Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE). Фонарь драйвер


Драйвер светодиода фонарика.

Давно присматривался к этим микросхемам. Очень часто что-нибудь паяю. Решил взять их для творчества. Эти микросхемы куплены ещё в прошлом году. Но до применения их в деле так и не доходило. Но не так давно моя мать дала мне на починку свой фонарик, купленный в офлайне. На нём и потренировался. В заказе было 10 микросхем, 10 и пришло. Оплатил 17 ноября, получил 19 декабря. Пришли в стандартном пупырчатом пакетике. Внутри ещё пакетик. Шли без трека. Был удивлён, когда обнаружил их в почтовом ящике. Даже на почту идти не пришлось. Не ожидал, что они настолько маленькие.

Микросхемы заказывал для других целей. Планами делиться не буду. Надеюсь, что у меня найдётся время воплотить их в жизнь (планы). Ну а пока немного другая история, приближенная к жизни. Моя маман, гуляя по магазинам, увидела фонарик с хорошей скидкой. Что больше ей понравилось фонарик или скидка, история умалчивает. Этот фонарик вскоре стал и моей головной болью. Попользовалась она им не более полугода. Полгода проблемы, то одно, то другое. Я купил ей на место этого штуки три других. Но делать всё равно пришлось.

Фонарик хоть из недорогих, но имеет ряд существенных достоинств: в руке лежит удобно, достаточно яркий и кнопочка в привычном месте, алюминиевый корпус. Ну а теперь о недостатках. Питается фонарик от четырёх пальчиковых элементов типа ААА. Поставил батарейки все четыре штуки. Измерил ток потребления – более 1А! Схема простая. Элементы питания, кнопка, ограничительный резистор на 1,0 Ом, светодиод. Всё последовательно. Ток ограничивается только сопротивлением 1,0 Ом и внутренним сопротивлением элементов питания. Вот, что имеем в итоге. Странно, что безымянный светодиод оказался живым. Первым, что сделал – изготовил пустышку из старой батарейки. Теперь будет питаться от 4,5В, как все китайские фонарики в основной своей массе. И самое основное, вместо сопротивления поставлю драйвер AMC7135. Вот стандартная схема его подключения.

Для этой микросхемы требуется минимум обвязки. Из дополнительных компонентов желательно установить пару керамических конденсаторов, что бы не было самовозбуждения микросхемы, особенно если к светодиоду идут длинные провода. В даташите есть вся необходимая информация. В фонарике длинных проводов нет, поэтому конденсаторов я в реальности не ставил, хотя в схеме обозначил. Вот моя схема, переработанная под конкретные задачи. В данной схеме через кнопку-выключатель большой ток больше не будет течь в принципе. Через кнопку протекает только ток управления и всё. Ещё одной проблемой меньше.

Кнопку я тоже перебрал и смазал на всякий случай. Вместо сопротивления теперь стоит микросхема с током стабилизации 360мА. Всё собрал на место и измерил ток. Подключал и батарейки и аккумуляторы, картина не меняется. Ток стабилизации не меняется. Слева – напряжение на светодиоде, справа – ток, через него протекающий. Что же я добился в результате всех переделок? 1. Яркость фонаря практически не меняется при эксплуатации. 2. Разгрузил кнопку включения-выключения фонаря. Теперь через неё протекает мизерный ток. Порча контактов из-за большого тока исключена. 3. Защитил светодиод от деградации из-за большого протекающего тока (если с новыми батарейками). Вот, в общем, и всё. Как правильно распорядиться сведениями из моего обзора каждый решает сам. Я же могу гарантировать правдивость своих измерений. Кому что-то неясно по поводу этого обзора, задавайте вопросы. С остальным – кидайте в личку, обязательно отвечу. На этом ВСЁ! Удачи!

И ещё хотел бы обратить внимание на тот факт, что у моего фонарика выключатель стоит на плюсе. У многих китайских фонариков выключатель стоит на минусе, а это будет уже другая схема!

mysku.ru

Доработка LED фонарика (драйвер и CREE диод)

Стоимость: $4

Этот фонарик был куплен на EBAY около 4-5 лет назад. Ссылка на продавца не сохранилась, да и врядли он еще продает этот товар. Но и сейчас  я неоднократно вижу на многих торговых площадках братьев-близнецов этого фонарика, поэтому мне кажется этот обзор еще актуален.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Тем более принципы доработки этого фонарика можно применить и к другим подобным изделиям.

