...А сегодня я расскажу вам, как сделать фонарик.
Как, еще один фонарик? Чем же он отличается от "Карманного фонарика", описание которого ты выкладывал месяц назад? - быть может спросите вы.
С электрической точки зрения - ничем. Так исторически сложилось, что все фонарики делаются по одной и той же схеме. "Батарейка - выключатель - лампочка". И хотя в наши дни эта схема выглядит как "Зарядное устройство - аккумуляторы - выключатель - драйвер - осветительные светодиоды", суть от этого не меняется.
Там даже зарядное устройство и плата драйвера использованы точно такие же, как в предыдущем фонарике.
Но вся остальная конструкция...
- Более энергоемкие аккумуляторы.
- Вместо трех светодиодов используется всего один. Мощный.
- Всего одна рассеивающая линза.
- Луч, с более острым, направленным пучком света.
Вот, пожалуй, и все отличия.
Я назвал его "Фонарик бытовой".
Где его удобно применять? В домашнем хозяйстве.
Например, выискивая места протечек в старых чугунных батареях.
Или разбираясь в хитросплетениях ржавых водопроводных труб в подвале дома.
Или встречая родных с электрички промозглыми осенними вечерами.
Или просто гуляя по неосвещенным ночным улицам и дворам провинциального городка.
Он, так же как и прежний, не обладает пыле- и влагозащищенностью по стандартам IP67 или IP68. Поэтому в наполненную водой ванну бросать его не стоит.
Также не стоит направлять его луч прямо в глаза. Солнечные зайчики минут на пять будут вам обеспечены.
Не стоит надеяться на него, отбиваясь от стаи бродячих собак. Встроенного электрошокера в нем нет.
Или использовать его, исследуя заброшенные строения, если вдруг вы считаете себя сталкером. Хотя в нем и есть функция световой подачи сигнала SOS, рассчитывать на нее и на гарантированный приезд МЧС в экстренных случаях я бы не стал.
Для любителей рыбалки, охотников, грибников, людей, увлекающихся экстремальными видами активного отдыха - это тоже не самый лучший выбор. Им нужно что-то более серьезное и надежное.
Чем же еще он отличается от огромного количества фонариков, продающихся на каждом углу?
Ничем. Он не лучше и не хуже.
Просто собран своими руками.
Пожалуй начнем. Нам потребуются:
1. Пластиковая баночка от мультивитаминов и жестяная баночка от детского питания.
Что у них может быть общего? Подходящий друг для друга диаметр. Чуть больше пяти сантиметров, точнее 53 мм.
И еще это хорошая основа для корпуса нашего фонарика.
В пластиковой мы разместим аккумуляторы, в жестяной - электронику и осветительную часть.
Найти такие можно в ближайшей к вам аптеке или продовольственном магазине вроде "Пятерочки" и "Дикси".
2. Оптическая часть.
Стеклянная линза с углом рассеивания 60 градусов диаметром 44 мм. И пара дюралевых колец с резьбой для ее крепления диаметром 53 мм. Очень хорошо подходят по диаметру к нашему корпусу.
Заказывал здесь.
3. Светодиодный драйвер.
Используется такой же, как в "Карманном фонарике". Для мощных светодиодов Cree. С напряжением питания от 2.7 до 4.2 Вольта и максимальным током до 2 Aмпер. Прошивка микроконтроллера обеспечивает 5 режимов работы: яркость 100%, яркость 50%, яркость 15%, мигающий, режим SOS. Управляется последовательным переключением с помощью одной кнопки.
Заказывал здесь.
4. Светодиод Cree XM-L2 XML2 T6 U2 U3.
(Так он именуется на сайте продавца).
Мощность светодиода 10 Ватт, напряжение питания 2.85-3.6V. Цветовая температура - тёплый белый (2700-3500 K).
Светодиод поставляется на медных или алюминиевых радиаторах разного диаметра. Я выбрал алюминиевый диаметром 32 мм.
Заказывал здесь.
