Изготовление светодиодных фонарей своими руками. Самодельный фонарик на светодиоде cree. Ограничение тока светодиодов

20.06.2020

Эта статья поможет вам разобраться в том, как смастерить сильный светодиодный фонарь для вашего участка, сада или же дачи. Такой фонарь намного меньше потребляет электроэнергии, к тому же приобрести достаточно хороший фонарик в магазине по доступной цене крайне тяжело. Поэтому, если есть возможность, сделайте его сами.

Соорудить такой фонарь не так уж и сложно, и данная процедура не займет много времени. Стоимость фонаря будет в разы меньше магазинного, а сам предмет определенно качественнее. Вам понадобится небольшой набор инструментов (он перечислен ниже), ваше терпение, настойчивость и, конечно же, желание трудиться. Использование такого фонаря зависит от вашей фантазии: он может располагаться на огороде, в саду, веранде, гараже, беседке, подвале. Разберем один несложный вариант изготовления светодиодного фонаря во всех подробностях ниже.

Набор инструментов для выполнения работы

Понадобится:

светодиодные лампочки (пару штук);
резисторы;
качественный клей (суперклей либо строительный);
пластина (по возможности алюминиевая, но если такой нет, можно и другой надежный материал);
светоотражатель;
кусок пластмассы;
старый фонарик.

Для начала вам потребуется схема (№ 1), которую вы создадите сами. Из всей работы именно эта самая трудоемкая. Если вы не имеете опыта работы с электроникой, первую схему вам будет сделать довольно сложно. В таких случаях в помощь вам придет Интернет (на разных просторах сайта можно найти варианты, где при заполнении данных полей перед вами появится полноценная готовая схема, с которой вы и будете работать дальше).

Схема электрического фонарика

Завершение: сборка прибора

Начало работы основано на повторном закреплении светодиодов вторым слоем суперклея. Нужно отметить, что при последующем повреждении фонарика замена лампочек не так проста, так как на сегодняшний день изготавливают достаточно стойкий клей, который убрать довольно сложно, поэтому будьте с ним осторожнее.

Припаивание резистора

С помощью паяльной лампы припаяйте резисторы к светодиодам. Стремитесь во время работы не затронуть контакты. Предварительно перед работой необходимо подрезать кончики светодиодов.

Припаивание выводов

Один из трудных этапов конструирования светодиодного фонарика является припаивание выводов лампы к самой вилке. Для фонаря понадобится самая обычная вилка, которая берется для ламп накаливания. Отметьте «+» и «–» выводов – это делается для того, чтобы в дальнейшем не перепутать их. Отметки можно сделать маркером или же один из выводов сделать длиннее другого (на функционирование фонарика это не влияет). Припаяйте все выводы.

Проверяем и заливаем контакты

После того как вся эта конструкция «схватится» (примерно через 20 минут), необходимо подключить ее к питанию и проверить работоспособность. Если все нормально и лампы светятся, то можно приступать к заливке контактов, которая делается обычным воском или парафином. При этом расплавленный воск лучше набирать в шприц и заливать им контакты. Это нужно делать обязательно для того, чтобы в будущем они не могли дотрагиваться друг к другу, вызывая этим замыкание.

Работа со светоотражателями

Теперь перейдем к светоотражателям. Благодаря светоотражателю, который состоит из галогенной лампы, наш фонарик получится очень сильный. Не спеша, изымите из него лампу, уберите смолу (это можно сделать с помощью пинцета или старой отвертки).

Сборка лампы

На этом этапе нам необходимо полностью собрать лампу. Для начала зафиксируем все контакты (у вас должен получиться «диск», на котором располагаются ваши диоды) в светоотражатели. Следите внимательно за тем, чтобы все части плотно примыкали друг к другу. По необходимости вы можете отогнуть алюминий (он мягкий) или же, наоборот, закрепить потуже в нужных местах.

Финальное закрепление и завершение работы

В ходе заливки контактов пластмассой (не берите воск, так как он не подходит – здесь понадобится более надежное крепление) прикрепите к источнику питания (например, к самой простой батарейке 12 Ватт), можно также и к самой вилке. Подождите, пока все застынет, после чего уберите все излишки выводов. Подключите устройство к источнику питания, проверьте, нет ли замыкания в фонарике (время проверки должно быть не менее 2-х минут), все ли закрыто и крепко держится. Если все работает и нет признаков дефекта, тогда можно смело сказать, что ваш супермощный светодиодный фонарь готов к использованию.