Фонарик верой и правдой отслужил мне несколько лет.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Светодиод я не могу опознать. Что-то маленькое, с низким тепловыделением, но достаточно яркое.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Я не пользовался им особенно интенсивно и он меня устраивал. В не было никаких ненужных мне режимов. Кнопка выключения в торце, как мне нравится. Есть уплотнительные резинки. Изначально он работал на трех элементах ААА. Потом у меня появились LiIon аккумуляторы 18650 и я попробовал запихнуть в фонарик такой элемент.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Как  ни странно, он без проблем поместился. Почему я решил его разобрать и доработать? Просто мой маленький сын как-то вытащил мой другой фонарик, играл с ним целый день и в нем сгорел от перегрева светодиод. Я разобрал тот фонарик и увидел что светодиод установлен так что нет никакого теплоотвода и вообще нет драйвера. Ужас! Поэтому я решил глянуть как устроен герой моего сегодняшнего обзора. Не хотелось бы чтобы если вдруг придется им интенсивно воспользоваться он подвел в самое неподходящее время. Придется разбирать.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Выключатель разбирать незачем, а вот ту обойму в которой находится светодиод и драйвер придется посмотреть.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Видно что эта обойма металлическая, что уже неплохо. Мне попадались фонарики у которых эта деталь была из пластмассы.

Видно что внутри большое отверстие и плата светодиода касается обоймы только своими краями, площадь соприкосновения небольшая и без термопасты.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Приподнимаем плату светодиода. А где же драйвер?

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Драйвер состоит из контактной платы и куска провода. Да уж, китайцы видно сделали ставку на надежность :)

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

На контактной площадке есть пружина. Вот почему был такой запас в размерах и элемент 18650 без проблем поместился в корпус.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE) 

Не могу налюбоваться на лаконичный китайский драйвер перед тем как отправить его в помойку.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

По хорошему, поменять бы эту обойму на такую, чтобы внутри не было такой дырки, чтобы плата светодиода полностью прилегала ко всей поверхности для лучшего теплоотвода.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE) 

Но токарного станка у меня нет, а заказывать токарю на заводе изготовление этой детали нерентабельно, проще купить другой фонарик, цена будет сопоставима. Поэтому решаю здесь оставить все как есть, только улучшить контакт и помазать перед сборкай контактирующие поверхности термопастой.

Порывшись в своих закромах нахожу настоящий драйвер. Наверно это не самый лучший экземпляр, но он реально работает и он у меня уже есть, не нужно заказывать и ждать посылки. Вот он, красавец.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Тоже есть пружинка, это обязательно нужно, силиконовые провода и 3 режима.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Новый драйвер вошел в обойму плотно, с натягом, как здесь и был.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Чуть повредил дорожку на драйвере. Сам виноват. Пришлось соединить проволочкой. Работало бы и без нее, но припаял для надежности.

Заодно решил заменить светодиод на что-то более интересное. В закромах выкопал следующие:

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Первый слишком большой, второй мощнее, но греется как печка. Выбираю третий, СREE XP-E.

Warm White / Cold WhiteLED Emitter: 1-3WModel Type: CREE XPE LEDLumens: 328Lumens/ 3WDC Forward Voltage (VF) : 2.8-3.6VdcDC Forward Currect (IF) : 350-1000mABeam Angle: 115 degreesLens color: water clearPCB board: Diameter 20mm baseResin (Mold): Silicone ResinCertificate: CE&ROSHLifeSpan Time : > 50,000 hoursPower: 1W-3WModel Name: CREE XPEEmitted Color: BlueWavelength: 470-480nmBrightness: 60LM~70LMDC Forward Voltage (VF): 3.2V-3.6VdcDC Forward Current (IF): 350mA~1000mAMaximum Pulse Voltage: 3.8VMaximum Pulse Current: 1200mALED Viewing Angle: 115 degreeDiameter: 20mmUsage: House/Street/Architecture IlluminationPower: 1W/3WModel Name: CREE XPEEmitted Color: GreenWavelength: 520nm-530nmBrightness: 90LM~100LMDC Forward Voltage (VF): 3.2V-3.6VdcDC Forward Current (IF): 350mA~1000mAMaximum Pulse Voltage: 3.8VMaximum Pulse Current: 1200mALED Viewing Angle: 115 degreeDiameter: 20mm

CREE XP-E

Вот он крупнее.

