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DIY LED懐中電灯：基本要素の選択と構造の組み立て順序。強力なLED懐中電灯 LED懐中電灯の作り方

新世代の光源である発光ダイオードは、依然としてコストが高いにもかかわらず、ますます人気が高まっています。

消費電力が低いため、据え置き型の照明器具だけでなく、スタンドアロンの電池式照明器具にも使用されています。

この記事では、LED懐中電灯を自分の手で作る方法と、通常の懐中電灯と比較してどのような利点があるかについて説明します。

LED (外国名 - Light Emitting Diode または LED) は、従来のダイオードと同様に、電子伝導性と正孔伝導性を備えた 2 つの半導体で構成されています。

しかし、この場合、pn接合ゾーンの発光が特徴的な材料が使用されています。

一般に、LED は電子機器に長い間使用されてきました。

しかし、以前はほとんど光らなかったため、たとえばデバイスの電源が入っていることを示すインジケーターとしてのみ使用されていました。

LEDは技術の発展によりより明るくできるようになり、本格的な光源になりました。同時に、コストは常に低下していますが、もちろん、それでも通常の電球には程遠いです。

しかし、LED には多くの利点があるため、多くの購入者は過剰な支払いをいとわないでしょう。

同じ明るさの白熱灯に比べて消費電力が 10 ～ 15 倍少なくなります。
彼らは単純に、5万時間の労働に表される膨大なリソースを持っています。さらに、メーカーは 2 年、さらには 3 年の保証期間を設けてその約束を裏付けています。
自然に非常に似た白色光を放射します。
他の光源に比べて衝撃や振動をあまり恐れません。
電圧降下に対する高い耐性を備えています。

これらすべての特性のおかげで、LED は今日、ほぼどこでも他の光源を自信を持って置き換えています。それらは日常生活、車のヘッドライト、広告、携帯用懐中電灯などで使用されており、そのうちの 1 つがこれから作り方を学びます。

ものづくりに必要な要素

まず、デバイスを構成するすべてのコンポーネントを入手する必要があります。

それらの多くはありません:

発光ダイオード。
直径10～15mmのフェライトリングです。
直径0.1～0.25mm（20～30cm片）の巻線用ワイヤーです。
抵抗1kΩ。
NPNトランジスタ。
バッテリー。

まあ、購入した懐中電灯からケースを入手できれば。そこにない場合は、コンポーネントを固定するために任意のベースを使用できます。

組立図

すべての準備ができたら、次の作業を開始できます。

トランスを作ります。フェライトリングは自作トランスの磁気回路として機能します。まず、直径0.25mmの巻線を45ターン巻き、二次巻線を形成します。将来的にはLEDも接続される予定です。次に、直径0.1 mmのワイヤから、トランジスタのベースに接続される30回の一次巻線を作成する必要があります。
抵抗の選択: ベース抵抗は約 2 kΩ である必要があります。

ただし、2 番目の抵抗の値を選択する必要があります。これは次のように行われます。

その代わりに同調 (可変) 抵抗器が取り付けられます。
懐中電灯を新しい電池に接続したら、LED に 22 ～ 25 mA の電流が流れるように可変抵抗器の抵抗を設定します。
可変抵抗器の抵抗値を測定し、代わりに同じ定格の定抵抗器を取り付けます。

ご覧のとおり、回路は非常に単純であり、エラーの可能性は最小限であると考えられます。

DIY LED 懐中電灯 - 図

それでも懐中電灯が動作しないことが判明した場合は、次のような理由が考えられます。

巻線の製造では、多方向電流の状態は観察されませんでした。この場合、二次巻線に電流は発生しません。回路が動作するには、巻線を異なる方向に巻くか、いずれかの巻線の結論を交換する必要があります。
巻線のターン数が少なすぎます。最低必要なターン数は 15 であることに注意してください。

それらが巻線内に少量で存在すると、電流の生成は再び不可能になります。

DIY 12 ボルト LED 懐中電灯

懐中電灯ではなく、小型のスポットライト全体が必要な場合は、より強力な電源を備えたデバイスを組み立てることができます。後者としては、12 ボルトのバッテリーが使用されます。こちらの商品は少し大きめのサイズになりますが、持ち運びには十分な大きさです。