Если еще 10 лет назад многие люди могли встретить светодиоды только в дорогой технике, то сейчас этот продукт распространен повсеместно. Стоимость светодиодов за последние годы значительно снизилась, поэтому объем их применения во многих областях техники постоянно растет. Если еще 3 года назад мало кто мог себе позволить купить, к примеру, фонарик, светится в котором не лампа накаливания, а светодиоды. То сейчас эта проблема легко решаема. Однако не все варианты хороши. Зачастую на рынке встречаются дешевые подделки, в которых светодиоды быстро гаснут и выгорают, поэтому покупка готового агрегата не всегда оправдана. Сделать светодиодный фонарь своими руками сейчас не так уж и сложно.

Эта конструкция наверняка будет более долговечной, чем купленный фонарик в магазине. К тому же он может не просто питаться от батареек, а быть аккумуляторным. Это достаточно удобный и экономичный вариант, который наверняка понравится вам.

Необходимые материалы и инструменты

Итак, теперь непосредственно о том, как сделать аккумуляторный светодиодный фонарь своими руками.

Инструменты и материалы, необходимые для конструирования, можно найти в каждом доме, в крайнем случае сходить в ближайший специализированный магазин. Конечно, для светодиодного фонаря понадобятся светодиоды.

Они имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными лампами. Они более яркие, экономичные, ударопрочные. Еще понадобится аккумулятор, который выдает напряжение 12 В. Его можно купить в магазине или вытащить из какой-нибудь ненужной вещи, например старой радиоуправляемой игрушки.

Для работы понадобятся следующие материалы:

труба 5 см, желательно использовать материал ПВХ;
клей для ПВХ;
фитинг резьбовой ПВХ — 2 штуки;
заглушка резьбовая из ПВХ;
тумблер;
аккумулятор на 12 В;
кусочек пенопласта;
светодиодная лампа;
изолента.

Понадобятся следующие инструменты:

паяльник;
припой;
ножовка;
наждачка;
надфиль;
бокорезы.

Теперь можно приступить к созданию .

Вернуться к оглавлению

Как сделать подобное устройство?

Для начала выбираем аккумулятор. Он должен быть такой формы, чтобы поместился в трубу из ПВХ. Можно использовать не только целиковую модель, но и последовательно соединить несколько пальчиковых или мизинчиковых батареек, чтобы получить суммарное напряжение 12 В.

Теперь стоит включить в схему тумблер. Его также можно припаять. Он должен быть разомкнутым, чтобы при замыкании по цепи тек ток.

Фонарь, созданный своими руками, готов. Осталось только создать для него корпус, ведь лампа с отдельным тумблером и аккумулятором имеет не очень эстетичный вид. Кстати, на этом этапе лучше провести испытание, все ли находится в рабочем состоянии, чтобы исключить переделки.

Если все нормально, можно приступать к изготовлению корпуса. Его также очень просто сделать своими руками из оставшегося материала.

Для начала необходимо вырезать в фитинге отверстие и его края обработать надфилем, чтобы лампа легко вставлялась.

Теперь нужно измерить длину лампы вместе с аккумулятором, чтобы точно знать какой длины понадобится труба, выступающая в качестве корпуса.

Перед тем как установить светодиодную лампу на ее законное место, края необходимо смазать клеем, чтобы в последствии избежать попадания влаги внутрь фонаря. Теперь можно наклеивать фитинги с обоих концов ПВХ трубки, чтобы окончательно защитить фонарь от влаги.
Тумблер необходимо устанавливать с противоположной лампе стороны под заглушкой. Теперь можно немного подождать, пока высохнет клей и фонарик будет полностью готов к использованию. Хотя это, конечно, не совсем еще фонарик, а некое его подобие, которое необходимо довести до ума.

Фитинги и заглушка будут хорошо защищать фонарик от попадания в него влаги. Это очень важно, ведь вода — это то, что очень сильно влияет на электронные приборы, в частности, фонарик не является исключением. Именно поэтому в данном варианте изготовления аккумуляторного большое внимание уделено именно вопросу защиты от влаги.

Для этого используются различные устройства и материалы, которые предотвращают ее попадание на электронные части. Можно, конечно, пренебречь данными мерами безопасности, но при этом не будет гарантии безупречной работы на многие месяцы и годы.

Если же все сделать правильно, то хозяин устройства наверняка останется довольным соей работой.

Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или сходил куда нибудь). Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3 Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый), но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор за вами.

Первый вариант схемы фонарика

На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ? Если не верите, посчитайте сами.

При 4.2вольта КПД = 87%. При 3.8вольт КПД = 95%. P =U*I

Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт, отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток потребления: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 - плавный пуск для безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:

Выходной транзистор не должен прикасаться задней металлической стенкой к плате, просуньте между ними бумагу или нарисуйте на листе тетради чертеж платы и сделайте ее так, как на другой стороне листа. Для питания LED фонарика использовал две Li-ion батарейки от ноутбуковского аккумулятора, но вполне возможно использование телефонных аккумуляторов, желательно, чтобы их суммарный ток был 5-10А*ч (соединяем параллельно).

