Jak funguje baterka
Ruční svítilna je nezbytným nástrojem v každodenním životě i v práci. Tam, kde není dostatečné osvětlení, vám pomůže dokončit práci, najít poruchu, najít spadlý nebo válený předmět. Chcete-li opravit vadnou lampu nebo ji upgradovat, musíte znát její elektrický obvod.
Jak funguje ruční svítilna
Zařízení baterky je jednoduché. Skládá se z přihrádky na baterie a přihrádky s vysílačem a reflektorem a také z vypínače.
Tento obsah se od vynálezu kapesní elektrické lampy nezměnil, i když základna prvku se dramaticky změnila.
Schéma jednoduché svítilny
Schéma elektrického obvodu jednoduché svítilny se skládá pouze ze tří prvků:
- baterie (nebo několik);
- vypínač;
- žárovky.
Schéma svítilny na LED
V moderních podmínkách jsou žárovky intenzivně nahrazovány LED diodami.V konkurenci nemohly obstát kvůli nižší účinnosti a kratší životnosti. Polovodičové prvky vyzařující světlo se rozšířily také v přenosných ručních lampách. Ale jen vzít a vyměnit žárovku za LED (nebo matici LED) nebude fungovat. Potřebujete zařízení, které by omezilo proud přes polovodičové prvky. Jmenuje se to Řidič a je elektronickým stabilizátorem proudu.
Nevýhodou takového schématu je nízká udržovatelnost takové baterky - pro obnovení elektronického obvodu bude vyžadován kvalifikovaný řemeslník a vhodné laboratorní vybavení.
Řidič může být normální odpor, který omezí proud a uhasí přepětí. Dostatečně velké množství výkonu se ale zbytečně ztratí na odporu. U svítidla napájeného ze sítě není tato skutečnost důležitá, ale u svítidla napájeného bateriemi nebo dobíjecími bateriemi může být taková nevýhoda kritická.
Důležité! Do designu LED lampy je přidán další prvek - radiátor odvádějící teplo. Přestože záření LED zásadně nesouvisí s ohřevem, Joule-Lenzův zákon nelze obejít. Když proud prochází vyzařujícími prvky, vzniká teplo. Pokud nepodniknete žádné kroky, přehřátí LED výrazně sníží jejich životnost.
Schéma světlometu
Oblíbeným designem LED svítilny je čelovka. Taková lampa vám umožní zcela uvolnit ruce a nasměrovat paprsek světla na správné místo otočením hlavy: sledováním vašeho pohledu.To je výhodné při opravě auta, při chůzi v tmavých oblastech atd.
Schéma takové lampy je založeno na principu:
- řídicí obvod (zodpovědný za přepínání režimů);
- vyrovnávací zesilovač;
- tranzistorový spínač pro zapnutí LED.
Jednou z možností takového zařízení je, když je řídicí jednotka vyrobena na standardním mikrokontroléru (například ATtiny85), ve kterém je pevně zapojen program ovládání emitorového režimu, operační zesilovač OPA335 slouží jako mezizesilovač a pole IRLR2905 efektový tranzistor je použit jako klíč.
Takové schéma je levné, spolehlivé, ale má technologickou nevýhodu: regulátor musí být naprogramován před instalací. Proto se v sériové výrobě používá jako řídicí jednotka specializovaný mikroobvod FM2819 (na pouzdro lze použít zkratku 819L). Tento čip může zapínat a vypínat světlo emitující prvek a je naprogramován ve čtyřech režimech:
- maximální jas;
- průměrný jas;
- minimální jas;
- stroboskop (blikající světlo).
Režimy se cyklicky přepínají krátkým stiskem tlačítka. Dlouhým stisknutím přepnete svítilnu do režimu SOS. Program nemůžete změnit (alespoň v datovém listu se o takové možnosti nezmiňuje). Mikroobvod nevyžaduje mezizesilovač, ale velmi výkonné LED diody nelze připojit přímo na výstup - existuje limit zatížení (a existuje ochrana proti jeho překročení).
