Spkb-optics.ru

СПКБ Оптик
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает выключатель фонарика

11 фактов о светодиодном освещении, или Почему лучше не ставить LED-лампы в магазине

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.

Поговорим про… фонарики?

Приветствую, %username%!
Это небольшой ликбез на тему сегодняшнего состояния отрасли портативного освещения.
Disclaimer
К показанным фонарям и остальному железу я отношения не имею. Их рекламой данный пост не является.

Поехали, начнем с современных светодиодов

Светодиоды

На сегодняшний день самой большой популярностью пользуются светодиоды фирмы Cree.
У них на сегодняшний день самое лучшее соотношение Лм/вт и при этом есть отличные нейтральные и теплые варианты, в том числе с высоким Cri. Правда, что касается именно «теплого лампового света» и высоких Cri, тут не так давно на рынке появились диоды от японской фирмы Nichia, которые, по отзывам видевших как они светят людей, выдают просто чудесный свет(нейтральный/теплый, Cri >90), пригодный даже для постоянного использования дома.
Конечно, пока что чем «теплее», тем ниже эффективность диода. Поэтому в основном в фонарях используются более холодные или нейтральные версии.
При этом даже холодный Cree в дешевом фонаре будет гораздо приятней на вид и гораздо, гораздо ярче чем ваша старая светодиодная лейка.

И так. Из всего многообразия в современных фонарях в 99% случаях стоят диоды Cree либо XP-G/XP-G2

либо XM-L/XM-l2.

Те, что с приставкой 2 построены на новой технологии SC³ и выдают в среднем на 10-20% больше света, чем те, что без нее.
В частности, один XP-G2 может выдавать

5 ваттах. Это эквивалент 50ваттной лампы накаливания
А один XM-L2 примерно тысячу при десяти. Это уже 75-80ваттная лампочка.

При этом размер XP-G2/Nichia всего 3.45×3.45 мм. а XM-L2 5×5мм. Честно, я когда первый раз увидел XP-G, жарящий на всю катушку, не поверил своим глазам.

Драйверы


Всю эту мощь надо как то питать. Этим занимаются специальные LED драйверы, которые бывают линейные, импульсные, программируемые и еще куча других слов. Другими словами — DC-DC преобразователи с управлением по МК.
Например, на картинке выше — штучный экземпляр ручной работы, импульсный драйвер диаметром всего 17 мм, обеспечивающий постоянную яркость во время работы и с КПД около 95-97%. Разработка и сборка, кстати, Российско-Украинская )

В большинстве китайских, да и российских фонарей стоят обычные линейники, которые плавно гасят диод в зависимости от остаточного напряжения на батарейке. В фонарях посерьёзней драйвер «высасывает» из аккумулятора столько мощности сколько возможно для обеспечения постоянной яркости. Особо хитрые потом еще переходят в пониженные режимы, чтобы выключение не было сюрпризом.

Так же в драйверах могут быть реализованы такие фишки как

  • СтробоскопSOS (один из признаков «китайчатины»)
  • Контроль разряда батареи
  • Контроль температуры
  • moonlight (режим очень слабого свечения, которого хватает на несколько месяцев)
  • Программирование режимов

и многое, многое другое.


На этом кадре из фильма Oblivion на винтовке видна оптика модуля с тремя светодиодами, в народе «трипла». Разработка конкретно этого светомодуля, между прочим, дело рук московской конторы Lux-RC (+ их партнеров из Oveready(отвечают за корпуса фонарей)).
Фонарик в начале темы тоже спроектирован Lux-RC. Выдает 6000 люмен с 4х аккумуляторов, имеет активное охлаждение.

Оптика

Тут всё и сложнее и проще. Типичный угол свечения для светодиодов — 120 градусов. К тому же, источник свечения — квадрат со стороной 3.45 или 5 мм.
Собрать их в узкий пучок можно, например линзой. Но, линзованные фонари негерметичны, не дают практически никакой засветки и в линзах теряется очень большая часть света. Флешаголики не одобряют )
Поэтому, если хочется качества и дальнобойности, то вам прямая дорога к фонарям с глубоким рефлектором, например тот же Thrunite catapult V3, с которым Тёма поедет в свою следующую экспедицию.

Читать еще:  Подключение двух выключателей двухжильным проводом

Если надо что то для повседневных нужд, то это уже больше дело вкуса. Есть и мятые рефлекторы и TIR оптика, можно получить практически любой угол хотспота/засветки.

