Разобрать налобный фонарь. Как отремонтировать фонарь на светодиодах? Электрическая принципиальная схема
Для нормальной жизнедеятельности человека в темное время суток ему всегда необходим был свет. С развитием технологий источники освещения усовершенствовались, начиная свой путь от огня факелов и керосиновых ламп, заканчивая фонариками на аккумуляторах. Настоящей революцией в мире осветительной техники было создание светодиода, который тотчас же вошел в бытовую жизнь.
Современные светодиодные фонари очень экономные, свет распространяется очень далеко и он очень яркий. Огромная доля таких литиевых фонарей на современном рынке – китайского производства, они очень дешевые и доступные. Именно из-за дешевизны часто возникают поломки различного рода. В данной статье рассмотрим основные проблемы ремонта светодиодных фонарей и способы их устранения своими руками.
Как работает светодиодный фонарик?
Классическое устройство фонариков очень простое (независимо от типа корпуса, будь это модели Космос или ДиК АН-005). К батарейке подключается светодиод, цепь разрывается кнопкой выключения. В зависимости от количества светодиодов, количества самих световых элементов (например, основной фонарь на передней части и вспомогательный в ручке) в схему добавляются более сильная батарея (или несколько), трансформатор, сопротивление, а также устанавливается более функциональный выключатель (фонарики Фо-ДиК).
Почему ломаются фонарик?
Сейчас мы опустим проблемы, связанные с неправильной эксплуатацией китайского фонарика – «уронил его в тазик с водой, включил-выключил, а он почему-то не светит». Дешевизна фонарей достигается за счет упрощения электрических цепей внутри устройства. Это позволяет сэкономить на комплектующих (на их количестве и качестве). Это сделано для того, чтобы люди чаще покупали новые, а старые просто выбрасывали, даже не попробовав их починить своими руками.
Еще один пункт экономии – работающие на производстве люди, которые не обладают достаточной квалификацией для выполнения подобной работы. Как следствие – множество мелких и крупных ошибок в самой схеме, некачественная спайка и сборка комплектующих, что ведет к постоянному ремонту фонарей. В большинстве случаев все проблемы можно решить, правильно их диагностировав, этим мы и займемся далее.
Причина поломки фонаря
Скорее всего, при переключении выключателя светодиоды не хотят гореть по причине неисправности в электрической цепи. Самые распространенные из них:
- окисление контактов аккумулятора или батарейки;
- окисления на контактах, к которым батарейка подключается;
- повреждение проводов, идущих как от аккумулятора к светодиоду, так и обратно;
- неисправный элемент выключения;
- отсутствие питания в цепи;
- поломка в самих светодиодах.
Окисление. Чаще всего оно возникает в уже старых фонарях, которые часто используются в различных погодных условиях. Налет, который появляется на металле, мешает нормальному контакту, из-за чего фонарь на аккумуляторах может мигать или вообще не включаться. Если окисление наблюдается на батарейке или аккумуляторе, то нужно задуматься о замене.
Как починить контакты? Легкие загрязнения удаляются своими руками ваткой, смоченной в этиловом спирте. Когда загрязнения очень серьезные, даже ржавчина пошла по корпусу – использование такого элемента питания может быть опасно для здоровья и жизни. В магазинах сейчас можно найти достаточное количество новых батареек и аккумуляторов даже под старые типы фонарей.
Позаботьтесь об окружающей среде – не выбрасывайте старые аккумуляторы в мусорное ведро , наверняка у вас в городе есть пункты приема для утилизации.
Окисление также образуется и на контактах в самом фонаре. Здесь тоже нужно обращать внимание на их целостность. Если загрязнение все еще можно удалить ваткой со спиртом – остановитесь на этом варианте. Для труднодоступных мест можно воспользоваться ватной палочкой.
Если же контакты совсем проржавели или даже подгнили (что не редкость для старого фонаря), их придется менять. Спросите в магазине электроники, есть ли похожие контактные элементы (на протяжении как минимум десяти лет во всех фонарях они абсолютно идентичны за редкими исключениями). Если таких же нет – подберите как можно более похожий вариант. Вооружившись тонким паяльником, их без труда можно перепаять.
