Πώς κατασκευάζεται ένας φακός
Ο φακός είναι ένα απαραίτητο εργαλείο στο σπίτι και στη βιομηχανία. Όπου υπάρχει έλλειψη φωτός, θα σας βοηθήσει να κάνετε τη δουλειά σας, να βρείτε μια δυσλειτουργία, να εντοπίσετε ένα πεσμένο ή κυλισμένο αντικείμενο. Για να επισκευάσετε ένα ελαττωματικό φανάρι ή να το αναβαθμίσετε, πρέπει να γνωρίζετε το διάγραμμα καλωδίωσης.
Πώς λειτουργεί ένας φακός χειρός
Η κατασκευή ενός φακού χειρός δεν είναι περίπλοκη. Αποτελείται από μια θήκη μπαταριών και μια θήκη με έναν πομπό και έναν ανακλαστήρα, καθώς και από έναν διακόπτη τροφοδοσίας.
Αυτό το περιεχόμενο δεν έχει αλλάξει από την εφεύρεση του ηλεκτρικού φακού τσέπης, αν και η βάση των εξαρτημάτων έχει αλλάξει δραστικά.
Σχηματικό διάγραμμα ενός απλού φακού
Το ηλεκτρικό διάγραμμα ενός απλού λαμπτήρα τσέπης αποτελείται από τρία μόνο στοιχεία:
- μια μπαταρία (ή περισσότερες),
- διακόπτης τροφοδοσίας,
- Λαμπτήρας βολφραμίου.
Ένα σχηματικό διάγραμμα ενός φακού LED
Στις σύγχρονες συνθήκες, οι λαμπτήρες πυράκτωσης αντικαθίστανται εντατικά από τις λυχνίες LED. Δεν άντεξαν στον ανταγωνισμό λόγω της χαμηλότερης απόδοσης και της μικρότερης διάρκειας ζωής τους. Στα φορητά φορητά φωτιστικά σώματα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως ημιαγωγικά στοιχεία εκπομπής φωτός. Αλλά η απλή αντικατάσταση ενός λαμπτήρα με ένα LED (ή ένα πλέγμα LED) δεν λειτουργεί. Χρειάζεστε μια διάταξη που να περιορίζει το ρεύμα μέσω των ημιαγωγικών στοιχείων. Αυτό ονομάζεται οδηγός και είναι ένας ηλεκτρονικός ρυθμιστής ρεύματος.
Το μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η χαμηλή δυνατότητα επισκευής ενός τέτοιου φακού - για την αποκατάσταση του ηλεκτρονικού κυκλώματος απαιτείται εξειδικευμένος τεχνικός και κατάλληλος εργαστηριακός εξοπλισμός.
Ο οδηγός μπορεί να είναι τακτικός αντίστασητο οποίο θα περιορίσει το ρεύμα και θα σβήσει τυχόν υπερβολική τάση. Αλλά αρκετή ενέργεια θα σπαταληθεί στον αντιστάτη. Για ένα φανάρι που τροφοδοτείται από το ηλεκτρικό δίκτυο, το γεγονός αυτό δεν είναι σημαντικό, αλλά για ένα φανάρι που λειτουργεί με μπαταρία ή μπαταρία, το μειονέκτημα αυτό μπορεί να είναι κρίσιμο.
Σημαντικό! Στο σχεδιασμό των LED φανάρι προσθέτει ένα άλλο στοιχείο - μια ψύκτρα. Αν και η ακτινοβολία των LED δεν συνδέεται ουσιαστικά με τη θέρμανση, ο νόμος του Joule-Lenz δεν μπορεί να παρακαμφθεί. Καθώς το ρεύμα διαρρέει τα στοιχεία ακτινοβολίας, παράγεται θερμότητα. Αν δεν ελεγχθεί, η υπερθέρμανση των LED θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους.
Σχηματικό διάγραμμα ενός προβολέα
Ένας δημοφιλής σχεδιασμός φακού LED είναι ένας προβολέας. Ένας τέτοιος φακός σας επιτρέπει να ελευθερώσετε εντελώς τα χέρια σας και να κατευθύνετε τη δέσμη φωτός στο επιθυμητό σημείο γυρίζοντας το κεφάλι σας: ακολουθώντας το βλέμμα σας. Αυτό είναι βολικό όταν επισκευάζετε ένα αυτοκίνητο, όταν περπατάτε σε σκοτεινές περιοχές κ.λπ.
