Изготовление драйвера на основе микроконтроллера для фонаря
У обычного карманного фонарика можно самостоятельно заменить импульсник и немного расширить функционал. При этом драйвер устройства и светодиод будут работать с максимальным КПД. Работа начинается с построения электрической схемы:
Схема выполнена на основе полевого транзистора, который имеет специальные характеристики. Деталь оснащена диодом Шоттки с малым падением напряжения. Для такого транзистора потребуется внести изменения в классическую понижающую электросхему.
Краткое описание технических характеристик устройства:
- Наличие 4-х режимов работы (40, 170, 680 и 2300 мА). Переключение выполняют кратковременным отключением питания (интервал менее 1 секунды). Для сохранения высоких показателей КПД светодиода, можно установить режим с силой тока 40 мА с помощью ШИМа.
- Осуществление контроля заряда аккумулятора. Если напряжение опустится до 2,75 В, то устройство автоматически перейдет в спящий режим.
- Пятиуровневый индикатор заряда.
- Плавный запуск устройства.
- Термоконтроль. Для того чтобы иметь включать и выключать эту функцию, нужно будет провести калибровку.
Повести калибровку устройства самостоятельно легко, для этого потребуется последовательно выполнить несколько действий:
- На минимальном режиме включают питание;
- Изменяют напряжение на 4,5-5 В;
- После определения этого состояния драйвером, должны появиться данные предыдущей настройки, и устройство переводится в максимальный режим работы.
- Детали станут нагреваться, когда температура станет достаточной, то напряжение опускают на уровень ниже 4,2 В;
- Драйвер снимает питание со светодиода, после этого следует пауза в 2 секунды и запись температурных показателей в память EEPROM. Если питание выключить раньше, то термоконтроль не будет работать.
- Спустя пару секунд светодиод снова загорается. С этого момента можно считать калибровку выполненной.
- Для проверки термоконтроля нужно выключить питание, остудить устройство и включить его заново в максимальном режиме.
После того как выполнена программная часть работы, можно переходить к практической реализации схемы для LED-драйвера. Для экспериментов нужен обычный карманный фонарик.
Верхняя часть аппарата аккуратно разбирается на детали.
Лампочку фонарика заменяют светодиодом с белым холодным свечением Cree XPG. Эта деталь имеет подложку по размерам подходящую для платы. Характеристики светодиода можно представить в виде списка:
- Размер: 3,45х3,45х2,25 мм;
- Рабочий ток: от 350 до 1500 мА;
- Мощность потребления электроэнергии: от 1 до 4,5 Ватт;
- Световой поток: от 114 до 380 Люмен;
- Угол светового потока порядка 115 градусов;
- Цветовая температура достигает 4250 К.
Чтобы устройство не перегревалось, необходимо выставить режим с мощностью тока около 85%. Затем нужно поставить радиатор и протестировать светодиод. Если все работает исправно, то можно переходить к сборке.
От переплюсовки драйвер защищают с помощью Р-канала полевого транзистора с сопротивлением 0,02 Ом.
Вторая плата имеет контактную площадку под плюс АКБ и защиту на полевике.
Со стороны силовой части припаян тонким обмоточным проводом поясок. Это необходимо, чтобы увеличить расстояние между микрочипами.
Сглаживающую емкость со стороны контроллера заменяют на более простую с меньшими размерами (достаточно 47 мкФ).
К переходнику изоляции с помощью клея крепят подложку со светодиодом.
На корпус контроллера наносится термопаста КПТ
Затем провода, которые идут к светодиоду, пропускают сквозь переходник.
Сверху наносится слой теплопроводящего клея.
Драйвер после сборки должен иметь следующий вид:
Для третьего микрочипа подойдет плата кнопки питания. На этом этапе необходимо хорошо подогнать по размеру все детали.
После этого элементы можно скреплять в единую конструкцию. Предварительно на резьбу патрона стоит нанести немного термопасты КПТ.
Готовый фонарик в режиме работы показан на фотографии:
Мощность светового потока устройства такова, что позволяет лучу на небольшом расстоянии воспламенять бумагу, ткань и др. Более наглядно этот процесс показан на видео:
