Самодельный фонарик на светодиоде cree. Инструкция по изготовлению диодного фонаря своими руками


Всем доброго времени суток. Представляю на суд общественности, самодельный светодиодный фонарь «ближнего боя» в прямом и в переносном смысле. Благодаря использованной оптике фонарь дает вблизи широкое равномерное пятно засветки, а его немаленький вес (330 грамм с аккумулятором) позволит применить в качестве оружия самообороны. Удар торцом в виде гайки с острыми гранями позволяет использовать фонарь в качестве этакого куботана. Корпус фонаря изготовлен из латунных сантехнических фитингов (Батя у меня сантехник, да и кое что осталось после ремонта).


]Светодиод Cree XML нейтрального свечения на «звезде»
Драйвер тока 5 режимов: Hi (1200 мА), Middle (600 мА), Lo(100 мА), strobe, SOS
Оптика: Рассеиватель 60-80 градусов.
Аккумулятор: 18650
Вся оптико-электрическая часть приобретена в одном из российских интернет магазинов, ссылку не даю, не знаю можно или нет. На китайских ресурсах можно наверное взять подешевле, но меня и так все устраивает, к тому же магазин проверенный, можно покупать чуть ли не в розницу и есть поддержка в виде живого форума, где можно спросить совета.
Для корпуса потребуется:
Удлинитель 100мм -1\2 наружная и внутренняя резьба(н.р. и в.р.).
Переходная муфта 3\4 в.р. - 1\2 в.р.
Заглушка 1\2 н.р.
Футорка 1\2 н.р. - 3\8 в.р.
Размеры фонаря: ширина-35мм(в самом широком месте), длина-150мм.
Вес фонаря: 330г., без аккумулятора-270г.
Общая стоимость всех материалов около 800-1000 рублей.


Сборка:
Сначала в заглушке сверлим пару отверстий, чтобы пропустить проводки от светодиода.


На заглушку клеим на теплопроводный клей или герметик(я использовал автомобильный герметик-прокладку с медью Done Deal)«звезду» со светодиодом, припаиваем проводки.


С другой стороны размещаем драйвер к которому припаиваем проводки от светодиода, ободок-минус драйвера припаиваем к краю заглушки).


Вворачиваем её до упора в переходную муфту с широкой стороны.
Оптику сажаем на герметик, именно этот рассеиватель садится в муфту просто идеально.


У удлинителя вполовину отпиливаем наружную резьбу. Из макетной платы были изготовлены 2 кружка, один размещается на торце отпиленной резьбы удлинителя и будет прижиматься к центральному плюсовому пятачку драйвера, второй кружок внутри удлинителя, выполняет роль плюсового контакта к аккумулятору.




Между собой соединяем их проволочкой и пропаиваем. В футорку устанавливаем подходящую кнопку, в моем случае малогабаритный переключатель.




Один вывод припаиваем к футорке, ко второму припаиваем пружинку(минусовой контакт к аккумулятору). В общем разрыв питания получился через минус, поэтому аккумулятор с повреждением оболочки использовать не стоит, иначе фонарь будет светить независимо от кнопки. В футорке просверлено отверстие под кольцо(у меня запаянный гровер М5) для темляка.


Время свечения с аккумом 18650(2400мА\ч по крайней мере так написано на нем) на максимальной яркости около получаса с дальнейшим снижением яркости. Нагрев фонаря около 45-50 градусов если держать в руке и прохаживаться с ним. Когда лежал на столе, нагрелся около 60 градусов, вообщем руке горячо, хочется его бросить. На минимальной яркости более 14 часов (больше не хватило терпения жечь фонарь). На средней яркости тест пока не проводил.
Плюсы и возможные модификации:
1. Самый главный плюс, это моральное удовлетворение от своими руками сделанного девайса.
2. Возможность полной герметизации фонаря.
3. Прочный корпус.
4. Возможность замены линзы на оптику имитирующую светотеневую границу как на ближнем в автомобиле, что позволяет использовать фонарь в качестве велофары.
5. Возможно вместо аккумулятора использовать батарейки АА. Для этого понадобится 150мм труба(лучше тоже латунь) с нарезанной наружной резьбой 1\2 и муфта с в.р 1\2,

которая будет использована в качестве переходника между трубкой с батарейками и футоркой с кнопкой. Соответственно фонарь будет длинее на 50мм.


