Die Verfügbarkeit und der relativ niedrige Preis ultraheller Leuchtdioden (LEDs) ermöglichen den Einsatz in verschiedenen Amateurgeräten. Angehende Funkamateure, die zum ersten Mal LEDs in ihren Designs verwenden, fragen sich oft, wie man eine LED an eine Batterie anschließt. Nach der Lektüre dieses Materials erfährt der Leser, wie man eine LED aus fast jeder Batterie zum Leuchten bringt, welche LED-Anschlusspläne in diesem oder jenem Fall verwendet werden können und wie die Schaltungselemente berechnet werden.
An welche Batterien kann die LED angeschlossen werden?
Im Prinzip können Sie die LED einfach mit jeder Batterie zum Leuchten bringen. Von Funkamateuren und Profis entwickelte elektronische Schaltungen ermöglichen die erfolgreiche Bewältigung dieser Aufgabe. Eine andere Sache ist, wie lange die Schaltung mit einer bestimmten LED (LEDs) und einer bestimmten Batterie oder Batterien ununterbrochen betrieben werden kann.
Um diese Zeit abzuschätzen, sollten Sie wissen, dass eine der Haupteigenschaften jeder Batterie, sei es eine chemische Zelle oder eine Batterie, die Kapazität ist. Batteriekapazität – C wird in Amperestunden ausgedrückt. Beispielsweise kann die Kapazität gängiger AAA-AA-Batterien je nach Typ und Hersteller zwischen 0,5 und 2,5 Amperestunden liegen. Leuchtdioden zeichnen sich wiederum durch einen Betriebsstrom aus, der mehrere zehn und hunderte Milliampere betragen kann. So können Sie mit der Formel ungefähr berechnen, wie lange die Batterie hält:
T= (C*U Baht)/(U Arbeit geführt *Ich arbeite geführt)
In dieser Formel ist der Zähler die Arbeit, die die Batterie leisten kann, und der Nenner ist die von der Leuchtdiode verbrauchte Leistung. Die Formel berücksichtigt nicht die Effizienz des jeweiligen Stromkreises und die Tatsache, dass es äußerst problematisch ist, die gesamte Batteriekapazität vollständig auszunutzen.
Bei der Entwicklung batteriebetriebener Geräte wird in der Regel darauf geachtet, dass deren Stromverbrauch 10–30 % der Batteriekapazität nicht überschreitet. Anhand dieser Überlegung und der oben genannten Formel können Sie abschätzen, wie viele Batterien einer bestimmten Kapazität benötigt werden, um eine bestimmte LED zu betreiben.
So schließen Sie eine AA-1,5-V-AA-Batterie an
Leider gibt es keine einfache Möglichkeit, eine LED mit einer einzigen AA-Batterie zu betreiben. Fakt ist, dass die Betriebsspannung von Leuchtdioden meist über 1,5 V liegt. Denn dieser Wert liegt im Bereich von 3,2 – 3,4 V. Um die LED mit einer Batterie zu versorgen, müssen Sie daher einen Spannungswandler zusammenbauen. Unten sehen Sie ein Diagramm eines einfachen Spannungswandlers mit zwei Transistoren, mit dem 1 – 2 superhelle LEDs mit einem Betriebsstrom von 20 Milliampere betrieben werden können.
Dieser Wandler ist ein Sperroszillator, der aus dem Transistor VT2, dem Transformator T1 und dem Widerstand R1 besteht. Der Sperrgenerator erzeugt Spannungsimpulse, die um ein Vielfaches höher sind als die Spannung der Stromquelle. Die Diode VD1 richtet diese Impulse gleich. Induktivität L1, Kondensatoren C2 und C3 sind Elemente des Anti-Aliasing-Filters.
Transistor VT1, Widerstand R2 und Zenerdiode VD2 sind Elemente eines Spannungsstabilisators. Wenn die Spannung am Kondensator C2 3,3 V überschreitet, öffnet die Zenerdiode und es entsteht ein Spannungsabfall am Widerstand R2. Gleichzeitig öffnet und sperrt der erste Transistor VT2, der Sperrgenerator hört auf zu arbeiten. Dadurch wird eine Stabilisierung der Ausgangsspannung des Wandlers auf 3,3 V gewährleistet.
Es ist besser, Schottky-Dioden als VD1 zu verwenden, die im offenen Zustand einen geringen Spannungsabfall aufweisen.
Der Transformator T1 kann auf einen Ferritring der Güteklasse 2000NN gewickelt werden. Der Durchmesser des Rings kann 7 – 15 mm betragen. Als Kern können Ringe von Konvertern verwendet werden Energiesparlampen, Filterspulen von Computer-Netzteilen usw. Die Wicklungen bestehen aus Lackdraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm und jeweils 25 Windungen.
Dieses Schema kann durch den Wegfall von Stabilisierungselementen problemlos vereinfacht werden. Prinzipiell kann die Schaltung auf eine Drossel und einen der Kondensatoren C2 oder C3 verzichten. Sogar ein unerfahrener Funkamateur kann mit seinen eigenen Händen eine vereinfachte Schaltung zusammenbauen.
Die Schaltung ist auch deshalb gut, weil sie kontinuierlich arbeitet, bis die Versorgungsspannung auf 0,8 V abfällt.
So schließen Sie 3V-Batterien an
Sie können eine superhelle LED ohne zusätzliche Teile an eine 3-V-Batterie anschließen. Da die Betriebsspannung der LED etwas höher als 3 V ist, leuchtet die LED nicht mit voller Stärke. Manchmal kann es sogar nützlich sein. Beispielsweise können Sie aus einer LED mit Schalter und einer 3-V-Festplattenbatterie (im Volksmund Tablet genannt), die in Computer-Motherboards verwendet wird, einen kleinen Taschenlampen-Schlüsselanhänger herstellen. Diese Miniatur-Taschenlampe kann in verschiedenen Situationen nützlich sein.
Mit einer solchen Batterie - 3-Volt-Tablets - können Sie eine LED mit Strom versorgen
Mit einem Paar 1,5-V-Batterien und einem gekauften oder selbstgebauten Konverter zur Stromversorgung einer oder mehrerer LEDs können Sie ein seriöseres Design erstellen. Das Diagramm eines dieser Konverter (Booster) ist in der Abbildung dargestellt.
Der auf dem LM3410-Chip und mehreren Aufsätzen basierende Booster weist folgende Eigenschaften auf:
- Eingangsspannung 2,7 – 5,5 V.
- maximaler Ausgangsstrom bis zu 2,4 A.
- Anzahl der angeschlossenen LEDs von 1 bis 5.
- Konvertierungsfrequenz von 0,8 bis 1,6 MHz.
Der Ausgangsstrom des Wandlers kann durch Ändern des Widerstandswerts des Messwiderstands R1 angepasst werden. Trotz der Tatsache, dass aus der technischen Dokumentation hervorgeht, dass die Mikroschaltung für den Anschluss von 5 LEDs ausgelegt ist, können tatsächlich 6 daran angeschlossen werden. Dies liegt an der Tatsache, dass die maximale Ausgangsspannung des Chips 24 V beträgt. Der LM3410 auch ermöglicht das Leuchten (Dimmen) von LEDs. Für diese Zwecke wird der vierte Pin des Chips (DIMM) verwendet. Das Dimmen kann durch Ändern des Eingangsstroms dieses Pins erfolgen.
So schließen Sie 9-V-Krona-Batterien an
„Krona“ hat eine relativ geringe Kapazität und ist für die Stromversorgung von Hochleistungs-LEDs nicht sehr geeignet. Der maximale Strom einer solchen Batterie sollte 30 – 40 mA nicht überschreiten. Daher ist es besser, 3 in Reihe geschaltete Leuchtdioden mit einem Betriebsstrom von 20 mA daran anzuschließen. Sie leuchten, wie beim Anschluss an eine 3-Volt-Batterie, nicht mit voller Leistung, dafür hält die Batterie länger.
Stromversorgungskreis der Krona-Batterie
Es ist schwierig, in einem Material alle verschiedenen Möglichkeiten zum Anschluss von LEDs an Batterien mit unterschiedlichen Spannungen und Kapazitäten abzudecken. Wir haben versucht, über die zuverlässigsten und einfachsten Designs zu sprechen. Wir hoffen, dass dieses Material sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Funkamateure nützlich sein wird.
Bei einer Batterie mit einer Spannung von 1,5 Volt oder weniger ist das einfach nicht realistisch. Dies liegt daran, dass die meisten LEDs einen Spannungsabfall aufweisen, der diesen Wert überschreitet.
So zünden Sie eine LED mit einer 1,5-Volt-Batterie an
Ein Ausweg aus dieser Situation könnte darin bestehen, einen einfachen Transistor und eine Induktivität zu verwenden. Im Wesentlichen ist es eigenartig. Bei der Schaltung handelt es sich um einen einfachen Blockiergenerator, der von einer 1,5-Volt-Batterie gespeist wird und durch das Pumpen von Energie in den Induktor ziemlich starke Impulse erzeugt. Die Schaltung ist einfach und kann in buchstäblich 10 Minuten aufgebaut werden.
