Для від'єднання ручки ліхтаря від корпусу її необхідно зрушити убік від гвинтів кріплення. Робити це потрібно обережно, щоб не відірвати від плати дроти.

Як виявилося, в ручці не було радіоелектронних елементів. Два білих дроти були припаяні до висновків кнопки ввімкнення/вимкнення ліхтаря, а решта до роз'єму для підключення зарядного пристрою. До 1 висновку роз'єму (нумерація умовна) був припаяний дріт червоного кольору, який другим кінцем був припаяний до плюсового входу друкованої плати. До другого контакту припаяли синьо-білий провідник, який другим кінцем був припаяний до мінусового майданчика друкованої плати. До 3 висновку був припаяний зелений провід, другий кінець якого був припаяний до виходу мінусового акумулятора.

Електрична принципова схема

Розібравшись із проводами, захованими в ручці, можна накреслити електричну принципову схему ліхтаря Фотон.

З негативного виведення акумулятора GB1 напруга подається на висновок роз'єму 3 Х1 і далі з його виведення 2 через синьо-білий провідник надходить на друковану плату.

Роз'єм Х1 влаштований таким чином, що коли штекер зарядного пристрою не вставлений в нього, то висновки 2 і 3 з'єднуються між собою. Коли штекер вставляється, висновки 2 і 3 роз'єднуються. Таким чином, забезпечується автоматичне відключення електронної частини схеми від зарядного пристрою, що унеможливлює випадкове включення ліхтаря під час зарядки акумулятора.

З позитивного виведення акумулятора GB1 напруга подається на D1 (мікросхема-чіп) та емітер біполярного транзистора типу S8550. ЧІП виконує тільки функцію тригера, що дозволяє кнопкою без фіксації вмикати або вимикати світлодіодів EL (⌀8 мм, колір світіння – білий, потужність 0,5 Вт, струм споживання 100 мА, падіння напруги 3 В.). При першому натисканні на кнопку S1 з мікросхеми D1 на базу транзистора Q1 подається позитивна напруга, він відкривається і на світлодіоди EL1-EL3 надходить напруга живлення, ліхтар включається. При повторному натисканні на кнопку S1 транзистор закривається і ліхтар вимикається.

З технічної точки зору таке схемне рішення безграмотно, тому що підвищує вартість ліхтаря, знижує його надійність, і на додаток за рахунок падіння напруги на переході транзистора Q1 втрачається до 20% ємності акумулятора. Таке схемне рішення виправдане за наявності можливості регулювання яскравості світлового променя. У цій моделі замість кнопки достатньо було встановити механічний вимикач.

Здивувало, що у схемі світлодіоди EL1-EL3 підключені паралельно до акумулятора як лампочки розжарювання, без струмообмежувальних елементів. В результаті при включенні через світлодіоди проходить струм, величина якого обмежена тільки внутрішнім опором акумулятора і при повному заряді струм може перевищити допустимий для світлодіодів, що приведе виходу їх з ладу.

Перевірка працездатності електричної схеми

Для перевірки справності мікросхеми, транзистора і світлодіодів від зовнішнього джерела живлення з функцією обмеження струму було подано з дотриманням полярності напруга постійного струму 4,4 безпосередньо на висновки живлення друкованої плати. Розмір обмеження струму було виставлено 0,5 А.

Після натискання кнопки увімкнення світлодіоди засвітили. Після повторного натискання – згасли. Світлодіоди та мікросхема з транзистором виявилися справними. Залишилося розібратися з акумулятором та зарядним пристроєм.

Відновлення кислотного акумулятора

Так як кислотний акумулятор ємністю 1,7 А був повністю розряджений, а штатний зарядний пристрій було несправно, то вирішив його зарядити від стаціонарного блоку живлення. При підключенні акумулятора для зарядки до блока живлення з встановленою напругою 9 В струм заряду склав менше 1 мА. Напруга була збільшена, до 30 - струм зріс до 5 мА, і через годину під такою напругою склав вже 44 мА. Далі напруга була знижена до 12, струм впав до 7 мА. Після 12 годин заряду акумулятора при напрузі 12 В струм піднявся до 100 мА, таким струмом і заряджається акумулятор протягом 15 годин.