Минусы:
1. Цена(всё относительно)
2. Вес(если использовать в качестве оружия то становиться плюсом)
3. При использовании аккумулятора 18650, к нему еще необходимо зарядное устройство.


Кривые бимшоты (обновил):


Темно


LOW режим


HI режим


Для сравнения узкоградусный фонарь, примерно на 2 амперах.


Ну и сравнение на стене дома, около 4 метров от стены. Широкая оптика «ближнего света».


Узкоградусный фонарь.
Вроде всё">

Совсем недавно, слово светодиод ассоциировалось только с индикаторными приборами. Так как они были довольно дорогими и излучали всего несколько цветов при этом ещё и слабо светили. С развитием технологий, цена на светодиодные изделия постепенно снижалась, область применения широкими шагами расширялась.

Сегодня их используют в разных приборах, применяются практически везде, где нужны осветительные приборы. Фары и лампы в автомобилях оснащены светодиодами, рекламу на щитах выделяют светодиодные ленты. В бытовых условиях они также не менее часто применяются.

Причины использования светодиодов

Не обошли стороной и фонари. Благодаря мощным светодиодам, стало возможно собрать сверхмощный и при этом довольно автономный фонарь. Такие фонари могут излучать очень сильный и яркий, свет на дальнее расстояние или по большой площади.

В этой статье мы вам расскажем о главных преимуществах светодиодов большой мощности, и расскажем, как сложить светодиодный фонарь своими руками. Если вы уже сталкивались с этим, тогда сможете дополнить свои познания, для новичков в этой области, статья ответит на многие вопросы, связанные со светодиодами и фонарями с их применением.

Если вы хотите сэкономить, используя светодиод, следует учесть некоторые факторы. Так как иногда цена такой лампы, может превышать все сэкономленные средства. Если же вам приходится тратить много средств и времени на обслуживание источников света, при этом общее их количество потребляет много электроэнергии, тогда вам следует подумать, будет ли светодиод лучшей заменой.

Перед обычными светильниками, светодиод имеет ряд преимуществ, которые возвышают его:

  • Отсутствует потребность в обслуживании.
  • Значительная экономия электроэнергии, порой экономия доходит и до 10 раз.
  • Высокое качество светового потока.
  • Очень высокий срок службы.

Необходимые состовляющие

Если вы решили собрать своими руками светодиодный фонарь, для передвижения в темноте или для работы в ночное время суток, но не знаете с чего начать? Вы вам поможем в этом. Первым что нужно сделать, это найти необходимые элементы для сборки.

Вот предварительный список необходимых деталей:

  1. Светодиод
  2. Провод намоточный, 20-30 см.
  3. Кольцо ферритовое примерно 1-.1.5 см в диаметре.
  4. Транзистор.
  5. Резистор на 1000 Ом.

Конечно, этот список нужно дополнить ещё и батарейкой, но это такой элемент, который можно спокойно найти в любом доме и он не требует особой подготовки. Также следует подобрать корпус или какое-то основание, на которое будет устанавливаться вся схема. Хорошим корпусом будет старый нерабочий фонарик либо тот, который вы собираетесь модифицировать.

Как собрать своими руками

При сборе схемы, нам будет необходим трансформатор, но его в список не добавили. Мы будем делать его своими руками из ферритового кольца и провода. Сделать это очень просто, берём наше кольцо и начинаем наматывать провод сорок пять раз, этот провод будет подключаться к светодиоду. Берём следующий провод, и наматывает его уже тридцать раз, и направляем на базу транзистора.

Резистор, используемый в схеме, должен иметь сопротивление 2000 Ом, только используя такое сопротивление, схема сможет работать без сбоев. При тестировании схемы, резистор R1 заменить на похожий, с регулируемым сопротивлением. Включить всю схему и регулируя сопротивление этого резистора, настроить напряжение на отметку примерно 25мА.

В результате вы узнаете, какое сопротивление должно быть в этой точке, и сможете подобрать подходящий резистор, с нужным вам номиналом сопротивления.