Der T1-Induktor besteht aus einem Ferritring mit einem Durchmesser von 7 Millimetern (seine Abmessungen sind K7x4x3). Die Wicklung enthält 21 Windungen, bestehend aus doppelt gefaltetem PEV-Kupferlackdraht mit einem Durchmesser von 0,35 Millimetern.
Nachdem das Wickeln abgeschlossen ist, muss das Ende eines der Drähte mit dem Anfang des anderen Drahts verbunden werden. Das Ergebnis ist ein Abgriff aus der Mitte der Wicklung. Durch die Wahl des Widerstandes erreichen Sie eine bessere Lichtausbeute.
Für die Sicherheit und die Möglichkeit, auch im Dunkeln aktive Aktivitäten fortzusetzen, benötigt der Mensch künstliches Licht. Primitive Menschen drängten die Dunkelheit zurück, indem sie die Äste der Bäume in Brand steckten, und entwickelten dann eine Fackel und einen Petroleumofen. Und erst nach der Erfindung des Prototyps einer modernen Batterie durch den französischen Erfinder Georges Leclanche im Jahr 1866 und der Glühlampe im Jahr 1879 durch Thomson Edison hatte David Mizell 1896 die Möglichkeit, die erste elektrische Taschenlampe zu patentieren.
Seitdem hat sich am Stromkreis neuer Taschenlampenproben nichts geändert, bis der russische Wissenschaftler Oleg Wladimirowitsch Losew 1923 einen Zusammenhang zwischen der Lumineszenz in Siliziumkarbid und dem pn-Übergang fand und es den Wissenschaftlern 1990 gelang, eine LED mit größerer Leuchtkraft zu entwickeln Effizienz, sodass sie eine Glühbirne ersetzen können Durch den Einsatz von LEDs anstelle von Glühlampen ist es aufgrund des geringen Energieverbrauchs von LEDs möglich, die Betriebszeit von Taschenlampen bei gleicher Kapazität von Batterien und Akkus um ein Vielfaches zu verlängern, die Zuverlässigkeit von Taschenlampen zu erhöhen und praktisch alle Einschränkungen aufzuheben der Bereich ihrer Verwendung.
Die wiederaufladbare LED-Taschenlampe, die Sie auf dem Foto sehen, kam zur Reparatur zu mir mit der Beschwerde, dass die chinesische Lentel GL01-Taschenlampe, die ich neulich für 3 US-Dollar gekauft habe, nicht leuchtet, obwohl die Batterieladeanzeige leuchtet.
Die äußere Begutachtung der Laterne machte einen positiven Eindruck. Hochwertiger Guss des Gehäuses, komfortabler Griff und Schalter. Steckstangen zum Anschließen Haushaltsnetzwerk Zum Laden des Akkus sind sie versenkbar, sodass das Netzkabel nicht mehr verstaut werden muss.
Aufmerksamkeit! Bei der Demontage und Reparatur der Taschenlampe ist Vorsicht geboten, wenn diese an das Netzwerk angeschlossen ist. Das Berühren nicht isolierter Drähte und Teile mit ungeschützten Körperteilen kann zu einem Stromschlag führen.
So zerlegen Sie die wiederaufladbare LED-Taschenlampe Lentel GL01
Obwohl die Taschenlampe einer Garantiereparatur unterlag, erinnere ich mich an meine Erfahrungen während der Garantiereparatur eines defekten Wasserkochers (der Wasserkocher war teuer und das darin befindliche Heizelement war durchgebrannt, sodass es nicht möglich war, ihn mit meinen eigenen Händen zu reparieren). Ich habe beschlossen, die Reparatur selbst durchzuführen.
Die Laterne war leicht zu zerlegen. Es genügt, den Ring, der das Schutzglas befestigt, um einen kleinen Winkel gegen den Uhrzeigersinn zu drehen und abzuziehen, dann mehrere Schrauben zu lösen. Es stellte sich heraus, dass der Ring über eine Bajonettverbindung am Gehäuse befestigt ist.
Nach dem Entfernen einer der Hälften des Taschenlampengehäuses war der Zugang zu allen Komponenten möglich. Links im Foto sieht man eine Leiterplatte mit LEDs, an der mit drei Schrauben ein Reflektor (Lichtreflektor) befestigt ist. In der Mitte befindet sich eine schwarze Batterie mit unbekannten Parametern, lediglich die Polarität der Pole ist markiert. Rechts neben der Batterie befindet sich eine Leiterplatte für das Ladegerät und die Anzeige. Auf der rechten Seite befindet sich ein Netzstecker mit einziehbaren Stangen.
Bei näherer Betrachtung der LEDs stellte sich heraus, dass sich auf den emittierenden Oberflächen der Kristalle aller LEDs schwarze Flecken oder Punkte befanden. Auch ohne Überprüfung der LEDs mit einem Multimeter stellte sich heraus, dass die Taschenlampe aufgrund ihres Durchbrennens nicht leuchtete.
Es gab auch geschwärzte Stellen auf den Kristallen von zwei LEDs, die als Hintergrundbeleuchtung auf der Batterieladeanzeigeplatine installiert waren. Bei LED-Lampen und -Streifen fällt meist eine LED aus und schützt als Sicherung die anderen vor dem Durchbrennen. Und alle neun LEDs der Taschenlampe fielen gleichzeitig aus. Die Spannung an der Batterie konnte nicht auf einen Wert ansteigen, der die LEDs beschädigen könnte. Um den Grund herauszufinden, musste ich einen elektrischen Schaltplan zeichnen.
Finden der Ursache für den Ausfall der Taschenlampe
Der Stromkreis der Taschenlampe besteht aus zwei funktionell vollständigen Teilen. Der Teil des Stromkreises, der sich links vom Schalter SA1 befindet, fungiert als Ladegerät. Und der Teil des Stromkreises, der rechts vom Schalter dargestellt ist, sorgt für das Glühen.
Das Ladegerät funktioniert wie folgt. Die Spannung aus dem 220-V-Haushaltsnetz wird dem Strombegrenzungskondensator C1 und dann einem auf den Dioden VD1-VD4 aufgebauten Brückengleichrichter zugeführt. Vom Gleichrichter wird Spannung an die Batteriepole geliefert. Der Widerstand R1 dient zur Entladung des Kondensators nach dem Entfernen des Taschenlampensteckers vom Netz. Dies verhindert einen Stromschlag durch Kondensatorentladung, falls Sie versehentlich zwei Stifte des Steckers gleichzeitig mit der Hand berühren.
Wie sich herausstellt, leuchtet die LED HL1, die in Reihe mit dem Strombegrenzungswiderstand R2 in entgegengesetzter Richtung zur oberen rechten Diode der Brücke geschaltet ist, immer auf, wenn der Stecker in das Netzwerk eingesteckt wird, auch wenn die Batterie defekt oder abgeklemmt ist aus der Rennstrecke.
Der Betriebsartenschalter SA1 dient zum Anschluss einzelner LED-Gruppen an die Batterie. Wie Sie dem Diagramm entnehmen können, stellt sich heraus, dass, wenn die Taschenlampe zum Laden an das Netzwerk angeschlossen ist und sich der Schalterschieber in Position 3 oder 4 befindet, auch die Spannung vom Ladegerät an die LEDs geht.
Wenn eine Person die Taschenlampe einschaltet und feststellt, dass sie nicht funktioniert, und nicht weiß, dass der Schalterschieber auf die Position „Aus“ gestellt werden muss, über die in der Bedienungsanleitung der Taschenlampe nichts gesagt wird, verbindet sie die Taschenlampe mit dem Netzwerk zum Laden, dann auf Kosten Wenn am Ausgang des Ladegeräts ein Spannungsstoß auftritt, erhalten die LEDs eine deutlich höhere Spannung als die berechnete. Durch die LEDs fließt ein Strom, der den zulässigen Strom überschreitet, und sie brennen durch. Wenn eine Säurebatterie aufgrund der Sulfatierung der Bleiplatten altert, erhöht sich die Ladespannung der Batterie, was ebenfalls zum Durchbrennen der LED führt.
Eine andere Schaltungslösung, die mich überrascht hat, war die Parallelschaltung von sieben LEDs, was inakzeptabel ist, da die Strom-Spannungs-Kennlinien selbst von LEDs des gleichen Typs unterschiedlich sind und daher auch der durch die LEDs fließende Strom nicht gleich sein wird. Aus diesem Grund kann es bei der Wahl des Widerstandswerts R4 auf der Grundlage des maximal zulässigen Stroms, der durch die LEDs fließt, zu einer Überlastung und einem Ausfall einer von ihnen kommen, was zu einem Überstrom parallel geschalteter LEDs führt und diese auch durchbrennen.
Überarbeitung (Modernisierung) des Stromkreises der Taschenlampe
Es stellte sich heraus, dass der Ausfall der Taschenlampe auf Fehler zurückzuführen war, die den Entwicklern des elektrischen Schaltplans unterlaufen waren. Um die Taschenlampe zu reparieren und zu verhindern, dass sie erneut kaputt geht, müssen Sie sie wiederholen, die LEDs austauschen und geringfügige Änderungen am Stromkreis vornehmen.
Damit die Batterieladeanzeige tatsächlich den Ladevorgang signalisiert, muss die HL1-LED in Reihe mit der Batterie geschaltet werden. Um eine LED zum Leuchten zu bringen, ist ein Strom von mehreren Milliampere erforderlich, wobei der vom Ladegerät gelieferte Strom etwa 100 mA betragen sollte.
Um diese Bedingungen zu gewährleisten, genügt es, die HL1-R2-Kette an den durch rote Kreuze gekennzeichneten Stellen vom Stromkreis zu trennen und parallel dazu einen zusätzlichen Widerstand Rd mit einem Nennwert von 47 Ohm und einer Leistung von mindestens 0,5 W zu installieren . Der durch Rd fließende Ladestrom erzeugt an ihm einen Spannungsabfall von etwa 3 V, der den notwendigen Strom liefert, damit die HL1-Anzeige aufleuchtet. Gleichzeitig muss der Verbindungspunkt zwischen HL1 und Rd mit Pin 1 des Schalters SA1 verbunden werden. Also auf einfache Weise die Möglichkeit einer Spannungsversorgung der LEDs EL1-EL10 vom Ladegerät während des Ladens des Akkus wird ausgeschlossen.
Um die Stärke der durch die LEDs EL3-EL10 fließenden Ströme auszugleichen, ist es notwendig, den Widerstand R4 vom Stromkreis auszuschließen und mit jeder LED einen separaten Widerstand mit einem Nennwert von 47-56 Ohm in Reihe zu schalten.
Elektrischer Schaltplan nach der Änderung
Durch geringfügige Änderungen an der Schaltung wurde der Informationsgehalt der Ladeanzeige einer preiswerten chinesischen LED-Taschenlampe erhöht und ihre Zuverlässigkeit erheblich erhöht. Ich hoffe, dass die Hersteller von LED-Taschenlampen nach der Lektüre dieses Artikels Änderungen an den Stromkreisen ihrer Produkte vornehmen werden.
Nach der Modernisierung elektrisch Schaltplan nahm die Form wie in der Zeichnung oben an. Wenn Sie die Taschenlampe längere Zeit beleuchten müssen und keine hohe Leuchthelligkeit benötigen, können Sie zusätzlich einen Strombegrenzungswiderstand R5 installieren, wodurch sich die Betriebszeit der Taschenlampe ohne Aufladen verdoppelt.
Reparatur von LED-Akku-Taschenlampen
Nach der Demontage müssen Sie zunächst die Funktionalität der Taschenlampe wiederherstellen und dann mit der Aufrüstung beginnen.
Die Überprüfung der LEDs mit einem Multimeter bestätigte, dass sie fehlerhaft waren. Daher mussten alle LEDs entlötet und die Löcher vom Lot befreit werden, um neue Dioden einzubauen.
Dem Aussehen nach zu urteilen, wurde die Platine mit Röhren-LEDs der HL-508H-Serie mit einem Durchmesser von 5 mm bestückt. Zur Verfügung standen LEDs vom Typ HK5H4U einer linearen LED-Lampe mit ähnlichen technischen Eigenschaften. Sie waren praktisch für die Reparatur der Laterne. Beim Einlöten von LEDs auf die Platine ist auf die Polarität zu achten, die Anode muss an den Pluspol der Batterie bzw. des Akkus angeschlossen werden.
Nach dem Austausch der LEDs wurde die Platine an den Stromkreis angeschlossen. Aufgrund des gemeinsamen Strombegrenzungswiderstands unterschied sich die Helligkeit einiger LEDs geringfügig von der anderer. Um diesen Nachteil zu beseitigen, muss der Widerstand R4 entfernt und durch sieben Widerstände ersetzt werden, die mit jeder LED in Reihe geschaltet sind.
Um einen Widerstand auszuwählen, der einen optimalen Betrieb der LED gewährleistet, wurde die Abhängigkeit des durch die LED fließenden Stroms vom Wert des in Reihe geschalteten Widerstands bei einer Spannung von 3,6 V gemessen, was der Spannung der Taschenlampenbatterie entspricht.
Aufgrund der Einsatzbedingungen der Taschenlampe (bei Unterbrechungen der Stromversorgung der Wohnung) waren keine hohe Helligkeit und Leuchtweite erforderlich, daher wurde der Widerstand mit einem Nennwert von 56 Ohm gewählt. Mit einem solchen Strombegrenzungswiderstand arbeitet die LED im Lichtmodus und der Energieverbrauch ist sparsam. Wenn Sie die maximale Helligkeit aus der Taschenlampe herausholen müssen, sollten Sie, wie aus der Tabelle hervorgeht, einen Widerstand mit einem Nennwert von 33 Ohm verwenden und durch Einschalten eines anderen gemeinsamen Stroms zwei Betriebsarten der Taschenlampe herstellen. Begrenzungswiderstand (im Diagramm R5) mit einem Nennwert von 5,6 Ohm.
Um mit jeder LED einen Widerstand in Reihe zu schalten, müssen Sie zunächst die Leiterplatte vorbereiten. Dazu müssen Sie einen beliebigen stromführenden Pfad darauf ausschneiden, der für jede LED geeignet ist, und zusätzliche Kontaktpads herstellen. Die stromführenden Bahnen auf der Platine sind durch eine Lackschicht geschützt, die wie auf dem Foto mit einer Messerklinge bis zum Kupfer abgekratzt werden muss. Anschließend die blanken Kontaktpads mit Lot verzinnen.
Es ist besser und bequemer, eine Leiterplatte für die Montage und das Löten von Widerständen vorzubereiten, wenn die Platine auf einem Standardreflektor montiert wird. In diesem Fall wird die Oberfläche der LED-Linsen nicht zerkratzt und das Arbeiten ist komfortabler.
Der Anschluss der Diodenplatine nach der Reparatur und Modernisierung an den Akku der Taschenlampe zeigte, dass die Helligkeit aller LEDs für die Ausleuchtung ausreichte und die gleiche Helligkeit hatte.
Bevor ich Zeit hatte, die vorherige Lampe zu reparieren, wurde die zweite mit dem gleichen Fehler repariert. Auf dem Gehäuse der Taschenlampe befinden sich Angaben zum Hersteller und technische Spezifikationen Ich konnte es nicht finden, aber dem Herstellungsstil und der Ursache des Ausfalls nach zu urteilen, ist der Hersteller derselbe, Chinese Lentel.
Anhand des Datums auf dem Gehäuse der Taschenlampe und auf der Batterie konnte festgestellt werden, dass die Taschenlampe bereits vier Jahre alt war und nach Angaben ihres Besitzers einwandfrei funktionierte. Dass die Taschenlampe eine lange Lebensdauer hat, erkennt man an dem Warnschild „Während des Ladevorgangs nicht einschalten!“ auf einem Klappdeckel, der ein Fach abdeckt, in dem ein Stecker versteckt ist, um die Taschenlampe zum Laden des Akkus an das Stromnetz anzuschließen.
Bei diesem Taschenlampenmodell werden die LEDs vorschriftsmäßig in den Stromkreis eingebunden, jeweils ein 33-Ohm-Widerstand in Reihe geschaltet. Der Widerstandswert kann durch Farbcodierung mit einem Online-Rechner leicht ermittelt werden. Eine Überprüfung mit einem Multimeter ergab, dass alle LEDs defekt waren und auch die Widerstände defekt waren.
Eine Analyse der Ausfallursache der LEDs ergab, dass sich durch die Sulfatierung der Säureplatten der Batterie deren Innenwiderstand erhöhte und dadurch die Ladespannung um ein Vielfaches anstieg. Während des Ladevorgangs war die Taschenlampe eingeschaltet, der Strom durch die LEDs und Widerstände überschritt den Grenzwert, was zu deren Ausfall führte. Ich musste nicht nur die LEDs, sondern auch alle Widerstände austauschen. Basierend auf den oben genannten Betriebsbedingungen der Taschenlampe wurden Widerstände mit einem Nennwert von 47 Ohm zum Austausch ausgewählt. Der Widerstandswert für jeden LED-Typ kann mit einem Online-Rechner berechnet werden.
Neugestaltung des Batterielademodus-Anzeigeschaltkreises
Die Taschenlampe wurde repariert und Sie können mit der Durchführung von Änderungen am Batterieladeanzeigeschaltkreis beginnen. Dazu ist es notwendig, die Leiterbahn auf der Leiterplatte des Ladegeräts und der Anzeige so zu durchtrennen, dass die HL1-R2-Kette auf der LED-Seite vom Stromkreis getrennt wird.
