Ako funguje baterka

Ručná baterka je nevyhnutnou pomôckou v každodennom živote aj v práci. Tam, kde nie je dostatočné osvetlenie, vám pomôže vykonať prácu, nájsť poruchu, nájsť spadnutý alebo zvalený predmet. Ak chcete opraviť chybnú lampu alebo ju vylepšiť, musíte poznať jej elektrický obvod.

Ako funguje ručná baterka

Zariadenie baterky je jednoduché. Pozostáva z priehradky na batérie a priehradky s žiaričom a reflektorom, ako aj vypínača.

Zloženie ručnej lampy.

Tento obsah sa od vynálezu vreckovej elektrickej lampy nezmenil, hoci základňa prvkov sa dramaticky zmenila.

Schéma jednoduchej baterky

Schéma elektrického obvodu jednoduchej baterky pozostáva iba z troch prvkov:

• batérie (alebo niekoľko);
• vypínač;
• žiarovky.

Schéma vreckovej baterky so žiarovkou.

Schéma baterky na LED diódach

V moderných podmienkach sa žiarovky intenzívne nahrádzajú LED diódami.V konkurencii nemohli obstáť pre nižšiu účinnosť a kratšiu životnosť. Polovodičové prvky vyžarujúce svetlo sa rozšírili aj v prenosných ručných lampách. Ale len zobrať a vymeniť žiarovku za LED (alebo maticu LED) nebude fungovať. Potrebujete zariadenie, ktoré by obmedzilo prúd cez polovodičové prvky. Volá sa vodič a je elektronickým stabilizátorom prúdu.

Schéma baterky na LED matrici.

Nevýhodou takejto schémy je nízka udržiavateľnosť takejto baterky - na obnovenie elektronického obvodu bude potrebný kvalifikovaný remeselník a vhodné laboratórne vybavenie.

Obvod baterky na matici LED s rezistorom ako ovládačom.

Vodič môže byť normálny odpor, ktorý obmedzí prúd a zhasne nadmerné napätie. Ale na odpore sa zbytočne stratí dostatočne veľké množstvo výkonu. V prípade svietidla napájaného zo siete nie je táto skutočnosť dôležitá, ale v prípade svietidla napájaného z batérie alebo dobíjania môže byť takáto nevýhoda kritická.

Dôležité! Do dizajnu LED svietidla sa pridáva ďalší prvok - radiátor odvádzajúci teplo. Hoci žiarenie LED zásadne nesúvisí so zahrievaním, zákon Joule-Lenz sa obísť nedá. Pri prechode prúdu cez vyžarujúce prvky vzniká teplo. Ak nepodniknete žiadne kroky, prehriatie LED výrazne zníži ich životnosť.

Prečítajte si tiež

Domácu baterku urobte sami

 

Schéma svetlometu

Obľúbeným dizajnom LED baterky je čelovka. Takáto lampa vám umožní úplne uvoľniť ruky a nasmerovať lúč svetla na správne miesto otočením hlavy: nasledovaním vášho pohľadu.To je výhodné pri oprave auta, pri chôdzi v tmavých priestoroch atď.

Schéma takejto lampy je založená na princípe:

• riadiaci obvod (zodpovedný za prepínanie režimov);
• vyrovnávací zosilňovač;
• tranzistorový spínač na zapnutie LED.

Jednou z možností pre takéto zariadenie je, keď je riadiaca jednotka vyrobená na štandardnom mikrokontroléri (napríklad ATtiny85), v ktorom je pevne zapojený program ovládania režimu emitoru, operačný zosilňovač OPA335 slúži ako medzizosilňovač a pole IRLR2905 efektový tranzistor sa používa ako kľúč.

Schéma vreckovej LED baterky na mikrokontroléri.

Takáto schéma je lacná, spoľahlivá, ale má technologickú nevýhodu: regulátor musí byť naprogramovaný pred inštaláciou. Preto sa v sériovej výrobe používa ako riadiaca jednotka špecializovaný mikroobvod FM2819 (na puzdro možno použiť skratku 819L). Tento čip dokáže zapínať a vypínať prvok vyžarujúci svetlo a je naprogramovaný v štyroch režimoch:

• maximálny jas;
• priemerný jas;
• minimálny jas;
• stroboskop (blikajúce svetlo).

Režimy sa cyklicky prepínajú krátkym stlačením tlačidla. Dlhým stlačením sa baterka prepne do režimu SOS. Program nemôžete zmeniť (aspoň v datasheete sa o takejto možnosti nehovorí). Mikroobvod nevyžaduje medzizosilňovač, ale veľmi výkonné LED diódy nemožno pripojiť priamo k výstupu - existuje limit zaťaženia (a existuje ochrana proti jeho prekročeniu).

Schéma vreckovej LED baterky na špecializovanom čipe.

Preto sú výkonné prvky spojené pomocou kľúča.Vo väčšine prípadov ide o tranzistor s efektom poľa, ktorý umožňuje dlhodobú prevádzku s veľkým prúdom v obvode kolektora, napríklad Fairchild FDS9435A alebo iné podobné, ktoré je možné vybrať podľa parametrov z tabuľky charakteristík FDS9435A.

Obvod baterky je redukovaný len na dva aktívne prvky a páskovanie niekoľkých kondenzátorov a rezistorov (plus batériové články a matica LED diódy, sám o sebe).

Prečítajte si tiež

Popis a hodnotenie svetlometov

 

Schéma nabíjateľnej baterky so sieťovým nabíjaním 220

Je pohodlnejšie a ekonomickejšie napájať baterku nie z batérií, ale z nabíjateľných batérií. Je ešte pohodlnejšie mať takú lampu, ktorej náboj prvkov je možné obnoviť bez ich vybratia z puzdra. Stačí baterku pripojiť do jednofázovej siete 220 V.

Schéma vreckovej LED baterky s nabíjaním z jednofázovej siete 220 V.

Tu sú prvky pridané do obvyklej schémy:

• celovlnný usmerňovač na diódach VD1, VD2 (možno montovať aj do mostíkového obvodu);
• predradný kondenzátor na tlmenie nadmerného napätia C1 s vybíjacím odporom R1;
• odpor R2 na obmedzenie nabíjacieho prúdu batérie;
• reťaz R4VD5 na označenie pripojenia k elektrickej sieti.

Dôležité! Takéto beztransformátorové obvody majú významnú nevýhodu. Ak sa náhodne dotknete akéhokoľvek bodu v obvode, hrozí riziko pod napätím. Použitie sieťového znižovacieho transformátora povedie k výraznému zvýšeniu charakteristík hmotnosti a veľkosti.

Preto je takáto schéma čoraz menej bežná. Batérie je možné nabíjať bez ich vyberania pomocou nízkonapäťových externých zdrojov napájania (vrátane nabíjania zo zariadenia kompatibilného s USB).

Modernizácia svietidiel

Pri bližšom skúmaní obvodu baterky z predchádzajúcej časti je zrejmé, že LED VD5 svieti vždy pri pripojení k sieti 220 V. Jej žiara nezávisí od nabitia a dokonca ani od prítomnosti batérií. Aby sa tento nedostatok odstránil, indikačný obvod musí byť súčasťou obvodu nabíjania batérie. Aby ste to dosiahli, musíte nainštalovať odpor R5 s výkonom 0,5 W tak, aby naň pri prúde 100 mA padalo asi 3 V (asi 30 ohmov). Indikačný reťazec musí byť zapojený paralelne s ohľadom na polaritu.

Schéma dokončenia obvodu displeja.

Všetky zmeny a doplnky sú zobrazené modrou čiarou. Po úpravách sa LED rozsvieti iba vtedy, ak dôjde k nabíjaciemu prúdu (keď je napájanie vyžarujúcej matrice vypnuté!)

Prečítajte si tiež

TOP najlepšie baterky

 

Kontrola zdravia

Ak je čínska baterka nefunkčná, môžete sa pokúsiť nájsť chybný prvok a vymeniť ho oprava. Algoritmus vyhľadávania je znázornený na príklade lampy s nabíjaním zo siete.

Schéma na kontrolu prevádzkyschopnosti svietidla.

1. Ak svietidlo nesvieti, po zapnutí sa indikátor nerozsvieti, musíte skontrolovať, či do okruhu prichádza 220 V. Za týmto účelom zmerajte striedavé napätie v bode 1. Ak nie je žiadne napätie, skontrolujte napájací kábel a konektor.
2. Ak je všetko v poriadku, LED by mala svietiť. Ak nie, skontrolujte jeho obvod, ako aj diódu VD2 na skrat.
3. Ďalej je potrebné vybrať batérie a skontrolovať konštantné napätie v bode 2 - malo by sa približne rovnať napätiu batérií. Ak nie, skontrolujte stav diód VD1, VD2.
4. Ak je všetko v poriadku, batérie sú pravdepodobne zlé. Musíte na nich skontrolovať napätie.
5. Ak tomu tak nie je, musíte skontrolovať stav prepínača prezvonením testerom v režime testovania zvuku (so zariadením vypnutým zo siete a vybratými batériami!).
6. Ak je tu všetko v poriadku, chybu treba hľadať v ovládači alebo v matici LED.

Ak máte málo vedomostí v elektrotechnike, modernizácia alebo oprava ručnej baterky nie je náročná. Hlavná vec je pochopiť jeho zariadenie.