CREE XP-E

А вот тот что стоял изначально. Может кто может его опознать?

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Промазываю термопастой места соприкосновения обоймы и платы светодиода. Врядли это решит проблему кардинально, но чуть-чуть но это должно улучшить охлаждение светодиода. Чуть-чуть термопасты и на резьбу по которой обойма вкручивается в корпус фонарика для улучшения теплоотвода на корпус. Собираем.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Диаметр кристалла у светодиода CREE меньше чем у того что стоял раньше и он больше выступает вперед. Чтобы пучок света был без темного пятна в центре нужно чуть отодвинуть отражатель от светодиода. Но так как плата светодиода прижимается к теплоотводящей обойме самим отражателем, приходится подложить под отражатель фоторпластовую шайбочку.

Доработка LED фонарика (установка драйвера и замена светодиода на CREE X-PE)

Проверяем – работает. Яркость сопоставима с яркостью того светодиода что стоял изначально. Но ладно, пусть уж остается CREE. Надеюсь не перегреется…

Кнопка работает как и положено, включает-выключает. Если не нажимать на кнопку до конца, а только чуть-чуть придавливать, переключается режим работы фонарика. Режимов всего 3: полная яркость, половинная яркость и строб. Режима SOS, слава Богу, нет. Он мне точно не нужен. Я бы и от строба отказался, тем более что мне встречалась информация по перешивке таких драйверов. Но подумав, решил строб оставить, а вдруг пригодится?

Вот видео работы фонарика после доработки:

На видеосъемке видна модуляция света, результат работы драйвера. Так и должно быть, глазом это не видно, только на видео. 

Здесь можно увидеть как работает фонарик в режимах полной и половинной яркости, а также в режиме строба.

Вывод: фонарик стоил очень недорого, имеет хороший прочный конструктив и хороший потенциал для доработки. После модернизации его эксплуатационные качества улучшились и теперь он вполне соответствует моим запросам.

 

Возможно, вам будет интересно:

www.kupislonica.ru

ДРАЙВЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ФОНАРЯ

Здравствуйте уважаемые пользователи сайта "Радиосхемы". Хочу представить очередной переделанный карманный фонарик с совершенно другим импульсником и расширенными функциями. Автор схемы AVSel с форума фонарёвка, который основной целью, при разработке драйвера преследовал достижение максимального КПД драйвера и светодиода.

Схема драйвера на ATtiny85V

Схема драйвера на ATtiny85V

Особенностью данной схемы является полевой транзистор со специальными характеристиками, и диод Шоттки с очень малым падением напряжения на нём. Вот только этот транзистор с n-каналом, и ради него пришлось перевернуть классическую понижающую схему. 

Описание функций

  1. Есть 4 режима: 40, 170, 680, 2300 мА. Переключение режимов осуществляется кратковременным <1сек, отключением питания. Режим 40 мА делается ШИМ-ом, из соображений выжимания максимального КПД светодиода. 
  2. Контроль разряда аккумулятора - при падении ниже 2.75 В схема переходит в спящий режим. 
  3. Индикация заряда аккумулятора, 5 уровней. При двойном клике при работе (прерывании питания) мигает от 1 (разряжен) до 5 (заряжен полностью) раз. 
  4. Плавный старт схемы. 
  5. Возможность включения термоконтроля. Для этого нужно произвести калибровку.

Порядок калибровки

  • устанавливаем минимальный режим и выключаем питание, 
  • устанавливаем напряжения питания 4.5..5 В и подаем питание, 
  • драйвер определяет это состояние, сбрасывает данные предыдущей калибровки и переключается в максимальный режим. 
  • греем, измеряя температуру градусником или пальцем. Когда считаем что хватит, напряжение опускаем до 4.2 В или ниже. 
  • драйвер выключает светодиод, выдерживает паузу 2 секунды для стабилизации напряжения питания и температуры, и сохраняет значение температуры калибровки в EEPROM. Если отключить питание ранее этотого момента, то термоконтроль будет отключен. 
  • после сохранения на 2 секунды зажигается светодиод, все, калибровка выполнена, 
  • выключаем питание, немного остужаем, включаем, переводим в максимальный режим, греем, проверяем работу термоконтроля.

