Светодиодный электронный фонарь

Изготовить светодиодный фонарь с питанием всего от одной пальчи­ковой батареи типоразмера АА или ААА — вполне радиолюбительская задача.

Но цены на диоды с рабочим напряжением менее 1,5 В (как прави­ло, 2,4 В) пока в несколько раз превышают цены на «высоковольтные» диоды (3,3-5 В и выше). Однако последняя проблема в настоящее время достаточно просто решается применением интегрального пре­образователя. Данное решение позволяет питать такой источник света всего от одной пальчиковой батарейки! Тем более что отечественной промышленностью несколько лет назад освоено производство такого преобразователя. Это микросхема (КР1446ПН1), которая является полным аналогом микросхемы МАХ756 (МАХ731) и имеет практиче­ски идентичные характеристики.

Принципиальная схема изображена на рис. 9.1. При разработке данной конструкции ставилась следующая задача: создать компактный экономичный переносный источник света, используя в качестве осно­вы стандартный фонарь с питанием от двух пальчиковых батареек с минимальными переделками (а еще лучше - вообще без переде­лок!). "Предполагалось также применение стандартных комплектую­щих, не требующих каких-либо механических работ (вроде намотки катушек или доработки светоизлучающих элементов).

За основу конструкции был взят широко распространенный фо­нарь, в котором в качестве источника питания используются две паль­чиковые батарейки (аккумуляторы) типоразмера АА. Подобные фона­ри производят многие фирмы, в том числе и «безымянные».

Схема преобразователя должна занимать место, не превышающее по размерам один пальчиковый элемент. Этого удалось добиться, из­готовив печатную плату по длине и ширине, равную габаритам стан­дартного элемента питания типоразмера АА. Все элементы конструк­ции, за исключением светодиода, размещены на этой плате.

Плата преобразователя помещается в фонарь вместо второго эле­мента питания. С одного торца платы припаян контакт из луженой же­сти (была использована жесть из-под банки для сгущенного молока) для питания схемы, а с другого — светодиод. На выводы светодиода надет кружок из той же жести. Диаметр кружка должен быть чуть боль­ше диаметра цоколя отражателя (на 0,2-0,5 мм), в который вставля­ется патрон. Один из выводов диода (минусовой) припаян к кружку, второй (плюсовой) проходит насквозь и изолирован кусочком трубоч­ки из ПВХ или фторопласта. Назначение кружка — двойное. Он обе­спечивает конструкции необходимую жесткость и одновременно слу­жит для замыкания минусового контакта схемы. Из фонаря заранее удаляют лампу с патроном и помещают вместо нее схему со светодиодом. Выводы светодиода перед установкой на плату укорачивают та­ким образом, чтобы обеспечивалась плотная, без люфта, посадка «по месту». Обычно длина выводов (без учета пайки на плату) равна длине выступающей части полностью вкрученного цоколя лампы.

Схема соединения платы и аккумулятора приведена на рис. 9.2.

Далее фонарь собирают и проверяют его работоспособность. Если схема собрана правильно, то никаких настроек не требуется.

В конструкции фонаря применены, как и предполагалось, стандарт­ные установочные элементы: малогабаритные конденсаторы типа К50-35, стандартные дроссели ЕС-24 индуктивностью 18—22 мкГн, светодиоды яркостью 5—10 кд диаметром 5 или 10 мм. Разумеется, возможно применение и других светодиодов с напряжением питания 2,4—5 В. Схема имеет достаточный запас по мощности и позволяет пи­тать даже светодиоды с яркостью до 25 кд!

О некоторых результатах испытаний данной конструкции.

Доработанный таким образом фонарь проработал со «свежей» ба­тарейкой без перерыва, во включенном состоянии, более 20 часов! Для сравнения - тот же фонарь в «стандартной» комплектации (то есть с лампой и двумя «свежими» батарейками из той же партии) прорабо­тал все.го 4 часа.

И еще один важный момент. Если применять в данной конструкции перезаряжаемые аккумуляторы, то легко следить за состоянием уров­ня их разрядки. Дело в том, что преобразователь на микросхеме КР1446ПН1 стабильно запускается при входном напряжении 0,8-0,9 В. И свечение светодиодов стабильно яркое, пока напряжение на аккуму­ляторе не достигло этого критического порога. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света.

Печатная плата устройства приведена на рис. 9.3, а расположение элементов на плате — на рис. 9.4.