Температура корпусу акумулятора була в межах норми, що свідчило про те, що заряджання йде не на виділення тепла, а на накопичення енергії. Після заряду акумулятора та доопрацювання схеми, про яку йтиметься нижче, були проведені випробування. Ліхтар із відновленим акумулятором просвітив безперервно 16 годин, після чого почала падати яскравість променя і тому він був вимкнений.

Описаним способом мені доводилося неодноразово відновлювати працездатність глибоко розряджених малогабаритних кислотних акумуляторів. Як показала практика, відновленню підлягають лише справні акумулятори, про які на якийсь час забули. Кислотні акумулятори, які виробили свій ресурс, не підлягають відновленню.

Ремонт зарядного пристрою

Вимірювання величини напруги мультиметром на контактах вихідного роз'єму зарядного пристрою показало його відсутність.

Судячи з стікера, наклеєного на корпус адаптера, він був блоком живлення, що видає нестабілізовану постійну напругу величиною 12 В з максимальним струмом навантаження 0,5 А. В електричній схемі не було елементів, що обмежують величину струму зарядки, тому виникло питання, а чому в Як зарядний пристрій використовувався звичайний блок живлення?

Коли адаптер був розкритий, з'явився характерний запах горілої електропроводки, що свідчило про те, що обмотка трансформатора згоріла.

Продзвонювання первинної обмотки трансформатора показало, що вона в кручі. Після розрізання першого шару стрічки, що ізолює первинну обмотку трансформатора, було виявлено термозапобіжник, розрахований на температуру спрацьовування 130°С. Перевірка показала, що як первинна обмотка, і термозапобіжник несправні.

Ремонт адаптера був економічно недоцільний, тому що необхідно перемотати первинну обмотку трансформатора та встановити новий термозапобіжник. Замінив його аналогічним, який був під рукою, на напругу постійного струму 9 В. Гнучкий шнур з роз'ємом довелося перепаяти від адаптера, що згорів.

На фотографії представлено креслення електричної схеми згорілого блоку живлення (адаптера) світлодіодного ліхтаря "Фотон". Адаптер для заміни був зібраний за такою ж схемою, тільки з вихідною напругою 9 В. Такої напруги достатньо для забезпечення необхідного струму заряду акумулятора з напругою 4,4 В.

Для інтересу підключив ліхтар до нового блоку живлення та вимірював струм зарядки. Величина його склала 620 мА, і це при напрузі 9 В. При напрузі 12 В струм був близько 900 мА, що значно перевищує здатність навантаження адаптера і рекомендований струм заряду акумулятор. Тому від перегріву і згоріла первинна обмотка трансформатора.

Доопрацювання електричної принципової схеми
світлодіодного акумуляторного ліхтаря «Фотон»

Для усунення схемотехнічних порушень з метою забезпечення надійної та довготривалої роботи до схеми ліхтаря було внесено зміни та виконано доопрацювання друкованої плати.

На фотографії представлена електрична принципова схема переробленого світлодіодного ліхтаря "Фотон". Синім кольором показані додатково встановлені радіоелементи. Резистор R2 обмежує струм заряду акумулятора до 120 мА. Для збільшення струму заряджання потрібно зменшити номінал резистора. Резистори R3-R5 обмежують і вирівнюють струм, що протікає через світлодіоди EL1-EL3 при світінні ліхтаря. Світлодіод EL4 з послідовно включеним резистором R1 встановлений для індикації процесу зарядки акумулятора, так як розробниками конструкції ліхтаря про це не подбали.