Το σύστημα ενός τέτοιου φωτιστικού κατασκευάζεται σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή:
- κύκλωμα ελέγχου (υπεύθυνο για την εναλλαγή των λειτουργιών),
- ενισχυτή ρυθμιστή,
- έναν διακόπτη τρανζίστορ για να ανάψει το LED.
Μία από τις παραλλαγές μιας τέτοιας συσκευής είναι όταν η μονάδα ελέγχου είναι κατασκευασμένη σε τυπικό μικροελεγκτή (για παράδειγμα, ATtiny85), με ένα πρόγραμμα για τον έλεγχο της λειτουργίας του εκπομπού, ο ενδιάμεσος ενισχυτής είναι ένας λειτουργικός ενισχυτής OPA335 και ένα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου IRLR2905 χρησιμοποιείται ως διακόπτης.
Αυτό το κύκλωμα είναι φθηνό και αξιόπιστο, αλλά έχει ένα τεχνολογικό μειονέκτημα: Πρέπει να προγραμματίσετε τον ελεγκτή πριν από την εγκατάσταση. Ως εκ τούτου, στη μαζική παραγωγή χρησιμοποιείται ένα εξειδικευμένο τσιπ FM2819 ως μονάδα ελέγχου (στο περίβλημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί η συντομογραφία 819L). Αυτό το τσιπ μπορεί να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί το στοιχείο εκπομπής φωτός και είναι προγραμματισμένο με τέσσερις λειτουργίες:
- μέγιστη φωτεινότητα,
- μέτρια φωτεινότητα,
- ελάχιστη φωτεινότητα,
- στροβοσκόπιο (φως που αναβοσβήνει).
Οι λειτουργίες αλλάζουν κυκλικά με σύντομο πάτημα του κουμπιού. Ένα παρατεταμένο πάτημα του κουμπιού μετατρέπει τη λυχνία στη λειτουργία SOS. Δεν είναι δυνατή η αλλαγή του προγράμματος (τουλάχιστον το φύλλο δεδομένων δεν αναφέρει μια τέτοια δυνατότητα). Δεν απαιτεί ενδιάμεσο ενισχυτή, αλλά δεν είναι δυνατή η σύνδεση πολύ ισχυρών LED απευθείας στην έξοδο - υπάρχει περιορισμός φορτίου (και προστασία από υπέρβαση φορτίου).
Ως εκ τούτου, τα στοιχεία υψηλής ισχύος συνδέονται μέσω ενός διακόπτη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, πρόκειται για ένα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου που επιτρέπει τη συνεχή λειτουργία υψηλού ρεύματος στο κύκλωμα αποστράγγισης, όπως το FDS9435A της Fairchild ή παρόμοιο, το οποίο μπορεί να επιλεγεί από τις παραμέτρους του πίνακα προδιαγραφών του FDS9435A.
| Δομή | Μέγιστη τάση πύλης-πηγής, V | Αντίσταση καναλιού σε ανοικτή κατάσταση | Μέγιστη απώλεια ισχύος, W | Υψηλότερο ρεύμα αποστράγγισης σε συνεχή λειτουργία, A |
| P-κανάλι | 25 | 0,05 Ohm σε 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Το κύκλωμα του φακού περιορίζεται σε μόλις δύο ενεργά στοιχεία και σε μια καλωδίωση από αρκετούς πυκνωτές και αντιστάσεις (συν τα στοιχεία της μπαταρίας και μια μήτρα από των LEDφυσικά).
Σχηματικό διάγραμμα ενός επαναφορτιζόμενου φακού που φορτίζεται από το δίκτυο 220V
Είναι πιο βολικό και οικονομικό να τροφοδοτείται ο φακός όχι από μπαταρίες, αλλά από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες που μπορούν να επαναφορτιστούν. Είναι ακόμη πιο βολικό να έχετε έναν φακό του οποίου οι κυψέλες μπορούν να επαναφορτιστούν χωρίς να τις αφαιρέσετε από το περίβλημα. Το μόνο που χρειάζεται είναι να συνδέσετε τον φακό σε μονοφασικό δίκτυο 220V.
Εδώ, έχουν προστεθεί στοιχεία στο συμβατικό κύκλωμα:
- ανορθωτή ημι-κύματος στις διόδους VD1, VD2 (μπορεί επίσης να συναρμολογηθεί σε κύκλωμα γέφυρας),
- Πυκνωτής ballast για την απόσβεση της υπερβολικής τάσης C1 με αντίσταση εκφόρτισης R1,
- αντίσταση R2 για τον περιορισμό του ρεύματος φόρτισης της μπαταρίας,
- Αλυσίδα R4VD5 για να υποδεικνύει τη σύνδεση με το δίκτυο.