高出力の光源を作成するには、次のものを準備する必要があります。

直径約50mmのポリマーパイプ。
PVC部品を接着するための接着剤。
PVCパイプ用の一対のねじ付き継手。
スクリューキャップ。
トグルスイッチ;
12V LED;
12 ボルトのバッテリー。
電気配線の設置のための補助要素 - 熱収縮チューブ、電気テープ、プラスチッククランプ。

電源としては、壊れたラジコンの電池を複数個まとめて12V電池1本にまとめたものを使用できますが、電池の種類により8個から12個必要となります。

12 ボルト LED 懐中電灯は次のように組み立てられます。

バッテリーより数センチ長いワイヤーをLEDの接点にはんだ付けします。この場合、接続を確実に分離する必要があります。
バッテリーとLEDに接続されたワイヤーには、素早く接続できる特別なコネクターが装備されています。
回路を組む際はトグルスイッチがLEDとは反対側になるように取り付けます。電子充填の準備が完了し、テストで適切に機能することが示されたら、ケースの製造を開始できます。

ケースはポリマーパイプ製です。これは次のように行われます。

パイプは必要な長さに切断され、その後すべての電子機器がその中に配置されます。
懐中電灯を持ち運んだり操作したりするときにバッテリーが動かないように、バッテリーを接着剤で固定します。そうしないと、重い電池が LED 素子に当たり、LED が動作しなくなる可能性があります。
ネジ付き継手をパイプの両端に接着します。接着剤を保存する必要はありません。接続はしっかりと行う必要があります。そうしないと、この時点でハウジング内に水が浸入する可能性があります。
トグルスイッチをLEDとは反対側に設置した金具の中に固定します。スイッチを接着剤の上に置きますが、プラグを継手にねじ込むことができるように外側に突き出てはいけません。

トグルスイッチを切り替えるには、プラグを取り外してから再度取り付ける必要があります。これは多少不便ではありますが、この解決策によりケースが完全に密閉されることが保証されます。

価格と品質の問題

すべての懐中電灯コンポーネントの中で、12 ボルト LED が最も高価です。 4～5ドルを支払う必要があります。

それ以外のものはすべて無料で入手できます。すでに述べたように、電池はラジコン玩具から取り外され、プラスチックのパイプや部品は、家に配管や暖房を設置した後に廃棄物として残ることがよくあります。

絶対にすべてのコンポーネントを店舗で購入する必要がある場合、照明装置のコストは約10ドルになります。

LED ストリップからの自家製ランプは、迅速かつ簡単に構築できます。 - 製造手順を参照して、独自の製品を作成してください。

LEDストリップを自分の手で正しく取り付ける方法についてお読みください。

結論

明るい光を発し、同時にバッテリーを充電せずに長時間使用できる便利な懐中電灯は、家庭に常に必要です。ご覧のとおり、自分で簡単に作ることができるので、お金を節約できます。主なことは、この記事に記載されているすべての推奨事項に注意し、厳密に従うことです。

装置の動作原理

今回は、LED は 3 オームの抵抗を介してのみバッテリーに接続されています。エネルギー源が用意されているため、永久ファラデー懐中電灯の場合のように、電圧分配のための蓄積サイリスタやトランジスタは必要ありません。バッテリーの充電には電子充電モジュールが使用されます。小さなマイクロモジュールが電圧サージから保護し、バッテリーの過充電を防ぎます。デバイスは USB コネクタから充電され、モジュール自体にはマイクロ USB コネクタがあります。

必要な部品

20 ml プラスチック注射器;
ハウジング付き LED 懐中電灯用レンズ;
マイクロボタンスイッチ;
抵抗 3 オーム / 0.25 W;
ラジエター用のアルミニウム板。
数本の銅線。
瞬間接着剤、エポキシまたは液体ネイル。