Для встановлення на платі струмообмежувальних резисторів друковані доріжки були перерізані, як показано на фотографії. Обмежуючий струм заряду резистор R2 був припаяний одним кінцем до контактного майданчика, до якої до цього був припаяний позитивний провід, що йде від зарядного пристрою, а пропаяний провід припаяний до другого висновку резистора. До цього контактного майданчика був припаяний додатковий провід (на знімку жовтого кольору), призначений для підключення індикатора заряджання акумулятора.

Резистор R1 і індикаторний світлодіод EL4 були розміщені в ручці ліхтаря, поряд з роз'ємом для підключення зарядного пристрою X1. Висновок анода світлодіода був припаяний до виведення 1 роз'єму X1, а до другого виводу, катоду світлодіода струмообмежуючий резистор R1. До другого висновку резистора був припаяний дріт (на фото жовтого кольору), що з'єднує його з виведенням резистора R2, припаяного до друкованої плати. Резистор R2, для простоти монтажу, можна було розмістити і в ручці ліхтарика, але оскільки він при зарядці нагрівається, то вирішив його розмістити у вільному просторі.

При доопрацюванні схеми застосовані резистори типу МЛТ потужністю 0,25 Вт, крім R2 який розрахований на 0,5 Вт. Світлодіод EL4 підійде будь-якого типу та кольору світіння.

На цій фотографії показано роботу індикатора заряджання під час заряджання акумулятора. Встановлення індикатора дозволило не лише стежити за процесом заряджання акумулятора, але й контролювати наявність напруги в мережі, справність блоку живлення та надійність його підключення.

Чим замінити згорілий ЧІП

Якщо раптом ЧІП – спеціалізована мікросхема без маркування у світлодіодному ліхтарі «Фотон», або аналогічному, зібраному за подібною схемою, вийде з ладу, то для відновлення працездатності ліхтаря її можна успішно замінити на механічний вимикач.

Для цього потрібно видалити з плати мікросхему D1, а замість транзисторного ключа Q1 підключити звичайний механічний вимикач, як показано наведеної вище електричної схеми. Вимикач на корпусі ліхтаря можна встановити замість кнопки S1 або в будь-якому іншому місці.

Ремонт із модернізацією
світлодіодного ліхтаря Keyang KY-9914

Відвідувач сайту Марат Пурлієв із Ашхабада поділився у листі результатами ремонту світлодіодного ліхтаря Keyang KY-9914. На додаток представив фотографію, схеми, докладний опис та дав згоду на публікацію інформації, за що я висловлюю свою вдячність.

Дякуємо Вам за статтю «Ремонт та модернізація світлодіодних ліхтарів Lentel, Фотон, Smartbuy Colorado та RED своїми руками».

Скориставшись прикладами ремонту, я відремонтував та модернізував ліхтар Keyang KY-9914, в якому згоріли чотири світлодіоди з семи, та виробив ресурс акумулятор. Світлодіоди згоріли через перемикання під час заряджання акумулятора.

У доопрацьованій електричній схемі зміни виділені червоним кольором. Несправний кислотний акумулятор я замінив на три послідовно включених акумуляторів Sanyo Ni-NH 2700, які були у використанні пальчикових АА, які опинилися під рукою.

Після переробки ліхтаря струм споживання світлодіодів у двох положеннях перемикача становив 14 і 28 мА, а струм заряду акумуляторів 50 мА.

Ремонт та переробка світлодіодного ліхтаря
14Led Smartbuy Colorado

Перестав вмикатися світлодіодний ліхтар Smartbuy Colorado, хоча три батареї типорозміру ААА були встановлені нові.

Вологонепроникний корпус був виконаний з анодованого алюмінієвого сплаву, мав довжину 12 см. Ліхтарик виглядав стильно і був зручним в експлуатації.