Σημαντικό! Αυτά τα κυκλώματα χωρίς μετασχηματιστή έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα. Εάν οποιοδήποτε σημείο του κυκλώματος αγγιχτεί κατά λάθος, υπάρχει κίνδυνος να τεθεί υπό τάση. Η χρήση μετασχηματιστή υποβιβασμού δικτύου, από την άλλη πλευρά, θα οδηγήσει σε σημαντική αύξηση των χαρακτηριστικών βάρους.
Ως εκ τούτου, το σύστημα αυτό γίνεται όλο και πιο σπάνιο. Εξωτερικά τροφοδοτικά με χαμηλή τάση εξόδου (συμπεριλαμβανομένης της φόρτισης από συσκευή συμβατή με USB) χρησιμοποιούνται για τη φόρτιση των μπαταριών χωρίς την αφαίρεσή τους.
Αναβάθμιση φακών
Μια προσεκτική εξέταση του σχηματικού διαγράμματος του φακού από την προηγούμενη ενότητα καθιστά προφανές ότι η λυχνία LED VD5 είναι πάντα αναμμένη όταν είναι συνδεδεμένη στα 220V. Η λάμψη του είναι ανεξάρτητη από τη φόρτιση, ακόμη και από την παρουσία μπαταριών. Για να εξαλειφθεί αυτό το μειονέκτημα, το κύκλωμα ένδειξης θα πρέπει να περιλαμβάνεται στο κύκλωμα φόρτισης της μπαταρίας. Για να το κάνετε αυτό, εγκαταστήστε μια αντίσταση 0,5W R5 έτσι ώστε ένα ρεύμα 100mA να ρίχνει περίπου 3V (περίπου 30 Ohms). Το κύκλωμα ένδειξης πρέπει να συνδεθεί παράλληλα, τηρώντας την πολικότητα.
Όλες οι αλλαγές και προσθήκες εμφανίζονται με τη μπλε γραμμή. Μετά την τροποποίηση η λυχνία LED θα ανάβει μόνο σε περίπτωση ρεύματος φόρτισης (με απενεργοποιημένο το τροφοδοτικό μήτρας εκπομπού!).
Έλεγχος λειτουργικότητας
Εάν ένας κινέζικος φακός είναι εκτός λειτουργίας, μπορείτε να προσπαθήσετε να βρείτε το ελαττωματικό στοιχείο και να το αντικαταστήσετε ή Επισκευή. Ο αλγόριθμος αναζήτησης παρουσιάζεται στο παράδειγμα ενός φακού που τροφοδοτείται από το ηλεκτρικό δίκτυο.
- Εάν το φανάρι δεν λάμπει, η ένδειξη δεν ανάβει όταν το συνδέετε στην πρίζα, θα πρέπει να ελέγξετε εάν στο κύκλωμα έρχονται 220 V. Για να το κάνετε αυτό, μετρήστε την τάση εναλλασσόμενου ρεύματος στο σημείο 1. Εάν δεν υπάρχει τάση, ελέγξτε το καλώδιο τροφοδοσίας και το βύσμα.
- Αν όλα είναι εντάξει, η λυχνία LED θα πρέπει να ανάψει. Εάν όχι, ελέγξτε το κύκλωμά της και επίσης τη δίοδο VD2 για βραχυκύκλωμα.
- Στη συνέχεια αφαιρέστε τις μπαταρίες και ελέγξτε την τάση συνεχούς ρεύματος στο σημείο 2 - θα πρέπει να είναι περίπου ίση με την τάση της μπαταρίας. Εάν όχι, ελέγξτε εάν οι δίοδοι VD1, VD2 είναι εντάξει.
- Αν όλα είναι εντάξει, οι μπαταρίες είναι πιθανώς ελαττωματικές. Ελέγξτε την τάση της μπαταρίας.
- Εάν αυτό δεν συμβαίνει, ο διακόπτης θα πρέπει να ελεγχθεί με έναν ελεγκτή στη λειτουργία ηχητικής δοκιμής (με τη συσκευή αποσυνδεδεμένη από το δίκτυο και τις μπαταρίες αποσυνδεδεμένες!).
- Εάν όλα είναι εντάξει και εδώ, το σφάλμα βρίσκεται στον οδηγό ή στη μήτρα LED.
Με λίγες γνώσεις ηλεκτρολογίας, δεν είναι δύσκολο να αναβαθμίσετε ή να επισκευάσετε έναν φακό χειρός. Το κυριότερο είναι να κατανοήσετε την κατασκευή.