必要な道具としては、フラックス入りはんだごて、グルーガン、ドリル、ライター、ペイントナイフなどがあります。

強力なLED懐中電灯の組み立て

レンズ付きLEDの準備

レンズ付きのプラスチックキャップを取り、ラジエーターの周囲に印を付けます。 LEDを冷却するために必要です。アルミニウムプレートに取り付け溝、穴をマークし、マークに従ってラジエーターを切り抜きます。これは、たとえばドリルを使用して行うことができます。

しばらく拡大レンズを取り出しますが、今では必要なくなります。キャップの裏側に放熱板を瞬間接着剤で貼り付けます。キャップとラジエーターの穴、溝が一致している必要があります。

LED の接点は錫メッキされ、銅線ではんだ付けされています。熱収縮チューブで接点を保護し、ライターで温めます。キャップの表側から配線付きのLEDを差し込んでいきます。

注射器から懐中電灯本体を加工

注射器のハンドルでピストンのロックを解除します。注射器は必要なくなります。ニードルコーンをペイントナイフで切り取ります。
シリンジの端を完全に洗浄し、懐中電灯の LED 接点用の穴を開けます。
ランタンのキャップをシリンジの端面に、エポキシ樹脂や液体釘などの適切な接着剤で固定します。 LED 接点をシリンジ内に配置することを忘れないでください。

マイクロ充電モジュールとバッテリーの接続

リチウム電池に接点付きの端子を取り付け、シリンジ本体に挿入します。銅接点を締めてバッテリーケースでクランプします。

シリンジには数センチメートルの空きスペースしかなく、充電モジュールを設置するには十分ではありません。したがって、2 つの部分に分割する必要があります。
モジュール基板の中央にペイントナイフを引き、カットラインに沿って壊します。二重テープを使用して、ボードの両方の半分を一緒に接続します。

モジュールのオープン接点は錫メッキされ、銅線ではんだ付けされています。

懐中電灯の最終組み立て

抵抗器をモジュール基板にはんだ付けし、それをマイクロボタンに接続し、熱収縮で接点を絶縁します。

残りの 3 つの接点は、接続図に従ってモジュールにはんだ付けされます。最後にマイクロボタンを接続し、LEDの動作を確認します。

懐中電灯は、自然を満喫するときや、街から田舎へ旅行するときの必需品です。夜、個人の敷地やテントの近くで、彼だけが暗い王国に一筋の光を生み出すでしょう。しかし、都会のアパートでも、それなしではいられないこともあります。一般に、懐中電灯がなければ、ベッドやソファの下に転がる小さなものを手に入れるのは困難です。そして、今日では多機能で光源となる装置がありますが、読者の中には自分の手で懐中電灯を作る方法を知りたいと思っている人もいるでしょう。即興アイテムから小さな装置を作る方法については後で説明します。

クラシックなフォルム

懐中電灯の最も便利な設計は、原則として長年にわたって変更されていませんが、次の内容を備えた設計です。

円筒形の本体に同じ形状の電池が入っています。
本体の一端に電球が付いた反射板。
ハウジングのもう一方の端から取り外し可能なカバー。

そしてこのデザインは、家庭にある不要なアイテムを使って得ることができます。ランタンを自分の手で作ると、工業デザインのような造形美は当然ありません。しかし、それは機能的であり、実用的な自家製製品から多くの肯定的な感情を受け取るでしょう。

したがって、一見すると解決するのが難しい主な問題は、反射板です。しかし、それは複雑に思えます。実際、私たちの周囲には、さまざまなサイズの反射板が存在しない可能性のある多くの物体に囲まれています。これらは普通のペットボトルです。首付近の内面は工場で作られたリフレクターを備えた形状に非常に近い形状です。そして、その蓋はあたかもその中に LED を取り付けるために作られたかのようで、これが今日最高の光源です。豆電球より明るく経済的です。

反射板を作ります

ケースを作るのに適した寸法のチューブが見つからなくても問題ありません。パーツごとに接着可能です。例えば、不要になった使い捨てボールペンから。接点をスプリングするには、ページの綴じ込みに使用されるスパイラルを使用し、ブリキ缶を原材料とする薄い金属シートから接点を作成します。したがって、目的のサイズのペットボトルを選択し、残りの要素を選択することから始めます。ボトルが小さいほど、リフレクターの剛性と強度が高くなります。組み立て中の部品の固定は、建築用シーラントに基づいて行うのが最も簡単です。

