Светодиодные фонарики как сделать самому. Делаем вместе светодиодный фонарь своими руками
Хотите сделать мощный и симпатичный светодиодный фонарь своими руками? Тогда этот проект для вас!
Посмотрите видео, в котором раскрыты все особенности этого проекта, а также пройдитесь по шагам до конца статьи, чтобы ознакомиться с частью «как это делается». Для более глубокого понимания проекта, я рекомендую вам посмотреть как видео, так и тексто-графическую часть инструкции.
Шаг 1: Корпус и детали
Чтобы создать переносной светодиодный фонарь, вам понадобятся:
- Корпус: здесь можно применить всю вашу фантазию. Корпус может быть различной формы. И конечно, вы можете сделать корпус для своего самодельного ручного сверхмощного фонарика, просто скопировав мой вариант. Я использовал алюминиевую трубку и центральный алюминиевый сердечник для отведения тепла. Очень важно, чтобы чип светодиода охлаждался, именно поэтому я установил его на такой большой кусок металла. Так что спокойно используйте мои идеи по изготовлению корпуса, они детально рассмотрены в видео. Передняя и задняя крышки, а также ручка напечатаны на 3D принтере из ABS. Я не буду прилагать файлы для 3D печати, так как они были подготовлены для трубки моего диаметра, и вы легко сможете сами сделать 3D-модели заглушек для ваших трубок.
- Чип для 100W светодиода, отражатель, линза.
- 100W драйвер для светодиода — поищите повышающий драйвер постоянного тока для светодиодов («step up constant voltage led driver» для поиска на зарубежных сайтах).
- Литий-полимерный аккумулятор (я использовал 4S 3300mAh).
- Мелкая электроника (выключатель, потенциометр, резисторы).
Шаг 2: Установка светодиода
- Установите светодиод на радиатор, используя термопасту и винты.
- Приклейте отражатель и линзу при помощи эпоксидки.
- Припаяйте на светодиод провода, соединяющие его с драйвером.
Совет: если ваш радиатор недостаточно велик, вы можете использовать активное охлаждение в виде вентилятора. Соедините вентилятор напрямую с источником питания после выключателя.
Шаг 3: Драйвер светодиода
Выберите повышающий DC-DC драйвер, который может держать ток мощностью минимум 100W. Если вы хотите менять яркость дальнобойного фонарика, то используйте приложенную схему для его доработки. После апгрейда, установите максимальный вольтаж на подстроечном резисторе. Максимальный вольтаж должен быть таким же, какой указан у производителя чипа светодиода. Также проверьте ток чипа вольтажа — на максимуме он может выдавать более 100W. Если так, то установите максимальный ток немного ниже, таким образом, вы не превысите 100W при полностью открытом подстроечном резисторе и полностью заряженном аккумуляторе.
А еще вы можете выбрать драйвер постоянного тока и настроить его.
Шаг 4: Подгоняем и соединяем
Вставьте драйвер в трубку (или в ваш собственный корпус). Оставьте место для аккумулятора
Установите потенциометр подстроечного резистора. Установите на корпус выключатель и последовательно соедините его с плюсовым проводом аккумулятора.
Во времена увлечения туризмом был приобретен фонарь Duracell c мощной криптоновой лампой на двух больших батарейках типоразмера D (в советском варианте тип 373). Светил отлично, но высаживал батарейки часа за 3-4.
Кроме того, дважды случилась неприятность - батарейки потекли и электролитом залило все внутри фонаря. Контакты окислились, покрылись ржавчиной и даже после чистки и установки новых элементов питания, фонарь уже не внушал доверия, а уж батарейки тем более. Выбросить было жалко, а не имение возможности использовать, натолкнуло на мысль переделать фонарь на модные сейчас литиевый аккумулятор и светодиод. С полгода в закромах лежал литиевый аккумулятор Sanyo 18650 емкостью 2600 мА/ч, у китайских товарищей выписал вот такой светодиод (якобы Cree XML T6 U2) с рабочим напряжением 3-3,6 В, током 0,3-3 А (опять же, якобы - мощностью 10 Вт), световым потоком 1000-1155 люмен, цветовой температурой 5500-6500 К и углом рассеивания 170 градусов.