Повреждение контактов проводов. Помимо вышеописанных мест, контакты присутствуют в местах спайки проводов электрической цепи. Дешевое производство, спешка во время сборки и халатное отношение работников часто приводят к тому, что некоторые провода вообще забывают спаять, поэтому светодиодный фонарик не работает, даже если он только из коробки. Как отремонтировать фонарик в этом случае? Внимательно просмотрите всю цепь, аккуратно отодвигая провода медицинским пинцетом или другим тонким предметом. Если найдена несостоявшаяся спайка, ее нужно восстановить с помощью того же тонкого паяльника.
Это же можно проделать и с хлипкими соединениями, характерное состояние которых – надорванная оголенная жила, едва прикрепленная к месту спайки. Если у вас достаточно времени и ресурсов, и вы дорожите этим фонариком, можно методично и качественно перепаять вообще все контакты. Это значительно повысит эффективность такой цепи, защитит оголенные элементы от влаги и пыли (что актуально, если фонарик налобный), и при последующих случаях ремонта фонарика позволит исключить этот пункт. Ремонт маленьких налобных светодиодных фонарей выполняется абсолютно так же, размеры просто другие.
Повреждение проводов. После того, как вы убедились в чистоте контактов, можно приступить к просмотру всех проводов в цепи на предмет повреждений или замыканий. Распространенный случай, когда или во время сборки на заводе или после предыдущего ремонта проводки были повреждены неправильно установленной крышкой корпуса. Провод попал между двух деталей корпуса и был разрезан либо раздавлен во время затягивания болтов. Во время протекания тока электрическая схема могла перегреться или даже замкнуть, это неизбежно приведет к ремонту светодиодного фонарика.
Все разорванные участки необходимо спаять друг с другом для обеспечения лучшей проводимости, нежели при простом скручивании. Все оголенные места не забудьте заизолировать, лучше всего использовать тонкую термоусадку. Сильно поврежденные провода, которые уже могли взяться ржавчиной, желательно своими руками заменить полностью (подбирайте соответствующую жилу). После подобной доработки старые фонари могут светить гораздо ярче – выполненная модернизация улучшает протекание тока.
Неисправный выключатель. Также обратите внимание на контакты проводов с клеммами выключателя, устраните неполадки. Самый просто способ узнать, из-за выключателя ли не работает ваш фонарик – замкнуть цепь без него. Исключите его из схемы, напрямую выполнив подключение аккумулятор-светодиоды (можно попробовать и от сети с соответствующим аккумулятору напряжением). Если они загорятся – меняем выключатель. Возможно, он уже механически сломался от многоразового использования, фонарь просто так выключается, также возможен брак с производства. Если же светодиоды не хотят загораться напрямую от батарейки, следуем дальше.
Отсутствие тока в сети. Самая распространенная причина такой неисправности – разряженный или сильно старый литиевый аккумулятор. Светодиодный фонарь может светиться при зарядке, но если его отключить от розетки – сразу тухнет. Полная неисправность наблюдается тогда, когда фонарь совсем не заряжается и никак не реагирует на включение, хотя индикатор зарядки горит стабильно.
Поломка светодиодов. Когда все проблемы с проводами устранены (или же их не было), обратите внимание на сами светодиоды. Аккуратно достаньте плату, на которую они припаяны. С помощью мультиметра узнайте ток, который входит и выходит с платы. Если есть возможность, проверьте контакты и на всей плате. Скорее всего, светодиоды соединены последовательно, поэтому при поломке одного остальные тоже не будут светить. Проверять каждый, если их 3 и более – дело достаточно длительное по времени, поэтому лучше сразу купить новые светодиоды.
Плата со светодиодами
Заключение
Множество дешевых китайских фонариков на светодиодах, собранных в условиях жесткой экономии, чаще всего подвержены поломкам электрической цепи. Туда устанавливаются провода с очень маленьким сечением, которые довольно проблематично перепаять даже хорошим прибором. Однако практически все проблемы с проводами и батарейками с легкостью устраняются в домашних условиях, при правильном и аккуратном подходе даже недорогой фонарь отремонтированным прослужит вам более трех лет постоянного использования.
Нет, все же чудес не бывает… Хороший фонарик нельзя купить дешево. Это аксиома. Но она не имеет обратимости. Высокая цена тоже не является гарантией качества.
Ну вот, лирическое отступление закончено, теперь про фонарики.
