Восстановление кислотных аккумуляторов. Какие светодиоды используются в фонариках и какие лучше? Кислотные аккумуляторы для фонариков

Карманные фонари можно модернизировать с помощью микросхемы. Для этого достаточно контроллера заряда литиевых батарей. Можно рассмотреть применение плат зарядного устройства с ТР 4056 в обычных фонариках:

Для работы понадобятся аккумуляторы от старых мобильных телефонов. Их емкости должны быть одинакового размера. Подходящие сбалансированные аккумуляторы спаивают в блок. В одном варианте применения использована сила тока 1,5 А, а в другом – 1 А. В зависимости от подключенного блока питания время зарядки колеблется в пределах 1-3 часов.

Любой старый походный фонарик можно превратить в литиевый аккумулятор 18650. Достаточно нарисовать печатку чуть меньшего размера, чем оригинал. При подключении зарядки, устройство должно работать.

После этого можно попробовать провести замену кислотного аккумулятора. К карманному фонарю подключается АКБ типа 18650 и запоминающее устройство ТР 4056. Емкость приемного блока питания – 1,3 А.

Процесс преобразования фонарика в литиевый аккумулятор детально представлен на следующем примере. Исходное устройство имеет лампочку накаливания и заражается от сети.

Встроенный в корпус гелиевый аккумулятор отслужил свой срок. Реанимировать его можно, встроив в блок 4 штуки запараллеленых литиевых батарей по 800 мА. Увеличить функционал устройства позволит пара светодиодов на 60 мА и на 150 мА.

Место выдвижной вилки занимает дополнительная алюминиевая пластинка-радиатор. Тут же можно расположить smd-светодиод. Рекомендуемый рабочий ток: 150 мА. Вместо лампочки достаточно поставить круглый светодиод мощностью 60 мА и диаметром около 8 мм.

Свободное место по размеру соответствует готовому запоминающему устройству ТР 4056. Старый светодиод включения имеет подходящее отверстие, поэтому проблем с установкой нового на платке не будет. Предварительно нужно выточить конусный индикатор заряда из оргстекла и вклеить его в корпус. В результате получится компактный карманный фонарик с большим энергетическим ресурсом до 3,2 А и возможностью подзарядки от 5В.

Дополнительную защиту для устройства обеспечит защитное оргстекло. Его добавляют в конструкцию для того, чтобы оградить светодиод от пыли. На фото разобранного корпуса хорошо видны все внутренности переделанного фонаря. В пустое пространство допустимо вмонтировать повышающий преобразователь. Это добавит полезных функций устройству. К примеру, без труда можно будет подзарядить мобильный телефон.

Путем не хитрых преобразований любой старый прибор продолжит служить своему владельцу в новом качестве. Для этого достаточно применить современную электронную базу.

Аккумулятор из литий ионных батареек своими руками: как правильно заряжать Зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank

Отремонтированный (методом долива дистиллированной воды и первоначальной усиленной зарядки) свинцово-кислотный аккумулятор из светодиодного фонарика отработал после этого ещё почти полгода. Дальнейшие попытки его реанимации счёл нецелесообразными и стал присматривать какой-то другой аккумулятор с учётом вольтажа, ёмкости и возможно допустимых габаритов.

При нынешнем-то изобилии казалось затруднений в подборе нового аккумулятора быть не должно. Но всё, что-то не устраивало. Самый желаемый вариант - аккумулятор от мобильного телефона, не подходил по размерам. А подходящие по габаритам имели весьма неподходящую цену.

Совершенно случайно обратил внимание на батарейный отсек для четырёх аккумуляторов (или батареек) формата ААА. Попробовал поместить его во внутрь фонарика - получилось. Да и вообще, по всем возможным и даже предполагаемым параметром оказалось, что это как раз то, что и нужно. Хочешь, ставь аккумуляторы формата ААА по 1,2 вольта, а можно и подсевшие батарейки, которые в дальнейшем можно разок, другой и подзарядить.

Схема подключения фонаря

Фонарь имел от изготовителя вот такую электрическую схему. Первоначально её не трогал, но сейчас придется её менять в соответствии с задуманным способом эксплуатации. Причём изначально доработка предполагается быть выполненной бюджетного формата и без соблюдения предлагаемых в таких случаях наворотов схемотехники. Для этого надо, определится с имеющимися в фонаре светодиодами (их вольтаж, токопотребление?). Тут два пути:

• практический (с производством замеров)
• теоретический (поиск по таблице с сопоставлением размеров, конфигурации, других отличительных особенностей). Выбрал второе.

Вообще, для этого есть полезная статья, с которой советую ознакомиться . Светодиоды фары, рабочее напряжение 2,9 - 3,3 вольта, максимально допустимое токопотребление 20 миллиампер.

Светодиоды боковой панели, рабочее напряжение, 3,0 - 3,5 вольт, максимально допустимое токопотребление 20 миллиампер.

Подключил фару через постоянный резистор сопротивлением 2 Ома и подстроечный резистор 0,5-20 Ом, которым и выставил допустимый ток на три параллельно соединённых светодиода в 60 мА.

То же самое проделал и с боковой панелью, только постоянное сопротивление здесь 33 Ом, а подстроечником выставил общий ток светодиодов в 40 мА.

Схема доработки

Электрическая схема приняла данный вид исходя из желаемого режима работы, который заключается в том, что при любом выставленном на подстроечном резисторе сопротивлении, светоотдача фары будет иметь соотношение со светоотдачей боковой панели как 3:2. То есть свет фары всегда будет сильнее на треть.

Всё уместилось. Аккумулятор помещается в корпус без усилий, но и свободы перемещения в нём у него нет. Нашлась подходящая «ниша» и для общего, фары и боковой панели, подстроечного резистора.

Доступ к нему есть и при собранном фонаре, так, что при необходимости всегда можно выполнить соответствующую регулировку.

Видео

На момент производства видеосъёмки более просторного тёмного помещения, чем ванная комната к сожалению не оказалось, но прошу принять к сведению мои заверения, что фара фонаря прекрасно работает на расстояние в 10 метров и даже более. Автор проекта - Babay iz Barnaula .

Обсудить статью ЗАМЕНА СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ФОНАРЯХ

Ниже будет представлен полный цикл восстановления свинцовых аккумуляторов, технологию применяют мастера ремонта автомобильных аккумуляторов.

Как мы знаем "гелиевые" или свинцовые аккумуляторы состоят из свинцовых пластинок (сеток) покрытых свинцовым суриком. Такой аккумулятор был создан в середине 19-ого века и до сих пор активно используется в транспортных средствах и в маломощных устройствах с автономным питанием.

Внутри простейшего такого аккумулятора две свинцовые пластины, от их количества и площади зависит емкость аккумуляторной батареи. Сегодня мы рассмотрим способ полного восстановления маломощных аккумуляторов из китайского светодиодного фонарика. Как известно одна банка свинцового аккумулятора дает 2 вольта, в рассматриваемом аккумуляторе таких банок две. Они разделены пластмассовым ограждением и находятся в общем корпусе. Для начала разберем корпус и достанем пластины.

Внутри мы обнаружим 4 пластины (по две в каждой банке). По виду одна из пластинок банки красноватого цвета - это плюсовая пластина, именно она выходит из строя, и аккумулятор приходит в негодность. Минусовые пластины остаются новыми. Идея такова: разобрать два таких аккумулятора, вынуть минусовые пластины и из них собрать один новый аккумулятор. Сказано, сделано!

Внутри аккумуляторов можно также обнаружить фильтровальную бумагу, они пропитаны раствором серной кислоты, в более мощных аккумуляторах бумага заменена пластинами, а в качестве электролита используется раствор серной кислоты.

Часто, причиной вышедшего из строя аккумулятора именно бумага, процессе заряд-разряд бумага сохнет и аккумулятор теряет емкость.

Для этого можно в аккумулятор добавить пару капель воды или серной кислоты, который можно достать из автомобильного аккумулятора. А если и это не спасает аккумулятор, то остается последний вариант, о котором мы сегодня говорим.

С двух аккумуляторов мы можем снять 4 минусовые пластины, плюсовые нам уже не нужны, поэтому их выбрасываем, но! это токсичное вещество! поэтому помещайте в герметичный сосуд перед выбрасыванием в мусоропровод, если есть возможность, то сдавайте в специальные учреждения по приему токсичных веществ.

Кончики минусовых банок очищаем, затем залуживаем и припаиваем на место плюсовых пластин.

После этого ставим фильтровальную бумагу из того же аккумулятора. Бумагу желательно заранее пропитать 25% раствором серной кислоты. После окончания пластины помещаются в корпус. Затем проверяется полярность питания. Далее процесс зарядки

Для этого нужен любой трансформатор на напряжение 12 вольт 1-3 ампер и выпрямительный диод на 5 ампер. Процесс зарядки занимает пару минут.

Аккумулятор заряжают кратковременно, 5-10 секунд, затем делают перерыв на пару секунд и опять заряжают. Процесс нужно повторить 10-15 раз. После этого измеряем напряжение на аккумуляторе, оно должно быть порядка 3.8-4.5 вольт.

Список радиоэлементов

Посвящается всем тем, кто имеет аналогичные светодиодные фонари.
Типовая проблема последних - свинцовый (AGM) аккумулятор на 4 Вольта, который «неожиданно» перестает работать.
Недавно был обзор с решением аналогичной проблемы. .
Я пошел немного по другому пути, позже будет понятно почему.

Сначала немного о фонарях:


Бюджетные фонари имеющие приличные размеры и посредственные характеристики. Но их продолжают покупать и использовать. Фонарь содержит в себе множество сверхъярких светодиодов 3-5мм.




Включены светодиоды как правило параллельно, через токоограничивающие резисторы.


Сердцем фонаря является свинцовая (AGM) аккумуляторная батарея емкостью до 4.5Ач.


Положительным моментом можно считать неприхотливость аккумулятора. Возможность подзарядки в любое время и работа при отрицательных температурах. Последний момент в моей переделке не учитывается, поскольку эксплуатация фонаря при значительной отрицательной температуре не планируется.

Забегая вперед скажу, что времени на переделку фонаря потребовалось около 2х часов.

Вскрываем фонарь и извлекаем дохлую батарею:

Для начала произвел замер потребляемого тока при напряжении на батарее 3.84 В:




Последовательно светодиодам установлены резисторы для ограничения тока. Из за изменившегося напряжения фонаря можно было бы понизить сопротивления резисторов, но делать этого я не стал. Яркость упала незначительно, с этим можно смириться, да и хлопотно это по времени.
При напряжении 4.2В ток превышал 1 А. Это стало отправной точкой при решении проблемы. Использование кит набора дешевого повербанка отпадает из за неспособности последнего выдать необходимый ток.

Решение было на поверхности:
Два варианта плат, одна с защитой от переразряда, другая без защиты:


Немного о платах. Контроллер один из самых распространенных TP4056. Я использовал аналогичную плату . Документация на контроллер . Контроллер обеспечивает ток заряда до 1 Ампера, поэтому можно примерно рассчитать время заряда аккумуляторов.
Какую плату использовать в вашем фонаре зависит от типа применяемых элементов 18650. Если есть защита от переразряда, тогда ту что справа. Иначе можно возложить функцию защиты аккумулятора на плату с коей она замечательно справляется. Платы отличаются между собой наличием дополнительных деталей, таких как контроллер разряда DW01 и силовой ключ 8205(сдвоенный полевой транзистор) для отключения в нужный момент аккумулятора от нагрузки или защиты от перезаряда.

Места внутри много, можно установить хоть десяток аккумуляторов, но я для пробы обошелся одним.


Последний был извлечен из старой батареи ноутбука и протестирован на зарядном устройстве IMAX B6:




При токе разряда 1 Ампер, остаточная емкость 1400 мАч. Этого хватит примерно на час- полтора непрерывной работы фонаря.

Пробуем подключить аккумулятор к плате:




Провода к аккумулятору паять надо аккуратно, не перегревая последний. Если не уверены, то можно использовать холдер для аккумулятора.


Так же желательно соблюдать цветовую дифференциацию штанов использовать провода разного цвета для подключения питания.

Подключаем плату через кабель micro USB к блоку питания:




Загорелся красный светодиод, заряд пошел.

Теперь надо установить плату- контроллер заряда в фонарь. Специальных креплений не предусмотрено, поэтому делаем колхоз используя любимый всеми суперклей.


Склеить хоть раз пальцы святая обязанность каждого, кто пользовался .

Изготавливаем кронштейн из подходящей металлической пластинки (подойдет элемент из детского металлического конструктора).


Для того, что бы избежать замыкания используем изоляционный материал. Я применил кусочек термоусадочной трубки.

Закрепил плату предварительно подключив провода что шли ранее к свинцовому АКБ:




Снаружи выглядит так:


Видны мелкие дефекты по бокам от разъема. Исправляются следующим образом: ямка или щель засыпается пищевой содой и потом 1-2 капли суперклея. Клей схватывается мгновенно. Через 30 секунд можно надфилем обработать поверхность.
Аккумулятор внутри закрепляем любым доступным способом. Я применил герметик, кому то удобнее клеевой пистолет.
Отверстие разъема подзарядки будет позже закрыто резиновым колпачком.

Собираем и включаем:


Работает.
Upd: Если планируется подключение нескольких аккумуляторов параллельно, то перед соединением, во избежание порчи последних необходимо привести все аккумуляторы к единому ЭДС (по простому напряжение).

Выводы: Расходы по деньгам примерно 100 рублей и 2 часа времени. Аккумулятор в расчет не беру, использовал полудохлый с большим внутренним сопротивлением. Получаю рабочий фонарь. Описываемые мной процедуры не панацея, существуют и другие варианты доработки фонарей. Индикацию процесса зарядки/готовности выводить на корпус не стал. Свечение светодиодов синий/красный видно сквозь корпус.
Плата кстати может иметь любой разъем какой вам понравится mini или micro USB. Все зависит от наличия нужных кабелей. Кроме всего прочего у нас на руках остается блок питания для зарядки свинцового аккумулятора - можно будет с пользой пристроить куда нибудь.

Плюсы:
Рабочий фонарь, меньший вес (хотя это малозначительный факт). заряжать можно в любом доступном месте при наличии USB зарядки или компьютера.
Минусы:
Аккумулятор боится мороза, меньшая яркость (примерно на 10-15%) по отношению к заводскому варианту. В конце разряда яркость падает, заметно на глаз. Для решения этой проблемы можно поставить более емкий (или несколько) аккумулятор.

При выборе или сборке нового светодиодного фонарика обязательно нужно уделить внимание используемому светодиоду. Если единственная задача будущего фонарика – это подсветка тёмного подъезда, то с этой задачей справится практически любой яркий светодиод белого свечения. Другое дело – желание заполучить портативный осветительный прибор с параметрами под более сложную задачу. В этом случае особое значение имеет световой поток, то есть способность фонаря выдать достаточно мощный луч и осветить широкую площадь пространства.

Светодиоды каких брендов находятся на топовых позициях, и какими характеристиками обладают их светоизлучающие диоды, применяемые в фонариках?

Основные характеристики

За качество света, излучаемого фонарем, отвечает светодиод, который можно без преувеличения назвать сердцем устройства. Стабильность сердечного ритма фонаря зависит от многих параметров, основными из которых являются ток потребления, световой поток и цветовая температура. Законодателем моды принято считать компанию Cree, которая выпускает широкую линейку сверхъярких и мощных светодиодов, в том числе и для фонариков. Современные карманные фонарики проектируют на одном светодиоде мощностью 1, 2, или 3 Вт. В одноваттном исполнении значение прямого тока составляет около 350 мА с падением напряжения 2,8-2,9 В.

Ток и напряжение двухваттного светодиода составляет около 700 мА и 3,0 В соответственно, а аналогичный кристалл в 3 Вт потребляет примерно 1000 мА и 3,2 В. Приведенные электрические показатели характерны для моделей светодиодов ведущих мировых брендов.

Интенсивность излучения, которую еще называют световым потоком, зависит от производителя и семейства светодиода. Паспортное значение светового потока мощных светодиодов принято замерять на максимально допустимом рабочем токе. Компания-изготовитель фирменных фонарей вместе с типом установленного светодиода, указывает количество выдаваемых изделием люмен.

К сожалению, часто на упаковке фонарика указываются завышенные характеристики, в том числе и световой поток. Причина этого проста - любой производитель хочет реализовать как можно больше товара.

Световой поток неразрывно связан с света. Современный светоизлучающие диоды способны излучать световой поток до 200 люмен на 1 ватт и могут производиться с любой температурой свечения: от желтовато теплого до холодного белого. Фонари с тёплым белым цветом излучения (T≤3500°K) наиболее приятны для глаза, но менее яркие. Освещение с нейтральной цветовой температурой(T=4000-5500°K) более эффективно позволяет рассматривать мелкие детали. Холодно-белый луч (T≥6500°K) в мощных фонарях с большой дальностью освещения, но в течение длительной работы раздражает зрение.
В связи с невозможностью проведения точных расчетов, продолжительность жизни светодиодов рассчитывают методом экстраполяции. При температуре 25-50 °C их срок службы кристалла может превысить 200 тыс. ч., но это не оправдано экономически. Поэтому производители допускают повышение рабочей температуры до 85°C, экономя, таким образом, на охлаждении. Превышение порога в 150°C приводит к необратимым процессам выгорания кристалла и потере яркости.