Поскольку опыт переделки фонарей на питание от литиевых аккумуляторов уже имелся ( и ), то решил пойти тем же путем: применить хорошо зарекомендовавшую себя связку: АКБ 18650 и контроллер заряда TP4056. Оставалось решить одну проблему - какой драйвер использовать для светодиода? Простым токоограничивающим резистором тут не отделаешься - мощность светодиода пусть и не 10 Ватт, как утверждают китайские товарищи, но все же. Изучая материал по «драйверостроению для мощных светодиодов» набрел на очень интересную, и как оказалось, часто применяемую микросхему АМС7135. На основе данной микросхемы китайцы давно и удачно завалили планету своими фонарями). Принципиальная схема питания мощного светодиода на основе АМС7135.
Как видим, допускается питание в диапазоне 2,7...6 В, а это довольно широкий спектр источников питания, в том числе и литиевые аккумуляторы. Задача чипа - ограничить ток, протекающий через светодиод на уровне 350 мА.
Согласно информации производителя чипа, конденсатор Со нужно использовать, если:
- длина проводника между АМС7135 и светодиодом больше 3 см;
- длина проводника между светодиодом и источником питания больше 10 см;
- светодиод и микросхема не установлены на одной плате.
В реальности производители фонарей зачастую пренебрегаю этими условиями, и исключают конденсаторы из схемы. Но как показал эксперимент - напрасно, о чем несколько позже. К дополнительным преимуществам ИС типа АМС7135 можно отнести наличие встроенной защиты при обрыве, КЗ светодиода и диапазон рабочих температур -4О...85°С. Подробно документацию на чип АМС7135 можно .
Схема электрическая фонаря
Еще одной важной и крайне полезной особенностью данной микросхемы является то, что их можно устанавливать параллельно для увеличения тока, протекающего через светодиод. В результате родилась такая схема:
Исходя из нее, ток протекающий через светодиод, составит 1050 мА, что на мой взгляд, более чем достаточно для совсем не тактического, а хозяйственного фонаря. Далее приступил к монтажу все в единую систему. При помощи дремеля в корпусе фонаря удалил направляющие для батареек и контактные шины:
Так же дремелем убрал посадочное гнездо для криптоновой лампы и сформировал площадку для светодиода
Поскольку мощный светодиод во время работы выделяет много тепла, то для его рассеивания решил применить теплоотвод, снятый с материнской платы.
По задумке, светодиод, теплоотвод и головная часть фонаря с отражателем будут создавать одно целое и накручиваясь на корпус фонаря не должны ни за что цепляться. Для этого обрезал грани теплоотвода, просверлил отверстия для проводов и приклеил светодиод к теплоотводу термоклеем.
Фонарик – это необходимая вещь при поездках на природу или за город на дачу. Ночью на приусадебном участке или возле палатки только он создаст луч света в темном царстве. Но и в городской квартире без него иногда просто не обойтись. Как правило, достать что-либо маленькое и укатившееся под кровать или диван без фонарика сложно. И хотя в наше время есть устройства, которые мультифункциональны и могут быть источником света, некоторые из наших читателей наверняка захотят узнать, как сделать фонарик своими руками. О том, как сделать маленький прибор из подручных предметов, будет рассказано далее.
Классика формы
Наиболее удобной конструкцией, которая в принципе уже многие годы остается неизменной для фонариков, является конструкция, содержащая в себе:
- цилиндрический корпус с такими же по форме батарейками;
- рефлектор с лампочкой с одного конца корпуса;
- съемную крышку с другого конца корпуса.
И эту конструкцию можно получить, используя ненужные предметы обихода. Если изготовить фонарь своими руками, красоты форм как у промышленного образца, конечно же, не будет. Но он будет функциональным и от работающей самоделки будет получено много положительных эмоций.
Итак, основной проблемой, которую на первый взгляд сложно решить, является рефлектор. Но это только кажется сложным. На самом деле нас окружает много предметов, которые могут стать заготовкой для целого ряда отражателей разных размеров. Это обычные пластиковые бутылки. Их внутренняя поверхность вблизи горлышка по форме весьма близка к той, которую имеет отражатель, сделанный на заводе. А крышка словно создана для крепления в ней светодиода, который сегодня является наилучшим источником света. Он ярче и экономичней миниатюрной лампочки.