Если схема составлена в полном соответствии с вышеуказанными требованиями, тогда фонарь должен сразу работать. Если он не работает, тогда возможно вы совершили следующую ошибку:

  • Концы обмотки подключены наоборот.
  • Количество витков не соответствует необходимому.
  • Если намотанных витков меньше 15, тогда генерация тока в трансформаторе перестаёт осуществляться.

Собираем светодиодный фонарь на 12 вольт

Если количества света от фонарика не хватает, тогда можно собрать мощный фонарь, питающийся от аккумулятора на 12 вольт. Такой фонарь все ещё остаётся переносным, но уже значительно больше в габаритах.

Для сборки схемы такого фонаря своими руками нам понадобятся следующие детали:

  1. Пластиковая труба, диаметром около 5 см и клей для ПВХ.
  2. Резьбовой фитинг для ПВХ, две штуки.
  3. Заглушка с резьбой.
  4. Тумблер.
  5. Собственно сама светодиодная лампа, рассчитанная на 12 вольт.
  6. Аккумулятор для питания светодиода, на 12 вольт.

Изолента, термоусадочные трубки и маленькие хомуты, что б привести проводку в порядок.
Аккумулятор можно изготовить своими руками, из маленьких батарей, которые используют в радиоуправляемых игрушках. Может понадобиться 8-12шт, в зависимости от их мощности, чтобы в совокупности получилось 12 вольт.

К контактам на лампочке, припаиваете два провода, длина каждого должна превышать длину аккумулятора на несколько сантиметров. Все тщательно изолируются. При соединении лампы и батареи тумблер установить таким образом, что б он располагался на противоположном конце от светодиодной лампы.

На концах проводов идущих от лампы и от блока батарей, который мы сделали своими руками, устанавливает специальные разъёмы, для удобства соединения. Собираем всю схему и проверяем её работоспособность.

Схема сборки

Если все работает, то приступаем к созданию корпуса. Отрезав необходимую длину трубы, вставляем в неё всю нашу конструкцию. Аккумулятор Тщательно закрепляем внутри с помощью клея, чтобы он не повредил лампочку в процессе эксплуатации.

На обоих концах устанавливаем фитинг, крепим его с помощью клея, так мы обезопасим фонарь от случайного попадания влаги вовнутрь. Далее, выводим наш тумблер на противоположный край от лампы, и также тщательно закрепляем. Задний фитинг должен полностью закрывать включатель своими стенками, и при закрученной заглушке предотвращать попадание туда влаги.

Для использования достаточно открутить заглушку, включить фонарь и заново плотно закрутить.

Ценовой вопрос

Самое дорогое, что вам понадобится это светодиодная лампа на 12 вольт. Она стоит порядка 4-5 долларов. Покопавшись в старых игрушках детей, аккумуляторы со сломанной машинки будут для вас бесплатными.

Тумблер и трубу тоже можно найти в гараже, обрезки таких труб постоянно остаются после ремонтов. Если труб и аккумуляторов нету , можно спросит друзей и соседей или купить в магазине. Если покупать абсолютно все, тогда такой фонарь вам может обойтись примерно в 10 долларов.

Подведём итог

Светодиодные технологии набирают всё большей популярности. Имея хорошие характеристики, в скором времени они могут полностью вытеснить всех конкурентов в области освещения. А самому собрать мощный переносной фонарь со светодиодной лампой своими руками, не составит для вас практически никакого труда.

Самодельный фонарик на светодиодах.

Переделываем галогеновую лампочку в светодиодную своими руками

На фото приведены примеры изготовленных держателей для светодиодов. По этой технологии можно изготовить держатель любой формы для светодиодов различного размера и с любым их количеством.

Для работы потребуется:

1. Неисправная галогеновая лампочка
2. Светодиоды;
3. Суперклей;
4. Резисторы;
5. Припой и паяльник;
6. Алюминиевая пластина (для изготовления пластины держателя, можно использовать любой прочный материал).

