Velofar em LEDs. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Recentemente, a indústria radioeletrônica dominou a produção dos chamados “LEDs de alto brilho” de cor branco-azul, adequados para uso como fontes de luz. As vantagens sobre as lâmpadas incandescentes são óbvias - baixo consumo de corrente (20 mA), baixa tensão de alimentação (1,6...2 V), alta eficiência (não emitem calor), alta confiabilidade (sem cilindro de vácuo, bobina de filamento delicada). Desvantagens - o preço excessivo dos dispositivos industriais baseados nesses LEDs.

Finalmente comprei um farol para mim e depois de dois anos de uso não direi uma única palavra ruim sobre ele. Três pilhas AA duram realmente de 40 a 50 horas. Resolvi fazer um farol LED. A falta de brilho foi compensada pela quantidade - 6 LEDs (ou poderiam ser 8...10, enfim, seis são três vezes mais econômicos que uma lâmpada). Como caso, decidi usar o case de um mouse de computador com defeito. Ótimo case, design ergonômico! O plástico pode ser facilmente serrado com um quebra-cabeças e colado com dicloroetano. Os LEDs são colocados em uma placa de circuito impresso simples, olhei o diagrama de conexão desmontando uma lanterna de marca. Para uma fonte de alimentação de 4,5 volts, todos os LEDs são conectados em paralelo, mas com resistores de extinção em série de 8...10 Ohms com potência de 0,125 W (Fig. 1).

Figura 1. Diagrama de conexão de LED - paralelo

Embora se a fonte de alimentação for superior a 6 V, você pode tentar uma conexão serial - a eficiência aumentará. Switch - qualquer um de tamanho pequeno. Um refletor e elementos de foco não são necessários neste sistema óptico. O padrão de radiação desses LEDs é tão estreito que foi necessário dessoldá-los na placa e dobrá-los levemente em um “ventilador” - caso contrário, o ponto de luz na estrada acaba sendo muito brilhante, mas estreito ( Figura 2). O vidro externo é desnecessário do ponto de vista óptico, mas para protegê-lo de sujeira, chuva e danos mecânicos resolvi instalá-lo mesmo assim. Mas se não for possível processar vidro “real”, então é melhor não instalar nenhum vidro, pois com plexiglass haverá perdas muito grandes.

Figura 2. Diagrama de emissão do farol

A cor da carroceria poderia ser deixada original, cinza claro, mas para harmonia geral com o resto da moto, ela poderia ser pintada com tinta spray nitro preta. Nesse caso, é necessário cuidado, pois a tinta nitro dissolve muito ativamente o plástico cinza de “computador”). As baterias são colocadas na bolsa de ferramentas. O desenho é muito simples, o diagrama para serrar o mouse é mostrado na Fig.

Fig.3. Esquema de serragem do mouse

Ao cortar com um quebra-cabeças, o principal é a máxima precisão. A lixa fina colocada sobre o vidro permitirá criar planos ideais, o que é a chave para uma colagem de alta qualidade e um bom aspecto do produto. Tiras quadradas são cortadas dos restos das partes inferior e superior do corpo. A partir deles são formadas ranhuras para fixação do vidro e da placa de LED. Todos os elementos internos “extras” do corpo são cortados de forma limpa com um bisturi (ou melhor ainda, uma broca). Em princípio, o design dos ratos é muito diversificado e, em cada caso específico, a dissecação ideal deverá ser pensada individualmente.

O diagrama de colagem das peças é mostrado na Fig. 4. As partes superior e inferior não devem ser coladas, são montadas com parafuso. O farol é mostrado em corte na Fig. 5.

Fig.4. Esquema de colagem

Fig.5. Farol seccional

Para fixar o vidro e a placa de circuito impresso, blocos (aproximadamente 2x2x20 mm) são colados nas metades superior e inferior da caixa. Entre eles são formadas ranhuras que seguram com segurança a placa e o vidro.

Fiquei satisfeito com a operação de três meses do farol. O brilho, é claro, é inferior ao de uma lâmpada halógena, mas os obstáculos na estrada no escuro são claramente visíveis - o que mais você precisa de um farol? Consumo de corrente - 110 mA para 6 LEDs (uma lâmpada de lanterna consome pelo menos 300 mA e as halógenas consomem 2...3 vezes mais). Custa -300 rublos. mais baterias. Mas três baterias duram um ano. Para quem não terá 6 LEDs suficientes, recomendamos o uso de 8...10.