Мастерим рефлектор
То, что можно не найти трубку подходящих размеров для изготовления корпуса, – не проблема. Его можно склеить из отдельных деталей. Например, из ненужных одноразовых шариковых авторучек. Для подпружинивания контактов можно применить спираль, которая используется для переплетов страниц, и контакты изготовить из тонкой листовой жести, сырьем для которой станет жестяная банка. Поэтому начинаем с выбора пластиковой бутылки желаемых размеров и подбора остальных элементов. Чем меньше будет бутылка, тем более жестким и крепким получится отражатель. Крепление деталей при сборке проще всего сделать на основе строительного герметика.
Итак, приступаем к изготовлению фонарика своими руками. От бутылки острым ножом отрезаем горлышко и параболическую часть корпуса и подравниваем края ножницами.
Для эффективного отражения используем фольгу, в которую заворачиваются шоколадные плитки. Если ее размеров не хватит, можно вырезать заготовку большего размера из рулона фольги, предназначенной для выпечки продуктов. Чтобы фольга держалась на поверхности, наносим тонкий слой герметика. Затем прижимаем и разравниваем по нему фольгу. Если она сморщится, это не беда. Главное, чтобы не было вздутий, и она повторяла форму основы.
Прижимаем фольгу пальцами и, разглаживая неровности, формируем максимально ровную поверхность. Фольгу по краям подравниваем ножницами вровень с пластиковой основой. По контуру горлышка делаем вырез ножом для светодиода, который впоследствии будет установлен в этом месте на панельке.
Ее изготавливаем из донышка бутылочной крышки, отрезав острым ножом края с резьбой и при необходимости подравняв их ножницами. Затем, проделав шилом или острием ножа в панельке два отверстия, продеваем через них ножки светодиода, прижав его основание к ней. Для правильной установки светодиодной лампы в центре крышки надо правильно по расположению ножек в основании светодиода выбрать расстояние между отверстиями.
Выводы светодиода отгибаем в стороны до упора о края панельки. К ним скруткой крепим проводники. Если скрутка получается ненадежной из-за свойств жил провода или по иным причинам, применяется пайка. Выводы после прикрепления проводов подгибаются вдоль панельки. Работоспособность полученной детали рекомендуется проверить батарейками, применяемыми в фонарике.
Затем из жестяного листа вырезаем контактную площадку для батарейки, которая упирается в панельку со светодиодом. Скруткой или пайкой соединяем площадку – клемму с более коротким проводом. Клемму крепим к пружинке, которую в свою очередь крепим к панельке. Для скрепления элементов применяем герметик.
Затем панельку со светодиодом вклеиваем в отражатель.
Донышко и футляр с батарейками
Противоположная рефлектору деталь корпуса фонарика тоже изготовлена из части бутылки с горлышком. Но только из самого горлышка с крышкой. К внутренней стенке его приклеивается клемма, сделанная из жестяного листа. К ней также крепится провод. Этот провод и второй провод от светодиода будут использованы для управления фонариком. Клемма контактирует с батарейкой, будучи прижатой крышкой, которая навинчивается на горлышко.
Две главные детали готовы. Теперь надо сделать футляр для батареек. Для этого используем высохшие и поэтому уже не нужные фломастеры. Оставляем от них только корпус, который укорачиваем по длине и по концам подрезаем вдоль по оси, делая два выступа для приклеивания. Перед отрезанием делаем маркером пометки, прикладывая корпус фломастера к приклеиваемым деталям.
На выступы наносим клей и приклеиваем их соответственно к рефлектору и тыльной части.
Затем из жестяного листа вырезаем детали выключателя. Монтируем к ним провода и приклеиваем детали к корпусу.
Вставляем в фонарик батарейки и пользуемся им. Это, конечно, не фонарь заводского изготовления с качественным отражателем и дальним светом. Но зато он изготовлен своими руками, это ваше собственное изделие, которое дает хорошее ближнее освещение и доставляет большое удовольствие, а его за деньги не купишь. Теперь вы получили наглядное представление о том, как запросто можно сделать фонарь самому.
Готовый фонарик и свет от него
Блокинг – генератор представляет собой генератор кратковременных импульсов повторяющихся через довольно большие промежутки времени.
Одним из достоинств блокинг - генераторов являются сравнительная простота, возможность подключения нагрузки через трансформатор, высокий КПД, подключения достаточно мощной нагрузки.
Блокинг-генераторы очень часто используются в радиолюбительских схемах. Но мы будем запускать от этого генератора светодиод.