Питание

Все серьезные фонари питаются литиевыми аккумуляторами формата 18650 (18мм диаметр, 65 мм длина). Они на сегодняшний день являются самыми технологически передовыми из всех. А так же не слишком сильно оттягивают карман
Например, Panasonic NCR18650B имеет на борту 3400mAh, Sanyo ZTA около 3000. Так же, начали появляться (те же Sanyo, Samsung, LG) аккумуляторы с максимальным напряжением заряда 4.35V вместо 4.2. Им нужны, соответственно, другие зарядники.

От одного 18650 хороший фонарь может выдавать 1000 нейтральных стабилизированных люмен в течение часа.

Add:
Забыл сказать, что есть 18650 как с встроенной защитой от переразряда (маленькая платка на плюсовом контакте) так и без нее. Если в фонаре такая защита встроена, то нет необходимости переплачивать за protected версии. Ну и иногда защищенные 18650 не влезают в фонарь, так что лучше заранее этот момент прояснить.

bonus

Аккумуляторы формата 18650 используются в повербанках, от которых можно питать телефонпланшет по USB. Например, вот такой на 4 аккумулятора

Умеет выдавать 2A и в случае использования 4х панасоников на 3400 его общая емкость будет около 13500 mAh

Если вам роднее формат AA/AAA, то из Ni-MH аккумуляторов лучшими считаются Sanyo Eneloop. У них очень низкий саморазряд и приличная ёмкость. Не такая, конечно, как у литиевых, но для EDC/домашнего дежурного использования вполне подойдет.
С одного не литиевого AA лучшие фонари снимают порядка 280 люмен. Такой, например как SC52w от Zebralight

Существуют и литиевые аккумуляторы формата AA(14500) но они распространены меньше и пойдут только в те фонари, где это отдельно оговорено.

Охлаждение


Самый, пожалуй, сложный момент. Далеко не все производители задумываются о качественном теплоотводе для фонарей.
(фонарь FL33 на картинке выше — приятное, но довольно дорогое и эксклюзивное исключение)
Сильный нагрев светодиода ведет к уменьшению светового потока и его постепенной деградации. Так же, это не самым приятным образом сказывается на электронной начинке. Это не сильно критично, если вы «жарите» диод не на полную и не очень долго. Но вообще не будет лишним почитать обзоры и отзывы на профильных форумах.

Модификации

Cреди флешаголиков очень распространено «допиливание» фонарей до необходимого им функционала, такое как:

  • Замена светодиодов на более «теплые»/нейтральные, либо на диоды нового поколения
  • Модификация охлаждения. От запихивания фольги внутрь «головы» до ручного изготовления медных (и иногда посеребренных!) теплоотводов специально под фонарь
  • Заменамодификация электронной начинки

Ну, то есть, под замену может пойти всё, кроме корпуса. Есть даже спец магазины, которые торгуют чисто корпусамиголовами и т. п.
Так что, если дружите с паяльником, можете сами себе собрать фонарь под свои хотелки.

Советы

Если просто хочется понять и увидеть как светят современные фонарики, вам подойдет любой на XP-G(2)/XM-L(2) с DX и прочих китайских магазинов. Их марки обычно заканчиваются на «Fire», поэтому их так и называют — «разнофаеры» (только чур не путать с дорогущими американскими SureFire). Там же можно купить недорогие(но и качества от них не ждите) 18650. На первое время хватит, но чтоб не портить впечатление от пользования, на питании и зарядке лучше не экономить.
Если хочется чего то большего, то велкам на профильные форумы вроде фонаревки. Там тусуются как флешаголики, так и разработчики. Можно почитать обзоры, посмотреть бимшоты, поучаствовать в холиварах и сделать свой выбор. Ну или заказать себе кастомный фонарь, как это в итоге сделал я.

Ремонт кнопки фонаря UltraFire C8

Внезапно фонарик C8 перестал включаться. Виновник выявился быстро — кнопка.

Неисправность может заключаться как в поломке собственно кнопки, так и в плохом контакте хвоста фонаря. Для начала хвост надо разобрать.

Для выкручивания фиксирующего прижимного кольца можно воспользоваться маникюрными ножницами, если нет предназначенного для таких целей инструмента.


После этого становится доступной кнопка в сборе, состоящая из самой кнопки, пружины и «пилюли» на ее конце. Пружину можно открутить, после чего останется неразборной только сама кнопка.