Die Blei-Säure-AGM-Batterie war tiefentladen und der Versuch, sie mit einem Standardladegerät aufzuladen, war erfolglos. Ich musste den Akku über ein stationäres Netzteil mit Laststrombegrenzungsfunktion laden. An die Batterie wurde eine Spannung von 30 V angelegt, im ersten Moment verbrauchte sie nur wenige mA Strom. Mit der Zeit begann der Strom zu steigen und stieg nach einigen Stunden auf 100 mA. Nach dem vollständigen Aufladen wurde der Akku in die Taschenlampe eingebaut.
Durch das Laden tiefentladener Blei-Säure-AGM-Batterien mit erhöhter Spannung infolge längerer Lagerung können Sie deren Funktionsfähigkeit wiederherstellen. Ich habe die Methode mehr als ein Dutzend Mal an AGM-Batterien getestet. Neue Akkus, die nicht mit herkömmlichen Ladegeräten geladen werden wollen, erreichen bei konstanter Spannung von 30 V wieder nahezu ihre ursprüngliche Kapazität.
Der Akku wurde mehrmals durch Einschalten der Taschenlampe im Betriebsmodus entladen und mit einem handelsüblichen Ladegerät aufgeladen. Der gemessene Ladestrom betrug 123 mA, bei einer Spannung an den Batterieklemmen von 6,9 V. Leider war die Batterie erschöpft und reichte aus, um die Taschenlampe 2 Stunden lang zu betreiben. Das heißt, die Batteriekapazität betrug etwa 0,2 Ah und für den Langzeitbetrieb der Taschenlampe ist ein Austausch erforderlich.
Der HL1-R2-Kreis auf der Leiterplatte wurde erfolgreich platziert und es musste nur ein stromführender Pfad schräg abgeschnitten werden, wie auf dem Foto. Die Schnittbreite muss mindestens 1 mm betragen. Die Berechnung des Widerstandswertes und Tests in der Praxis haben gezeigt, dass für einen stabilen Betrieb der Batterieladeanzeige ein 47-Ohm-Widerstand mit einer Leistung von mindestens 0,5 W erforderlich ist.
Das Foto zeigt eine Leiterplatte mit aufgelötetem Strombegrenzungswiderstand. Nach dieser Änderung leuchtet die Akkuladeanzeige nur dann auf, wenn der Akku tatsächlich geladen wird.
Modernisierung des Betriebsartenschalters
Um die Reparatur und Modernisierung der Leuchten abzuschließen, ist es notwendig, die Drähte an den Schalterklemmen neu zu verlöten.
Bei zu reparierenden Taschenlampenmodellen wird zum Einschalten ein vierstufiger Schiebeschalter verwendet. Der mittlere Stift auf dem gezeigten Foto ist allgemein. Wenn sich der Schalterschieber in der äußersten linken Position befindet, ist der gemeinsame Anschluss mit dem linken Anschluss des Schalters verbunden. Beim Bewegen des Schaltschiebers von der äußersten linken Position in eine Position nach rechts wird sein gemeinsamer Stift mit dem zweiten Stift und bei weiterer Bewegung des Schiebers nacheinander mit den Stiften 4 und 5 verbunden.
An den mittleren gemeinsamen Anschluss (siehe Foto oben) müssen Sie einen Draht anlöten, der vom Pluspol der Batterie kommt. Somit ist es möglich, den Akku an ein Ladegerät oder LEDs anzuschließen. An den ersten Pin können Sie den von der Hauptplatine kommenden Draht mit LEDs anlöten, an den zweiten können Sie einen strombegrenzenden Widerstand R5 von 5,6 Ohm anlöten, um die Taschenlampe in einen energiesparenden Betriebsmodus schalten zu können. Löten Sie den vom Ladegerät kommenden Leiter an den Stift ganz rechts. Dadurch wird verhindert, dass Sie die Taschenlampe einschalten, während der Akku geladen wird.
Reparatur und Modernisierung
LED-Akkustrahler „Foton PB-0303“
Ich habe ein weiteres Exemplar einer in China hergestellten LED-Taschenlampenserie namens Photon PB-0303 LED Spotlight zur Reparatur erhalten. Die Taschenlampe reagierte nicht, als der Netzschalter gedrückt wurde; ein Versuch, den Akku der Taschenlampe mit einem Ladegerät aufzuladen, war erfolglos.
Die Taschenlampe ist leistungsstark, teuer und kostet etwa 20 US-Dollar. Laut Hersteller erreicht der Lichtstrom der Taschenlampe 200 Meter, das Gehäuse besteht aus schlagfestem ABS-Kunststoff und im Kit sind ein separates Ladegerät und ein Schultergurt enthalten.
Die Photon LED-Taschenlampe zeichnet sich durch eine gute Wartbarkeit aus. Um Zugang zum Stromkreis zu erhalten, schrauben Sie einfach den Kunststoffring ab, der das Schutzglas hält, und drehen Sie den Ring gegen den Uhrzeigersinn, während Sie auf die LEDs schauen.
Bei der Reparatur von Elektrogeräten beginnt die Fehlersuche immer bei der Stromquelle. Daher bestand der erste Schritt darin, die Spannung an den Anschlüssen der Säurebatterie mit einem im Modus eingeschalteten Multimeter zu messen. Es waren 2,3 V statt der erforderlichen 4,4 V. Der Akku war vollständig entladen.
Beim Anschließen des Ladegeräts änderte sich die Spannung an den Batterieklemmen nicht, es stellte sich heraus, dass das Ladegerät nicht funktionierte. Die Taschenlampe wurde bis zur vollständigen Entladung des Akkus verwendet und anschließend längere Zeit nicht verwendet, was zu einer Tiefentladung des Akkus führte.
Es bleibt die Funktionsfähigkeit der LEDs und anderer Elemente zu überprüfen. Dazu wurde der Reflektor entfernt, wofür sechs Schrauben herausgedreht wurden. Auf der Leiterplatte befanden sich lediglich drei LEDs, ein Chip (Chip) in Tropfenform, ein Transistor und eine Diode.
Fünf Drähte führten von der Platine und der Batterie zum Griff. Um ihren Zusammenhang zu verstehen, war es notwendig, es zu zerlegen. Lösen Sie dazu mit einem Kreuzschlitzschraubendreher die beiden Schrauben im Inneren der Taschenlampe, die sich neben dem Loch befanden, in das die Drähte geführt wurden.
Um den Taschenlampengriff von seinem Gehäuse zu lösen, muss er von den Befestigungsschrauben wegbewegt werden. Dies muss sorgfältig erfolgen, um die Drähte nicht von der Platine abzureißen.
Wie sich herausstellte, befanden sich im Stift keine funkelektronischen Elemente. Zwei weiße Drähte wurden an die Anschlüsse des Ein-/Aus-Knopfes der Taschenlampe angelötet, der Rest an den Anschluss zum Anschließen des Ladegeräts. An Pin 1 des Steckers wurde ein roter Draht angelötet (die Nummerierung ist bedingt), dessen anderes Ende an den positiven Eingang gelötet wurde Leiterplatte. Am zweiten Kontakt wurde ein blau-weißer Leiter angelötet, dessen anderes Ende am Minuspad der Leiterplatte angelötet wurde. An Pin 3 wurde ein grüner Draht angelötet, dessen zweites Ende an den Minuspol der Batterie gelötet wurde.
Elektrischer Schaltplan
Nachdem Sie sich mit den im Griff versteckten Drähten befasst haben, können Sie einen elektrischen Schaltplan der Photon-Taschenlampe zeichnen.
Vom Minuspol der Batterie GB1 wird Spannung an Pin 3 des Steckers X1 und von dessen Pin 2 über einen blau-weißen Leiter an die Leiterplatte angelegt.
Der Stecker X1 ist so konzipiert, dass bei nicht eingestecktem Ladestecker die Pins 2 und 3 miteinander verbunden sind. Beim Einstecken des Steckers werden die Pins 2 und 3 getrennt. Dies gewährleistet eine automatische Trennung des elektronischen Teils des Stromkreises vom Ladegerät und verhindert so ein versehentliches Einschalten der Taschenlampe während des Ladens des Akkus.
Vom Pluspol der Batterie GB1 wird D1 (Mikroschaltungschip) und der Emitter eines Bipolartransistors vom Typ S8550 mit Spannung versorgt. Der CHIP erfüllt nur die Funktion eines Auslösers und ermöglicht das Ein- und Ausschalten des Leuchtens von EL-LEDs (⌀8 mm, Leuchtfarbe – Weiß, Leistung 0,5 W, Stromverbrauch 100 mA, Spannungsabfall 3 V) per Knopfdruck. Beim ersten Drücken der S1-Taste vom D1-Chip wird eine positive Spannung an die Basis des Transistors Q1 angelegt, dieser öffnet und die Versorgungsspannung wird an die LEDs EL1-EL3 angelegt, die Taschenlampe schaltet sich ein. Wenn Sie die Taste S1 erneut drücken, schließt der Transistor und die Taschenlampe schaltet sich aus.