Як перевірити у світлодіодному ліхтарі батарейки на придатність

Ремонт будь-якого електроприладу починається з перевірки джерела живлення, тому, незважаючи на те, що у ліхтарі були встановлені нові батареї, ремонт слід починати з їхньої перевірки. У ліхтарі Smartbuy батареї встановлюються у спеціальний контейнер, у якому за допомогою перемичок з'єднані послідовно. Для того, щоб отримати доступ до батарей ліхтарика, потрібно розібрати, обертаючи проти годинникової стрілки задню кришку.

Батарейки в контейнер необхідно встановлювати, дотримуючись зазначеної на ньому полярності. На контейнері також позначено полярність, тому його потрібно заводити в корпус ліхтаря стороною, на якій нанесено знак «+».

Насамперед необхідно візуально перевірити всі контакти контейнера. Якщо на них є сліди оксидів, то контакти необхідно зачистити до блиску за допомогою наждакового паперу або зіскребти оксид лезом ножа. Для унеможливлення повторного окислення контактів їх можна змастити тонким шаром будь-якого машинного масла.

Далі потрібно перевірити придатність батарейок. Для цього, доторкнувшись щупами мультиметра, включеного в режим вимірювання постійної напруги необхідно вимірювати напругу на контактах контейнера. Три батарейки включені послідовно і кожна з них повинна видавати напругу 1,5, отже напруга на висновках контейнера повинна становити 4,5 В.

Якщо напруга менша за вказану, то необхідно перевірити правильність полярності батарейок у контейнері та вимірювати напругу кожної з них індивідуально. Можливо, села лише одна з них.

Якщо з батарейками все гаразд, то потрібно вставити, дотримуючись полярності контейнера в корпус ліхтаря, закрутити кришку і перевірити його на працездатність. При цьому треба звернути увагу на пружину в кришці, через яку передається напруга живлення на корпус ліхтаря і з нього прямо на світлодіоди. На її торці не повинно бути слідів корозії.

Як перевірити справність вимикача

Якщо батарейки хороші та контакти чисті, але світлодіоди не світять, потрібно перевірити вимикач.

У ліхтарі Smartbuy Colorado встановлений герметичний кнопковий вимикач з двома фіксованими положеннями, замикаючий провід, що йде від позитивного виведення контейнера батарейок. При першому натисканні на кнопку вимикача його контакти замикаються, а при повторному розмикаються.

Так як у ліхтарі встановлені батарейки, перевірити вимикач можна теж за допомогою мультиметра, включеного в режим вольтметра. Для цього потрібно обертанням проти годинникової стрілки, якщо дивитися на світлодіоди, відкрутити його передню частину та відкласти убік. Далі одним щупом мультиметра торкнутися корпусу ліхтарика, а другим контакту, який знаходиться в глибині по центру пластикової деталі, показаної на фотографії.

Вольтметр повинен показати напругу 4,5 В. Якщо відсутня напруга потрібно натиснути кнопку вимикача. Якщо він справний, напруга з'явиться. В іншому випадку потрібно ремонтувати вимикач.

Перевірка справності світлодіодів

Якщо на попередніх кроках пошуку несправність виявити не вдалося, то на наступному етапі потрібно перевірити надійність контактів, що подають напругу живлення на плату зі світлодіодами, надійність їх паяння і справність.

Друкована плата із запаяними в неї світлодіодами фіксується в головній частині ліхтаря за допомогою сталевого пружного кільця, через яке по корпусу ліхтаря одночасно подається на світлодіоди напруга живлення від мінусового виведення контейнера батарейок. На фотографії кільце показано з боку, яким вона притискає друковану плату.

Стопорне кільце зафіксовано досить міцно, і витягти його вдалося лише за допомогою пристрою, показаного на фотографії. Такий гачок можна вигнути зі сталевої смужки своїми руками.

