Приветствую, в этой статье речь пойдет про изготовление мощного УФ фонаря, с эффективной мощностью в 14Вт. В качестве источников света использовались УФ диоды по 3-4 Вт https://alii.pub/78f27i?erid=2SDnjdHafY1
Перед установкой данных диодов диапазон свечения был проверен с использованием монохроматора, пик свечения находился в диапазоне указанном продавцом 270-280nm.
Недостатки данных светодиодов:
1) Cветодиоды очень сильно греются, и при постоянной работе требуют пассивные и активные методы отвода тепла.
2) При одинаковом напряжении потребляемый ток у разных светодиодов, из партии в 20 штук составил минимальный 0.07А максимальный 0.29А.
3) При нагревании с 25 до 45 градусов потребляемый ток возрастает у разных диодов от 0.010А до 0.022A.
Так как в данном фонаре использовалось 3 диода, то лучшим решением было-бы использовать 3 драйвера, но так как у меня был выбор из 20 диодов, то подобрал наиболее одинаковые по характеристикам. В качестве системы охлаждения использовал медный радиатор с серверным кулером. Диоды были приклеены с использование термоклея.
Драйвером для данных диодов послужила недорогая микросхема PT4115. Я уже писал про данный драйвер и для понимания работы этой микросхемы рекомендую также изучить данную статью.
В качестве обвязки для данной микросхемы в этом фонаре применил:
10L100SP, Диод Шоттки https://www.chipdip.ru/product/10l100sp
Дроссель SMD CDSPQ105-101M, 100мкГн, 1.5А https://www.chipdip.ru/product/spq105-101m-100
Конденсатор smd 1 мкФ X7R https://www.chipdip.ru/product/grm55dr72a105k
В качестве источника питания было принято решение использовать внешний повербанк, или зарядник от телефон с технологией PD/QC. Для этого был применен специализированный триггер "PD(PowerDelivery) Type-C триггер (5В, 9В, 12В, 15В, 20В)"
Данный триггер был настроен на 15 вольт. В случае отсутствия под рукой источников питания с технологией PD в схему был добавлен повышающий DC-DC XL6009E1. Также в схеме присутствует линейный понижающий преобразователь на микросхеме AMS1117A-ADJ на 5 вольт, для питания микроконтроллеров и 0,91-дюймовый OLED дисплея.
В фонаре применяются 2 микроконтроллера ATtiny85-20PU используемые для регулирования яркости светодиодов, контроля температуры, регулирования скорости вентиляторов в зависимости от температуры диодов, вывода информации на дисплей, а также ручной настройки с использованием кнопок.
Общее схемотехническое решение представлено выше. Контролер U1 обрабатывает нажатие кнопок, отслеживает температуру, управляет яркостью диодов и выводит информацию на OLED дисплей. Контролёр U2 управляет системой охлаждения на основе серверного вентилятора, он включает и выключает вентиляторы при достижении температуры в 30 градусов и регулирует скорость вращения вентилятора при достижении температуры в 50 градусов, скорость вентилятора максимальная. При таких настройках максимальная температура на 90 процентах яркости держится на уровне 42-44 градуса.
Так как количество пинов микроконтроллера жестко ограничено, копки подключены по принципу делителя напряжения так называемая "резистивная клавиатура", таким образом подключены 2 копни к 1 выходу МК на схеме обозначен K.
Температура определяется при помощи термистора "100к B константа 3950k NTC100к" установленного в просверленном отверстии радиатора на схеме выход T
Яркость регулируется при помощи ШИМ сигнала подаваемого на микросхему PT4115 на схеме обозначен PWM, для уменьшения мерцания светодиодов в схему был добавлен конденсатор С2 на выходе микросхемы, а также была увеличена частота ШИМ на МК путем разгона МК.
Включение и выключение системы охлаждения реализовано на полевом транзисторе IRFZ44N на схеме обозначен fan, управление скоростью реализуется за счет ШИМ сигнала на схеме обозначен fan_s. Вентилятор подключен к линии питания через резистор на 10 Ом для ограничения пускового тока.
Памяти в МК всего 8K, таким образом все ПО фонарика было написано на языке С, объём кода составил на 1 контролёре 407 строк и занял 80 процентов памяти МК, 2 контролёр 219 строк и 40 процентов памяти.
Корпус для данного фонаря был спроектирован в программном комплексе SOLIDWORKS
Для улучшение чёткости флуоресценции в УФ фонарик установлен фильтр.
Данный фонарик собирался по просьбе геолога для определения некоторых разновидностей минералов, пример с самодельной установки, в которой установлены такие же диоды.
Фонарик собирался 1.5 месяца назад и уже отработал 6 часов 43 минуты на момент написания статьи.
Фонарь эксплуатируется в основном на 80-90 процентах мощности, при включении режима буст фонарик в течении 20 секунд будет работать на 100 процентах мощности. На дисплей в реальном времени выводится мощность, температура и отработанное время.
Для желающих повторить подобный фонарик расскажу чем опасно UV-C 280Nm:
1) Может привести к раку кожи (при длительном воздействии).
2) Даже кратковременное воздействие приводит ожогу роговицы!!!
Таким образом смотреть на диоды нельзя!!!!! можно только любоваться флуоресценцией и желательно в защитных очках.
На этом у меня все, буду рад подписке и комментарию!