Фонарик про который я хочу сейчас рассказать, наверно рекордсмен по участию в обзорах. Это одна из самых распространенных моделей в китайских магазинах. Линза COVEX, CREE диод, много люменов, дешевый и с достаточно приятным дизайном. Эти фонарики покупают практически все, кто выбирает недорогой фонарик.
Не стал исключением и я. Этот фонарик был моим первым зуммируемым фонариком с линзой Covex.
На сайте продавца все было очень красиво: много фото, описаний, подарков для простачков которые вдруг купят много-много этого г…, фотографии производства и много-много сертификатов (ха-ха). Забегая вперед скажу что фонарик, конечно же, подвально-наколенной сборки из непонятно каких материалов и все на странице этого продавца обман.
Фасад какого-то производства.
Вот фотка якобы с производства фонариков. Не знаю где продавец эту фотку скомуниздил…
Нечитаемые сертификаты. Конечно же не к этому товару и не к этому производству.
Вот как этот фонарик светит:
Вообще-то, примерно так фонарик и светил. Это при полностью выдвинутой линзе. При втянутой получался ровный круг света с четкой границей. Именно за это мне и нравятся зуммируемые фонарики. Здесь продавец не обманул, но это не его заслуга, это линза COVEX.
Внешне все красиво, придраться не к чему. Фонарик пришел с картриджем под три батарейки ААА. Диод внутри стоял конечно же не CREE, а какой-то непонятный, по виду обычный EPISTAR, но с квадратной светящей поверхностью. Светил хорошо, ярко (забегая вперед скажу что недолго), поэтому элементы ААА высаживал с невероятной прожорливостью. При этом фонарик совсем не грелся.
Это теперь я уже набрался опыта, а в тот момент я не понимал что с фонариком не так. У меня как раз было родное удлинительное колечко для этого фонарика, позволяющее поставить в него Li-Ion аккумулятор 18650. Аккумулятор встал как родной, фонарик светил ярко и красиво, но почему-то все тусклее и тусклее пока не стал едва-едва светить каким-то голубым светом. Осмотрев диод я увидел что он почернел, явно из-за перегрева. Фонарик я разобрал. Вот тут-то все встало на свои места.
Вот почти полная расчлененка, не стал снимать только уплотнительные колечки.
К корпусу претензий нет. Алюминий явно заводской, вполне приличный. Отложим его в сторонку.
Да-да. До такого мог додуматься только супержадный извращенец-садист. Точить этот модуль из алюминия, конечно же дороже на несколько центов. А то что светодиод сгорит очень быстро от перегрева это никого не волнует. Тоесть, тот кто придумал сделать такое, заранее знал о том что надежность этого изделия будет нулевая и пользоваться им покупатель не сможет.
Ой, сзади пружинка. Странно, могли бы и здесь сэкономить десятую часть цента.
А драйвер? Естественно… нет.
В драйвере одна деталь — проводок. Зато какая надежность. Уж он-то не сгорит. Какое элегантное лаконичное изделие.
Вытравлен какой-то номер. А! вот почему там пружинка, это готовое заводское изделие было куплено готовым, уже с пружинкой.
А вот непонятный «левый» светодиод. Уже сгорел, бедняга…
Вот эта деталь-виновница. Даже если бы она была такой же формы но из алюминия, все равно она была бы плохой. Она неправильной формы.
Поговорим о форме: в ней внутри дырка и плата светодиода опирается на небольшой порожек, площадь контакта алюминиевой платы светодиода и этого колечка очень мала. А через это колечко тепло должно отводиться на корпус. Под платой светодиода должна быть ровная площадка с максимальной площадью контакта. У зуммируемых фонариков и так теплоотвод является большой проблемой, мало того что здесь тепловой контакт был бы минимален, так с пластмассовой деталью теплоотвода не было вообще. Использовать эту деталь из пластмассы нельзя.
Полюбуемся напоследок светоневым рисунком… и в мусор.
Что дальше? Вытачивать новое колечко (теплоотводящий модуль) и покупать светодиод и драйвер? Такой вариант решения проблемы, мог бы быть если бы у меня был токарный станок или знакомый хороший токарь. Заказывать просто токарю на завод, с учетом цен которые они заламывают, я не буду. Дешевле будет купить другой фонарик. Вариант отпадает.
