- В данной статье хотелось бы рассказать как можно сделать достаточно простой ультрафиолетовый фонарик, работающий на светодиодах и питаемый от батареек либо аккумуляторов. Применение данного ультрафиолетового фонарика может быть различным. Это и проверка денежных купюр на их подлинность, на которых имеется специальные знаки, которые хорошо видны только под ультрафиолетовым светом. Это и нанесение ультрафиолетовых меток, после чего с данным УФ фонариком они могут быть отслежены. Или же после нанесения специальной краски на предмет, к которому часто прикасаются, можно отследить конкретные места прикосновения, без ведома того, кто к этим местам прикасался ну и т.д.
Теперь о том, как именно устроен этот УФ фонарик и как его можно сделать своими руками. Общая схема этого УФ фонарика приведена ниже.
Начну с особенностей самих ультрафиолетовых светодиодов. В своем фонарике я применил обычные маломощные УФ светодиоды с диаметром 5 мм. Такие светодиоды потребляют около 20 мА и питаются от напряжения 3.2 вольта. То есть, электрическая мощность каждого такого светодиода около 0.065 Вт.
Конечно можно использовать для УФ фонарика и более мощные светодиоды, к примеру на 1 или 3 Вт. Но тогда потребляемый ток уже может быть до 1 ампера и возникает необходимость в использовании более подходящего DC-DC преобразователя.
Теперь по вопросу, почему я решил использовать именно такое подключение УФ светодиодов. А именно поставить три штуки и соединить их последовательно. Дело в том, что напряжение питания этих светодиодов 3.2 вольта. Причем, как незначительное уменьшение, так и незначительное увеличение напряжения питания этих светодиодов достаточно отрицательно влияет на нормальную работу этих полупроводников. При уменьшенном напряжении питания яркость излучения может сильно снизится, а при увеличенном напряжении питания (яркость также увеличиться) может резко сократится общий срок службы этих светодиодов.
Как известно, при работе, как обычная батарейка, так и аккумулятор любого типа в процессе своего разряда постепенно уменьшает напряжение на своих выводах. Причем и напряжение у подобных источников питания как правило отлично от значения 3.2 вольта. И чтобы нам обеспечить нормальную работу хотя бы одного ультрафиолетового светодиода, то необходимо использовать дополнительную схему преобразователя, который бы нам обеспечил стабильность нужного напряжения даже при условии, что источник питания будет менять свое напряжение в процессе своего разряда.
В роли схемы преобразователя я решил использовать такой популярный модуль DC-DC повышающего преобразователя типа MT3608, который сейчас уже можно приобрести без особых трудностей (на радиорынке, в магазине электронных компонентов, на алиэкспресс и т.д.).
Для своего фонарика я применил модуль на 2 ампера, на вход которого можно подавать напряжение в диапазоне от 2 до 24 вольт, ну и на выходе получать до 28 вольт. Причем коэффициент полезного действия у таких модулей достаточно высок, около 93%. Стабильность выходного напряжения именно для моих целей очень даже хорошая. Модуль имеет весьма малые размеры, что также немало важно.
В итоге я на вход модуля DC-DC повышающего преобразователя подаю напряжение двух последовательно соединенных батареек (напряжение при полном заряде около 3.2 вольта, а при минимальном заряде около 2.5 вольт), а на выходе модуля настраиваю напряжение 9.6 вольт. Почему именно 9.6 В? Потому, что если один УФ светодиод нуждается в напряжении 3.2 вольта, то три светодиода, последовательно соединенных, уже буду требовать напряжения именно 9.6 вольт. Конечно, поскольку повышающий модуль может обеспечить напряжение на своем выходе до 28 вольт, то и максимальное количество последовательно соединенных светодиодов может быть 8 штук (это напряжение уже 25.6 вольт).
При любом количестве последовательно соединенных УФ светодиодов (хоть 3 штуки, как в моем варианте фонарика, хоть при максимально возможным для модуля преобразователя 8 штук) ток потребления будет один и тот же, а именно 20 мА. Напомню, что в любой последовательно соединенной электрической цепи ток во всех частях этой цепи будет одинаковый. Ток в 20 мА для такого типа светодиодов будет номинальным. Если чуть увеличить напряжение, которое подается на светодиод (светодиоды), то и ток увеличится, но это уже вредно для самого светодиода, поскольку от увеличенного тока срок службы полупроводника резко уменьшается. Ну, а при чрезмерном токе светодиод у вас просто сразу же сгорит. Так что если наши светодиоды изначально рассчитаны на ток 20 мА, то его еще допустимо увеличить где-то до 30 мА, но лучше все же ток не увеличивать.
В итоге мы имеем, что для сборки нашего ультрафиолетового фонарика нам понадобится любой подходящий по напряжению источник питания. Это либо несколько последовательно соединенных батареек, или же можно взять один литиевый аккумулятор небольших размеров (диапазон рабочих напряжений от 3.2 до 4.2 вольта). Этот источник питания подключаем ко входу повышающего модуля через простой выключатель (можно использовать как с фиксацией так и без нее, или же взять сразу два таких переключателя и поставить их параллельно). Ставить эти переключатели целесообразно в этом месте по причине экономии электроэнергии. Поскольку если переключатель поставить на выходе модуля в цепи светодиодов, то модуль будет все время подключен к источнику питания, что будет его постоянно разряжать. Поскольку ток потребления у УФ фонарика маленький, то для переключателя подойдет даже микро переключатель.
Данный вариант схемы можно использовать и как обычный фонарик, если вместо УФ светодиодов поставить обычные. И еще один момент. Величина изменения выходного тока при изменении входного напряжения (когда батарейки полностью заряжены и когда одни уже практически разряжены) всего около 2-3 мА. Что достаточно хорошо. То есть, изменение тока на светодиодах при их работе будет крайне незначительный, как при максимальном заряде источника питания, так и тогда, когда он практически разряжен. Ну, и последнее что стоит сказать, это то что некоторые модули такого типа имеют некий недостаток, а именно они при минимальном своем напряжении могут на своем выходе выдавать повышенное напряжение. Так что заранее проверяйте свои повышающие модули и ставьте в свои схемы заведомо нормально рабочие.
Видео по теме данной статьи (простой ультрафиолетовый фонарик, сделанный своими руками из УФ светодиодов и модуля повышающего DC-DC преобразователя) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/614ef6b560970c6d74abc71a .