Після вилучення стопорного кільця друкована плата зі світлодіодами, зображена на фото, легко витяглася з головної частини ліхтаря. Відразу впала в око відсутність струмообмежувальних резисторів, всі 14 світлодіодів були включені паралельно і через вимикач безпосередньо до батарейок. Підключення світлодіодів безпосередньо до батареї неприпустима, оскільки величина струму, що протікає через світлодіоди, обмежується тільки внутрішнім опором батарей і може вивести світлодіоди з ладу. У найкращому разі сильно скоротить термін їхньої служби.

Так як у ліхтарі всі світлодіоди були включені паралельно, перевірити їх за допомогою мультиметра, включеного в режим вимірювання опору не уявлялося можливим. Тому на друковану плату було подано живильну постійну напругу від зовнішнього джерела величиною 4,5 з обмеженням струму до 200 мА. Усі світлодіоди засвітилися. Стало очевидним, що несправність ліхтаря полягала в поганому контакті друкованої плати з кільцем, що фіксує.

Струм споживання світлодіодного ліхтаря

Для інтересу вимірював струм споживання світлодіодами від батарейок при включенні їх без струмообмежувального резистора.

Струм становив понад 627 мА. У ліхтарику встановлені світлодіоди типу HL-508H, робочий струм яких не повинен перевищувати 20 мА. 14 світлодіодів включені паралельно, отже сумарний струм споживання не повинен перевищувати 280 мА. Таким чином, струм, що протікає через світлодіоди, перевищив номінальний більш ніж удвічі.

Такий форсований режим роботи світлодіодів неприпустимий, оскільки веде до перегріву кристала, як наслідок, передчасний вихід світлодіодів з ладу. Додатковим недоліком є швидкий розряд батарей. Їх вистачить, якщо раніше не перегорять світлодіоди, лише на годину роботи.

Конструкція ліхтарика не дозволяла впаяти струмообмежувальні резистори послідовно з кожним світлодіодом, тому довелося встановити один загальний на всі світлодіоди. Номінал резистора довелося визначати експериментально. Для цього ліхтарик був запитаний від штатних батарей і в розрив позитивного дроту був включений амперметр послідовно з номіналом резистором 5,1 Ом. Струм становив близько 200 мА. При установці резистора 8,2 Ом струм споживання становив 160 мА, що, як показала перевірка, цілком достатньо хорошого освітлення з відривом щонайменше 5 метрів. На дотик резистор не нагрівався, тому підійде будь-якої потужності.

Переробка конструкції

Після проведеного дослідження стало очевидним, що для надійної та довговічної роботи ліхтаря необхідно додатково встановити резистор, що обмежує струм, і продублювати додатковим провідником з'єднання друкованої плати з світлодіодами та фіксуючим кільцем.

Якщо раніше треба було, щоб негативна шина друкованої плати торкалася корпусу ліхтаря, то у зв'язку із встановленням резистора потрібно виключити торкання. Для цього з друкованої плати по всьому її колу, з боку струмопровідних доріжок за допомогою надфілю було зточено кут.

Для виключення торкання притискного кільця до струмоведучих доріжок при фіксації друкованої плати на неї були приклеєні клеєм «Момент» чотири гумові ізолятори завтовшки близько двох міліметрів, як показано на фотографії. Ізолятори можна виготовити з будь-якого діелектричного матеріалу, наприклад, пластмаси або щільного картону.

Резистор був заздалегідь припаяний до кільця притиску, а до крайньої доріжки друкованої плати припаяний відрізок дроту. На провідник була надіта ізолююча трубка, а потім провід припаяний до другого висновку резистора.

Після простої модернізації ліхтаря своїми руками він став стабільно вмикатися і світловий промінь добре висвітлювати предмети на відстані понад вісім метрів. Додатково термін служби батарей збільшився більш ніж утричі, і багаторазово підвищилася надійність роботи світлодіодів.

Аналіз причин відмов відремонтованих китайських світлодіодних ліхтарів показав, що всі вони вийшли з ладу через безграмотно розроблені електричні схеми. Залишилося тільки з'ясувати, чи зроблено це навмисно, щоб заощадити на комплектуючих і скоротити термін експлуатації ліхтарів (щоб більше купували нові), або внаслідок безграмотності розробників. Я схиляюся до першого припущення.

Ремонт світлодіодного ліхтаря RED 110

Потрапив у ремонт ліхтарик із вбудованим кислотним акумулятором китайського виробника торгової марки RED. У ліхтарі було два випромінювачі: - з променем у вигляді вузького пучка і випромінює розсіяне світло.

На фотографії представлений зовнішній вигляд ліхтаря RED 110. Ліхтар мені одразу сподобався. Зручна форма корпусу, два режими роботи, петля для підвіски на шию, вилка, що висувається, підключення до мережі для зарядки. У ліхтарі секція світлодіодів розсіяного світла світила, а вузького пучка – ні.

Для ремонту спочатку було відкручено кільце чорного кольору, яке фіксує рефлектор, а потім викручено один саморіз у зоні петлі. Корпус легко поділився на дві половинки. Всі деталі були закріплені на шурупах і легко знімалися.

Схема зарядного пристрою була виконана за класичною схемою. З мережі через струмообмежуючий конденсатор ємністю 1 мкф напруга подавалася на випрямний міст із чотирьох діодів і далі на виводи акумулятора. Напруга з акумулятора на світлодіод вузького променя подавалося через струмообмежуючий резистор 460 Ом.

Усі деталі було змонтовано на односторонній друкованій платі. Провіди були припаяні безпосередньо до контактних майданчиків. Зовнішній вигляд друкованої плати подано на фотографії.

10 світлодіодів бічного світла було з'єднано паралельно. Напруга живлення на них подавалося через загальний струмообмежувальний резистор 3R3 (3,3 Ом), хоча за правилами для кожного світлодіода потрібно встановлювати окремий резистор.

При зовнішньому огляді світлодіода вузького пучка дефектів не виявлено. При подачі живлення через вмикач ліхтарика з акумулятора напруга на виводах світлодіода була присутня, і він нагрівався. Стало очевидним, що кристал пробитий, і це підтвердило продзвонювання мультиметром. Опір склало за будь-якого підключення щупів до висновків світлодіода 46 Ом. Світлодіод був несправний і була потрібна його заміна.

Для зручності роботи від плати світлодіода було відпаяно дроти. Після звільнення висновків світлодіода від припою виявилося, що світлодіод намертво тримається усією площиною зворотного боку на друкованій платі. Для його відділення довелося закріпити плату у настільних скронях. Далі гострий кінець ножа встановити місце з'єднання світлодіода з платою і легенько вдарити по ручці ножа молотком. Світлодіод відскочив.

Маркування на корпусі світлодіода, як завжди, не було. Тому необхідно було визначити його параметри та підібрати відповідний для заміни. За габаритними розмірами світлодіода, напругою акумулятора та величиною струмообмежувального резистора було визначено, що для заміни підійде світлодіод потужністю 1 Вт (струм 350 мА, падіння напруги 3 В). З «Довідкової таблиці параметрів популярних SMD світлодіодів» для ремонту вибрано світлодіод LED6000Am1W-A120 білого світіння.

Друкована плата, на якій встановлено світлодіод, виконана з алюмінію і одночасно служить для відведення тепла від світлодіода. Тому при встановленні його необхідно забезпечити хороший тепловий контакт за рахунок щільного прилягання задньої площини світлодіода до друкованої плати. Для цього перед запаюванням на місця контакту поверхонь була нанесена термопаста, яка застосовується при встановленні радіатора на процесор комп'ютера.

Для того, щоб забезпечити щільне прилягання площини світлодіода до плати, необхідно спочатку покласти його на площину і трохи відігнути висновки, щоб вони відступали від площини на 0,5 мм. Далі висновки залудити припоєм, нанести термопасту та встановити світлодіод на плату. Далі притиснути його до плати (зручно це зробити викруткою з вийнятою битою) та прогріти висновки паяльником. Далі прибрати викрутку, ножем притиснути у місці вигину виведення його до плати та прогріти паяльником. Після затвердіння припою ніж усунути. За рахунок пружинних властивостей виводів світлодіод буде щільно притиснутий до плати.

