Velofar sui LED. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / illuminazione

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Recentemente, l'industria radioelettronica ha padroneggiato la produzione dei cosiddetti "LED ad alta luminosità" di colore bianco-blu, adatti all'uso come sorgenti luminose. I vantaggi rispetto alle lampade a incandescenza sono evidenti: basso consumo di corrente (20 mA), bassa tensione di alimentazione (1,6 ... 2 V), alta efficienza (non emettono calore), alta affidabilità (nessuna bottiglia sottovuoto, delicata spirale a incandescenza). Contro: il prezzo eccessivo dei dispositivi industriali su questi LED.

Ho ancora comprato una lampada frontale per me stesso e per due anni di attività non dirò una sola parolaccia al riguardo. Tre batterie AA sono davvero sufficienti per 40 ... 50 ore. Ho deciso di realizzare un faro a LED. La mancanza di luminosità è stata compensata dal numero: 6 LED (o avrebbero potuto essere 8 ... 10, comunque, sei sono tre volte più economici di una lampadina). Ho deciso di utilizzare la custodia di un "mouse" del computer difettoso come custodia. Custodia eccellente, design ergonomico! La plastica è perfettamente segata con un seghetto alternativo, incollata con dicloroetano. I LED sono posizionati sul circuito stampato più semplice, ho spiato lo schema di collegamento smontando la torcia brandizzata. Per un'alimentazione a 4,5 volt, tutti i LED sono collegati in parallelo, ma con resistori di spegnimento in serie da 8 ... 10 ohm con una potenza di 0,125 W (Fig. 1).

Fig. 1. Schema di collegamento LED - Parallelo

Sebbene se l'alimentazione è superiore a 6 V, puoi provare una connessione seriale, l'economia aumenterà. L'interruttore - qualsiasi di piccole dimensioni. In questo sistema ottico non sono necessari riflettore ed elementi di messa a fuoco. Il diagramma di radiazione di questi LED è così stretto che si è rivelato necessario saldarli sulla scheda e piegarli un po '"a ventaglio" - altrimenti il ​​punto luminoso sulla strada risulta essere molto luminoso, ma stretto (Fig. 2). Il vetro esterno dal punto di vista ottico non è necessario, ma per proteggere da sporco, pioggia e danni meccanici ho deciso di installarlo comunque. Ma se non è possibile lavorare il vetro "reale", allora è meglio non installarlo affatto, con il plexiglass ci saranno perdite molto elevate.

Fig.2. Diagramma delle emissioni dei fari

Il colore della carrozzeria potrebbe essere lasciato nativo, grigio chiaro, ma per un'armonia generale con il resto delle sospensioni della bici, puoi dipingerlo con vernice nitro nera da una bomboletta spray. Allo stesso tempo, è necessaria la precisione, poiché la vernice nitro dissolve molto attivamente la plastica grigia del "computer"). Le batterie sono riposte nella borsa degli attrezzi. Il design è molto semplice, il modello di taglio del topo è mostrato in Fig. 3.

Fig.3. Schema di segatura del mouse

Quando si taglia con un seghetto alternativo, l'importante è la massima precisione. La carta vetrata fine posizionata sul vetro ti consentirà di far risaltare i piani ideali, che è la chiave per un incollaggio di alta qualità e un bell'aspetto del prodotto. Dai resti delle parti inferiore e superiore del corpo vengono tagliate strisce di sezione quadrata. Da essi si formano scanalature per il fissaggio del vetro e della scheda LED. Tutti gli elementi interni "extra" della custodia sono completamente tagliati con un bisturi (o meglio - con un trapano). In linea di principio, il design dei topi è molto vario e in ogni caso la dissezione ottimale dovrà essere pensata individualmente.

Lo schema di incollaggio delle parti è mostrato in fig. 4. Le parti superiore e inferiore non devono essere incollate insieme, sono assemblate con una vite. Il faro in una sezione è mostrato in fig. 5.

Fig.4. Schema di incollaggio

Fig.5. Faro sezionale

Per fissare il vetro e il circuito stampato, vengono incollati dei bastoncini (circa 2x2x20 mm) sulla metà superiore e inferiore della custodia. Tra di loro si formano delle scanalature che trattengono saldamente la tavola e il vetro.

Sono rimasto soddisfatto del funzionamento di tre mesi del faro. La luminosità, ovviamente, è inferiore a una lampada alogena, ma gli ostacoli sulla strada sono chiaramente visibili nell'oscurità: cos'altro ti serve da un faro? Consumo di corrente - 110 mA per 6 LED (una lampadina di una torcia consuma almeno 300 mA e quelle alogene - 2 ... 3 volte di più). Costa -300 rubli. più batterie. Ma tre batterie dureranno per un anno. Per coloro a cui mancheranno 6 LED, possiamo consigliare di utilizzare 8 ... 10.