Aus technischer Sicht ist eine solche Schaltungslösung Analphabeten, da sie die Kosten der Taschenlampe erhöht, ihre Zuverlässigkeit verringert und außerdem aufgrund des Spannungsabfalls am Verbindungspunkt des Transistors Q1 bis zu 20 % der Batterie verbraucht Kapazität geht verloren. Eine solche Schaltungslösung ist dann gerechtfertigt, wenn die Helligkeit des Lichtstrahls einstellbar ist. Bei diesem Modell genügte der Einbau eines mechanischen Schalters anstelle eines Knopfes.
Überraschend war, dass in der Schaltung die LEDs EL1-EL3 wie Glühbirnen parallel zur Batterie geschaltet sind, ohne strombegrenzende Elemente. Dadurch fließt beim Einschalten ein Strom durch die LEDs, dessen Größe nur durch den Innenwiderstand des Akkus begrenzt ist und bei voller Ladung kann der Strom den für die LEDs zulässigen Wert überschreiten, was zur Folge hat zu ihrem Scheitern.
Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Stromkreises
Um die Funktionsfähigkeit der Mikroschaltung, des Transistors und der LEDs zu überprüfen, wurde eine 4,4-V-Gleichspannung von einer externen Stromquelle mit Strombegrenzungsfunktion unter Beibehaltung der Polarität direkt an die Leistungspins der Leiterplatte angelegt. Der Stromgrenzwert wurde auf 0,5 A eingestellt.
Nach dem Drücken der Power-Taste leuchteten die LEDs auf. Nach erneutem Drücken gingen sie hinaus. Die LEDs und die Mikroschaltung mit dem Transistor erwiesen sich als brauchbar. Es bleibt nur noch, den Akku und das Ladegerät herauszufinden.
Wiederherstellung von Säurebatterien
Da der 1,7-A-Säure-Akku völlig entladen war und das Standard-Ladegerät defekt war, entschied ich mich, ihn an einem stationären Netzteil aufzuladen. Beim Anschluss des Akkus zum Laden an ein Netzteil mit einer eingestellten Spannung von 9 V betrug der Ladestrom weniger als 1 mA. Die Spannung wurde auf 30 V erhöht – der Strom stieg auf 5 mA und nach einer Stunde bei dieser Spannung waren es bereits 44 mA. Als nächstes wurde die Spannung auf 12 V reduziert, der Strom sank auf 7 mA. Nach 12 Stunden Laden des Akkus bei einer Spannung von 12 V stieg der Strom auf 100 mA und der Akku wurde mit diesem Strom 15 Stunden lang geladen.
Die Temperatur des Batteriegehäuses lag im Normbereich, was darauf hindeutet, dass der Ladestrom nicht zur Wärmeerzeugung, sondern zur Energiespeicherung genutzt wurde. Nach dem Laden der Batterie und der Fertigstellung der Schaltung, auf die weiter unten eingegangen wird, wurden Tests durchgeführt. Die Taschenlampe mit wiederhergestellter Batterie leuchtete 16 Stunden lang ununterbrochen, danach begann die Helligkeit des Strahls nachzulassen und sie wurde daher ausgeschaltet.
Mit der oben beschriebenen Methode musste ich wiederholt die Funktionsfähigkeit tiefentladener kleiner Säurebatterien wiederherstellen. Wie die Praxis gezeigt hat, können nur gebrauchsfähige Batterien wiederhergestellt werden, die längere Zeit vergessen wurden. Säurebatterien, deren Lebensdauer erschöpft ist, können nicht wiederhergestellt werden.
Reparatur des Ladegeräts
Die Messung des Spannungswertes mit einem Multimeter an den Kontakten des Ausgangssteckers des Ladegeräts zeigte, dass es nicht vorhanden war.
Dem Aufkleber auf dem Gehäuse des Adapters nach zu urteilen, handelte es sich um ein Netzteil, das eine unstabilisierte Gleichspannung von 12 V erzeugt maximaler Strom Last 0,5 A. Es gab keine Elemente im Stromkreis, die die Menge des Ladestroms begrenzten, daher stellte sich die Frage, warum ein gewöhnliches Netzteil als Ladegerät verwendet wurde?
Beim Öffnen des Adapters trat ein charakteristischer Geruch verbrannter elektrischer Leitungen auf, der darauf hindeutete, dass die Transformatorwicklung durchgebrannt war.
Eine Durchgangsprüfung der Primärwicklung des Transformators ergab, dass diese defekt war. Nach dem Durchschneiden der ersten Isolierbandschicht der Primärwicklung des Transformators wurde eine Thermosicherung entdeckt, die für eine Betriebstemperatur von 130 °C ausgelegt war. Tests ergaben, dass sowohl die Primärwicklung als auch die Thermosicherung defekt waren.
Eine Reparatur des Adapters war wirtschaftlich nicht machbar, da die Primärwicklung des Transformators neu gewickelt und eine neue Thermosicherung eingebaut werden musste. Ich habe es durch ein ähnliches vorhandenes mit einer Gleichspannung von 9 V ersetzt. Das flexible Kabel mit Stecker musste von einem verbrannten Adapter neu angelötet werden.
Das Foto zeigt eine Zeichnung des Stromkreises eines durchgebrannten Netzteils (Adapters) der Photon LED-Taschenlampe. Der Ersatzadapter wurde nach dem gleichen Schema zusammengebaut, nur mit einer Ausgangsspannung von 9 V. Diese Spannung reicht völlig aus, um mit einer Spannung von 4,4 V den erforderlichen Batterieladestrom bereitzustellen.
Spaßeshalber habe ich die Taschenlampe an ein neues Netzteil angeschlossen und den Ladestrom gemessen. Sein Wert betrug 620 mA, und das bei einer Spannung von 9 V. Bei einer Spannung von 12 V betrug der Strom etwa 900 mA und übertraf damit deutlich die Belastbarkeit des Adapters und den empfohlenen Akkuladestrom. Aus diesem Grund ist die Primärwicklung des Transformators aufgrund von Überhitzung durchgebrannt.
Fertigstellung des elektrischen Schaltplans
LED-Akku-Taschenlampe „Photon“
Um Schaltkreisverstöße zu beseitigen und einen zuverlässigen und langfristigen Betrieb zu gewährleisten, wurden Änderungen an der Taschenlampenschaltung vorgenommen und die Leiterplatte modifiziert.
Das Foto zeigt den elektrischen Schaltplan der umgebauten Photon LED-Taschenlampe. Zusätzlich installierte Funkelemente werden blau dargestellt. Der Widerstand R2 begrenzt den Batterieladestrom auf 120 mA. Um den Ladestrom zu erhöhen, müssen Sie den Widerstandswert verringern. Die Widerstände R3-R5 begrenzen und gleichen den Strom aus, der durch die LEDs EL1-EL3 fließt, wenn die Taschenlampe leuchtet. Zur Anzeige des Batterieladevorgangs ist die EL4-LED mit in Reihe geschaltetem Strombegrenzungswiderstand R1 verbaut, da die Entwickler der Taschenlampe darauf nicht geachtet haben.
Um strombegrenzende Widerstände auf der Platine zu installieren, wurden die gedruckten Leiterbahnen abgeschnitten, wie auf dem Foto gezeigt. Der ladestrombegrenzende Widerstand R2 wurde mit einem Ende an das Kontaktpad angelötet, an dem zuvor der vom Ladegerät kommende Plusdraht angelötet worden war, und der angelötete Draht wurde an den zweiten Anschluss des Widerstands angelötet. An das gleiche Kontaktpad wurde ein zusätzlicher Draht (im Foto gelb) angelötet, der für den Anschluss der Batterieladeanzeige gedacht ist.
Der Widerstand R1 und die Anzeige-LED EL4 wurden im Taschenlampengriff neben dem Anschluss zum Anschluss des Ladegeräts X1 platziert. Der LED-Anodenstift wurde an Pin 1 des Steckers X1 angelötet, und ein strombegrenzender Widerstand R1 wurde an den zweiten Pin, die Kathode der LED, angelötet. Ein Draht (gelb auf dem Foto) wurde an den zweiten Anschluss des Widerstands gelötet und verband ihn mit dem Anschluss des Widerstands R2, der an die Leiterplatte angelötet war. Der Widerstand R2 hätte zur Vereinfachung der Installation im Griff der Taschenlampe platziert werden können, aber da er sich beim Laden erwärmt, habe ich beschlossen, ihn an einem freieren Ort zu platzieren.
Bei der Fertigstellung der Schaltung wurden Widerstände vom Typ MLT mit einer Leistung von 0,25 W verwendet, mit Ausnahme von R2, der für 0,5 W ausgelegt ist. Die EL4 LED ist für jede Art und Farbe des Lichts geeignet.