Фузы драйвера на ATtiny85V

Переходим от теории к практической реализации схемы LED драйвера. Имеется вот такой фонарик в наличии, решил его переделать, плата соответственно и разводилась под него:

фонарик под драйвер

Запустился без танцев, очень интересная схема, рекомендую!

стабилизатор питания на контроллере ATtiny85V

Далее был найден светодиод CREE XPG - холодный, белый. Подложка как раз в размер платы. Вот основные характеристики светодиода CREE XPG BWT EF5:

  • Габаритные размеры: 3,45 х 3,45 х 2,25 мм.
  • Рабочий ток: 350...1500 мА.
  • Потребляемая мощность: 1 - 4,5 Вт.
  • Световой поток: при токе 350 мА - 114 Люмен, при токе 700 мА - 213 Люмен, при токе 1000 мА - 285 Люмен, при токе 1500 мА - 380 Люмен.
  • Угол светового потока: 115 градусов.
  • Цветовая температура: 4250 К.

CREE XPG BWT EF5

Подобран нужный ток, в максимальный режим не загоняю, где то процентов на 85. При максимальном начинает ощутимо греться, но даже при токе в 230 мА световой поток достаточно мощный. Радиатор обязательно нужно ставить. Первые пробы на дальность порадовали, визуально метров 200, может и более, это при условии что оптика стоит пластмассовая родная китайская. Начинаю всё уталкивать в корпус. Далее приведу фотографии связанные с переделкой фонарика из которых видно что да как.

Очередным вопросом стала защита драйвера от переполюсовки по питанию, ну бывает всунули аккумулятор вверх тормашками и прощай драйвер. Надежная и проверенная защита на полевом транзисторе Р-канал, сопротивление исток-сток в открытом состоянии имеет сопротивление "гвоздя" - 0,02 Ом.

защита на полевом транзисторе - схема

Плата №2 с контактной площадкой под плюс аккумулятора и защитой на полевике двусторонняя и выглядит так:

ДРАЙВЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ФОНАРЯ - плата

Плата драйвера со стороны силовой части. Видно, что напаян поясок обмоточным проводом 1,5 мм. Для увеличения расстояния между платами, так как они касались друг друга.

ДРАЙВЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ФОНАРЯ

Вид драйвера со стороны контроллера, ёмкость сглаживающую пришлось заменить на менее габаритную, хоть и имеет ёмкость в 47,0 мкф, на КПД драйвера не сказалось.

вид драйвера со стороны контроллера

Дальше была приклеена подложка со светодиодом к переходнику теплопроводящим клеем.

приклеена подложка со светодиодом к переходнику

На этом фото видно, что нанес термопасту КПТ на корпус контроллера, так как он отслеживает температуру кристалла и должен иметь хороший тепловой контакт с переходником светодиода.

нанес термо пасту КПТ на корпус контроллера

Тут видно, что провода идущие к светодиоду пропустил через переходник.

провода идущие к светодиоду пропустил через переходник

Далее собираем всё в цельную конструкцию патрона, снова же через теплопроводящий клей.

собираем светодиод в радиатор

Драйвер - вид снизу.

Драйвер - вид снизу

Платой №3 стала плата кнопки питания, из-за того, что места уж очень мало в фонаре, то пришлось подгонять учитывая буквально каждую десятую миллиметра. Была поставлена новая кнопка питания, контактная группа была включена параллельно для больше точности и имеет кнопка такой вид:

плата кнопки питания

Теперь это всё хозяйство надо скрутить в фонарь, на резьбу патрона нанес термопасту КПТ для большего теплового контакта с основным корпусом фонаря.

новая кнопка питания

Аккумулятор типа LI-POL выбран не случайно.

все детали скрутить в фонарь

И, наконец, готовый фонарик в работе, это его второй токовый режим с током диода порядка 100 мА.

готовый фонарик в работе

На этом с изготовлением нового драйвера фонарика покончено. Замечено, что мощность светового потока достаточна даже для начала тления и последующего воспламенения бумаги, тканей и т.д. Сейчас покажу этот момент, но доводить до воспламенения не буду, так как жалко диод испоганить, остановимся на тлении. Но мощности его хватает для таких опытов лишь с очень близкого расстояния. На видео виден процесс, причем довольно быстро:

Видео работы

Качество не супер - была использована камера на мобильнике, это так по быстрому. Все файлы проекта скачайте тут. Автор материала ГУБЕРНАТОР.