Proto jsou výkonné prvky propojeny pomocí klíče.Ve většině případů se jedná o tranzistor s efektem pole, který umožňuje dlouhodobý provoz s velkým proudem v obvodu kolektoru, například Fairchild FDS9435A nebo jiné podobné, které lze vybrat podle parametrů z tabulky charakteristik FDS9435A.
| Struktura | Maximální napětí brány-zdroje, V | Odpor otevřeného kanálu | Maximální ztrátový výkon, W | Maximální odtokový proud v nepřetržitém režimu, A |
| R-kanál | 25 | 0,05 ohm při 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Obvod svítilny je redukován na pouhé dva aktivní prvky a páskování několika kondenzátorů a rezistorů (plus bateriové články a matice LED diody, sám o sobě).
Schéma nabíjecí svítilny se síťovým nabíjením 220
Pohodlnější a ekonomičtější je napájet svítilnu nikoli z baterií, ale z dobíjecích baterií. Ještě pohodlnější je mít takovou lampu, jejíž náboj prvků lze obnovit bez jejich vyjmutí z pouzdra. Jednoduše připojte svítilnu do jednofázové sítě 220 V.
Zde jsou prvky přidané do obvyklého schématu:
- celovlnný usměrňovač na diodách VD1, VD2 (lze sestavit i do můstkového obvodu);
- předřadný kondenzátor pro tlumení přepětí C1 s vybíjecím odporem R1;
- odpor R2 pro omezení nabíjecího proudu baterie;
- řetěz R4VD5 pro indikaci připojení k síti.
Důležité! Takovéto beztransformátorové obvody mají významnou nevýhodu. Pokud se náhodně dotknete jakéhokoli bodu v obvodu, existuje riziko, že budete pod napětím. Použití síťového snižovacího transformátoru povede k výraznému zvýšení hmotnostních a rozměrových charakteristik.
Proto je takové schéma stále méně běžné. Baterie lze dobíjet bez jejich vyjímání pomocí nízkonapěťových externích zdrojů napájení (včetně nabíjení ze zařízení kompatibilního s USB).
Modernizace svítilen
Při bližším prozkoumání obvodu svítilny z předchozí části je zřejmé, že LED VD5 svítí vždy při připojení k síti 220 V. Její svit nezávisí na nabití a dokonce ani na přítomnosti baterií. K odstranění tohoto nedostatku musí být indikační obvod zapojen do obvodu nabíjení baterie. K tomu je potřeba osadit rezistor R5 o výkonu 0,5 W tak, aby na něj při proudu 100 mA dopadly asi 3 V (asi 30 ohmů). Indikační řetězec musí být zapojen paralelně s ohledem na polaritu.
Všechny změny a doplňky jsou zobrazeny modrou čarou. Po úpravách se LED rozsvítí pouze v případě nabíjecího proudu (když je napájení vyzařovací matrice vypnuto!)
Zdravotní prohlídka
Pokud je čínská baterka mimo provoz, můžete se pokusit najít vadný prvek a vyměnit jej opravit. Algoritmus hledání je znázorněn na příkladu lampy s nabíjením ze sítě.
- Pokud lucerna nesvítí, po zapnutí se kontrolka nerozsvítí, musíte zkontrolovat, zda do obvodu přichází 220 V. Chcete-li to provést, změřte střídavé napětí v bodě 1. Pokud není žádné napětí, zkontrolujte napájecí kabel a konektor.
- Pokud je vše v pořádku, LED by měla svítit. Pokud ne, zkontrolujte jeho obvod a také diodu VD2, zda nedošlo ke zkratu.
- Dále je třeba vyjmout baterie a zkontrolovat konstantní napětí v bodě 2 - mělo by se přibližně rovnat napětí baterií. Pokud ne, zkontrolujte stav diod VD1, VD2.
- Pokud je vše v pořádku, jsou pravděpodobně špatné baterie. Musíte na nich zkontrolovat napětí.
- Pokud tomu tak není, musíte zkontrolovat stav přepínače prozvoněním testeru v režimu testu zvuku (se zařízením vypnutým ze sítě a vyjmutými bateriemi!).
- Pokud je zde vše v pořádku, je třeba hledat závadu v ovladači nebo v matici LED.
Pokud máte malé znalosti v elektrotechnice, modernizace nebo oprava ruční svítilny není náročná. Hlavní věc je pochopit jeho zařízení.