Dieses Foto zeigt die Ladeanzeige, während der Akku geladen wird. Durch die Installation einer Anzeige konnte nicht nur der Ladevorgang der Batterie überwacht werden, sondern auch das Vorhandensein von Spannung im Netzwerk, der Zustand der Stromversorgung und die Zuverlässigkeit ihrer Verbindung.
So ersetzen Sie einen durchgebrannten CHIP
Wenn plötzlich ein CHIP – ein spezieller, nicht gekennzeichneter Mikroschaltkreis in einer Photon-LED-Taschenlampe oder ein ähnlicher, nach einem ähnlichen Schaltkreis zusammengesetzter – ausfällt, kann er zur Wiederherstellung der Funktionalität der Taschenlampe erfolgreich durch einen mechanischen Schalter ersetzt werden.
Dazu müssen Sie den D1-Chip von der Platine entfernen und anstelle des Q1-Transistorschalters einen gewöhnlichen mechanischen Schalter anschließen, wie im obigen Schaltplan gezeigt. Der Schalter am Taschenlampengehäuse kann anstelle der S1-Taste oder an einer anderen geeigneten Stelle installiert werden.
Reparatur und Umbau einer LED-Taschenlampe
14Led Smartbuy Colorado
Die Smartbuy Colorado LED-Taschenlampe ging nicht mehr an, obwohl drei neue AAA-Batterien eingelegt waren.
Das wasserdichte Gehäuse bestand aus einer eloxierten Aluminiumlegierung und hatte eine Länge von 12 cm. Die Taschenlampe sah stilvoll aus und war einfach zu bedienen.
So prüfen Sie die Eignung von Batterien in einer LED-Taschenlampe
Die Reparatur eines elektrischen Geräts beginnt mit der Überprüfung der Stromquelle. Daher sollte die Reparatur trotz der Tatsache, dass neue Batterien in die Taschenlampe eingelegt wurden, mit der Überprüfung dieser beginnen. Bei der Smartbuy-Taschenlampe sind die Batterien in einem speziellen Behälter untergebracht, in dem sie über Jumper in Reihe geschaltet werden. Um Zugriff auf die Batterien der Taschenlampe zu erhalten, müssen Sie diese zerlegen, indem Sie die hintere Abdeckung gegen den Uhrzeigersinn drehen.
Batterien müssen im Behälter unter Beachtung der darauf angegebenen Polarität eingelegt werden. Die Polarität ist auch auf dem Behälter angegeben, daher muss er mit der Seite, auf der das „+“-Zeichen markiert ist, in das Taschenlampengehäuse eingesetzt werden.
Zunächst müssen alle Kontakte des Behälters visuell überprüft werden. Wenn sich darauf Spuren von Oxiden befinden, müssen die Kontakte mit gereinigt werden, um sie auf Hochglanz zu bringen Sandpapier oder das Oxid mit einer Messerklinge abkratzen. Um eine erneute Oxidation der Kontakte zu verhindern, können diese mit einer dünnen Schicht eines beliebigen Maschinenöls geschmiert werden.
Als nächstes müssen Sie die Eignung der Batterien prüfen. Dazu müssen Sie durch Berühren der Sonden eines im Gleichspannungsmessmodus eingeschalteten Multimeters die Spannung an den Kontakten des Behälters messen. Drei Batterien sind in Reihe geschaltet und jede von ihnen sollte eine Spannung von 1,5 V erzeugen, daher sollte die Spannung an den Anschlüssen des Behälters 4,5 V betragen.
Wenn die Spannung unter dem angegebenen Wert liegt, muss die korrekte Polarität der Batterien im Behälter überprüft und die Spannung jeder einzelnen Batterie einzeln gemessen werden. Vielleicht hat sich nur einer von ihnen hingesetzt.
Wenn mit den Batterien alles in Ordnung ist, müssen Sie den Behälter unter Beachtung der Polarität in das Gehäuse der Taschenlampe einsetzen, den Deckel aufschrauben und die Funktionsfähigkeit überprüfen. In diesem Fall müssen Sie auf die Feder in der Abdeckung achten, über die die Versorgungsspannung auf das Taschenlampengehäuse und von diesem direkt auf die LEDs übertragen wird. Am Ende dürfen keine Korrosionsspuren vorhanden sein.
So überprüfen Sie, ob der Schalter ordnungsgemäß funktioniert
Wenn die Batterien in Ordnung und die Kontakte sauber sind, die LEDs aber nicht leuchten, müssen Sie den Schalter überprüfen.
Die Smartbuy Colorado-Taschenlampe verfügt über einen versiegelten Druckknopfschalter mit zwei festen Positionen, der das vom Pluspol des Batteriebehälters kommende Kabel schließt. Wenn Sie den Schalterknopf zum ersten Mal drücken, schließen sich seine Kontakte, und wenn Sie ihn erneut drücken, öffnen sie sich.
Da die Taschenlampe Batterien enthält, können Sie den Schalter auch mit einem im Voltmeter-Modus eingeschalteten Multimeter überprüfen. Dazu müssen Sie es gegen den Uhrzeigersinn drehen, wenn Sie auf die LEDs schauen, den vorderen Teil abschrauben und beiseite legen. Berühren Sie anschließend mit einer Multimetersonde das Gehäuse der Taschenlampe und mit der zweiten Berührung den Kontakt, der sich tief in der Mitte des auf dem Foto gezeigten Kunststoffteils befindet.
Das Voltmeter sollte eine Spannung von 4,5 V anzeigen. Liegt keine Spannung an, drücken Sie den Schalterknopf. Wenn es ordnungsgemäß funktioniert, wird Spannung angezeigt. Andernfalls muss der Schalter repariert werden.
Überprüfen Sie den Zustand der LEDs
Wenn bei den vorherigen Suchschritten kein Fehler festgestellt wurde, müssen Sie im nächsten Schritt die Zuverlässigkeit der Kontakte, die die Platine mit LEDs mit Versorgungsspannung versorgen, die Zuverlässigkeit ihrer Lötung und ihre Funktionsfähigkeit überprüfen.
Eine Leiterplatte mit darin eingegossenen LEDs wird mit einem federbelasteten Stahlring im Kopf der Taschenlampe befestigt, über den die Versorgungsspannung vom Minuspol des Batteriebehälters gleichzeitig den LEDs entlang des Taschenlampenkörpers zugeführt wird. Das Foto zeigt den Ring von der Seite, an der er gegen die Leiterplatte drückt.
Der Haltering sitzt recht fest und konnte nur mit der auf dem Foto gezeigten Vorrichtung entfernt werden. Sie können einen solchen Haken mit Ihren eigenen Händen aus einem Stahlband biegen.
Nach dem Entfernen des Halterings ließ sich die auf dem Foto abgebildete Platine mit LEDs problemlos aus dem Kopf der Taschenlampe entfernen. Das Fehlen strombegrenzender Widerstände fiel mir sofort ins Auge; alle 14 LEDs waren parallel und über einen Schalter direkt mit den Batterien verbunden. Der direkte Anschluss von LEDs an eine Batterie ist nicht akzeptabel, da die durch die LEDs fließende Strommenge nur durch den Innenwiderstand der Batterien begrenzt ist und die LEDs beschädigen kann. Im besten Fall verkürzt sich dadurch die Lebensdauer erheblich.
Da alle LEDs der Taschenlampe parallel geschaltet waren, war eine Überprüfung mit einem im Widerstandsmessmodus eingeschalteten Multimeter nicht möglich. Daher wurde die Leiterplatte mit einer DC-Versorgungsspannung von einer externen Quelle von 4,5 V mit einer Strombegrenzung von 200 mA versorgt. Alle LEDs leuchteten. Es stellte sich heraus, dass das Problem mit der Taschenlampe ein schlechter Kontakt zwischen der Leiterplatte und dem Haltering war.
Stromverbrauch der LED-Taschenlampe
Zum Spaß habe ich den Stromverbrauch von LEDs aus Batterien gemessen, wenn sie ohne strombegrenzenden Widerstand eingeschaltet waren.
Der Strom betrug mehr als 627 mA. Die Taschenlampe ist mit LEDs vom Typ HL-508H ausgestattet, deren Betriebsstrom 20 mA nicht überschreiten sollte. Da 14 LEDs parallel geschaltet sind, sollte der Gesamtstromverbrauch 280 mA nicht überschreiten. Somit floss der Strom durch die LEDs um mehr als das Doppelte des Nennstroms.
Ein solcher erzwungener LED-Betrieb ist nicht akzeptabel, da er zu einer Überhitzung des Kristalls und damit zu einem vorzeitigen Ausfall der LEDs führt. Ein zusätzlicher Nachteil ist, dass die Batterien schnell leer werden. Sie reichen, wenn die LEDs nicht vorher durchbrennen, für höchstens eine Betriebsstunde.
