Модернизация фонарика или схемотехника преобразователей напряжения

Лирическое вступление

В данной статье будет рассмотрена модернизация карманного фонаря на примере устройства небезызвестной фирмы Philips. Итак, какие же у него могут быть недостатки? Как и у всех карманных фонарей, у этого прибора было замечено значительное уменьшение яркости свечения лампы накаливания при "подсаживании" батарей. И естественно, низкий КПД и срок службы. А, тем не менее, решение этих извечных проблем существует.

Светодиоды! Но достаточно ли будет заменить только источник света? Нет. В большинстве фонарей используется уже ставшая классической схема, в которой две батарейки на 1,5 вольта включены последовательно. Но напряжения в 3 вольта недостаточно для яркого свечения светодиода, поэтому, стоит включить в схему преобразователь. Преобразователь имеет более стабильный ток на выходе, когда на входе может быть и 0,5 В и меньше. Что происходит с ламповым фонарем, если его батареи разрядились до такого предела? Правильно, он не работает. Поэтому преобразователь является наиболее удачным ходом в решении этой проблемы.

Встает новая проблема: где его разместить? Ведь в корпусе фонаря зачастую нет места. Если у вас есть бескорпусные компоненты можно разметить прямо в цоколе лампы, а если нет? В этом поможет разобраться моя статья.

На этом лирику можно считать оконченной. Переходим к схемотехнике.

Схемотехника

Как я уже сказал, решение существует. Вполне оригинальное решение, я считаю.

Рассмотрим схему преобразователя:

На схеме изображен блокинг-генератор. Возбуждение достигается трансформаторной связью на трансформаторе Т1. Импульсы напряжения, возникающие в правой (по схеме) обмотке складываются с напряжением источника питания и поступают на светодиод VD1. Конечно, можно было бы исключить конденсатор и резистор в цепи базы транзистора, но тогда возможен выход из строя VT1 и VD1 при использовании фирменных батарей с низким внутренним сопротивлением. Резистор задает режим работы транзистора, а конденсатор пропускает ВЧ составляющую.

В схеме использовался транзистор КТ315 (как самый дешевый), сверхяркий светодиод (как самый яркий). О трансформаторе поговорим отдельно. Для его изготовления потребуется кольцо из феррита (ориентировочный размер 10х6х3 и проницаемостью около 1000 HH). Диаметр проволоки около 0,2 мм. На кольцо наматываются две катушки по 20 витков в каждой. Если у вас нет кольца, то можно использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать уже 60-100 витков для каждой из катушек. Важный момент: мотать катушки нужно в разные стороны. На худой конец можно использовать гвоздь, но большой гвоздь, да и витков для одной катушки требуется уже порядка 150. Кроме того КПД гвоздя значительно ниже, чем у феррита.

Пожалуй, перейдем теперь к практике.

Практика

Рассмотрим фотографию фонарика. Это нужно чтобы понять смысл моих изысканий. Ничего футуристичного здесь нет, замечу только, что выключатель находится в кнопке «авторучки», а серый цилиндр металлический и проводит ток.

Итак, шаг первый. Создаем «корпус» устройства.

По типоразмеру батарейки делаем цилиндр. Например, типоразмер батареек в моем фонарике AAA. Его можно изготовить из бумаги (как я), или использовать отрезок любой жесткой трубки. Для проклейки используем «резиновый» клей, так как он хороший диэлектрик.

Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводником, пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить преобразователь к спирали. (Гайка показанная на рисунке пока не нужна)

Теперь займемся сборкой самого преобразователя. У меня не было кольца из феррита (да оно и не влезло бы в фонарь), поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала.

Цилиндр был изъят из катушки индуктивности от старого телевизора. На него аккуратно наматывается первая катушка. Витки скрепляются клеем. У меня залезло около 60 витков. Потом вторая, мотается в обратную сторону. У меня получилось опять 60 или около того; точно не считал – не получилось намотать аккуратно. Закрепляем клеем края. Сушим. В процессе сушки катушку можно слегка подогреть. Я положил ее на листке бумаги на плафон настольной лампы. Пусть сохнет. А мы идем дальше.

Собираем по схеме преобразователь:

Все располагается как на рисунке: транзистор, конденсатор резистор и т. д. Пассивные и активные элементы собрали, подпаиваем спираль на цилиндре, катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.

Радуемся, так как у нас получилось нижеследующее:

Все вставляем вовнутрь, а в качестве боковых заглушек и контактов используем гайки.

К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем. маркируем выводы: там, где у нас будет вывод от катушек ставим « - », где вывод от транзистора с катушкой ставим «+» (чтобы было все как в батарейке).

Все. У вас получилось нечто похожее на то, что изображено на предыдущем рисунке.

Теперь следует изготовить «ламподиод». Берем обычный цоколь от отслужившей свое лампочки, и…

Один момент: на цоколе должен быть минус светодиода. Иначе ничего не заработает.

Существовал и другой вариант решения проблемы. Конечно, можно создать непосредственно модуль преобразователя со светодиодом в одном корпусе. В этом случае как вы уже вероятно заметили, нужно всего два контакта. Можно сделать и так. Зато в этом варианте решения нельзя легко менять светодиоды. Зачем менять? Очень просто, ведь можно использовать ультрафиолетовый светодиод, и проверять на подлинность денежные банкноты и много чего еще. Кроме того, я считаю, что мой способ решения проблемы более эргономичен и интересен.

Техника сборки

Как понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй батарейки. Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль). Однако, его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода. Говоря проще, последовательность сборки на картинке менять нельзя. Иначе, как вы уже догадались, устройство не будет работать.

Модернизированный фонарь в работе:

Такой фонарь более экономичен, эргономичен и, вследствие отсутствия второй батарейки легок. И главное достоинство! Все детали можно найти на помойке!

Автор: radioxoma, г. Витебск

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Фонарик