Приступим ко второму варианту диодного фонаря

Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно: КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и открывается вторым. Вариант расположения деталей:

Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с применением дополнительного светодиода. Кому интересно читаем, может пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или пропускаем и переходим к последнему варианту.

Итак, начнем с температурной стабилизации, кто проводил опыты знает на сколько это важно зимой или летом. Так вот, в этих двух мощных фонариках действует такая система: при увеличении температуры полупроводниковый канал увеличивается разрешая проходить большему количеству электронов чем обычно, поэтому кажется что сопротивление канала уменьшается и следовательно проходимый ток увеличивается, так как на всех полупроводниках действует одинаковая система, ток через светодиод тоже увеличивается закрывая все транзисторы до определенного уровня, а то есть напряжения стабилизации (эксперименты проводились в температурном диапазоне -21...+50 градусов Цельсия). Я собирал много схем стабилизаторов в интернете и удивлялся "как можно было допускать такие ошибки!” Кто-то даже рекомендовал свою схему для питания лазера, в которой 5 градусов превышения температуры готовило лазер на выброс, так что учитывайте и такой нюанс!

Теперь о самом светодиоде. Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор (КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество деталей.

Третий вариант LED фонаря

Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости 14А*часа. Принципиальная эл. схема:

Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 - 99%, если не верите - посчитайте. Фото готового самодельного устройства:

Да, кстати про яркость, тут я разрешил на выходе схемы 3.9 вольт и пользуюсь уже больше года, светодиод до сих пор живой, только радиатор немного греется. Но кому захочется, может себе установить и меньше напряжение питания, подбором выходных резисторов R2 и R3 (советую это делать на лампе накаливания, когда получиться нужный вам результат подключайте светодиод). Благодарю за внимание, с вами был Левша Леша (Степанов Алексей).

Обсудить статью МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ

Надо включать фары ближнего света или же дневные ходовые огни. Штатные фары большинства автомобилей в основном содержат лампы накаливания, плюс задние огни габаритов – в итоге мы получаем энергопотребление от аккумулятора и генератора порядка 150-300Вт. Но ничего не бывает бесплатно-это влечет к лишнему расходу бензина, к преждевременному выходу из строя ламп накаливания автомобиля, то есть к дополнительным затратам и потере времени на ремонт.

Дневные ходовые огни неплохо выделят автомобиль на дороге и являются хорошим дополнением любого транспортного средства. Однако цена фирменных ДХО в наших магазинах обычно совсем немаленькая. Попробуем сделать их самостоятельно, тем более цены на материалы будут минимальны.

Я пробовал разные варианты ДХО. Но всегда чего то не устраивало-то часто перегорали светодиоды, то светорассеивающая арматура быстро теряла прозрачность от грязи и песка и т.д. Но вот подвернулся под руки фонарь налобный из магазина Fix Price за смешную цену 50 рублей. У него оказался неплохой зеркальный рефлектор и небольшие габариты. Ради эксперимента решено было его модернизировать. Переделанный фонарик можно применить как в режиме ДХО, так и в качестве мощного фонаря в гараже , на отдыхе на природе и т.д.

Можно посмотреть процесс изготовления самоделки в видео:

Перечень инструментов и материалов
- фонарь налобный;
-отвертка;
-паяльник;
-тестер;
-блок питания 12В;
-светодиод белого свечения 1вт-7штук;
-диоды выпрямительные 1А-4шт;
-фольгированный двухсторонний текстолит;
-термопаста;
-герметик силиконовый;
-листовой латунный или медный металл толщиной 0,3мм.

Шаг первый. Разборка фонаря.
Разбираем фонарь на составляющие части. Отсоединяем плату со светодиодами от корпуса батарей. Кстати из этого батарейного отсека можно сделать повербанк, добавив плату зарядки аккумуляторов. Но сейчас нам нужен только сам корпус фонаря с рефлектором и стеклом.

Шаг второй. Изготовление печатной платы, теплоотводов, сборка фонаря.
Из фольгированного двухстороннего текстолита с размером 45х45мм делаем печатную плату. Резаком делаем дорожки для двух групп светодиодов. Первая группа на четыре светодиода, вторая на три.

Затем устанавливаем с помощью термопасты светодиоды на печатную плату и распаиваем согласно схемы, приведенной ниже.