Сейчас очень популярны фонари серии POLICE, которые можно приобрести как на рынке, так и заказав в интернете. Помимо хорошего фонарика это устройство имеет функцию электрошокера.
Издавая довольно громкий треск и видимый разряд электричества, он эффективно заставляет даже собак внушительных размеров пускаться на утек.
Хотя устройство выглядит довольно качественно, со временем от падений или от быстрого разряда батареи оно перестает работать. В таких случаях хочется что-то сделать, чтобы вернуть фонарю его былую жизнь.
И иногда это можно сделать, остается вопрос, как разобрать это устройство, чтобы добраться до его внутренностей? Со стороны это кажется довольно затруднительным, так как корпус выглядит литым и неприступным.
В этой статье будет описано, как разобрать один из таких фонарей и возможно найти причину поломки.
Так как конструктивно фонари практически одинаковые, метод разборки подойдет и для других моделей этой серии.
Начать следует из снятия защитной ленты для винтов крепления. На фото видно как это сделать.
Бывает, что эта пленка со временем сама отваливается.
Итак, с помощью подходящей отвертки откручиваем все крепежные винты, как в передней части, так и в задней. Обычно их всего четыре штуки.
Далее тянем заднюю часть, до снятия ее.
Там вы увидите провода, идущие внутрь устройства, элементы зарядного устройства и кусок пенопласта для большей плотности.
Все имеет навесной монтаж и довольно хлипкое. Поэтому будьте предельно осторожны, чтобы не оторвать что-нибудь и сделать еще хуже.
Вот диодный мост, гасящий конденсатор и спаянные соединения, причем не заизолированные.
Теперь снимем переднюю часть. Так же тянем ее в сторону, - как и с задней частью,- и она легко выходит.
Из нее вытягивается два провода - это высоковольтные проводники, по которым на передние разрядники и идет электрический ток.
Странно, но они даже не припаяны, а просто вставлены в отверстия напротив электродов. Видимо даже не имея прямого контакта напряжение пробивает необходимое расстояние для образования дуги.
В остальном передняя часть - это по сути обычный отражатель. При его посадке на место, светодиод попадает точно по центру, оказываясь как бы внутри отражателя.
Переходим снова к задней части. Максимально вытягиваем мост с конденсатором и достаем изнутри залитую в компаунд высоковольтную катушку.
Когда вы тянете за эту катушку, с обратной стороны внутрь фонаря уходят два высоковольтных провода. Их нужно выровнять, тогда эта процедура будет легче.
Как видно на фото эти проводники просто просунуты во внутренние отверстия корпуса от катушки к фронтальный электродам.
Вот так выгладит извлеченная высоковольтная катушка.
Просунуть при сборке провода обратно, поможет привязанная к ним тонкая медная проволока. Затягивать нужно будет за два конца одновременно.
С задней частью разобрались, переходим снова к передней.
Вытягиваем панель со светодиодом и за ним обнаруживаем блок аккумуляторов, собранных в одну конструкцию.
Похожи они на микро пальчиковые, но имеют немного меньшую длину.
Всего их пять штук и соединены они металлическими пластинами, как бы привариными к их выводам.
Помещен весь этот блок в полиэтиленовый кожух.
На нем имеются некоторые надписи. А именно вольтаж, который составляет шесть вольт и дату изготовления. Получается, что каждый элемент имеет 1.2 вольта, как и обычный пальчиковый аккумулятор.
Из этого можно сделать вывод, что при желании заменить АКБ, можно что-то подобрать. Главное всунуть это внутрь корпуса фонаря.
От батареи к светодиоду, напряжение идет через сопротивление, имеющее номинал около 15 Ом.
На этом фото видно внутреннее пространство, где должна поместится батарея.
Места немного, но можно что-то подобрать.
Собрать фонарь нужно в обратном порядке. Учитывая крайне ненадежную сборку все нужно делать аккуратно, чтобы не оторвать провода и избежать замыканий между ними и на корпус.
Поработав около года, мой налобный фонарь LED Headlight XM-L T6 стал включаться через раз, а то и вообще отключаться без команды. Вскоре перестал включаться совсем.
Первым делом я подумал, что отходит аккумулятор в батарейном отсеке.
Для подсветки тылового индикатора LED HEADLIGHT используется обычный SMD-светодиод красного цвета свечения. На плате обозначен, как LED. Он подсвечивает пластину из белого пластика.