   Форум по LED

   Обсудить статью ДРАЙВЕР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ ДЛЯ ФОНАРЯ

radioskot.ru

Фонарик мечты: драйвер мощного светодиода

Как известно диод - это токовый прибор, питать его нужно постоянным током, а не напряжением. Светодиоды – тоже диоды, и их тоже нужно питать стабильным током. При стационарной установке светодиода проблема его питания легко решается с помощью резистора, который задает ток через светодиод. Рассчитать номинал резистора помогает закон Ома: R=(Uпит-Uпад)/I, где Uпит – напряжение источника питания в вольтах, Uпад – напряжение, которое падает на светодиоде (примерно 3-3,5В, зависит от тока через светодиод), а I – желаемый ток через светодиод в амперах. Далее подбирается резистор ближайшего номинала, который есть в наличии и все хорошо работает. При больших токах резистор будет сильно греться, так что стоит его брать по мощнее.

схема стабилизатора на резистореМинусом стабилизатора на резисторе является неспособность реагировать на изменение напряжения питания (ток через светодиод и как следствие его яркость будут падать по мере разряда батареи), а также никому не нужная рассеиваемая мощность на резисторе. Для решения этой проблемы существуют так называемые драйвера светодиода (стабилизаторы тока). Стабилизаторы тока бывают повышающими (Boost) и понижающими (Buck). Boost стабилизаторы используются, когда напряжение на батареях меньше, чем падение напряжения на светодиоде, а Buck – когда напряжение на батарея больше падения на светодиоде.При проектировании своего «неубиваемого» фонарика я задумал использовать параллельную связку из литиевых аккумуляторов или 3шт. АА батарейки (т.е. питающее входное напряжение драйвера должно быть в пределах 3-4,5В). Для этой задачи необходимо использовать Buck драйвер, но при этом не используется около 20% запасенной энергии в батареях! Эти 20% можно выжать, вставив в схему еще и Boost драйвер, который будет включаться, когда для Buck драйвера будет слишком низкое напряжения питания. Все это очень муторно и громоздко, 2 драйвера + компаратор или микроконтроллер для переключения. Так дело далеко не зайдет. Почитав раздел светотехники на speleo.ru открыл для себя Boost/Buck стабилизатор LTC3454 с нужным мне диапазоном питающих напряжений и недурной эффективностью (достижимой при вдумчивой намотке индуктивности). Эта микросхема следит за питающим напряжение и автоматически переключает встроенные Boost/Buck драйвера. Силовые ключи в мостовой схеме интегрированы в саму микросхему, и позволяют коммутировать токи до 1А. Схема включения была взята из даташита LTC3454 и немного модифицирована:Конденсаторы С3,С4 – танталовые в СМД исполнении 68мкФ, С1,С2,С5 – керамические по 0,1мкФ. С намоткой индуктивности я связываться не стал, поэтому купил взял SUMIDA CDRH5D28RNP-5RØN на 5мкГн. Как видно, микросхема драйвера имеет 2 «канала», которые можно включать по отдельности или вместе с помощью высокого логического уровня на выводах EN1, EN2. Токи «каналов» задается с помощью 2-х резисторов R1, R2 которые рассчитывается по формуле R1=3580*0.8/I1, R2=3580*0.8/I2. Главное, чтобы суммарный ток «каналов» был меньше 1А, иначе есть хорошая вероятность спалить внутренние ключи. Далее по задумке, в фонарике будет 2 режима, «ходовой» и «мощный» с соответствующими токами через диод 0,2А и 1А (мощный режим достигается путем включения 2-х «каналов» по 0,2А и 0,8А одновременно). То есть резистор R1, задающий «ходовой» режим должен быть номиналом 15кОм, а R2 – 3,9кОм. Переключатся режимы будут с помощью тактовой кнопки, герметизированной кусочком резины и прижимной пластиной. То есть для этого нужно повесить еще микроконтроллер, который будет считывать нажатия кнопки и переключать режимы свечения диода. Включение/выключение фонаря будет производиться с помощью длительного (2с) удержания кнопки. А переключение «ходового» и «мощного» режима будет с помощью короткого нажатия кнопки (0,5с). Полная схема устройства с микроконтроллером:Микроконтроллер взял тот, который был ближе всего под рукой. Им оказался микроконтроллер ATtiny24 в SO-14 исполнении. Прошивка его тривиальна, кроме обработки нажатия клавиши, где учитывается время удержания. Когда фонарик выключен – микроконтроллер переходит в Power-Down режим, и потребляет всего 0,1мкА (LTC3454 в SHUTDOWN режиме потребляет тоже всего ничего – 1мкА) и ощутимо подсаживать аккумулятор не будет. Также добавил еще один элемент, конденсатор С6 – 0,1мкФ на питании микроконтроллера.