Очень часто в походе, на рыбалке или охоте нужен фонарик. Но не всегда под рукой есть аккумулятор или батарейки 3В. Данная схема может запустить светодиод на полную мощность от почти разряженной батарейки.
Немного о схеме. Детали: транзистор можно использовать любой (n-p-n или p-n-p) в моей схеме КТ315Г.
Резистор нужно подбирать, но об этом потом.
Кольцо ферритовое не очень большое.
И диод высокочастотный с низким падением напряжения.
Итак, убирался я в ящике в столе и нашел старый фонарик с лампочкой накаливания, конечно же, сгоревшей, а недавно видел схему этого генератора.
И решил я спаять схему и засунуть в фонарик.
Ну-с приступим:
Для начала соберем по этой схеме.
Берем ферритовое кольцо (я вытащил из балласта люминесцентной лампы) И мотаем 10 витков проводом 0,5-0,3мм (можно и тоньше, но не удобно будет). Намотали, делаем петельку, ну или отвод, и мотаем еще 10 витков.
Теперь берем транзистор КТ315, светодиод и наш трансформатор. Собираем по схеме (см. выше). Я поставил еще конденсатор параллельно с диодом, так ярче светилось.
Вот и собрали. Если светодиод не горит, поменяете полярность батарейки. Все равно не горит, проверьте правильность подключения светодиода и транзистора. Если все правильно и все равно не горит, значит не правильно намотан трансформатор. Если честно у меня тоже схема завелась далеко не с первого раза.
Теперь дополняем схему остальными деталями.
Поставив диод VD1 и конденсатор С1 светодиод засветится ярче.
Последний этап - подборка резистора. Вместо постоянного резистора ставим переменный на 1,5кОма. И начинаем крутить. Нужно найти то место где светодиод светит ярче, при этом надо найти место где если увеличить сопротивление хоть чуть-чуть светодиод гаснет. В моем случае это 471Ом.
Ну ладно, теперь ближе к делу))
Разбираем фонарик
Вырезаем из одностороннего тонкого стеклотекстолита кружок под размер трубки фонарика.
Теперь идем и ищем детали нужных номиналов размером несколько миллиметров. Транзистор КТ315
Теперь размечаем плату и разрезаем фольгу канцелярским ножом.
Лудим плату
Исправляем косяки, если таковы имеются.
Теперь чтобы паять плату нам нужно специальное жало, если нет - не беда. Берем проволоку 1-1,5мм толщиной. Тщательно зачищаем.
Теперь наматываем на имеющийся паяльник. Конец проволоки можно заострить и залудить.
Ну-с приступим припаивать детали.
Можно воспользоваться лупой.
Ну, вроде все припаяли, кроме конденсатора, светодиода и трансформатора.
Теперь тест-запуск. Все эти детали (не припаивая) прицепляем на «сопли»
Ура!! Получилось. Теперь можно не опасаясь все детали припаивать нормально
Мне вдруг стало интересно, какое же напряжение на выходе, я измерил
Она объединяет много жанров(видов), но самые распространенные в нашем городе были точки и схватки. А это значило, что часто приходилось находиться в темное время суток в самых различных местах (от сточных труб и подвалов до заброшенных заводов и цехов). Часто приходилось быть на высоте или по колено в воде.
И было крайне досадно в самый ответственный момент лишиться одного из самых важных вещей в игре, лишиться того лучика света, который помогал тебе во тьме ночной искать заветные коды и метки. Я говорю о фонарике. За то время, что я играю, из жизни ушел не один светящийся друг, по самым разным причинам (made is China что Вы хотели): разбивались при падении, топились, на морозе не выдерживал пластик и т.д. А был случай, что фонарик умер из-за того, что я не правильно его заряжал (спасибо производителю, который написал к фонарику не правильную инструкцию). Плюс девайсы за 300-400 рублей, не отличались высокими показателями, что тоже не радовало: светили не более 200 Lm и холодным, отдающим синевой, светом. Разоряться на бренды было не охота, да и покупать китайские аналоги из-за границы, тоже не хотелось (знаю я нашу Почту России, сталкивался). В общем загорелся я желанием сделать себе товарища с CREE самому. И тут понеслось!