Вполне возможно, что это не оригинальный Cree, а его китайская копия. В отличие от завсегдатаев форумов любителей фонариков, я не стал ломать над этим голову, такой вариант меня тоже вполне устраивает.
Но, если вы любите головоломки, то вот вам еще тройка фактов:
- В 2009-ом году Cree купила первый завод расположенный вне США. Он находится в Huizhou (Guangdong Province, Китай). (Википедия )
- На изображениях светодиода на сайте продавца, кроме обозначения Cree нанесена также аббревиатура YD, обозначающая китайскую фирму Yinding.
- На сайте магазина есть реклама фирмы Yinding, с заявлением "100% original brand new", а под ней надпись "Cooperation partner Cree, Osram, Philips, LG".
И да, я знаю, что написано на заборе и что за забором обычно дрова. Поэтому и вы не ломайте над этим голову.
5. Дополнительный радиатор.
Нужен для отвода тепла от сильно нагревающегося светодиода.
Я его приглядел тогда в интернет-магазине TIXER.RU.
Вряд ли он способен отвести от светодиода все 10 Ватт тепловой мощности, но мне он подошел.
6. Аккумуляторы.
Использовал Panasonic NCR18650B емкостью 3400mAh и типоразмера 18650 с защитой (with PCB). Напряжением 3.7 Вольт.
Потребуются 2 штуки. Будем соединять их параллельно.
Заказывал здесь.
Если "нет сил ждать" пока доедут, можно заказать и в TIXER.RU. Но дороже.
7. Плата зарядного устройства для аккумуляторов.
Точно такая же, как в "Карманном фонарике". На микросхеме TP4056. С разъемом mini-USB.
Зарядку так же предполагается осуществлять через USB-кабель от какого-то внешнего источника питания.
Например от настольного компьютера.
По умолчанию зарядный ток на плате установлен в 1 Ампер. Нам это подходит.
(При необходимости зарядный ток можно менять, перепаяв один из SMD-резисторов на плате зарядного устройства).
Заказать можно, например здесь.
8. В качестве внутренних элементов конструкции
используются отдельные детали, выточенные из кусков фольгированного (одностороннего) и не фольгированного стеклотестолита. Обычно он применяется для производства печатных плат.
Раздобыть их можно, например здесь (Фольгированный) или здесь (Не фольгированный).
Так как не фольгированный раздобыть труднее, а еще он дороже фольгированного, то для простоты достаточно обзавестись фольгированным. И, при необходимости, вытравливать с него фольгу, например раствором хлорного железа.
9. Для внутреннего крепления элементов потребуются несколько латунных стоек.
Нужны стойки разной длины под резъбу М3.
Самый лучший (доступный мне), и самый дорогой (как мне кажется), выбор подобного есть в "Чип и Дип".
Это картинка для примера, сколько их и каких понадобится в действительности смотрим в дальнейшем описании.
Еще нужна будет кнопка включения с фиксацией и 5-ти миллиметровый светодиод в качестве толкателя.
И небольшой, примерно 25х25 мм, кусочек прозрачного оргстекла, толщиной 2 мм. Или несколько таких кусочков. Но об этом позже.
10. Также потребуются винтики, болтики, шайбы, гайки, гроверные шайбы, и контактные лепестки.
Тоже под резьбу М3.
И небольшая стальная пружинка (От шариковой ручки наверное тоже подойдет, но лучше взять помощнее. У меня нашлась диаметром 8 мм и длиной 20 мм).
А также монтажные многожильные провода для соединения отдельных элементов и эмалированный медный обмоточный провод диаметром 1 мм там, где потребуется дополнительная жесткость.
Плюс инструменты и несколько часов, дней или недель свободного времени.
И можно приступать к сборке. Начав с составных комплектующих.
И первый же вопрос: а как ты аккумуляторы в баночке для мультивитаминов крепить собрался?
Можно плотно обмотать их синей изолентой. Можно использовать широкую термоусадку. Но это все на один раз.
Стандартного, подходящего под размер, отсека для крепления я тоже не нашел. Пришлось придумать свой.