Порядок работы:

Сначала нужно составить схему подключения светодиодов и подобрать номиналы сопротивлений (резисторов). Для этого очень удобно пользоваться сервисом http://led.linear1.org/led.wiz Он на английском языке, поэтому ниже дан перевод названия полей, которые надо заполнить: Напряжение источника питания (Source voltage)
Напряжение питания светодиода (diode forward voltage) , ток, потребляемый светодиодом (diode forward current (mA)) , количество устанавливаемых светодиодов (number of LEDs in your array).
Ставим галочку на переключателе (wiring diagram)
Ставим галочку (help with resistor color codes)
Нажимаем на кнопку и получаем схему с готовыми номиналами резисторов. Пример -

Далее извлекаем из светоотражателя старую лампу. Возьмите маленькую отвертку и аккуратно расковыряйте белую смолу, которой фиксируется лампочка. Затем аккуратными ударами молотка по выводам выбиваем цоколь. Дальше изготовим пластину для крепления светодиодов. Удобно использовать алюминиевую пластину, так как материал мягкий и с ним легко работать. Для изготовления пластины с отверстиями можно подготовить сначала макет на бумаге, с использованием графических программ на компьютере. Потом распечатайте проект на бумагу и приклейте его на пластину из которой будет изготавливаться держатель. Просверлите отверстия в намеченных местах. Можно использовать дырокол.

Установите пластину на удобную подставку и начинайте размещать светодиды в просверленные отверствия, необходимо следить за размещением контактов светодиодов для правильной сборки электрической схемы. Лучше сразу фиксировать светодиоды суперклеем.

После установки всех светодиодов можно еще добавить клея, чтобы конструкция стала понадежнее. Приступаем к сборке электрической схемы.

Желательно сильно не перегревать светодиоды. Если какой-нибудь светодиод выйдет из строя его будет трудно заменить, придется отрывать от клея. Когда все готово, припаиваем резисторы.

Будьте внимательны, чтобы не закоротить какие-либо контакты.

Припаиваем выводы лампы. Чтобы в дальнейшем не перепутать выводы (+ и -) сделайте вывод " - " более коротким. Подключаем питание для проверки работоспособности нашей конструкции. Заливаем расплавленной пластмассой все контакты, чтобы исключить их соприкосновения. Можно залить обычным парафином: расплавьте обыкновенную свечу, наберите расплавленный парафин одноразовым шприцем и залейте контакты.

Фиксируем контакты в светоотражателе. Заливаем контакты расплавленной пластмассой. Также можно использовать множество других материалов (эпоксидная смола и др.).

Маркируем нашу лампу. Это нужно сделать обязательно. Не надейтесь на память.

Подключаем питание и радуемся. Лампу можно использовать для установки в карманный фонарик или в любой другой осветитель (фары для автомобиля, лампочки для мебели и т.п.).

Примечание: Аналогичным способом можно изготовить лампу, используя мощный светодиод на подложке star. В этом случае весь цоколь отражателя изнутри лучше залить теплопроводящей пастой. Сам светодиод можно зафиксировать парой капель суперклея по углам радиатора.

Она объединяет много жанров(видов), но самые распространенные в нашем городе были точки и схватки. А это значило, что часто приходилось находиться в темное время суток в самых различных местах (от сточных труб и подвалов до заброшенных заводов и цехов). Часто приходилось быть на высоте или по колено в воде.

И было крайне досадно в самый ответственный момент лишиться одного из самых важных вещей в игре, лишиться того лучика света, который помогал тебе во тьме ночной искать заветные коды и метки. Я говорю о фонарике. За то время, что я играю, из жизни ушел не один светящийся друг, по самым разным причинам (made is China что Вы хотели): разбивались при падении, топились, на морозе не выдерживал пластик и т.д. А был случай, что фонарик умер из-за того, что я не правильно его заряжал (спасибо производителю, который написал к фонарику не правильную инструкцию). Плюс девайсы за 300-400 рублей, не отличались высокими показателями, что тоже не радовало: светили не более 200 Lm и холодным, отдающим синевой, светом. Разоряться на бренды было не охота, да и покупать китайские аналоги из-за границы, тоже не хотелось (знаю я нашу Почту России, сталкивался). В общем загорелся я желанием сделать себе товарища с CREE самому. И тут понеслось!

Корпус

В моей голове виделось, что-то мощное, крепко. Но так же хотелось, чтобы он нормально помешался в руке и был, пусть не водонепроницаемым, но не боялся дождя и кратковременного попадания в воду. С начало получилось так:

Изначальный вид фонарика



В итоге корпус был сделан из:
  • Удлинитель(сгон) на 1/2 80мм, хромированный
  • Удлинитель(сгон) на 1/2 40мм, хромированный
  • Переходник с 1/2 на 3/4
  • Заглушка на 1/2
  • Заглушка на 3/4

А что у нас внутри?