Так как батарейный отсек находится с тыльной части головы, то в ночное время суток такой индикатор хорошо заметен.
Явно не помешает при велопрогулках и ходьбе вдоль дорожных трасс.
Через резистор в 100 Ом плюсовой вывод красного SMD-светодиода подключается к стоку MOSFET-транзистора FDS9435A. Таким образом, при включении фонаря напряжение поступает и на основной светодиод Cree XM-L T6 XLamp, и на маломощный SMD-светодиод красного цвета свечения.
С основными детальками разобрались. Теперь расскажу, что же сломалось.
При нажатии на кнопку включения фонаря было видно, что красный SMD светодиод начинает светить, но очень тускло. Работа светодиода соответствовала штатным режимам работы фонаря (максимальная яркость, низкая яркость и стробоскоп). Стало ясно, что управляющая микросхема U1 (FM2819) скорее всего исправна.
Раз она штатно реагирует на нажатие кнопки, то, возможно, проблема кроется в самой нагрузке - мощном белом светодиоде. Отпаяв провода, идущие на светодиод Cree XM-L T6, и подключив его к самодельному блоку питания, я убедился в его исправности.
При замерах оказалось, что в режиме максимальной яркости, на стоке транзистора FDS9435A всего 1,2V. Естественно, этого напряжения не хватало для питания мощного светодиода Cree XM-L T6, а вот красному SMD-светодиоду его было достаточно, чтобы его кристалл начал тускло светиться.
Стало ясно, что неисправен транзистор FDS9435A, который задействован в схеме как электронный ключ.
В замену транзистору ничего подбирать не стал, а купил оригинальный P-канальный PowerTrench MOSFET FDS9435A фирмы Fairchild. Вот его внешний вид.
Как видим, на этом транзисторе присутствует полная маркировка и отличительный знак фирмы Fairchild (F ), выпустившей данный транзистор.
Сравнив оригинальный транзистор с тем, что установлен на плате, мне в голову закралась мысль о том, что в фонаре установлена подделка или менее мощный транзистор. Возможно, даже брак. Всё-таки фонарь не успел отслужить и года, а силовой элемент уже "отбросил копыта".
Цоколёвка транзистора FDS9435A выглядит следующим образом.
Как видим, внутри корпуса SO-8 находится всего лишь один транзистор. Выводы 5, 6, 7, 8 объединены и являются выводом стока (D rain). Выводы 1, 2, 3 также соединены вместе и являются истоком (S ource). 4-ый вывод - это затвор (G ate). Именно на него приходит сигнал с управляющей микросхемы FM2819 (U1).
В качестве замены транзистору FDS9435A можно использовать APM9435, AO9435, SI9435. Всё это аналоги.
Выпаять транзистор можно как привычными методами, так и более экзотическими, например, сплавом Розе. Также можно применить метод грубой силы - подрезать ножом выводы, демонтировать корпус, а затем отпаять оставшиеся на плате выводы.
После замены транзистора FDS9435A налобный фонарь стал работать исправно.
На этом рассказ о ремонте закончен. Но, не будь я любопытным радиомехаником, то так и оставил бы всё, как есть. Работает и ладно. Но мне не давали покоя некоторые моменты.
Так как изначально я не знал, что микросхема с маркировкой 819L (24) это FM2819, то вооружившись осциллографом, я решил посмотреть, какой сигнал подаёт микросхема на затвор транзистора при разных режимах работы. Интересно же.
При включении первого режима на затвор транзистора FDS9435A с микросхемы FM2819 подаётся -3,4...3,8V, которое практически соответствует напряжению на аккумуляторе (3,75...3,8V). Естественно, на затвор транзистора подаётся отрицательное напряжение, так как он P-канальный.
При этом транзистор полностью открывается и напряжение на светодиоде Cree XM-L T6 достигает 3,4...3,5V.
В режиме минимального свечения (1/4 яркости) на транзистор FDS9435A с микросхемы U1 приходит около 0,97V. Это если проводить замеры рядовым мультиметром без наворотов.
На самом же деле в этом режиме на транзистор приходит сигнал ШИМ (широтно-импульсная модуляция). Подключив щупы осциллографа между "+" питания и выводом затвора транзистора FDS9435A, я увидел вот такую картину.