Читать еще:  Назначение вакуумного выключателя вв

Здесь можно убедиться, что проблема заключается в механизме самой кнопки. Это можно сделать, прозвонив замыкающие кнопкой контакты, щелкая переключателем. В моем случае все время был разрыв.

Мне повезло, и кнопка оказалась не только разборной, но и не имеющей каких-либо защелок или прочих крепко фиксирующих механизмов. То есть она оказалась вполне обслуживаемой. Для ее разбора достаточно раздвинуть две ее половинки. Более того, для удобства с боков есть две щели, куда можно вставить плоскую отвертку и раскрыть кнопку.
Внутренности кнопки не представляют собой ничего сверхтехнологичного. Единственная сложная деталь — механизм переключения состояния. Он не имеет видимых повреждений, поэтому смотрим дальше.

Так как больше смотреть не на что, то единственным кандидатом остается эта мелкая пружинка. Вероятно, она немного открутилась со своего пластмассового шпинделя-держателя, из-за чего перестала контактировать с нижней площадкой. Просто вкручиваем ее подальше, кстати у нее левая резьба (закручивать против часовой стрелки).

При сборке сначала собираем механизм переключения, нужно правильно выставить положение у деталей, чтобы выступ кнопки сзади полностью вышел, а белая часть полностью вставилась в черную. Дальше просто складываем половинки и хорошенько прижимаем вплоть до полной стыковки.

Проверка показала, что кнопка работает, значит проблема действительно была в недовороте этой маленькой пружинки. Учитывая некоторую хлипкость всей этой конструкции, пружинка могла просто сама сдвинуться во время доставки, например. Вот так все просто, а ведь я уже полез добавлять в корзину новую кнопку.

Дополнение 1

Похоже, эта пружинка постоянно имеет проблемы с контактом с нижней площадкой, так как кнопка со временем снова начинает вести себя неадекватно, появляется дребезг. Решил припаять пружинку к этой площадке. Площадку сначала лучше снять с корпуса, иначе его можно испортить. Припаял, собрал, 5 минут, полёт нормальный, посмотрим, что будет через неделю-две.

Не могу найти в продаже хорошую кнопку — либо не пишут максимальный ток, либо он слишком маленький (до 1,5 А). Поэтому приходится возиться с тем, что есть, усиливая контакт.

Дополнение 2

Проблема появляется снова и снова и очень похоже, что из-за плохого контакта между корпусом и боковыми контактами кнопки, либо из-за плохого контакта между пружиной (в хвосте фонаря) и центральным контактом кнопки. После каждого перебора хвоста кнопка какое-то время работает нормально, а потом опять начинаются проблемы с контактом — сначала увеличивается дребезг, потом фонарь иногда вообще не включается.

Тем не менее, кнопка эта всё равно очень посредственного качества, и полностью исключать её как источник проблемы я пока не могу.

Дополнение от 7 октября 2015 года

Несколько месяцев назад смазал контакты внутри и снаружи кнопки силиконовой смазкой (PMX-200). Больше проблем с контактом не наблюдаю. Эта смазка является диэлектриком, поэтому не очевидно, как она может здесь помочь. Дело в том, что она создаёт плёнку на поверхности контактов, защищающую от внешней среды. Но при этом смазка не мешает прохождению тока, так как она легко уходит (выдавливается) из пятна контакта. Чтобы восстановить окислившийся контакт, достаточно смазать его этой смазкой и убрать слой окисла, пощёлкать несколько раз кнопкой, например.

Фонарь не включается

Инструкция по исправлению проблемы относится ко всем фонарям со съемной головной и хвостовой частью. К таким фонарям относятся Fenix PD35, UC35, PD32 и другие. Если вы разбирали фонарь, например для того чтобы почистить, то могли перепутать местами хвостовую (с кнопкой включения) и головную (со светодиодом) части. Некоторые делают это не по ошибке, а намеренно, для большего удобства расположения клипсы. В случае замены расположения хвостовой и головной части, фонарь работать не будет.

Руководство по устранению неполадок

Если ваш фонарь перестал работать, не волнуйтесь, скорее всего, проблему легко решить. Ниже приведено краткое описание шагов по устранению неполадок.

Перепроверьте ваш источник питания

Первое, что вы должны проверить, если фонарик не включается, это перепроверить источник питания. Даже, если вы уверены, что используете новые заряженные батареи или аккумуляторы, замените их. Это простое и легкое действие, которое может быстро исправить проблему.