Проблуждав на просторах всемирной паутины, пересмотрев кучу обзоров фонарей с различными характеристиками и вскопав поле тематических форумов (не все поле). Примерно решил что хочу:
  • светодиод на 3-5w, около 500 Lm и теплого-дневного света
  • драйвер, который сможет его тянуть, сможет сообщить о низком заряде аккумулятора и минимум режимов
  • линзу или рефлектор градусов на 10-40
  • Провода, стекло, кнопка и другая мелочь
Поиски электронных компонентов заводили меня в самые различные интернет-магазины. Я остановился на www.fasttech.com (не реклама, чисто для ознакомления). И мой выбор пал на это (это был мой первый самодельный фонарик, так что сильно тратиться не хотелось):
Немного и отдельно о драйвере
Я уже говорил выше, какие критерии хочу в своем драйвере, и они почти совпали с теми, какими обладал выбранный мною драйвер, но вот досада - 5 режимов. Среди которых строб и SOS, ну как же я без них (сарказм). И действительно, на играх они не используются - это надо как то исправлять. На помощь приходить великий GOOGLE, который навел меня вот на такой материал (не реклама, чисто для ознакомления). По приезду посылки, процедура по замыканию контактов на драйвере была произведена и я благополучно избавился от «спасательных режимов». Идем дальше.

Готовим будущий корпус для пересадки начинки

Задачи следующие:
  • Рас-сверлить в заглушках отверстия для кнопки и линзы
  • Провести контакт "+" внутри корпуса
  • Продумать и сделать систему отвода тепла от светодиода
Но обо всём по-порядку.
Рас-сверлить в заглушках отверстия для кнопки и линзы
На помощь приходят сверла и шарошки по металлу.

Заглушка под линзу до и после произведенной работы


С заглушкой под кнопку всё так же.
Провести контакт "+" внутри корпуса
Как и большинство строений фонариков, контакт "-" пускают по корпусы, а "+" по сердцевине тела. Мы сделаем так же. Осталось решить как провести тот самый "+". Поразмышляв, решил сделать в сгоне(80мм) заглушку их двухкомпонентного клея ЭПОКСИЛИН, просверлить в нем отверстие и пустить провод.

Схематичный рисунок (рисовал в Paint, ну не владею я имениями дизайнера)



Полученный результат

Продумать и сделать систему отвода тепла от светодиода
Светодиодам свойственно греться и перегревать их не стоит - это знают все. Я решил вырезать радиатор из радиатора (алюминиевый радиатор для охлаждения мостов какой-то материнской платы). А затем впаять его в сгон(40мм), а точнее залить его оловом в этом самом сгоне.

Опять схематичный рисунок из Paint


Получившийся радиатор (спасибо гроверу и напильнику)


Вставляем радиатор, заливаем оловом и просверливаем 2 отверстия для проводов чтобы соединить драйвер и светодиод.

Получает

Начинаем сборку
Подготовительные работы завершены, давайте собирать. Собираем копку, собираем голову. Все компоненты вклеены для гидроизоляции.

Кнопка


Голова


Устанавливаем драйвер и светодиод. Драйвер припаиваем к сгону(80мм). Светодиод(с предварительными припаянными проводами) сажаем на термопасту.

Драйвер и светодиод


Сейчас все наши компоненты готовы и их осталось только собрать. Соединяем паяльником драйвер и светодиод и вперед. Для гидроизоляции на резьбу компонентов наматываем ленту ФУМ.
Что я не учел и в следствии на это напоролся.
Когда я заказывал комплектующие, то не нашел всех размеров, и соответственно не смог все рассчитать, да и конечный результат в моей голове, немного отличался. В итоге голова с линзой оказались далеко расположены от светодиода и соответственно, нормально он не светил. Было решено укоротить голову гравером и отрезными дисками для него, а затем подогнать на точильном станке.

Голова после доработки

Результат

И так результат оказался удовлетворительным (ну я то уж точно доволен).