Корпус
В моей голове виделось, что-то мощное, крепко. Но так же хотелось, чтобы он нормально помешался в руке и был, пусть не водонепроницаемым, но не боялся дождя и кратковременного попадания в воду. С начало получилось так:Изначальный вид фонарика
В итоге корпус был сделан из:
- Удлинитель(сгон) на 1/2 80мм, хромированный
- Удлинитель(сгон) на 1/2 40мм, хромированный
- Переходник с 1/2 на 3/4
- Заглушка на 1/2
- Заглушка на 3/4
А что у нас внутри?
Проблуждав на просторах всемирной паутины, пересмотрев кучу обзоров фонарей с различными характеристиками и вскопав поле тематических форумов (не все поле). Примерно решил что хочу:- светодиод на 3-5w, около 500 Lm и теплого-дневного света
- драйвер, который сможет его тянуть, сможет сообщить о низком заряде аккумулятора и минимум режимов
- линзу или рефлектор градусов на 10-40
- Провода, стекло, кнопка и другая мелочь
Немного и отдельно о драйвере
Я уже говорил выше, какие критерии хочу в своем драйвере, и они почти совпали с теми, какими обладал выбранный мною драйвер, но вот досада - 5 режимов. Среди которых строб и SOS, ну как же я без них (сарказм). И действительно, на играх они не используются - это надо как то исправлять. На помощь приходить великий GOOGLE, который навел меня вот на такой материал (не реклама, чисто для ознакомления). По приезду посылки, процедура по замыканию контактов на драйвере была произведена и я благополучно избавился от «спасательных режимов». Идем дальше.Готовим будущий корпус для пересадки начинки
Задачи следующие:- Рас-сверлить в заглушках отверстия для кнопки и линзы
- Провести контакт "+" внутри корпуса
- Продумать и сделать систему отвода тепла от светодиода
Рас-сверлить в заглушках отверстия для кнопки и линзы
На помощь приходят сверла и шарошки по металлу.Заглушка под линзу до и после произведенной работы
С заглушкой под кнопку всё так же.
Провести контакт "+" внутри корпуса
Как и большинство строений фонариков, контакт "-" пускают по корпусы, а "+" по сердцевине тела. Мы сделаем так же. Осталось решить как провести тот самый "+". Поразмышляв, решил сделать в сгоне(80мм) заглушку их двухкомпонентного клея ЭПОКСИЛИН, просверлить в нем отверстие и пустить провод.Схематичный рисунок (рисовал в Paint, ну не владею я имениями дизайнера)
Полученный результат
Продумать и сделать систему отвода тепла от светодиода
Светодиодам свойственно греться и перегревать их не стоит - это знают все. Я решил вырезать радиатор из радиатора (алюминиевый радиатор для охлаждения мостов какой-то материнской платы). А затем впаять его в сгон(40мм), а точнее залить его оловом в этом самом сгоне.Опять схематичный рисунок из Paint
Получившийся радиатор (спасибо гроверу и напильнику)
Вставляем радиатор, заливаем оловом и просверливаем 2 отверстия для проводов чтобы соединить драйвер и светодиод.
Получает
Начинаем сборку
Подготовительные работы завершены, давайте собирать. Собираем копку, собираем голову. Все компоненты вклеены для гидроизоляции.Кнопка
Голова
Устанавливаем драйвер и светодиод. Драйвер припаиваем к сгону(80мм). Светодиод(с предварительными припаянными проводами) сажаем на термопасту.
Драйвер и светодиод
Сейчас все наши компоненты готовы и их осталось только собрать. Соединяем паяльником драйвер и светодиод и вперед. Для гидроизоляции на резьбу компонентов наматываем ленту ФУМ.
Что я не учел и в следствии на это напоролся.
Когда я заказывал комплектующие, то не нашел всех размеров, и соответственно не смог все рассчитать, да и конечный результат в моей голове, немного отличался. В итоге голова с линзой оказались далеко расположены от светодиода и соответственно, нормально он не светил. Было решено укоротить голову гравером и отрезными дисками для него, а затем подогнать на точильном станке.Голова после доработки
Результат
И так результат оказался удовлетворительным (ну я то уж точно доволен).Фонарик
В работе. На втором фото с долее холодным светом китайский фонарь(для сравнения)
Хочется отметить, тепло от драйвера отводится на «УРА», после 15 минут работы на полную мощность подложка светодиода была чуть тепленькой.