Das Design der Taschenlampe erlaubte es nicht, strombegrenzende Widerstände in Reihe mit jeder LED zu löten, daher mussten wir einen gemeinsamen für alle LEDs installieren. Der Widerstandswert musste experimentell ermittelt werden. Dazu wurde die Taschenlampe mit Hosenbatterien betrieben und ein Amperemeter an die Lücke im Pluskabel in Reihe mit einem 5,1-Ohm-Widerstand angeschlossen. Der Strom betrug etwa 200 mA. Beim Einbau eines 8,2 Ohm Widerstands betrug die Stromaufnahme 160 mA, was, wie Tests zeigten, für eine gute Beleuchtung in mindestens 5 Metern Entfernung völlig ausreichend ist. Der Widerstand wurde bei Berührung nicht heiß, daher reicht jede Stromversorgung aus.
Neugestaltung der Struktur
Nach der Studie wurde klar, dass für zuverlässige und langanhaltende Leistung Lampe ist es notwendig, zusätzlich einen Strombegrenzungswiderstand zu installieren und die Verbindung der Leiterplatte mit den LEDs und dem Befestigungsring durch einen zusätzlichen Leiter zu duplizieren.
War es bisher erforderlich, dass der Minusbus der Leiterplatte das Gehäuse der Taschenlampe berührt, musste dieser Kontakt aufgrund der Installation des Widerstands beseitigt werden. Dazu wurde von der Seite der stromführenden Bahnen her mit einer Nadelfeile eine Ecke der Leiterplatte am gesamten Umfang abgeschliffen.
Um zu verhindern, dass der Klemmring beim Fixieren der Leiterplatte die stromführenden Leiterbahnen berührt, wurden, wie auf dem Foto zu sehen, vier etwa zwei Millimeter dicke Gummiisolatoren mit Moment-Kleber aufgeklebt. Isolatoren können aus jedem dielektrischen Material hergestellt werden, beispielsweise Kunststoff oder dicker Pappe.
Der Widerstand wurde am Klemmring vorgelötet und ein Stück Draht wurde an die äußerste Leiterbahn der Leiterplatte angelötet. Über den Leiter wurde ein Isolierschlauch gelegt und dann wurde der Draht an den zweiten Anschluss des Widerstands angelötet.
Nachdem Sie die Taschenlampe einfach mit Ihren eigenen Händen aufgerüstet hatten, begann sie sich stabil einzuschalten und der Lichtstrahl beleuchtete Objekte in einer Entfernung von mehr als acht Metern gut. Zudem hat sich die Akkulaufzeit mehr als verdreifacht und die Zuverlässigkeit der LEDs um ein Vielfaches erhöht.
Eine Analyse der Ausfallursachen reparierter chinesischer LED-Leuchten ergab, dass diese alle aufgrund schlecht ausgelegter Stromkreise ausfielen. Es bleibt nur herauszufinden, ob dies absichtlich geschah, um Komponenten einzusparen und die Lebensdauer der Taschenlampen zu verkürzen (damit mehr Menschen neue kaufen würden), oder aufgrund des Analphabetismus der Entwickler. Ich neige zur ersten Annahme.
Reparatur der LED-Taschenlampe RED 110
Eine Taschenlampe mit eingebauter Säurebatterie des chinesischen Herstellers RED wurde repariert. Die Taschenlampe hatte zwei Strahler: einen mit einem schmalen Strahl und einen, der diffuses Licht ausstrahlte.
Das Foto zeigt das Aussehen der Taschenlampe RED 110. Die Taschenlampe gefiel mir sofort. Praktische Körperform, zwei Betriebsmodi, eine Schlaufe zum Umhängen um den Hals, ein einziehbarer Stecker zum Anschluss an das Stromnetz zum Aufladen. In der Taschenlampe leuchtete der LED-Bereich mit diffusem Licht, der schmale Strahl jedoch nicht.
Für die Reparatur haben wir zunächst den schwarzen Ring zur Befestigung des Reflektors abgeschraubt und anschließend eine selbstschneidende Schraube im Scharnierbereich herausgedreht. Der Koffer ließ sich leicht in zwei Hälften zerlegen. Alle Teile waren mit selbstschneidenden Schrauben befestigt und ließen sich leicht entfernen.
Die Ladeschaltung wurde nach dem klassischen Schema aufgebaut. Vom Netzwerk wurde über einen strombegrenzenden Kondensator mit einer Kapazität von 1 μF Spannung an eine Gleichrichterbrücke aus vier Dioden und dann an die Batterieklemmen geliefert. Die Spannung von der Batterie zur schmalstrahlenden LED wurde über einen 460-Ohm-Strombegrenzungswiderstand zugeführt.
Alle Teile wurden auf einer einseitigen Leiterplatte montiert. Die Drähte wurden direkt angelötet Kontaktpads. Aussehen Auf dem Foto ist die Leiterplatte zu sehen.
10 Seitenlicht-LEDs wurden parallel geschaltet. Die Versorgungsspannung wurde ihnen über einen gemeinsamen Strombegrenzungswiderstand 3R3 (3,3 Ohm) zugeführt, wobei laut Regelwerk für jede LED ein eigener Widerstand eingebaut werden muss.
Bei einer externen Inspektion der engstrahlenden LED konnten keine Mängel festgestellt werden. Wenn über den Taschenlampenschalter Strom von der Batterie zugeführt wurde, lag Spannung an den LED-Anschlüssen an und es wurde heiß. Es stellte sich heraus, dass der Kristall gebrochen war, was durch eine Durchgangsprüfung mit einem Multimeter bestätigt wurde. Der Widerstand betrug 46 Ohm für jeden Anschluss der Sonden an die LED-Anschlüsse. Die LED war defekt und musste ersetzt werden.
Um die Bedienung zu erleichtern, wurden die Drähte von der LED-Platine abgelötet. Nach dem Lösen der LED-Leitungen vom Lot stellte sich heraus, dass die LED von der gesamten Ebene der Rückseite der Leiterplatte fest gehalten wurde. Um es zu trennen, mussten wir die Platine in den Schreibtischbügeln befestigen. Platzieren Sie anschließend das scharfe Ende des Messers an der Verbindungsstelle zwischen LED und Platine und schlagen Sie leicht mit einem Hammer auf den Messergriff. Die LED prallte ab.
Auf dem LED-Gehäuse befanden sich wie üblich keine Markierungen. Daher war es notwendig, seine Parameter zu bestimmen und einen geeigneten Ersatz auszuwählen. Basierend auf den Gesamtabmessungen der LED, der Batteriespannung und der Größe des Strombegrenzungswiderstands wurde festgestellt, dass eine 1-W-LED (Strom 350 mA, Spannungsabfall 3 V) als Ersatz geeignet wäre. Aus der „Referenztabelle der Parameter gängiger SMD-LEDs“ wurde eine weiße LED6000Am1W-A120 zur Reparatur ausgewählt.
Die Leiterplatte, auf der die LED verbaut ist, besteht aus Aluminium und dient gleichzeitig der Wärmeableitung der LED. Daher muss bei der Installation auf einen guten Wärmekontakt geachtet werden, da die Rückseite der LED eng an der Leiterplatte anliegt. Dazu wurde vor dem Versiegeln Wärmeleitpaste auf die Kontaktflächen der Oberflächen aufgetragen, die beim Einbau eines Kühlers in einen Computerprozessor verwendet wird.
Um einen festen Sitz der LED-Ebene auf der Platine zu gewährleisten, müssen Sie diese zunächst auf der Ebene platzieren und die Leitungen leicht nach oben biegen, sodass sie um 0,5 mm von der Ebene abweichen. Als nächstes verzinnen Sie die Anschlüsse mit Lot, tragen Sie Wärmeleitpaste auf und installieren Sie die LED auf der Platine. Als nächstes drücken Sie es auf die Platine (am besten mit einem Schraubendreher ohne Bit) und erwärmen die Anschlüsse mit einem Lötkolben. Entfernen Sie anschließend den Schraubenzieher, drücken Sie ihn mit einem Messer an der Biegung des Anschlusskabels an die Platine und erhitzen Sie ihn mit einem Lötkolben. Nachdem das Lot ausgehärtet ist, entfernen Sie das Messer. Aufgrund der Federeigenschaften der Leitungen wird die LED fest an die Platine gedrückt.
Beim Einbau der LED ist auf die Polarität zu achten. In diesem Fall ist es zwar möglich, die Spannungsversorgungsleitungen zu vertauschen, wenn ein Fehler gemacht wird. Die LED ist verlötet und Sie können ihre Funktion überprüfen und den Stromverbrauch und Spannungsabfall messen.
Der durch die LED fließende Strom betrug 250 mA, der Spannungsabfall betrug 3,2 V. Daher betrug der Stromverbrauch (Sie müssen den Strom mit der Spannung multiplizieren) 0,8 W. Es war möglich, den Betriebsstrom der LED zu erhöhen, indem man den Widerstand auf 460 Ohm verringerte, aber ich habe dies nicht getan, da die Helligkeit des Leuchtens ausreichend war. Die LED arbeitet jedoch in einem helleren Modus, erwärmt sich weniger und die Betriebszeit der Taschenlampe mit einer einzigen Ladung erhöht sich.