A transição para LEDs é especialmente relevante para ciclistas sérios. Lanternas com lâmpadas incandescentes têm bateria com duração de 3 a 4 horas, no máximo. Mas se andando à noite nos parques da cidade você consegue aceitar a necessidade de recarregar a lanterna quase todos os dias, então o que fazer em uma caminhada de vários dias? Levar vários conjuntos de baterias com você é difícil, quando você está caminhando cada grama conta. E um farol de diodo brilhará sem problemas a noite toda durante uma semana - e isso com baterias comuns de preço/qualidade médio. Por exemplo, usei Varta e em 3 meses não dirigi muito com os faróis acesos - 25...30 horas. Ainda não há sinais de “plantio”.

Encontrei um análogo industrial na loja com um LED! É assim que você pode matar qualquer ideia inicialmente correta. O que posso recomendar aqui? O case é bom - você pode tentar instalar pelo menos 3...4 diodos em vez de um - esta opção permitirá que você ande.

Assim, o primeiro farol foi construído, testado e “funcionado”. Quais são as futuras direções promissoras da “fabricação de faróis LED”? A primeira fase consistirá provavelmente num novo aumento de capacidade. Estou planejando construir um farol de 10 LEDs com modo de operação selecionável de 5/10. Melhorias adicionais na qualidade requerem o uso de componentes microeletrônicos sofisticados. Por exemplo, seria bom se livrar dos resistores de extinção/equalização - afinal, 30...40% da energia é perdida neles. E gostaria de ter estabilização de corrente através de LEDs, independente do nível de descarga da fonte. A melhor opção seria ligar sequencialmente toda a cadeia de LEDs com estabilização de corrente. E para não aumentar o número de baterias em série, é necessário que este circuito aumente também a tensão de 3 ou 4,5 V para 20...25 V. Estas são, por assim dizer, especificações para o desenvolvimento de um “ farol ideal”.

Descobriu-se que CIs especializados são produzidos especificamente para resolver esses problemas. Sua área de aplicação é o controle de LEDs de retroiluminação de monitores LCD para dispositivos móveis - laptops, telefones celulares, etc. Em particular, uma linha de CIs para diversos fins de controle de LEDs é produzida pela Maxim (Maxim Integrated Products, Inc.).Algumas dessas “soluções” são perfeitas para luzes de bicicletas. Diagramas de blocos paralelos e seriais de controle de LED são mostrados na Fig.

Fig.6. Diagramas de blocos de acionamento de LED paralelos e em série

Vários esquemas prontos

opção 1 (Fig. 7). Microcircuito MAX1848, controle de uma cadeia de 3 LEDs.

Fig.7. Opção 1

opção 2 (Fig. 8). Aumento de poder. Chip MAX1848, a inclusão de 3 cadeias paralelas.

Fig.8. Opção 2

opção 3 (Fig. 9). Outro esquema para ligar o feedback é possível - a partir de um divisor de tensão.

Fig.9. Opção 3

opção 4 (Fig. 10). Microcircuito MAX684 (a julgar pelas descrições, MAX684 é muito semelhante em parâmetros e características ao MAX1848, requer menos peças de montagem externas, não requer indutância externa, mas sua eficiência de conversão é 20-25% pior).

Fig.10. Opção 4

A capacidade de carga dos microcircuitos desta família: MAX682 - 250 mA; MAX683 - 100mA; MAX684 - 50mA.

opção 5 (Fig. 11). Potência máxima, várias cordas de LED, chip MAX1698.

Fig.11. Opção 5

opção 6 (Fig. 12). Em vez de resistências de amortecimento/nivelamento, há um “espelho de corrente” de três canais, um microcircuito MAX1916.

Fig.12. Opção 6

opção 7 (Fig. 13). Conversor DC/DC integrado não indutivo de aumento de tensão, microcircuito MAX684, espelho de corrente na carga.

Fig.13. Opção 7

opção 8 (Fig. 14). Chip MAX1759.

Fig.14. Opção 8

opção 9 (Fig. 15). O mesmo chip MAX1759, carrega até 100 mA.

Fig.15. Opção 9

opção 10 (Fig. 16). O microcircuito MAX619 é talvez o circuito de comutação mais simples. Operação quando a tensão de entrada cai para 2 V. Carga 50 mA em Uin>3 V.

Fig.16. Opção 10

opção 11 (Fig. 17) Microcircuito MAX878, tensão de entrada varia de 1,5 a 6,2 V. Saída 3,3 V, até 250 mA.

Fig.17. Opção 11

opção 12 (Fig. 18). Microcircuito ADP1110, funciona a partir de Uin = 1,15 V (apenas uma bateria!), Uout até 12 V.

Fig.18. Opção 12

Autor: A. Sigaev, alekssi@yandex.ru, alekssi.narod.ru; Publicação: radioradar.net

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