Come funziona una torcia
Una torcia portatile è uno strumento necessario nella vita di tutti i giorni e al lavoro. Dove non c'è abbastanza illuminazione, ti aiuterà a portare a termine il lavoro, a trovare un malfunzionamento, a trovare un oggetto caduto o rotolato. Per riparare una lampada guasta o aggiornarla, è necessario conoscerne il circuito elettrico.
Come funziona una torcia portatile
Il dispositivo di una torcia è semplice. È costituito da un vano batteria e un vano con un emettitore e un riflettore, nonché un interruttore di alimentazione.
Questo contenuto non è cambiato dall'invenzione di una lampada elettrica tascabile, sebbene la base dell'elemento sia cambiata radicalmente.
Schema di una semplice torcia
Lo schema elettrico di una semplice torcia è composto da soli tre elementi:
- batterie (o più);
- interruttore di alimentazione;
- lampadine a incandescenza.
Schema di una torcia su LED
Nelle condizioni moderne, le lampade a incandescenza vengono ampiamente sostituite dai LED.Non potevano sopportare la concorrenza a causa della minore efficienza e della minore durata. Gli elementi a semiconduttore emettitori di luce si sono diffusi anche nelle lampade portatili portatili. Ma solo prendere e sostituire una lampadina con un LED (o una matrice di LED) non funzionerà. Hai bisogno di un dispositivo che limiti la corrente attraverso elementi a semiconduttore. È chiamato autista ed è uno stabilizzatore di corrente elettronico.
Lo svantaggio di un tale schema è la bassa manutenibilità di una tale torcia: per ripristinare il circuito elettronico saranno necessari un artigiano qualificato e un'attrezzatura di laboratorio adeguata.
L'autista può essere un normale resistore, che limiterà la corrente ed estinguerà la tensione in eccesso. Ma una quantità sufficientemente grande di potenza andrà inutilmente persa sulla resistenza. Per una lanterna alimentata a rete, questo fatto non è importante, ma per un apparecchio alimentato a batteria o ricaricabile, un tale svantaggio può essere critico.
Importante! Un altro elemento viene aggiunto al design della lampada a LED: un radiatore che rimuove il calore. Sebbene l'irraggiamento dei LED non sia fondamentalmente correlato al riscaldamento, la legge di Joule-Lenz non può essere aggirata. Quando la corrente passa attraverso gli elementi radianti, viene generato calore. Se non si interviene, il surriscaldamento del LED ne ridurrà notevolmente la durata.
Schema dei fari
Un design popolare della torcia a LED è il proiettore. Tale lampada permette di liberare completamente le mani e di dirigere il fascio di luce nel punto giusto girando la testa: seguendo il proprio sguardo.Questo è comodo quando si ripara un'auto, quando si cammina in aree buie, ecc.
Lo schema di una tale lampada si basa sul principio:
- circuito di controllo (responsabile della modalità di commutazione);
- amplificatore tampone;
- interruttore a transistor per accendere il LED.
Una delle opzioni per un tale dispositivo è quando l'unità di controllo è realizzata su un microcontrollore standard (ad esempio ATtiny85), in cui il programma di controllo della modalità emettitore è cablato, l'amplificatore operazionale OPA335 funge da amplificatore intermedio e il campo IRLR2905 il transistor a effetto viene utilizzato come chiave.
Tale schema è economico, affidabile, ma presenta uno svantaggio tecnologico: il controller deve essere programmato prima dell'installazione. Pertanto, nella produzione di massa, come unità di controllo viene utilizzato un microcircuito FM2819 specializzato (alla custodia può essere applicata la sigla 819L). Questo chip può accendere e spegnere l'elemento emettitore di luce ed è programmato con quattro modalità:
- massima luminosità;
- luminosità media;
- luminosità minima;
- stroboscopio (luce lampeggiante).
Le modalità vengono commutate ciclicamente premendo brevemente il pulsante. Una pressione prolungata mette la torcia in modalità SOS. Non è possibile modificare il programma (almeno, il foglio dati non menziona tale possibilità). Il microcircuito non richiede un amplificatore intermedio, ma i LED molto potenti non possono essere collegati direttamente all'uscita: esiste un limite di carico (e c'è una protezione contro il superamento).