Дополнительные диоды служат для выравнивания напряжения в группе из трех светодиодов. Они припаяны к плате защищены термоусадкой. Эти диоды я выпаял из неисправной элетронной платы энергосбрегающей лампы.

С обратной стороны печатной платы припаиваем латунные полосы, которые предназначены для отвода тепла выделяющегося светодиодами. Стекло фонаря ставим на герметик силиконовый. Прикручиваем рефлектор к печатной плате и собираем фонарь. Латунные полоски выведены из корпуса фонаря через прорези и свернуты в гармошку на наружной стороне. Резьбовое соединение также обрабатываем герметиком. Провода питания выведены в отверстие в корпусе фонаря через уплотнительную резиновую трубку. К поворотному хомуту прикручиваем самодельный металлический кронштейн для крепления к автомобилю.

Шаг третий. Испытание переделанного фонаря.
Подключаем переделанный фонарь к источнику питания.

Сравнительное фото до переделки.

Как видно на фотографиях результат получился неплохой. При изменения напряжения питания ток через светодиоды резко меняется. При 12вольт-0,25ампер,13 вольт-0,48 ампера,13,4вольта-0,62ампера.Максимальный ток у данных светодиодов мощностью 1вт составляет 0,3 ампера. В фонаре две группы светодиодов, поэтому я решил,чтобы увеличить ресурс светодиодов, общий ток должен быть в пределах 0,5 ампер. В электрической сети автомобиля напряжение может колебаться от 12вольт до 15вольт,значит при подключении в режиме ДХО желательно добавить стабилизатор по току на микросхеме LM317.

Стабилизатор по току собран на алюминием радиаторе и установлен в распределительную коробку вместе с клеммником и промежуточным реле. Распредкоробку с начинкой установил рядом с аккумулятором автомобиля.Реле подает напряжение при запуске двигателя. Катушка реле подключается к нити накала лампы габаритных огней и цепи питания бензонасоса. Таким образом реле включается только при заведенном двигателе и выключенных габаритах и основных фарах.

Как-то заказал с Китая SMD светодиоды 5630 для будущего робота, которого уже собираю пол года, и вот диодов пришло много, целая бухта, а излишки надо куда-то использовать 🙂 Решил собрать подсветку для двери на входе в дом. Начав экспериментировать, выяснилось, что можно изготовить неплохие фонарики для подсветки в различных местах дома, и что самое главное – все можно сделать из подручных материалов! 🙂

Первым делом потребуется собрать необходимые материалы, а именно:

Крышка от кефира или молока – основа корпуса фонарика
Светодиоды SMD 5630 или 5730
Резисторы 3,3 – 12 Ом (зависит от источника питания)
Монтажная или печатная плата
Провода
Оргстекло – в качестве крышки корпуса
Аккумулятор 3,7 Вольт или источник питания 5 Вольт

В данной статье я использовал светодиоды SMD 5630 с рабочим напряжением 3,3 Вольта и током 150 миллиампер. Источник питания – аккумулятор от сотового телефона емкостью 5000 МАч и напряжением 3,8 Вольт. При таком напряжении нужны резисторы 3,3 Ома, но за неимением оных пришлось использовать 2,2 Ома.

При разряде аккумулятора его напряжения падает и в целом не превышает 3,6 вольт, что вполне соответствует номиналам сопротивлений в 2,2 Ома.

Для крепления светодиодов и резисторов подходит небольшой кусочек монтажной платы.

Припаиваем диоды, резисторы и питающие провода согласно схеме.

На схеме представлены номиналы резисторов для 3,7 и 5 Вольт. Для более яркого свечения можно добавить дополнительные светодиоды – 3, 4 и более штук, в зависимости от размера крышки-корпуса и требуемой яркости.

После этого следует проверить работоспособность схемы, подав питание на соответствующие провода.

Теперь можно зафиксировать плату в крышке при помощи термоклея.

Провода пропускаем через боковое отверстие крышки, также зафиксировав их при помощи термоклея.

Теперь крепим прозрачную крышку из оргстекла при помощи секундного супер клея.

Крышку я вырезал при помощи коронки 44 мм и шуруповерта из листа оргстекла.

Наносим клей по краям стекляшки. Можно точками, а можно и сплошной линией.

Плотно прижимаем корпус фонарика и держим несколько секунд.

Крышка на месте. Фонарик почти готов.

Отверстие в центре фонарика, полученное в результате высверливания круга из оргстекла, можно закрыть при помощи мебельной заглушки.

Корпус фонарика готов. При желании, можно затереть наждачной бумагой оргстекло для получения матовой поверхности. На фото ниже слева фонарик с прозрачным стеклом, а справа – с матовым, полученным при помощи наждачной бумаги.