Индекс цветопередачи (CRI) – качественный показатель, характеризующий способность светодиода освещать предметы без искажения их реального цвета. Для светодиодных источников освещения, в том числе и фонариков, показатель цветопередачи в 75 CRI и выше считается хорошим.

Важным элементом светодиода является линза. Она задаёт угол рассеивания светового потока, а значит, определяет дальность луча. В технических характеристиках светодиодов обязательно указывают значение угла излучения. Для каждой модели этот параметр индивидуален и может варьироваться от 20 до 240 градусов. Мощные светодиоды для фонариков имеют угол 90-120° и, как правило, комплектуются отражателем с дополнительной линзой в корпусе.

Несмотря на резкий скачок в развитии мощных многокристальных светодиодов, мировые лидеры продолжают выпуск менее мощные светодиоды. Выпускаются они в корпусах небольшого размера, не превышающего 10 мм в ширине или диаметре. Типовое значение тока таких светоизлучающих диодов не превышает 70 мА, а световой поток – 50 лм. Мощные фонарики на их основе постепенно исчезают с прилавков магазинов, ввиду худших технических характеристик и необходимости последовательно-параллельного подключения для повышения яркости. В сравнении с одним мощным кристаллом надёжность схемы и угол рассеивания нескольких таких элементов в одном корпусе намного хуже.

Отдельно стоит отметить четырёхвыводные светодиоды в корпусе P4 «SuperFlux» или «Пиранья», которые имеют улучшенные технические характеристики. У светодиодов «Пиранья» есть два важных преимущества, благодаря которым они востребованы:

• более равномерно распределяют световой поток;
• не нуждаются в отводе тепла;
• имеют низкую себестоимость.

5 крупнейших производителей

Переносной фонарик должен быть не только эргономичным, но и оснащенным надёжным светодиодным источником с высоким рабочим ресурсом без потери яркости. Чтобы не ошибиться с выбором, предпочтение следует отдавать производителям светодиодной продукции мирового уровня.

Подразделение японской компании Nichia долгое время удерживало лидирующие позиции в производстве светодиодов всех типов. Из-за высокой стоимости продукции и усиливающейся конкуренции со стороны Китая и Тайваня сегодня встретить их светодиоды в фонарях европейского рынка удается все реже. Однако, Nichia необходима миру, как двигатель прогресса. Ведь разработки японских компаний берут за основу их китайские и тайваньские коллеги.
Мощные светодиоды для фонариков от всемирно известной компании Cree удерживают первенство не только на американском континенте. Выгодно выделяясь меньшей себестоимостью и высоким качеством, светодиоды от Cree доступны всем желающим европейского континента. Аккумуляторный фонарь на мощном кристалле от американского бренда – это надёжный друг в походе, ночной рыбалке и пр.
Philips Lumileds – европейский производитель светоизлучающих диодов широкого спектра. Компания достигла определённого прогресса в построении систем наружного освещения функционального и архитектурного значения. Разработчики Philips Lumileds осуществляют комплексный подход в построении светодиодных систем, учитывая их дизайн, степень защиты и удобство пользования.
Хорошо известная в России южнокорейская корпорация Samsung своевременно профинансировала своё подразделение по поиску новых светодиодных решений и теперь имеет полный цикл производства излучающих диодов. Samsung не ограничивается выпуском LED подсветки для собственных дисплеев. Их успехи распространились и на другие сегменты рынка: светодиоды большой мощности (в том числе и для фонарей), ультраяркие элементы для вспышки, а также модули внутреннего и внешнего освещения.
Osram Opto Semiconductors прославилась отличными характеристиками светодиодов из серии Duris, которые выгодно отличаются высокой светоотдачей и индексом цветопередачи. Немецкая компания сделала ставку на внедрение светодиодных технологий в промышленные отрасли, ориентируясь на выпуск готовых специализированных ламп и светильников. В лабораториях Osram улучшают показатели светоизлучающих диодов не только видимого спектра, но и делают открытия в ИК, УФ и лазерном направлении.

Доклады научных работников вместе с новостями о развитии искусственного освещения свидетельствуют о продолжающейся здоровой конкуренции между крупными корпорациями. Положительные тенденции развития светодиодных технологий мы видим в постоянно обновляемом модельном ряде фонарей, удивляющих своим дальнобойным лучом, высокой степенью защиты, способностью зарядки от солнечной энергии и прочими ноу-хау.

Читайте так же