  1. #include <avr/io.h>

  2. #include <avr/interrupt.h>

  3.  

  4. #define EN1 2

  5. #define EN2 3

  6.  

  7. #define KEY 2

  8.  

  9. unsigned char mode=0;

  10. unsigned char sleep_flag=1;

  11.  

  12. void pause (unsigned int a)

  13. { unsigned int i;

  14.  

  15. for (i=a;i>0;i--)

  16. ;

  17. }

  18.  

  19. void set_mode(void)

  20. {

  21. if (mode==0) PORTA&=~((1<<EN1)|(1<<EN2));

  22. if (mode==1) PORTA=(1<<EN1);

  23. if (mode==2) PORTA=(1<<EN1)|(1<<EN2);

  24. }

  25.  

  26. ISR (INT0_vect)

  27. { int count;

  28.  

  29. count=0;

  30. while ((PINB&_BV(KEY))==0x00)

  31. {

  32. count=count+1;

  33.  

  34. if (count==1000) {

  35.  

  36. if (mode==1) mode=2;

  37. else if (mode==2) mode=1;

  38.  

  39. while ((PINB&_BV(KEY))==0x00)

  40. {

  41. count=count+1;

  42. if (count==9000) {

  43. if (mode==0) mode=1;

  44. else {

  45. mode=0;

  46. sleep_flag=1;

  47. }

  48. set_mode();

  49.  

  50. while ((PINB&_BV(KEY))==0x00)

  51. ;

  52. }

  53. }

  54. set_mode();

  55.  

  56. }

  57. }

  58.  

  59. return;

  60. }

  61.  

  62. int main(void)

  63. {

  64. DDRB=0x04; //PB2 как вход

  65. PORTB=0x04;

  66.  

  67. DDRA=0x0c; //PA2,PA3 как выхода

  68.  

  69. pause(1000); //Пауза

  70.  

  71. GIMSK=(1<<INT0);

  72. MCUCR=(0<<ISC00)|(0<<ISC01); //Прерывание по низкому уровню на PB2

  73. MCUCR|=(1<<SM1)|(0<<SM0)|(1<<SE); //Разрешить power-down режим

  74. sei(); //Разрешить прерывания

  75.  

  76. while(1)

  77. {

  78. if (sleep_flag==1) {

  79. pause(1000);

  80. asm("sleep");

  81. }

  82. }

  83.  

  84. return 1;

  85. }

Еще думал добавить сигнализацию состояния батареи на маломощном RGB светодиоде, но делитель напряжения для АЦП тоже будет кушать ток (например, если делитель сделать из 2-х резисторов номиналом 10кОм, то будет кушать уже 210мкА, что уже нехорошо). Потом мне правда подсказали, что включать делитель можно непосредственно портом микроконтроллера во время измерения АЦП, но было уже поздно и плату решил не переделывать.Для всего этого методом лазерно-утюжной технологии была вытравлена плата. LTC3454 в виду паскудности корпуса DFN паялась с помощью предварительного подогрева (такой столик, который снизу подогревает плату горячим воздухом до заданной температуры). Процесс паяния DFN корпуса в принципе прост, мажем контактные площадки на плате качественной паяльной пастой, ложим на них микросхему, нагреваем до 215 градусов и наблюдаем, как силы поверхностного натяжения ставят микросхему на посадочное место. Главное не забыть припаять Exposed pad на днище микросхемы, который служит одновременно GND выводом и теплоотводом. Все остальное паяется обычным паяльником.Вид со стороны LTC3454:Фото со стороны LTC3454Вид со стороны tiny24:Фото со стороны tiny24На фото виден резистивный делитель напряжения, который я решил не использовать из-за высокого енергопотребления. Стороны платы соединяются с помощью 4-х проводков. 2 для управления и 2 для питания микроконтроллера.Теперь посчитаем КПД полученного драйвера:В ходовом режиме потребление от аккумулятора 0,14A при напряжении 4,00В, а ток и напряжение на светодиоде 0,19А и 2,73В соответственно, КПД=92%В мощном режиме потребление от аккумулятора 1,2А при напряжении 3,65В, а ток и напряжение на светодиоде 1А и 3,06В, КПД=70%Данные результаты я считая неплохими, но все же хочется повысить КПД в мощном режиме самостоятельной намоткой индуктивности, чем и займусь длинными зимними вечерами.

