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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Selbstgebaute Miniatur-LED-Sockellampe. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung Das vorgeschlagene Gerät verwandelt eine Taschenlampe, die für den Einbau einer Glühlampe ausgelegt ist, in eine LED. Es sind keine Änderungen erforderlich. In einer selbstgebauten Lampe wurde ein Sockel einer Glühlampe verwendet. Es verfügt über eine superhelle LED und einen Impuls-Boost-Spannungswandler. Superhelle LEDs sind zuverlässig und langlebig. Sie ersetzen nach und nach Glühlampen in allen Anwendungen, sogar Straßenlaternen und Autolampen. Und tatsächlich haben superhelle LEDs einen wahrhaft „königlichen“ Platz in tragbaren Miniaturlichtquellen – Taschenlampen – eingenommen. Solche Geräte sind so konstruiert, dass Sie nur die Batterien austauschen können, da der Austausch von LEDs aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit nicht vorgesehen ist. Allerdings verblieben viele Laternen mit einer Patrone für eine austauschbare Glühlampe. Der Artikel [1] berichtet über den Umbau einer solchen Lampe in eine LED-Lampe. Der Artikel [2] beschreibt den Einbau einer weißen LED in den Sockel einer Glühlampe. Bei der Entwicklung des vorgeschlagenen Geräts bestand die Aufgabe darin, eine Struktur zu schaffen, die auf dem Sockel einer Miniaturglühlampe mit einem Aufwärtsspannungswandler im Inneren und einer superhellen LED außen basiert. Ein solches Gerät (eine selbstgebaute LED-Sockellampe) kann in die Lampenfassung eingesetzt werden, wodurch die Lampe ohne Änderungen zur LED wird.
Das Schema des vorgeschlagenen Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Es enthält eine EL1-LED, einen Strombegrenzungswiderstand R1 und einen Spannungserhöhungswandler auf einem DA1-Chip, eine L1-Induktivität, eine VD1-Diode und die Kondensatoren C1 und C2. Der Konverter ist nach einem typischen Schema auf dem NCP1400ASN33T1 (DA1)-Chip aufgebaut. Die technische Dokumentation zu diesem Chip ist auf der Website des Herstellers verfügbar [3]. Dieser Chip startet bei einer Eingangsspannung von 0,8 V oder mehr und hält eine stabile Ausgangsspannung von 3,3 V aufrecht, wenn der Eingang auf 0,2 V abfällt.
Das Gerät ist auf einer Leiterplatte (Abb. 2) in runder Form mit einem Durchmesser von 8 mm aus beidseitig foliertem Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,2 mm montiert. Entlang des Platinenumfangs wurde auf beiden Seiten eine Fase von 0,2 ... 0,3 mm entfernt, um einen Kurzschluss der Leiterbahnen der Platine mit dem Untergrund im Betrieb zu vermeiden. Nach dem Anfasen werden Löcher in die Platte gebohrt. Anschließend werden die Leiterbahnen geätzt und verzinnt. Bei der Montage der Teile verwendete der Autor ein MBS-Mikroskop mit 10.15-facher Vergrößerung. Auch Uhrenlupen können verwendet werden, allerdings ist eine mindestens fünffache Vergrößerung wünschenswert. Bei Lötelementen ist es besser, die Spitze des Lötkolbens mit einem scharfen Kegel zu schärfen. Beispielsweise ist für eine Spitze mit einem Durchmesser von 4 mm ein konischer Anschliff von etwa 10 mm Länge sinnvoll. Führen Sie Drahtstücke in die mit Sternchen markierten Durchkontaktierungen ein und verlöten Sie diese auf beiden Seiten. Als nächstes montieren Sie die Kondensatoren C1 und C2. Entfernen Sie den unbenutzten Pin 3 des DA1-Chips, da er sonst das Platinenloch verdeckt, in das der Anodenpin der EL1-LED gesteckt werden soll. Installieren Sie den DA1-Chip auf der Platine. Auf der anderen Seite der Platine ist eine VD1-Diode montiert. Es wird empfohlen, den Widerstand R1 nach seiner Auswahl später zu installieren. Als nächstes montieren Sie den Induktor L1. Ein Ausgang wird in das Loch gesteckt und beidseitig mit den Leiterbahnen der Platine verlötet, der andere Ausgang muss mit dem Mittelkontakt des Lampensockels – dem positiven Stromausgang – verbunden werden. An diesen Anschluss ist ein flexibler isolierter Draht angelötet, der ihn mit dem Leiter der Platine verbindet und zum Pluspol des Kondensators C1 führt. Die Leitungen der EL1-LED werden unter Beachtung der Polarität in die Löcher eingeführt. Das Gehäuse der LED kann den DA1-Chip berühren oder bis zu einer Höhe von 4 mm über die Leiterplatte hinausragen. Von der Unterseite der Platine werden die LED-Leitungen angelötet und abgeschnitten. Am Verbindungspunkt der Kondensatoren C1 und C2 ist ein etwa einen Zentimeter langer Draht angelötet. Dies ist der negative Stromanschluss, der mit der Basis verbunden werden muss. Als nächstes wählen Sie den Strombegrenzungswiderstand R1 aus. Stattdessen wird vorübergehend ein variabler Widerstand mit einem Widerstandswert von 50.100 Ohm als Rheostat eingeschaltet. Stellen Sie den Motor auf maximalen Widerstand ein. In Reihe mit der EL1-LED ist ein Milliamperemeter mit einer Messgrenze von 100 mA eingeschaltet. Es wird eine maximale Versorgungsspannung