Il passaggio ai LED è particolarmente rilevante per i ciclisti seri. Le torce con lampade a incandescenza hanno una durata della batteria di 3-4 ore al massimo. Ma se pedalando la sera nei parchi cittadini riesci a sopportare la necessità di mettere in carica la torcia quasi ogni giorno, allora cosa fare in un viaggio di più giorni? Portare con sé diversi set di batterie è difficile, durante un'escursione, e quindi ogni grammo conta. E il faro sui diodi brillerà senza problemi tutta la notte per una settimana - e questo è con normali batterie di prezzo / qualità medio. Ad esempio, ho usato "Varta" e in 3 mesi non ho investito molto con i fari accesi - 25 ... 30 ore. Non ci sono ancora segni di "sospensione".

Ho incontrato nel negozio un analogo industriale su un LED! È così che puoi uccidere qualsiasi idea inizialmente corretta. Cosa si può consigliare qui? Il caso è buono - puoi provare a mettere almeno 3 ... 4 diodi invece di uno - questa opzione ti permetterà di guidare.

Quindi, il primo faro viene costruito, testato e "rodato". Quali sono le future direzioni promettenti della "costruzione di fari a LED"? La prima fase, probabilmente, sarà un ulteriore aumento della capacità. Ho intenzione di costruire un faro a 10 diodi con una modalità di funzionamento commutabile 5/10. Un ulteriore miglioramento della qualità richiede l'uso di complessi componenti microelettronici. Ad esempio, sarebbe bello sbarazzarsi dei resistori di spegnimento / equalizzazione: dopotutto, su di essi si perde il 30 ... 40% dell'energia. E vorrei avere la stabilizzazione della corrente attraverso i LED, indipendentemente dalla scarica della sorgente. L'opzione migliore sarebbe accendere l'intera catena di LED in serie con la stabilizzazione corrente. E per non aumentare il numero di batterie in serie, è necessario che questo circuito aumenti anche la tensione da 3 o 4,5 V a 20 ... 25 V. Tali sono, per così dire, specifiche per lo sviluppo di un "ideale faro".

Si è scoperto che i circuiti integrati specializzati sono prodotti appositamente per risolvere tali problemi. Il loro campo di applicazione è il controllo dei LED retroilluminati LCD per dispositivi mobili: laptop, telefoni cellulari, ecc. In particolare, Maxim (Maxim Integrated Products, Inc.) produce una linea di circuiti integrati per vari scopi per il pilotaggio di LED, alcune di queste "soluzioni" sono perfette per le luci delle biciclette. Gli schemi a blocchi paralleli e seriali per pilotare i LED sono mostrati in Fig.6.

Fig.6. Schemi a blocchi di pilotaggio LED in parallelo e in serie

Diversi schemi già pronti

opzione 1 (Fig. 7). Microcircuito MAX1848, controllo di una catena di 3 LED.

Fig.7. opzione 1

opzione 2 (Fig. 8). Potenza aumentata. Chip MAX1848, l'inclusione di 3 catene parallele.

Fig.8. opzione 2

opzione 3 (Fig. 9). È possibile un altro schema per l'attivazione del feedback: da un partitore di tensione.

Fig.9. opzione 3

opzione 4 (figura 10). Il microcircuito MAX684 (a giudicare dalle descrizioni, il MAX684 è molto simile nei parametri e nelle caratteristiche al MAX1848, richiede meno parti di fissaggio esterne, non richiede un'induttanza esterna, ma la sua efficienza di conversione è peggiore del 20-25%).

Fig.10. opzione 4

La capacità di carico dei microcircuiti di questa famiglia: MAX682 - 250 mA; MAX683 - 100mA; MAX684 - 50mA.

opzione 5 (Fig. 11). Potenza massima, diverse stringhe LED, chip MAX1698.

Fig.11. opzione 5

opzione 6 (figura 12). Invece di estinguere / equalizzare le resistenze: uno "specchio di corrente" a tre canali, un microcircuito MAX1916.

Fig.12. opzione 6

opzione 7 (figura 13). Convertitore CC / CC integrato non induttivo per aumentare la tensione, microcircuito MAX684, specchio di corrente nel carico.

Fig.13. opzione 7

opzione 8 (Fig. 14). Chip MAX1759.

Fig.14. opzione 8

opzione 9 (figura 15). Lo stesso chip MAX1759, carica fino a 100 mA.

Fig.15. opzione 9

opzione 10 (figura 16). Il chip MAX619 è forse il circuito di commutazione più semplice. Operabilità quando la tensione di ingresso scende a 2 V. Carica 50 mA a Uin>3 V.

Fig.16. opzione 10

opzione 11 (Fig. 17) Microcircuito MAX878, la tensione di ingresso varia da 1,5 a 6,2 V. Uscita 3,3 V, fino a 250 mA.

Fig.17. opzione 11

opzione 12 (Fig. 18). Microcircuito ADP1110, funziona a partire da Uin = 1,15 V (una sola batteria!), Uout fino a 12 V.

Fig.18. opzione 12

Autore: A.Sigaev, alekssi@yandex.ru, alekssi.narod.ru; Pubblicazione: radioradar.net

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