Фонарик


В работе. На втором фото с долее холодным светом китайский фонарь(для сравнения)


Хочется отметить, тепло от драйвера отводится на «УРА», после 15 минут работы на полную мощность подложка светодиода была чуть тепленькой.

Планы на будущее (помечтаем)

Это мой первый фонарик, не судите строго. На данный момент планирую протестировать фонарик в условии игр (для них он собственно и предназначался), внесу изменения. В дальнейшем, планирую собрать что-то легкое для налобника, и что-то мощное для углового фонаря на лямку рюкзака. И соответственно расскажу Вам.

Во времена увлечения туризмом был приобретен фонарь Duracell c мощной криптоновой лампой на двух больших батарейках типоразмера D (в советском варианте тип 373). Светил отлично, но высаживал батарейки часа за 3-4.

Кроме того, дважды случилась неприятность - батарейки потекли и электролитом залило все внутри фонаря. Контакты окислились, покрылись ржавчиной и даже после чистки и установки новых элементов питания, фонарь уже не внушал доверия, а уж батарейки тем более. Выбросить было жалко, а не имение возможности использовать, натолкнуло на мысль переделать фонарь на модные сейчас литиевый аккумулятор и светодиод. С полгода в закромах лежал литиевый аккумулятор Sanyo 18650 емкостью 2600 мА/ч, у китайских товарищей выписал вот такой светодиод (якобы Cree XML T6 U2) с рабочим напряжением 3-3,6 В, током 0,3-3 А (опять же, якобы - мощностью 10 Вт), световым потоком 1000-1155 люмен, цветовой температурой 5500-6500 К и углом рассеивания 170 градусов.

Поскольку опыт переделки фонарей на питание от литиевых аккумуляторов уже имелся ( и ), то решил пойти тем же путем: применить хорошо зарекомендовавшую себя связку: АКБ 18650 и контроллер заряда TP4056. Оставалось решить одну проблему - какой драйвер использовать для светодиода? Простым токоограничивающим резистором тут не отделаешься - мощность светодиода пусть и не 10 Ватт, как утверждают китайские товарищи, но все же. Изучая материал по «драйверостроению для мощных светодиодов» набрел на очень интересную, и как оказалось, часто применяемую микросхему АМС7135. На основе данной микросхемы китайцы давно и удачно завалили планету своими фонарями). Принципиальная схема питания мощного светодиода на основе АМС7135.

Как видим, допускается питание в диапазоне 2,7...6 В, а это довольно широкий спектр источников питания, в том числе и литиевые аккумуляторы. Задача чипа - ограничить ток, протекающий через светодиод на уровне 350 мА.
Согласно информации производителя чипа, конденсатор Со нужно использовать, если:

  • длина проводника между АМС7135 и светодиодом больше 3 см;
  • длина проводника между светодиодом и источником питания больше 10 см;
  • светодиод и микросхема не установлены на одной плате.

В реальности производители фонарей зачастую пренебрегаю этими условиями, и исключают конденсаторы из схемы. Но как показал эксперимент - напрасно, о чем несколько позже. К дополнительным преимуществам ИС типа АМС7135 можно отнести наличие встроенной защиты при обрыве, КЗ светодиода и диапазон рабочих температур -4О...85°С. Подробно документацию на чип АМС7135 можно .

Схема электрическая фонаря

Еще одной важной и крайне полезной особенностью данной микросхемы является то, что их можно устанавливать параллельно для увеличения тока, протекающего через светодиод. В результате родилась такая схема:

Исходя из нее, ток протекающий через светодиод, составит 1050 мА, что на мой взгляд, более чем достаточно для совсем не тактического, а хозяйственного фонаря. Далее приступил к монтажу все в единую систему. При помощи дремеля в корпусе фонаря удалил направляющие для батареек и контактные шины:


Так же дремелем убрал посадочное гнездо для криптоновой лампы и сформировал площадку для светодиода

Поскольку мощный светодиод во время работы выделяет много тепла, то для его рассеивания решил применить теплоотвод, снятый с материнской платы.


По задумке, светодиод, теплоотвод и головная часть фонаря с отражателем будут создавать одно целое и накручиваясь на корпус фонаря не должны ни за что цепляться. Для этого обрезал грани теплоотвода, просверлил отверстия для проводов и приклеил светодиод к теплоотводу термоклеем.