Obr. 1. Zapojení svítilny s nabíječem
Figure 1. Flashlight circuit w. charger
Obr. 1. Zapojení svítilny s nabíječem
Figure 1. Flashlight circuit w. charger
Bílé LED mají při jmenovitém proudu úbytek napětí asi 3,3 až 3,4 V. Ideální je napájet je z akumulátoru, který má napětí o něco málo větší. Pak je jeho energie využita nejlépe. V této svítilně jsem použil akumulátor Li-ion, se kterým vydrží svítilna svítit plným jasem mnoho hodin. Obvod pro napájení LED je popsán tady, a nebudu zde jeho popis opakovat. Zajímavější je nabíječ s obvodem MAX1811. Při návrhu svítilny jsem po dřívějších zkušenostech chtěl nabíjení co nejvíce zjednodušit. Žádná externí jednoúčelová nabíječka, která se ztratí zrovna když je potřeba svítilnu nabít. Zde stačí přijít k počítači a připojit svítilnu standardním kabelem A-B k jakémukoli portu USB, případně kabel dočasně vytáhnout z některého právě nepoužívaného zařízení USB. Z portu se používá pouze napájecí napětí, žádná SW podpora není třeba. Obvod MAX1811 je určen pro nabíjení akumulátorů Li-ion z USB v přenosných přístrojích. Jeho zásadní výhodou je, že není-li na vstupu obvodu napětí z portu USB, neodebírá z akumulátoru prakticky žádný proud a může být k akumulátoru připojen trvale. Tím se zapojení velmi zjednoduší. Obvod umožňuje nabíjet jeden článek napětím 4,1 nebo 4,2 V a proudem přibližně 100 nebo 500 mA. Zde je připojením vývodů 1 a 2 na V+ zvoleno napětí 4,2 V a proud 500 mA. Pro stabilitu obvodu jsou podle výrobce nutné kvalitní kondenzátory C1 a C2. Katalogový list k obvodu najdete např. na http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2536/ln/en. LED10 při nabíjení svítí, bohužel jen ve fázi nabíjení konstantním proudem. Dosáhne-li napětí akumulátoru 4,2 V, LED zhasne, i když akumulátor není ještě zcela nabit. To je nepříjemné zvláště u starších akumulátorů, které vlivem většího vnitřního odporu dosáhnou konečné nabíjecí napětí záhy po začátku nabíjení. Jinak nemám k nabíjecímu obvodu žádné výhrady.
Ve svítilně jsem použil ochranný obvod z baterie k mobilnímu telefonu Nokia. Ochranný obvod odpojí akumulátor při velkém poklesu napětí (chrání jej před hlubokým vybitím) a při příliš velkém nabíjecím napětí (závada nabíječe). Ochranný obvod zde není nutný. Odběr svítilny se rychle zmenšuje pro napětí pod 3,3 V a při napětí 3 V je již velmi malý. Nepoužijete-li ho, propojte vývody batt- a Vout-.
Akumulátor není třeba použít nový, vyhoví i "vadný" akumulátor od mobilního telefonu. U unavených akumulátorů se hlavně zvětší jejich vnitřní odpor a pak "neutáhnou" telefon GSM při vysílání. Ve svítilně je odběr proudu řádově menší a akumulátor tu může ještě nějaký čas sloužit.
Obr. 2. Deska s plošnými spoji svítilny. Kliknutím získáte
obrázek v rozlišení 600 dpi (28 kB)
Figure 2. Flashlight PCB layout. Click to
get 600 dpi resolution image (28 kB)
Obr. 3. Rozmístění součástek převodníku
Figure 3. Locations of components on
flashlight board
Svítilnu jsem postavil na desce podle obr. 2 a 3. Desku udělejte větší, aby ji bylo za co uchytit v krabičce. Krabičku vyrobil můj kamarád Dan z odřezků plastových desek Forex, které se používají na reklamní tabule. Desky jsou pravděpodobně jemně napěněný PVC. Jsou lehké a po zdrsnění se dobře lepí sekundovým lepidlem. Výsledkem spolupráce jsou dvě prakticky shodné svítilny. Jednu z nich vidíte na fotografiích.
Dodatečně jsem získal výkonovou LED Luxeon Star 1 W s optikou, kterou prodávají v GM. Na následujícím obrázku je porovnání svítivosti devíti vysoce svítivých bílých LED (9 cd při 20 mA), celkový proud 180 mA a LED Luxeon Star, u které jsem nastavil stejný proud. Posvítil jsem oběma typy LED na bílou zeď ze vzdálenosti asi 1,5 m a vyfotografoval. LED Luxeon svítí znatelně více, a to ani není napájena maximálním proudem 330 mA. Doporučuji proto nahradit 9 vysoce svítivých LED použitých ve vzorku LED Luxeon Star. Cena je srovnatelná. Pro maximální svit doporučuji zmenšit odpor R1 a připevnit LED na chladič, dost se totiž zahřívá.
Obr. 4. Porovnání jasu devíti vysoce svítivých LED o
průměru 10 mm (svítilna - vlevo) s LED Luxeon Star (vpravo)
při stejném proudu. Myslím, že není co řešit
Figure 4. Brightnes comparing: 9 LED (9 cd
at 20 mA, total current 180 mA) left, white Luxeon Star at the
same current right
Jaroslav Belza
27. 2. 2004