Скачать исходники и прошивку в виде проекта для AVR Studio 4.Скачать печатные платы в формате .lay для Sprint layout 5

avrlab.com

Сравнение светодиодных драйверов с индуктивностью и без или апгрейд фонаря

Здравствуйте. В данном обзоре я постараюсь объяснить разницу между платами светодиодных драйверов с индуктивностью и без на примере фонаря со светодиодом CREE XM-L. В обзоре сравнение 2 типов драйверов со снятием реальных графических характеристик тока, мощности и главное КПД. А также результат апгрейда фонаря. Обзор, возможно, немного нудный, т.к. изобилует графиками, но кто любит эксперименты, вам сюда :) Немного предыстории: У меня, как у многих здешних обитателей, побывало в руках много разных светодиодных фонарей. Некоторые я оставил себе, это, конечно же, клон SIPIKа на CREE Q5 и на таком же светодиоде но с аккумулятором 18650. Но вот купив очередной китайский фонарь, но на светодиоде CREE XM-L, я был удивлён тем, что его яркость не то, чтобы сопоставима с имеющимися у меня фонарями, а даже чуть меньше. Разобрав фонарь я понял в чём дело — в «неправильном» драйвере. Чем же он «неправильный»? Максимально упростив — отсутствием индуктивности, но об этом ниже. Итак вот эти 2 фонаря: Вот как они светят:Слева CREE Q5, справа CREE XM-L. Даже на фото видно, что Q5 ярче. Разбираем фонарь с XM-L: Вот и сам драйвер: Схема предельно проста. 8-ми ногая микросхема это Р-канальный полевик NDS9435, который через восемь параллельно соединённых 2,2-х Омных резисторов (0,275 Ома общее сопротивление) подключает аккумулятор к светодиоду. Управляет полевиком 3-х ногая микросхема HG4M (описание найти не смог). В общем схема примерно такая:Что тут «неправильного»? А то, что в качестве балласта используются обычные резисторы, на которых рассеивается в виде тепла, т.е. теряется, лишняя мощность. Чтобы это исправить, необходимо использовать драйвер, балластом в котором является не активное сопротивление, а реактивное, т.е. индуктивность. Вот и был найден такой драйвер: В нём в качестве переключателя режимов используется 6-ти ногая микросхема CX2817, типовая схема включения:Но тут эта микросхема используется совместно ШИМ генератором на LEDA1302 (документацию тоже не нашел) и индуктивностью на кольце. Пора переходить к тестированию. В качестве источника использовался советский регулируемый блок питания, в качестве нагрузки — светодиод CREE XM-L. Напряжение и ток контролировались мультиметрами FLUKE, один из которых TRUE RMS, который умеет правильно измерять импульсные ток и напряжение. Вот лабораторный стенд: Снятие характеристик безиндуктивного драйвера: То же самое, но драйвер с индуктивностью: На первый взгляд разница незначительна, для наглядности я одновременно выведу графики характеристик драйверов без индуктивности и с индуктивностью. Ток и потребляемая мощность снятые между источником питания и драйвером:Характеристики практически идентичны. Теперь то же самое, но после драйвера:Вот здесь уже разница заметна. Ток и мощность подаваемая на диод после драйвера с индуктивностью существенно выше. А ведь ток прямопропорционален яркости светодиода. Ну и самый главный показатель — КПД драйверов:Думаю тут комментарии излишни. Попробую продемонстрировать как фонарь с заменённым драйвером теперь светит относительно фонаря со светодиодом CREE Q5:На фото особой разницы не видно, но реально она существенна. Но тут дело не только в относительной яркости, а в том, что яркость свечения с новым драйвером выше во всём диапазоне напряжений аккумулятора. Если ранее при почти разряженном аккумуляторе (около 3 вольт) светодиод почти не светил, то теперь он светит. И всё это не за счёт бОльшего потребления, а за счёт бОльшего КПД драйвера. Т.е. время работы осталось прежним, а яркость существенно выше. Ну вот примерно так. Спасибо за внимание, удачи!!!

mysku.ru

Драйвер светодиода фонарика.