Читать еще:  Схема разводки под выключатель

Очищение контактов

Следующим шагом будет очистка всех частей фонаря, которые контактируют с элементом питания. Особенное внимание уделите клеммам. Для этого лучше всего использовать спирт. Он очищает большинство видов загрязнений и быстро испаряется. Не забудьте очистить резьбы в фонаре, проверьте наличие и состояние уплотнительного кольца. Не забудьте смазать уплотнительное кольцо силиконовой смазкой. Ниже приведено видео руководство по очистке фонаря.

Диагностика кнопки включения

Если ваш фонарь очищен, в нем новые элементы элементы питания, но он все еще не работает, вам следует проверить кнопку включения в хвостовой части. Для этого снимите хвостовой переключатель и убедитесь в правильной установке батареи (полярности). Далее поместите металлический предмет (например пинцет или отвертку) так, чтобы он одновременно касался и полюса батареи и корпуса фонаря. Если свет загорится, то проблема в хвостовом переключателе, если нет, то проблема с головной частью фонаря.

Если проблема связана с хвостовым переключателем (свет фонаря включается при замыкании контакта полюса батареи на металлический корпус фонаря), то необходимо его внимательно осмотреть. В первую, очередь, убедитесь в отсутствии посторонних предметов. Далее попробуйте докрутить (если оно сидит не плотно) металлическое кольцо с отверстиями против часовой стрелки, как это описано в начале статьи. Присоедините хвостовой переключатель к фонарю и проверьте, решена ли проблема.

Если вышеперечисленные способы не помогли, вы всегда можете сдать фонарь в сервис по гарантии. Большинство проблем решаются просто, способами описанными выше.

В качестве последнего совета, можно попробовать заменить резиновую накладку в хвостовом переключателе. Запасные накладки, обычно, идут в комплекте с фонарем. Процесс замены подробно показан на видео:

Принцип работы

В основе работы «вечного фонарика» лежит несколько катушек индуктивности, которые можно собрать самостоятельно. В ней, за счет перемещения стержня из постоянных магнитов, получается электрический ток. Он преобразовывается в постоянный ток при помощи выпрямителя (диодного моста). Важную роль в конструкции играет суперконденсатор, который позволяет накапливать заряд. Необходим он для того, чтобы устройство не приходилось трясти постоянно. За ним следует повышающий трансформатор из тороидальной ферритовой катушки и двух обмоток (базовой и коллекторной). Число витков должно составлять от 20 до 50. У трансформатора должны быть три выхода на транзисторы. Он повышает импульсы тока до уровня достаточно для работы светодиода.

Выключатель и переключатель режимов

Заменяемые элементы питания, как правило, располагаются в корпусе фонаря положительным полюсом по направлению луча света. Используемые элементы питания имеют широкое разнообразие. Солевые (угольно-цинковые), щелочные (марганцево-цинковые) и литиевые батареи являются одноразовыми. Аккумуляторные элементы, такие как никель-цинковые (NiZn), никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-ion) могут перезаряжаться и являются многоразовыми.

Как не допустить поломку

Чтобы фонарь мог прослужить максимально долго без неполадок, рекомендуется придерживаться некоторых правил:

  • Покупать изделия только от надежных изготовителей с хорошей репутацией. Выбор в пользу дешевых китайских моделей с высокой долей вероятности приведет к быстрому выходу из строя.
  • Условия эксплуатации прибора должны соответствовать конструкции. Если не предусмотрено качественной защиты от влаги или пыли, подвергать аппарат воздействию этих сред не рекомендуется. Это же касается температурного режима.
  • Аккумуляторы или батареи питания должны быть также высокого качества. Любые перепады напряжения или тока негативно влияют на ресурс изделия.
  • Желательно не оставлять устройство на долгое время включенным, если это не требуется. Каждая минута работы ускоряет деградацию кристалла, а также снижает емкость элемента питания.
  • Желательно избегать физического воздействия на устройство и минимизировать риски разрушения корпуса.

Соблюдение описанных рекомендаций позволит обеспечить стабильную работу фонарика с сохранением всех его эксплуатационных характеристик. При этом деградация осветительного прибора неизбежна, однако она займет гораздо больше времени.

Отремонтировать вышедший из строя фонарик в ряде случаев можно своими силами без обращения к специалистам. Это связано с простотой конструкции и широкими возможностями по замене компонентов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector