LED lampička téměř z odpadu.

Úterý v 5:33 | Petr |  Elektro
V pradávných dobách jsem spekuloval o výrobě "kojící lampičky" - LED světla, které bude aktivováno na dálku nejlépe zvukem a pak bude svítít a postupně uhasínat, aby se člověk nezabil ve vlastní ložnici, při kojení robátka - děťáka. Tato idea se tak chytla že význačný čtenář tohoto blogu "elektrodůchodce" "pan Grey" opakovaně žádal o schéma lampičky, kde drát z mikrofonu vede rovnou do procesoru ( neumí namalovat vodorovnou čáru ? ) Spíš to bude v tom, že mu ušlo, že od dob Jakeše a Bilaka, jsme přešli z elektronek na tranzistory, pak integrované obvody TTL, pak integrované obvody CMOS a dokonce procesory BiCMOS, které některé dokonce mají analogové předzesilovače rovnou na čipu ( pokud je tam potřebují ).

Takže jsem ideu zvukem aktivované "kojící" lampičky přednesl paní Kubáčové a ta prohlásila : "dělat hluk v místnosti se spícím kojencem ?!?" - A bylo po ptákách. Takže jsem alespoň vzal všechny bílé LEDky z pytlíku v počtu asi 40 ks a zapíchal je s příslušnými předřadnými odpory do kontaktního pole, aby toto světlo šlo z "robotické pracovny" na chodbu našeho bytu, aby se člověk nepřerazil o botník a tak. Jenože ty ledky byly z historických zásob - ubohé kvality a ubohého namodralého spektra. Takže následující požadavek paní Kubáčové byl : "nemůžeš udělat něco, aby to světo tak nebilo do očí" - Takže jsem koupil 1W "teple bílé" 120 lumenů 120 stupňů vyzařující LEDky. Ledky, kterými teče 350 mA samy o sobě dost "topí" a co teprve když stabilizaci těch 350 mA má dělat odpor na kterém se přebytečný výkon "pálí". Bylo tedy jasné, že "lampičce" bude nutné postavit spínaný budič.


Prohledával jsem internet, který je plný marketingového bullshitu ve stylu "98% efficiency S-M driver". ( S-M jako Switched Mode neboli spínaný ) A k tomu integrovaný obvod, kterého vám prodají nejménší balení - kontejner skladem v Rotterdamu. Zkoušel jsem některé "Belza" obvody. Nakonec vyhrálo "vidlácké zapojení" na obrázku. Hlavní výhodou je, že funguje téměř s každou tlumivkou ( v mém případě s úplně každou ) kterou máte v krabici na "elektroodpad".

Jak tedy celá věc funguje Q1 a Q3 tvoří svérázný klopný obvod, který díky proudu z R2 startuje v pozici, že oba tranzistory jsou otevřené. Proud přes R1, Q1, a L1 postupně narůstá až dosáhne přibližbě 400 mA při kterém začne Q2 "škrtit" bázi Q1 - tím se nastartuje pozitivní zpětná vazba, kdy pokles proudu na cívce způsobí prudký pokles napětí v kolektoru Q1 ( bázi Q3 ), což vypne Q3 a dvojice Q1 Q3 se uzavře. Díky magnetickému poli cívky pokračuje proud do LED přes BAT48. V okamžiku, kdy magnetické pole cívky zcela zanikne Q1 a Q3 se opět otevřou proudem z R2.

Obvod je "samokmitající" a funguje s jakkoliv špatnou tlumivkou - zkoušel jsem od 10 mikroHenry do 330 mikroHenry kdy pracovní frekvence obvodu se mění přibližně od 200 do 10 KHz. Proud LEDkou je přibližně 300 mA a dá se měnit změnami R1, kterým ovšem musíte přizpůsobit tranzistor Q1 a "rekuperační" schottkyho diodu D1. Při proudech bližících se 1A se už začíná projevovat ztráta výkonu na R1 který se musí tomu náležitě dimenzovat, nebo použít jiné zapojení. Pro proudy 50-500 mA je však tento obvod ideál z krabičky s odpadními součástkami.

Jediný problém použití "odpadních" tlumivek je jejich vnitřní ( ohmický ) odpor. Ten tvoří "napěťový dělič" s R1 a to způsobuje, že obvod odmítá kmitat pokud napájecí napětní není alespoň o 2-3 V vyšší než úbytek napětí na LEDce. I nekmitající obvod LEDku rozsvítí a dokonce udržuje jakýs takýs proud, ale Q1 se při tom neúměrně hřeje, protože na něm se nyní pálí veškerý přebytečný výkon. Obvod je tedy vhodnější pro "radioamatérských" 13,8 V ( odkud jej taky napájím ) než pro napájení z 5V USB nabíječky.
Poslední nepatrná poznámka. Vzhledem k použítým tranzistorům, které mají "mezní frekvenci" až ve stovkách MHz můžete použít opravdu jakoukoliv tlumivku. použití velkých tlumivek ( přes 200 mikroHenry ) nedoproučuji jednak kvůli vysokému vnitřnímu odporu a jednak kvůli nizké pracovní frekvenci, která spolu s mizernou kvalitou tlumivky může vést k "pískání" tlumivky na akustické frekvenci pod 20 KHz, které může být slyšet a ukrutně rušit ( Kojenci a též psi slyší obzvláť dobře a obzvlášť vysoké frekvence. ) Použítí příliš malých tlumivek ( pod 20 mikroHenry ) nedoporučuju rovněž, kvůli vysoké pracovní frekvenci, která vede ke ztrátám výkonu a "topení" diody D1. Na schémátku uvedených 100 uH vede k frekvenci kolem 30 KHz, která je ideální kompromis.

Účinost obvodu se mění podle použité tlumivky a diody D1 a pohybuje se mezi 60 a 70 procenty, což není žádný zázrak, ale hlavní výhodou obvodu budiž, že je hotový za 5 minut z čehokoliv co doma je, a že krom LEDky se v obvodu žádná další součástka nezahřívá, v širokém rozsahu napájecích napětí od 7 až do 24V. To je tedy pro dnešní ( vzácnou !! ) elektro-kapitolu všechno. Doufám že čtenářům ( panu Václavovi ) nevadí, že žádný drát z obvodu nevede "rovnou do procesoru", protože ten tam ani není potřeba ;-))
 

5 lidí ohodnotilo tento článek.

Aktuální články

Reklama