Есть хорошее старинное слово "этажерка". Нечто подобное и пришлось соорудить.
Для этого из стеклотекстолита сначала резаком вырезаем шесть одинаковых квадратных заготовок.
А потом, предварительно разметив на них окружности штангенциркулем, обтачиваем их на точильном станке, стараясь довести до идеально круглой формы.
Четыре из них пойдут на нашу этажерку с аккумуляторами. Диаметр их должен быть почти равен внутреннему диаметру горловины нашей пластиковой баночки. Чтобы они с некоторым трудом, но все-таки в нее входили. В моем случае диаметр составил 37.5 мм.
Верхний этаж из этих четырех делается из не фольгированного стеклотекстолита. В нем высверливается несколько отверстий под болтики М3. Часть для крепления к верхней крышке баночки с помощью латунных стоек. Еще пара болтиков с контактными лепестками используется в качестве контактов для плюсовых выводов аккумуляторов.
Нижний этаж вытачивается из фольгированого стеклотекстолита. Фольга на нем залуживается. Затем берем пружинку (ту, которая от шариковой ручки, но лучше помощнее), отрезаем от нее или делим ее на 2 части (каждая из частей длиной примерно 10 мм). И, с помощью паяльного флюса, предварительно тоже залудив, припаиваем эти 2 части пружинки к фольге нижнего этажа в определенных местах. Это будут контакты для минусовых выводов аккумуляторов.
Два средних этажа. Фольга на текстолите для них не нужна. Они служат для фиксации аккумуляторов. Для этого в них сначала высверливается, а затем вытачивается с помощью надфиля пара отверстий, совпадающих по диаметру с нашими аккумуляторами. Диаметр этих отверстий 18.5 мм. Аккумуляторы не должны из них вываливаться или в них болтаться, но и застревать тоже не должны. Перемычка между аккумуляторами составляет примерно 4 мм, если сделать меньше - есть риск, что наша хрупкая пластина сломается при обработке или эксплуатации, сделать больше - аккумуляторы в баночку не пролезут.
Используются латунные стойки: средние - длиной 35 мм (вместе с резьбой), по краям - длиной 25 мм.
А потом все четыре этажа стягиваются латунными стойками и болтами.
Нижние пружинки прижимают аккумуляторы к верхним контактам. Усилие прижатия должно быть таким:
- если отвести аккумулятор от контакта, он должен снова плотно к нему прижаться.
- если потрясти этажеркой в руках, аккумуляторы не должны отходить от контактов.
Припаять к нижнему этажу провод для минусового электрода можно, но особой необходимости в нем нет, ток будет идти по латунным стойкам.
И вот она, этажерка. Чтобы она пролезла в баночку мне приходится чуть сжимать баночную горловину.
Вопрос второй. Крепление осветительного светодиода.
С этим проще. Хотя на дополнительном радиаторе есть три отверстия под резьбу, с нашим светодиодом они не совпадают. Поэтому плата светодиода стягивается с радиатором болтами М3 и латунными стойками с помощью еще одного, пятого стеклотекстолитового фольгированного кругляша. Диаметром 41.5 мм. Он расположен с обратной стороны дополнительного радиатора, фольгой к нему.
Через просверленные в кругляше два отверстия выводятся провода (жесткий медный обмоточный провод диаметром 1мм, дополнительно изолирован термоусадкой) для подключения светодиода к драйверу.
Драйвер припаиваем к этим, выходящим из осветительного модуля, проводам. Так как паяльником туда забраться трудно, сначала припаиваем плату драйвера под углом, потом выравниваем.
Со сборкой составных комплектующих вроде бы разобрались.
Ну а как закончить сборку полностью - узнаем в следующей части...
Она будет опубликована послезавтра, в четверг, 27.06.2019, после 17-00 по Москве.
С уважением. Ваш @mp42b.
Ранее данный пост с некоторыми изменениями был опубликован в моем блоге на платформе ГОЛОС: Фонарик бытовой.