von 1,5 oder 3 V geliefert, je nachdem, wie viele galvanische Zellen zur Stromversorgung des Geräts verwendet werden sollen. Stellen Sie durch Reduzieren des Widerstands des variablen Widerstands die gewünschte Helligkeit der EL1-LED ein, ohne den maximal zulässigen Strom durch sie und den maximal zulässigen Ausgangsstrom des DA1-Chips (100 mA) zu überschreiten. Der Autor hat den Strom auf 20 mA eingestellt. Als nächstes schalten Sie den Stromkreis eines in Reihe geschalteten variablen Widerstands mit einem Milliamperemeter aus und messen seinen Widerstand. Nehmen Sie dann einen Widerstand der Größe 0603 oder 0805 mit demselben oder einem etwas höheren Widerstand und installieren Sie ihn als R1 auf der Platine. Die Kondensatoren C1, C2 und die Schottky-Diode VD1 wurden von der Platine eines defekten Siemens AP75-Mobiltelefons demontiert. Die Induktivität des Induktors L1 beträgt 18.27 μH. Die Länge seines Körpers sollte 5 mm nicht überschreiten. Es wird eine Standarddrossel der Serie EC24-220K mit einer Nenninduktivität von 22 µH verwendet. LED EL1 – jedes superhelle Weiß mit 5 mm Durchmesser, zum Beispiel inländisches KIPD80E20 oder ausländisches 3R5, C503C, LC503TWN1. Die Leuchtfarbe für Taschenlampen wird häufiger als Weiß gewählt, hängt aber im Großen und Ganzen von den Vorlieben des Benutzers ab. Um die Zuverlässigkeit im Betrieb zu erhöhen, ist die Leiterplatte mit Teilen, mit Ausnahme der EL1-LED, in einem elektrisch isolierenden Gehäuse aus einem Schrumpfschlauch untergebracht. Es besteht aus einem Stück eines solchen Rohres mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von etwa 5 mm. Dieses Segment wird mit einer Rundzange auf einen Durchmesser von ca. 9 mm gedehnt, auf eine Leiterplatte gelegt und zum Schrumpfen mit einem Lötkolben erhitzt. Durch die Verwendung eines Rohrs mit einem kleineren Durchmesser als die Platte erhalten Sie eine dünnere Isolierschicht mit ausreichender Zuverlässigkeit. Alle Teile, zusammen mit der Leiterplatte, werden im Sockel platziert, in diesem Beispiel von einer Gewindelampe, können aber auch in einem Stiftsockel (Bajonettsockel) platziert werden. Der Sockel wird beispielsweise wie in Artikel [2] beschrieben von der defekten Glühlampe getrennt. Bereiten Sie die Lampe für den Ausbau der Glühlampe vor, die sich nicht immer leicht herausnehmen lässt, platzen kann und Bruchstücke verstreuen, daher müssen beim Zerlegen Schutzmaßnahmen getroffen werden. Dazu sollte eine mindestens 4 mm dicke Schicht Plastilin gleichmäßig auf die Küvette aufgetragen werden. Nachdem Sie mit einer Zange oder einem Schraubstock sichergestellt haben, dass das Plastilin sicher am Kolben befestigt ist, drücken Sie den Boden leicht näher an den Kolben. Entspannen Sie dann die Lippen, drehen Sie die Lampe um 90 Grad und drücken Sie den Sockel erneut zusammen. Dadurch wird normalerweise der Kolben geleert. Wenn nicht, wiederholen Sie den Vorgang. Wir entfernen den Kolben, indem wir die Lampenleitungen vom Sockel ablöten. Für den Fall, dass sich der Kolben nicht löst, sondern platzt, empfiehlt es sich, den Sockel zu entsorgen, da weitere Arbeiten damit gefährlich sind. Wenn der Sockel vom Kolben getrennt ist, müssen Sie die Reste des hitzebeständigen Klebers davon entfernen. Anschließend den Endkontakt mit einem Lötkolben erhitzen und das darin befindliche Lötloch von innen beispielsweise mit einem Holzzahnstocher reinigen. Die Platine mit den Teilen wird so in den Sockel eingesetzt, dass der L1-Induktorausgang, der gemäß der Abbildung übrig bleibt, durch das Endkontaktloch des Sockels herauskommt, dann wird er verlötet, wobei eine Halbkugel aus Lot für einen besseren Kontakt übrig bleibt. Der Minusdraht wird über die Oberkante des Sockels gebogen und daran angelötet. Es stellte sich heraus, dass es sich um eine selbstgebaute Miniatur-LED-Sockellampe handelte. Um die Betriebssicherheit unter extremen Bedingungen zu erhöhen, empfiehlt es sich, eine Epoxidmasse in den Sockel zu gießen.
Aus einer galvanischen Zelle verbraucht die Lampe einen Strom von 84 mA. Die Lampe funktioniert mit jeder Batterie, einschließlich der Standardgröße LR44, wie in Abb. 3. Eine selbstgebaute LED-Lampe kann in eine Lampe mit einer zum Sockel passenden Kartusche eingebaut werden. Die Lampe kann mit einer oder zwei Batterien mit einer Gesamtspannung von bis zu 3 V betrieben werden. An einer größeren Anzahl von Batterien wurde sie nicht getestet, da in diesem Fall keine Spannungserhöhung mehr erforderlich ist. Sollten im Batteriefach der Taschenlampe Leerräume vorhanden sein, werden anstelle der Batterien leitfähige Overall-Attrappen eingesetzt. Vor der ersten Installation ist es notwendig, die Polarität der der Lampe zugeführten Versorgungsspannung zu überprüfen. Plus sollte am Endkontakt angelegt werden, Minus an der Basis. Literatur
Autor: N. Salekhetdinov
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