Картинка ШИМ-сигнала на экране осциллографа (время/деление - 0,5; V/деление - 0,5). Время развёртки - mS (миллисекунды).
Так как на затвор поступает отрицательное напряжение, то "картинка" на экране осциллографа переворачивается. То есть сейчас на фото в центре экрана показан не импульс, а пауза между ними!
Сама пауза длится около 2,25 миллисекунд (mS) (4,5 деления по 0,5mS). В этот момент транзистор закрыт.
Затем транзистор открывается на 0,75 mS. При этом на светодиод XM-L T6 поступает напряжение. Амплитуда каждого импульса составляет 3V. А, как мы помним, мультиметром я намерил всего лишь 0,97V. В этом нет ничего удивительного, так как мультиметром я мерил постоянное напряжение.
Вот этот момент на экране осциллографа. Переключатель время/деление установил на 0,1, чтобы лучше определить длительность импульса. Транзистор открыт. Не забываем про то, что на затвор приходит минус "-". Импульс перевёрнут.
S = (2,25mS + 0,75mS) / 0,75mS = 3mS / 0,75mS = 4. Где,
S - скважность (безразмерная величина);
Τ - период следования (миллисекунды, mS). В нашем случае период равен сумме включения (0,75 mS) и паузы (2,25 mS);
τ- длительность импульса (миллисекунды, mS). У нас это 0,75mS.
Также можно определить коэффициент заполнения (D), который в англоязычной среде называют Duty Cycle (часто встречается во всяких даташитах на электронные компоненты). Обычно он указывается в процентах %.
D = τ/Τ = 0,75/3 = 0,25 (25%). Таким образом, в режиме пониженной яркости светодиод включен лишь на четверть периода.
Когда делал подсчёты первый раз, то коэффициент заполнения у меня вышел 75%. Но потом, увидев в даташите на FM2819 строчку про режим 1/4 яркости, понял, что где-то облажался. Я просто перепутал паузу и длительность импульса местами, поскольку по привычке принял минус "-" на затворе за плюс "+". Поэтому и вышло всё наоборот.
В режиме "STROBE" мне не удалось посмотреть ШИМ сигнал, так как осциллограф аналоговый и довольно старый. Синхронизировать сигнал на экране и получить чёткое изображение импульсов мне не удалось, хотя было видно его наличие.
Типовая схема включения и цоколёвка микросхемы FM2819. Может, кому пригодится.
Не давали мне покоя и некоторые моменты, связанные с работой светодиода. Со светодиодными фонарями я раньше, как-то не имел дела, а тут захотелось разобраться.
Когда я полистал даташит на светодиод Cree XM-L T6, который установлен в фонаре, то понял, что номинал токоограничительного резистора маловат (0,13 Ом). Да, и на плате одно посадочное место под резистор было свободно.
Когда шерстил по интернетам в поисках информации о микросхеме FM2819, то видел фото нескольких печатных плат аналогичных фонарей. На одних были запаяны четыре резистора по 1 Ому, а на некоторых вообще SMD-резистор с маркировкой "0" (перемычка), что, на мой взгляд, вообще является преступлением.
Светодиод - это нелинейный элемент, и, поэтому, последовательно с ним необходимо включать токоограничивающий резистор.
Если заглянуть в даташит на светодиоды серии Cree XLamp XM-L, то можно обнаружить, что их максимальное напряжение питания составляет 3,5V, а номинальное 2,9V. При этом ток через светодиод может достигать величины в 3А. Вот график из даташита.
Номинальным током для таких светодиодов считается ток в 700 mA при напряжении в 2,9V.
Конкретно в моём фонаре ток через светодиод составил 1,2 A при напряжении на нём в 3,4...3,5V, что явно многовато.
Чтобы уменьшить прямой ток через светодиод я запаял вместо прежних резисторов четыре новых номиналом в 2,4 Ом (типоразмер 1206). Получил общее сопротивление в 0,6 Ом (мощность рассеивания 0,125W * 4 = 0,5W).
После замены резисторов прямой ток через светодиод составил 800 mA при напряжении в 3,15V. Так светодиод будет работать при более мягком тепловом режиме, и, надеюсь, прослужит долго.
