Вторая жизнь фонарика. Вариант 2

По сравнению с первой конструкцией схема претерпела множество улучшений и переработок и от этого имеет очень мало схожести с первым вариантом.

Изменения в схеме по сравнению с первым вариантом.

Нет повышающего преобразователя напряжения. Питается один светодиод.

Введена индикация разряда аккумулятора и автоматического отключения фонарика на случай критического разряда аккумулятора.

Переработана схема, отключающая включенный фонарик при подключении к зарядному устройству и дополнена звуковой сигнализацией. Хотя звуковую сигнализацию можно и не собирать.

В этом случае под переделку попал фонарик «Яркий луч» модели LA-10 с одним светодиодом 1вт. Из-за брака на производстве при первой зарядке от сети испустил дым. И чтобы он не валялся мёртвым грузом было принято решение переделать и его, благо незадолго до переделки удалось достать некоторое количество аккумуляторов размера 18650. И о том, что из этого вышло, рассказано в статье.

Схема устройства состоит из.

Звукового генератора (выполняет функцию звуковой сигнализации).

Контроллера заряда аккумулятора.

Двухпорогового компаратора.

Схемы управления питанием светодиода.

Электрическая принципиальная схема фонарика.

Работает схема следующим образом:

На транзисторах VT1 – VT4 собран генератор со схемой управления его работой. Работает эта часть схемы фонарика следующим образом. При питании фонарика от аккумулятора транзистор VT3 закрыт благодаря открытому транзистору VT4 даже не смотря на поступающее с переключателя S1 не его базу напряжение и по причине отсутствия входного напряжения с зарядного устройства, генератор не работает. При подключении включенного фонарика к зарядному устройству, положительное напряжение, поступающее от зарядного устройства, запирает транзистор VT4, а поскольку переключатель S1 находится во включенном состоянии, то через резистор R5 положительное напряжение с аккумулятора и выхода контроллера заряда поступающее на базу транзистора, открывает его. Через открытый переход коллектор – эмиттер напряжение от зарядного устройства запитывает генератор и тот начинает работать. Для того, чтобы прекратить работу генератора, нужно выключить фонарик переключателем S1, сняв напряжение с резистора R5.

На микросхемах DA1 и DA2 собран 2-хпороговый компаратор, или компаратор с окном. Назначение схемы – это индикация разряда аккумулятора и отключение фонарика при критическом разряде аккумулятора.  На микросхеме DA1 (TL431) собран источник опорного напряжения, которое на выводах микросхемы 2 и 5 равно 1,63в. Компаратор DA2.1 сравнивает напряжение, действующее на делителе, состоящем из резисторов R16 и R15 опорным и при понижении напряжения аккумулятора до 3,4 напряжение на выводе 3 микросхемы, становится меньше опорного и начинает работать светодиод индикации разряда аккумулятора. Компаратор DA2.2 также сравнивает напряжение аккумулятора с опорным, но его реакция на снижение напряжения на выводе 6 ниже опорного противоположна DA2.1. Если у DA2.1 внутренний выходной транзистор при снижении напряжения аккумулятора, подаваемого с делителя R15, R16 открывался, засвечивая светодиод индикации разряда аккумулятора, то у DA2.2 в аналогичной ситуации закрывается. Величина напряжения аккумуляторной батарей, при которой фонарик будет выключен задаётся делителем R11, R12 и составляет 3,25в. Работает компаратор DA2.2 следующим образом. В отличии от DA2.1 к коллектору выходного транзистора компаратора подключены резистор R23 и база транзистора VT5, который при величине напряжения аккумулятора более 3,25в открыт и низким сопротивлением перехода коллектор эмиттер коротит базу транзистора VT5 на минус питания (благо выход компаратора с открытым коллектором и позволяет так сделать), что приводит к закрытию VT5. Итак плавно переходим с пояснению принципа работы схемы управления питанием мощного светодиода, собранной на диодах VD1 – VD3 и транзисторах VT6 – VT9. Как писалось ранее при величине напряжения аккумулятора более 3,25в и в следствии открытого выходного транзистора компаратора VT5 закрыт из-за чего напряжение через цепочку R24 и VD1 не поступает на базу транзистора VT6, которая закорочена через резистор R25 на минус питания и транзистор закрыт и по аналогии с выходным транзистором компаратора не коротит базу VT7 на минус и тот открыт. Через открытый переход коллектор – эмиттер VT7 и диод VD3 положительное напряжение поступает на затвор полевого транзистора VT9, и он открывается, светодиод начинает работать, фонарик светит. Также положительное напряжение, поступающее на затвор полевого транзистора, поддерживает в закрытом состоянии транзистор VT8. При снижении напряжения аккумулятора ниже 3,25в, как описывалось ранее, VT5 открывается из-за закрытого выходного транзистора компаратора и в точке соединения VD1 и R25 появляется положительное напряжение достаточной величины и транзистор VT6 открывается и открытым переходом коллектор – эмиттер замыкает базу VT7 на минус питания, что приводит к его закрытию и исчезновению напряжения на затворе полевика. Одновременно открывается транзистор VT8 и коротит затвор полевика на минус питания, тот закрывается и светодиод HL3 гаснет. Дело в том, чтобы закрыть полевик, недостаточно просто снять напряжение с затвора, нужно разрядить его ёмкость, что и делает транзистор VT8, замыкая его затвор на минус. Для того, чтобы выключить светодиод HL3 при подключении включенного фонарика к зарядному устройству служит цепочка R21 и VD2, через которую напряжение зарядного устройства поступит на базу транзистора VT6 и что приведёт к отключению светодиода HL3 и начнёт работать генератор, собранный на транзисторах VT1 и VT2, потому что VT3 благодаря напряжению, поступающему через R5, будет открыт. Генератор собран так, чтобы издавать негромкий, но хорошо слышимый с расстояния до 3 метров звук.

Настройка устройства

Делителем напряжения, состоящим из резисторов R12 и R13, устанавливается порог отключения фонарика при разряде аккумулятора. Делителем R14 и R15 выставляется порог срабатывания компаратора отвечающего за индикацию разряда аккумулятора. Резистором R22 устанавливается ток заряда аккумулятора.

Расположение деталей на плате устройства.

Вин на детали.

Вид на монтаж.

Закончив со схемой, приступил к корпусу. Не обязательно делать потому что сделано у меня, вы можете сделать совсем по-другому, всё зависит от корпуса и фантазии.

Для начала его разобрал.

Используя полоску оцинковки и термоусадочную трубку с клеевым пистолетом, закрепил в корпусе аккумулятор.

Плата закреплена в самой широкой части корпуса при помощи 2-х шурупчиков, включенных в стойки корпуса.

Плата соединена со всеми компонентами и фонарик готов к сборке.

Полностью собранный фонарик.

Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот

R1
Резистор390 кОм1
R2
Резистор100 Ом1
R3, R19, R20
Резистор1 кОм3
R19 припаять к любому выводу HL2R4, R5, R7, R14, R24, R22
Резистор10 кОм6
R6
Резистор2.2 кОм1
R8
Резистор62 Ом1
R9
Резистор620 Ом1
R10
Резистор3 кОм1
R11, R12, R15
Резистор11 кОм3
R13, R16
Резистор12 кОм2
R17, R18
Резистор1 мОм2
R21
Резистор16-20кОм1
R23
Резистор33 кОм1
R25
Резистор15 кОм1
R26, R27, R28
Резистор27 кОм3
R29
Резистор4.7 Ом1
0.5 — 1W C1
Конденсатор0.22 мкф1
C2, C3
Конденсатор4.7 мкф2
 VT1, VT3,
Биполярный транзисторКТ3102БМ2
VT2, VT4, VT8
Биполярный транзисторКТ3107Ж3
VT5, VT6, VT7
Биполярный транзисторКТ315Б3
VT9
Полевой транзистор15N03H1
 DA1
ИС источника опорного напряженияTL4311
В корпусе SOT23DA2
КомпараторLM29031
DA3
МикросхемаMCP73831T1
 VD1, VD2, VD3
ДиодКД503А3
возможнаа замена на 1N4148HL1, HL2
Светодиодал3072
возможно применение любых светодиодов, но разных цветовHL3
СветодиодTDS-P001L4U111
или любой аналогичныйДобавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

• pechatka_fonarik_v2.lay6 (79 Кб)