Die Überprüfung der Erwärmung der LED nach einer Betriebsdauer von einer Stunde zeigte eine effektive Wärmeableitung. Es erwärmte sich auf eine Temperatur von maximal 45°C. Seeversuche zeigten eine ausreichende Beleuchtungsreichweite im Dunkeln, mehr als 30 Meter.
Ersetzen einer Blei-Säure-Batterie in einer LED-Taschenlampe
Eine defekte Säurebatterie in einer LED-Taschenlampe kann entweder durch eine ähnliche Säurebatterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ion) oder Nickel-Metallhydrid-Batterie (Ni-MH) AA oder AAA ersetzt werden.
Die zu reparierenden Laternen waren mit Blei-Säure-AGM-Batterien unterschiedlicher Größe ohne Markierung mit einer Spannung von 3,6 V ausgestattet. Berechnungen zufolge liegt die Kapazität dieser Batterien zwischen 1,2 und 2 A×Stunden.
Im Angebot ist eine ähnliche Säurebatterie eines russischen Herstellers für die 4V 1Ah Delta DT 401 USV zu finden, die eine Ausgangsspannung von 4 V und eine Kapazität von 1 Ah hat und ein paar Dollar kostet. Zum Austausch einfach die beiden Drähte neu verlöten und dabei auf die Polarität achten.
Eine solche Fülle an Formen, Größen und Farben findet man vielleicht bei keiner anderen Produktgruppe. Es gibt bereits mindestens fünf davon zu Hause, aber ich habe noch eine gekauft. Und das ganz und gar nicht aus Neugier, ich schaute es mir an und in meiner Fantasie zeichnete ich ein Bild davon, wie ich im Dunkeln das Seitenteil aufdrehe, das Endteil mit einem Magneten an einem Garagentor aus Metall befestige, und im Licht, mit meinem Hände frei, ich öffne die Schlösser. Service - „fünf Sterne“! Es wurde jedoch angeboten, die Laterne in nicht funktionsfähigem Zustand zu kaufen.
Eigenschaften der Taschenlampe STE-15628-6LED
- 6 LEDs (3 im Reflektor + 3 im Seitenteil)
- 2 Betriebsarten
- Eingebauter Speicher
- Magnet zur Befestigung
- Abmessungen: 11x5x5 cm
Äußerlich erzeugte ein absolut brauchbares und attraktives Produkt keinen Lichtstrom. Nun, ist es wirklich möglich, dass so eine wunderbare Sache völlig nutzlos sein könnte? Von diesem Modell gab es nur ein einziges Exemplar, aber der Elektronikliebhaber in mir „verkündete“, dass alles überwindbar sei.
Beim Öffnen des Gehäuses löste sich das Kabel, aber der Kunststoff war bereits versengt, was darauf hindeutet, dass die elektronischen Komponenten des Ladekreises verbrannt waren und der Akku möglicherweise noch ganz in Ordnung ist.
Ich fing an, mich bei ihm zu erkundigen. Das Voltmeter zeigte an den Klemmen eine Spannung von einem Volt an. Nachdem ich bereits einige Erfahrungen mit solchen Batterien gesammelt hatte, öffnete ich zunächst den oberen Sicherheitsstreifen, entfernte die Gummikappen, gab in jedes „Glas“ einen Würfel destilliertes Wasser und lud es auf. Ladespannung 12 V, Strom 50 mA.
Das Laden im Hochspannungsmodus (anstelle der standardmäßigen 4,7 V) dauerte zwei Stunden, es standen mehr als 4 Volt zur Verfügung.
Wenn der Akku betriebsbereit ist, benötigt er ein Ladegerät, das nach einer anständigeren Schaltung und auf zuverlässigeren elektronischen Komponenten aufgebaut ist als beim chinesischen Hersteller, bei dem der Eingangswiderstand „durchgebrannt“ ist, eine der beiden 1N4007-Gleichrichterdioden defekt ist und rauchte beim Einschalten LED-Speicherwiderstand. Zunächst benötigen Sie einen zuverlässigen Kondensator mit mindestens 400 Volt, eine Diodenbrücke und eine passende Zenerdiode am Ausgang.
Taschenlampen-Speicherschaltung
Die zusammengestellte Schaltung zeigte ihre Leistungsfähigkeit, ein Kondensator mit einer Kapazität von 1 μF und 400 V wurde von MBGO gefunden (viel zuverlässiger und passt gut in das vorgesehene Gehäuse), die Diodenbrücke wurde aus 4 Stück 1N4007-Dioden zusammengebaut, die Zenerdiode wurde mit dem ersten importierten Gerät getestet, das auftauchte (die Stabilisierungsspannung wurde durch den Anschluss an ein Multimeter bestimmt, der Name konnte jedoch nicht gelesen werden).
Als nächstes wurde die Schaltung durch Löten zusammengebaut und dazu verwendet, einen normalen Ladezyklus für eine zuvor entladene Batterie zu erzeugen (ein Milliamperemeter mit Shunt, sodass die vollständige Auslenkung der Nadel in Wirklichkeit bei einem Strom von 50 mA erfolgt). Die Zenerdiode wird bereits mit einer Stabilisierungsspannung von 5 V verwendet.
Leiterplatte zur Endmontage des Ladegeräts mit Abmessungen für eine Handy-Ladehülle. Ich kann mir hier keine bessere Case-Option vorstellen.
Sieht aus wie ein wirklich zusammengebautes, funktionsfähiges Board. Der Kondensatorkörper wird mit Meisterkleber auf die Platine geklebt. Aber ich war zu faul, den Schal auszusuchen, es tut mir leid, ich hatte zufällig einen gebrauchten in fast der richtigen Größe zur Hand und dieser Umstand hat alles entschieden.
Aber ich war nicht zu faul, den Informationsaufkleber auf dem Ladeetui auszutauschen. Bei vollgeladenem Akku leuchtet das Seitenteil im Dunkeln einen Raum von 10 Quadratmetern recht gut aus. Meter und das Licht des Scheinwerferreflektors macht Objekte in einer Entfernung von bis zu 10 Metern deutlich sichtbar.
In Zukunft habe ich vor, eine zuverlässigere Taschenlampe zu wählen. Autor - Babay aus Barnaula.
Ich bin im Internet auf eine interessante Schaltung für einen sehr einfachen Micro-Power-Treiber auf einem Junk-Field-Chip eines Motherboards gestoßen, und es stellte sich heraus, dass sie recht funktionierte. Eine einfachere Version der Schaltung mit einem Bipolartransistor -. Hier ist das Diagramm, das ich leicht korrigiert habe, damit Anfänger besser verstehen, was wohin gehört und wie man lötet:
Ich habe einen Haufen dieser APM2014-Feldeffekttransistoren von alten Motherboards gefunden und sie schnell für einen Test verlötet, statt einer Hantel habe ich Ferrit aus der Induktivität genommen, bei Betrieb mit einer leeren 1,1-V-Batterie leuchtet die 1-W-LED recht hell, bei 1,4 V leuchtet es noch heller, wird aber schon warm. Später werde ich es mit verschiedenen Chokes versuchen, aber ich werde wahrscheinlich bei einer Hantel bleiben, da diese bequemer in den Gehäusen zu platzieren sind. Bei einem Testversuch, eine 0,5 W 60 mA LED anzuschließen, brannte diese schnell durch.
Die LED hat eine Nennleistung von 1 W, ihr Licht reicht für die Beleuchtung im Dunkeln völlig aus, da es sich um eine dekorative Taschenlampe handelt und nicht zu viel Licht benötigt. Anstelle eines Reflektors wurde ein Kollimator verwendet, den ich nur am Rand etwas nachschärfen musste.
Im Betrieb erwärmt sich die LED nur bei frischer Batterie merklich mit dem Choke mit den in der Schaltung angegebenen Daten; in diesem Fall habe ich einen CD75-Choke verwendet und diesen umgespult. Da hier wenig Platz ist, passen nur 14 Windungen 0,43er Draht hinein, allerdings nahm die Erwärmung der LED durch das frische Element ab, obwohl die Helligkeit leicht abnahm.
Die zweite Seite der Leiterplatte dient als LED-Halterung und Kühlung, die Kontakte sind auf dem Signet rot markiert und können mit jedem verfügbaren Werkzeug angespitzt werden. An Feldeffekttransistor Ich habe ein paar PCB-Stücke platziert, um das Substrat unter der positiven Kontaktscheibe auszurichten und eine Verformung zu verhindern.
Die resultierende Taschenlampe leuchtet mit einem Rückgang des Lichtstroms auf eine Elementspannung von 0,5 V, und wenn sie zu blinken beginnt, bedeutet dies, dass die Batterie jetzt vollständig leer ist, obwohl die gleichen Salzbatterien mit Kochsalzlösung wiederhergestellt werden können und weiterhin sind in der Taschenlampe verwendet. Autor des Materials - Igoran.
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