Давно присматривался к этим микросхемам. Очень часто что-нибудь паяю. Решил взять их для творчества. Эти микросхемы куплены ещё в прошлом году. Но до применения их в деле так и не доходило. Но не так давно моя мать дала мне на починку свой фонарик, купленный в офлайне. На нём и потренировался. В заказе было 10 микросхем, 10 и пришло. Оплатил 17 ноября, получил 19 декабря. Пришли в стандартном пупырчатом пакетике. Внутри ещё пакетик. Шли без трека. Был удивлён, когда обнаружил их в почтовом ящике. Даже на почту идти не пришлось. Не ожидал, что они настолько маленькие.

Микросхемы заказывал для других целей. Планами делиться не буду. Надеюсь, что у меня найдётся время воплотить их в жизнь (планы). Ну а пока немного другая история, приближенная к жизни.Моя маман, гуляя по магазинам, увидела фонарик с хорошей скидкой. Что больше ей понравилось фонарик или скидка, история умалчивает. Этот фонарик вскоре стал и моей головной болью. Попользовалась она им не более полугода. Полгода проблемы, то одно, то другое. Я купил ей на место этого штуки три других. Но делать всё равно пришлось.

Фонарик хоть из недорогих, но имеет ряд существенных достоинств: в руке лежит удобно, достаточно яркий и кнопочка в привычном месте, алюминиевый корпус.Ну а теперь о недостатках.Питается фонарик от четырёх пальчиковых элементов типа ААА.Поставил батарейки все четыре штуки. Измерил ток потребления – более 1А! Схема простая. Элементы питания, кнопка, ограничительный резистор на 1,0 Ом, светодиод. Всё последовательно. Ток ограничивается только сопротивлением 1,0 Ом и внутренним сопротивлением элементов питания.Вот, что имеем в итоге.Странно, что безымянный светодиод оказался живым.Первым, что сделал – изготовил пустышку из старой батарейки.Теперь будет питаться от 4,5В, как все китайские фонарики в основной своей массе.И самое основное, вместо сопротивления поставлю драйвер AMC7135.Вот стандартная схема его подключения.

Для этой микросхемы требуется минимум обвязки. Из дополнительных компонентов желательно установить пару керамических конденсаторов, что бы не было самовозбуждения микросхемы, особенно если к светодиоду идут длинные провода. В даташите есть вся необходимая информация. В фонарике длинных проводов нет, поэтому конденсаторов я в реальности не ставил, хотя в схеме обозначил. Вот моя схема, переработанная под конкретные задачи.В данной схеме через кнопку-выключатель большой ток больше не будет течь в принципе. Через кнопку протекает только ток управления и всё. Ещё одной проблемой меньше.

Кнопку я тоже перебрал и смазал на всякий случай.Вместо сопротивления теперь стоит микросхема с током стабилизации 360мА.Всё собрал на место и измерил ток. Подключал и батарейки и аккумуляторы, картина не меняется. Ток стабилизации не меняется.Слева – напряжение на светодиоде, справа – ток, через него протекающий.Что же я добился в результате всех переделок?1. Яркость фонаря практически не меняется при эксплуатации. 2. Разгрузил кнопку включения-выключения фонаря. Теперь через неё протекает мизерный ток. Порча контактов из-за большого тока исключена.3. Защитил светодиод от деградации из-за большого протекающего тока (если с новыми батарейками).Вот, в общем, и всё. Как правильно распорядиться сведениями из моего обзора каждый решает сам. Я же могу гарантировать правдивость своих измерений. Кому что-то неясно по поводу этого обзора, задавайте вопросы. С остальным – кидайте в личку, обязательно отвечу.На этом ВСЁ! Удачи!

И ещё хотел бы обратить внимание на тот факт, что у моего фонарика выключатель стоит на плюсе. У многих китайских фонариков выключатель стоит на минусе, а это будет уже другая схема!

mysku.me


Смотрите также