Поскольку резисторы типоразмера 1206 рассчитаны на мощность рассеивания в 1/8W (0,125 Вт), а в режиме максимальной яркости на четырёх токоограничивающих резисторах рассеивается мощность около 0,5Вт, то от них желательно отвести излишнее тепло.
Для этого зачистил от зелёного лака медный полигон рядом с резисторами и напаял на него каплю припоя. Такой приём частенько применяется на печатных платах бытовой электронной аппаратуры.
После доработки электронной начинки фонаря покрыл печатную плату лаком PLASTIK-71 (электроизоляционный акриловый лак) для защиты от конденсата и влаги.
При расчётах токоограничительного резистора я столкнулся с некоторыми тонкостями. За напряжение питания светодиода стоит принимать напряжение на стоке MOSFET транзистора. Дело в том, что на открытом канале MOSFET-транзистора теряется часть напряжения из-за сопротивления канала (R (ds)on).
Чем выше ток, тем большее напряжение "оседает" по пути Исток-Сток транзистора. У меня при токе в 1,2А оно составило 0,33V, а при 0,8А - 0,08V. Также часть напряжения падает на соединительных проводах, которые идут с клемм аккумулятора на плату (0,04V). Казалось бы, такая мелочь, а в сумме набегает 0,12V. Так как под нагрузкой напряжение на Li-ion аккумуляторе проседает до 3,67...3,75V, то на стоке MOSFET"а уже 3,55...3,63V.
Ещё 0,5...0,52V гасит цепь из четырёх параллельных резисторов. В итоге на светодиод приходит напряжение в районе 3-ёх с небольшим вольт.
На момент написания этой статьи в продаже появилась обновлённая версия рассмотренного налобного фонаря. В нём уже встроена плата контроля заряда/разряда Li-ion аккумулятора, а также добавлен оптический датчик, который позволяет включать фонарь жестом ладони.
У многих имеются различные китайские фонарики, работающие от одной батарейки. Типа такого:
К сожалению, они весьма недолговечны. О том, как вернуть фонарик к жизни и о некоторых простых доработках, способных улучшить подобные фонари - я расскажу далее.
Самое слабое место у подобных фонарей - кнопка. У неё окисляются контакты, в результате чего фонарик начинает светить тускло, а затем, может вообще перестать включаться.
Первый признак - фонарь с нормальной батареей светит слабо, но если несколько раз пощёлкать кнопкой, яркость увеличивается.
Самый простой способ заставить такой фонарь светить - поступить следующим образом:
1. Берём тонкий многожильный провод, отрезаем одну жилку.
2. Накручиваем проводок на пружину.
3. Изгибаем провод, чтобы батарейка не порвала его. Провод должен слегка выступать
над закручивающейся частью фонарика.
4. Плотно закручиваем. Излишек провода обламываем (отрываем).
В результате, провод обеспечивает хороший контакт с минусовой частью батарейки и фонарик
засияет с должной яркостью. Разумеется, кнопка при таком ремонте остаётся не удел, поэтому
включение - выключение фонарика производится поворотом головной части.
Мой китаец так проработал пару месяцев. Если нужно поменять батарейку, заднюю часть фонаря
трогать не следует. Отворачиваем голову.
ВОССТАНАВЛИВАЕМ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ КНОПКИ.
Сегодня я решил вернуть кнопку к жизни. Кнопка находится в пластиковом корпусе, который
просто впрессован в заднюю часть фонаря. В принципе, её можно вытолкнуть обратно, но я поступил немного иначе:
1. Делаем свёрлышком 2 мм пару отверстий на глубину 2-3 мм.
2. Теперь можно пинцетом выкрутить корпус с кнопкой.
3. Извлекаем кнопку.
4. Кнопка собрана без клея и защелок, поэтому её легко разобрать канцелярским ножиком.
На фото видно, что подвижный контакт окислился (круглая фигня в центре, похожая на кнопку).
Его можно почистить ластиком или мелкой шкуркой и собирать кнопку обратно, но я решил дополнительно облудить и эту часть, и неподвижные контакты.
1. Зачищаем мелкой шкуркой.
2. Облуживаем тонким слоем места отмеченные красным цветом. Протираем спиртом от флюса,
собираем кнопку.
3. Для увеличения надёжности, я припаял пружину к нижнему контакту кнопки.
4. Собираем всё обратно.
После ремонта, кнопка работает отлично. Конечно, олово тоже окисляется, но поскольку олово - довольно мягкий металл, я надеюсь, что окисная плёнка при работе кнопки будет
легко разрушаться. Недаром же на лампочках центральный контакт делают из олова.
УЛУЧШАЕМ ФОКУСИРОВКУ.
Что такое «хотспот», мой китаец представлял весьма смутно, поэтому я решил его просветить.
Откручиваем головную часть.
1. В плате есть небольшое отверстие (стрелка). С помощью шила выкручиваем начинку,
при этом слегка давим пальцем на стекло снаружи. Так выкручивается легче.
2. Снимаем отражатель.
3. Берём обыкновенную офисную бумагу, пробиваем офисным дыроколом 6-8 отверстий.
Диаметр отверстий дырокола замечательно совпадает с диаметром светодиода.
Вырезаем 6-8 бумажных шайбочек.
4. Кладём шайбы на светодиод и прижимаем отражателем.
Тут придётся поэкспериментировать с количеством шайб. Я таким способом улучшал фокусировку у пары фонариков, количество шайб было в диапазоне 4-6. На текущем пациенте их потребовалось 6.
Что получилось в итоге:
Слева - наш китаец, справа - Fenix LD 10 (на минимуме).
Результат вполне приятный. Хотспот стал ярко выраженным и равномерным.
УВЕЛИЧИВАЕМ ЯРКОСТЬ (для тех, кто немного разбирается в электронике).
Китайцы экономят на всём. Пара лишних деталек - увеличение себестоимости, поэтому не ставят.
Основная часть схемы (отмеченная зелёным) может быть различной. На одном-двух транзисторах или на специализированной микросхемке (у меня схема из двух деталей:
дроссель и микросхема с 3-мя ногами, похожая на транзистор). А вот на части отмеченной красным - экономят. Я добавил конденсатор и пару диодов 1n4148 параллельно (шотки у меня не нашлось). Яркость светодиода увеличилась процентов на 10-15.
1. Так выглядит светодиод в подобных китайцах. Сбоку видно, что внутри толстая и тонкая ножки. Тонкая ножка - это плюс. Ориентироваться нужно по этому признаку, потому что цвета проводов могут быть совершенно непредсказуемыми.
2. Так выглядит плата, к которой припаян светодиод (с обратной стороны). Зелёным цветом обозначена фольга. Провода, идущие от драйвера, припаивают к ножкам светодиода.
3. Острым ножом или треугольным надфилем разрезаем фольгу на плюсовой стороне светодиода.
Всю плату зашкуриваем, для снятия лака.
4. Припаиваем диоды и конденсатор. Диоды я взял из сломанного компьютерного блока питания, танталовый конденсатор выпаял из какого-то сгоревшего винчестера.
Плюсовой провод теперь нужно припаивать к площадке с диодами.
В результате, фонарик выдаёт (на глаз) 10-12 люмен (см. фото с хотспотами),
если судить по фениксу, который в минимальном режиме выдаёт 9 люмен.
И последнее: преимущество китайца над фирменным фонариком (да-да, не смейтесь)
Фирменные фонари рассчитаны на то, что в них могут использоваться аккумуляторы, поэтому
с батарейкой разряженной до 1 вольта, мой Fenix LD 10, попросту не включается. Совсем.
Я взял севшую щелочную батарейку, которая отработала свой срок в компьютерной мышке. Мультиметр показал, что она села до 1.12в. Мышка на ней уже не работала, Fenix, как я и сказал, не запустился. А вот китаец - работает! 
Слева - китаец, справа - Fenix LD 10 на минимуме (9 люмен). К сожалению, баланс белого сбит.
У феникса температура 4200К. Китаец синит, но не так фигово, как на фото.
Ради интереса я попробовал добить батарейку. На этом уровне яркости (на глаз 5-6 люмен) фонарь проработал около 3-х часов. Яркости вполне достаточно, чтобы подсветить себе под ноги в тёмном подъезде\лесу\подвале. Потом еще часа 2 яркость снижалась до уровня «светлячка». Согласитесь, 3-4 часа с приемлемым светом, могут многое решить.
За сим позвольте откланяться.
Stari4ok.
З.Ы. Статья - не копипаст. Маде ин я, специально для «НЕПРОПАДУ»!