При встановленні світлодіода необхідно дотримуватися полярності. Правда в цьому випадку, якщо буде допущена помилка, то можна буде поміняти місцями дроти, що подають напругу. Світлодіод припаяний і можна перевірити його роботу та вимірювати споживаний струм та падіння напруги.

Струм протікає через світлодіод склав 250 мА, падіння напруги 3,2 В. Звідси споживана потужність (потрібно помножити струм на напругу) склала 0,8 Вт. Можна було збільшити робочий струм світлодіода, зменшивши опір 460 Ом, але я цього робити не став, оскільки яскравість свічення була достатньою. Натомість світлодіод працюватиме у легшому режимі, менше нагріватиметься і збільшиться час роботи ліхтарика від однієї зарядки.

Перевірка нагріву світлодіода, що пропрацював протягом години, показала ефективне відведення тепла. Він нагрівся до температури трохи більше 45°С. Ходові випробування показали достатню дальність освітлення у темряві понад 30 метрів.

Заміна кислотного акумулятора у світлодіодному ліхтарі

кислотний акумулятор, що вийшов з ладу у світлодіодному ліхтарі, можна замінити як аналогічним кислотним, так і літій-іонним (Li-ion) або нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА.

У китайських ліхтарях, що ремонтуються, були встановлені свинцево-кислотні AGM акумулятори різних габаритних розмірів без маркування напругою 3,6 В. За розрахунком ємність цих акумуляторів становить від 1,2 до 2 А×год.

У продажу можна знайти аналогічний кислотний акумулятор російського виробника для ДБЖ 4V 1Ah Delta DT 401, який має напругу на виході 4 при ємності 1 А×години, вартістю пару доларів. Для заміни досить просто, дотримуючись полярності, перепаяти два дроти.

Через кілька років експлуатації світлодіодний ліхтар Lentel GL01, ремонт якого описаний на початку статті, знову принесли мені ремонт. Діагностика показала, що виробив свій ресурс кислотний акумулятор.

Був куплений для заміни акумулятор Delta DT 401, але виявилося, що його геометричні розміри були більшими, ніж несправні. Штатний акумулятор ліхтарика мав розміри 21×30×54 мм і був вищим на 10 мм. Довелося доопрацьовувати корпус ліхтарика. Тому перш ніж купувати новий акумулятор, переконайтеся, що він уміститься в корпус ліхтаря.

Було видалено упор у корпусі і ножівкою по металу відпилена частина друкованої плати, з якої попередньо було випаяно резистор і один світлодіод.

Після доопрацювання новий акумулятор добре встановився в корпус ліхтаря і тепер, сподіваюся, прослужить не один рік.

Заміна кислотного акумулятора
акумуляторами типорозміру АА або ААА

Якщо немає можливості придбати акумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, його можна успішно замінити трьома будь-якими пальчиковими нікель-металгідридними (Ni-MH) акумуляторами типорозміру АА або ААА ємністю від 1 А×години, які мають напругу 1. з'єднати послідовно, дотримуючись полярності, три акумулятори проводами методом паяння. Проте економічно така заміна недоцільна, оскільки вартість трьох якісних пальчикових акумуляторів типорозміру АА може перевищувати вартість купівлі нового світлодіодного ліхтаря.

Але де гарантія, що в електричній схемі нового світлодіодного ліхтаря немає помилки, і не доведеться його теж допрацьовувати. Тому вважаю, що заміна свинцевого акумулятора в допрацьованому ліхтарі є доцільною, оскільки забезпечить надійну роботу ліхтаря ще кілька років. Та й завжди буде приємно користуватися ліхтариком, відремонтованим та модернізованим своїми руками.