Pertanto, gli elementi potenti sono collegati tramite una chiave.Nella maggior parte dei casi si tratta di un transistor ad effetto di campo che consente il funzionamento a lungo termine con una grande corrente nel circuito di drain, ad esempio il Fairchild FDS9435A o altri simili, che possono essere selezionati in base ai parametri della tabella delle caratteristiche dell'FDS9435A.
| Struttura | Massima tensione gate-source, V | Resistenza a canale aperto | Potenza massima dissipata, W | Massima corrente di scarico in modalità continua, A |
| Canale R | 25 | 0,05 ohm a 5,3 A, 10 V | 2,5 | 5,3 |
Il circuito della torcia è ridotto a due soli elementi attivi e una reggiatura di diversi condensatori e resistori (più celle della batteria e una matrice di LED, da solo).
Schema di una torcia ricaricabile con carica di rete 220
È più conveniente ed economico alimentare la torcia non da batterie, ma da batterie ricaricabili. È ancora più conveniente avere una lampada del genere, la cui carica degli elementi può essere rinnovata senza rimuoverli dalla custodia. Basta collegare la torcia a una rete monofase a 220 V.
Ecco gli elementi aggiunti al solito schema:
- raddrizzatore a onda intera sui diodi VD1, VD2 (può essere montato anche in un circuito a ponte);
- condensatore di zavorra per smorzare la sovratensione C1 con resistenza di scarica R1;
- resistenza R2 per limitare la corrente di carica della batteria;
- catena R4VD5 per indicare il collegamento alla rete.
Importante! Tali circuiti senza trasformatore presentano un inconveniente significativo. Se si tocca accidentalmente un punto del circuito, c'è il rischio di essere sotto tensione. L'utilizzo di un trasformatore step-down di rete comporterà un aumento significativo delle caratteristiche di peso e dimensioni.
Pertanto, un tale schema sta diventando meno comune. Le batterie possono essere ricaricate senza rimuoverle utilizzando fonti di alimentazione esterne a bassa tensione (inclusa la ricarica da un dispositivo compatibile USB).
Modernizzazione delle lanterne
Ad un esame più attento del circuito della torcia della sezione precedente, diventa evidente che il LED VD5 è sempre acceso quando è collegato a una rete a 220 V. Il suo bagliore non dipende dalla carica e nemmeno dalla presenza delle batterie. Per eliminare questa mancanza, il circuito indicatore deve essere incluso nel circuito di carica della batteria. Per fare ciò, è necessario installare un resistore R5 con una potenza di 0,5 W in modo che a una corrente di 100 mA cadano circa 3 V (circa 30 ohm). La catena indicatrice deve essere collegata in parallelo rispetto alla polarità.
Tutte le modifiche e le aggiunte vengono visualizzate con una linea blu. Dopo le alterazioni il led si accenderà solo se è presente una corrente di carica (quando viene tolta l'alimentazione della matrice radiante!)
Controllo della salute
Se la torcia cinese è fuori servizio, puoi provare a trovare l'elemento difettoso e sostituirlo riparazione. L'algoritmo di ricerca è mostrato sull'esempio di una lampada con carica di rete.
- Se la lanterna non si accende, quando è accesa, l'indicatore non si accende, è necessario verificare se 220 V arrivano al circuito. Per fare ciò, misurare la tensione CA al punto 1. Se non c'è tensione, controllare il cavo di alimentazione e il connettore.
- Se tutto è in ordine, il LED dovrebbe essere acceso. In caso contrario, controllare il suo circuito, così come il diodo VD2 per un cortocircuito.
- Successivamente, è necessario rimuovere le batterie e controllare la tensione costante al punto 2: dovrebbe essere approssimativamente uguale alla tensione delle batterie. In caso contrario, verificare lo stato dei diodi VD1, VD2.
- Se tutto è in ordine, probabilmente le batterie sono scariche. Devi controllare la tensione su di loro.
- In caso contrario, è necessario verificare lo stato di salute dello switch facendolo squillare con un tester in modalità sound test (con il dispositivo spento dalla rete e le batterie rimosse!).
- Se qui va tutto bene, l'errore deve essere ricercato nel driver o nella matrice di LED.
Se hai poche conoscenze in ingegneria elettrica, aggiornare o riparare una torcia portatile non è difficile. La cosa principale è capire il suo dispositivo.