それでは、自分の手で懐中電灯を作り始めましょう。鋭利なナイフでボトルから首と胴体の放物線部分を切り取り、ハサミで端を切り取ります。

反射効果を高めるため、板チョコを包んだホイルを使用しています。サイズが十分でない場合は、ベーキング製品用のホイルのロールから大きなブランクを切り取ることができます。ホイルを表面に保つには、シーラントの薄い層を塗布します。次に、その上にホイルを押して平らにします。彼女が眉をひそめたとしても、それは問題ではありません。主なことは、腫れがないこと、そして彼女はベースの形状を繰り返すということです。

ホイルを指で押して凹凸を滑らかにし、最も均一な表面を形成します。プラスチックベースと面一になるようにハサミで端に沿ってホイルをトリミングします。首の輪郭に沿って、LED用のナイフで切り抜きを作成し、その後パネルのこの場所に取り付けます。

ボトルキャップの底から作成し、鋭利なナイフでネジ切り端を切り取り、必要に応じてはさみで切り取ります。次に、千枚通しまたはナイフの先端でソケットに2つの穴を開け、そこにLEDの脚を通し、LEDのベースを押し付けます。 LED ランプをカバーの中央に正しく取り付けるには、LED の基部の脚の位置に応じて穴間の距離を正しく選択する必要があります。

LED リードをパネルの端に当たるまで側面に曲げます。導体をそれらにねじります。芯線の性質等により撚りが不安定な場合は、はんだ付けを使用します。ワイヤーを取り付けた後の結論は、パネルに沿って曲げられます。受け取った部品の性能を懐中電灯に使用されている電池で確認することをお勧めします。

次に、ブリキシートからバッテリーの接触パッドを切り出し、LED を備えたソケットに当てます。ねじったりはんだ付けしたりすることで、パッドと端子を短いワイヤで接続します。端子をスプリングに取り付け、それをソケットに取り付けます。エレメントの固定にはシーラントを使用します。

次に、LEDを備えたソケットをリフレクターに接着します。

底部とバッテリーケース

懐中電灯のハウジングの反射板の反対側の部分も、首のあるボトルの一部から作られています。ただし、首からだけ蓋が付いています。内壁にはブリキ板製の端子が接着されています。ワイヤーも付いてます。このワイヤと LED からの 2 番目のワイヤは懐中電灯の制御に使用されます。端子はネックにねじ込まれたカバーによって押されながらバッテリーに接触します。

2 つの主要な部分が準備できました。次はバッテリーケースを作る必要があります。これを行うには、乾燥して不要になったサインペンを使用します。それらから本体だけを残し、長さを短くし、軸に沿って端に沿って切り、接着用の2つの突起を作ります。カットする前に、接着する部分にサインペンの本体を当てて、マーカーでマークを付けます。

突起部分に接着剤を塗布し、リフレクターと背面にそれぞれ接着します。

次に、ブリキ板からスイッチの詳細を切り出します。ワイヤーを取り付けて、パーツをボディに接着します。

懐中電灯に電池を入れて使用します。もちろん、これは高品質の反射板とハイビームを備えた工場製の懐中電灯ではありません。しかしその一方で、それは手作りであり、あなた自身の製品であり、優れた近距離照明を提供し、大きな喜びを与え、お金では買えません。これで、ランタンを自分でいかに簡単に作ることができるかを視覚的に表現できました。

懐中電灯とそこからの光の準備ができています

私はあなたの裁量で、私が長い間使用している強力なLED懐中電灯回路の3つのバリエーションを同時に提供します。個人的には、輝きの明るさと作業時間に非常に満足しています（実際には、1か月の使用には1回の充電で十分です-つまり、薪を割ったり、どこかに行ったりしました）。 LED はすべての回路で 3 ワットの電力で使用されました。違いは光の色（温白色または冷白色）のみですが、個人的には冷白色の方が明るく輝き、暖白色の方が読みやすい、つまり目に馴染みやすいように思えます。そのため、選択はあなた次第です。

懐中電灯回路の最初のバージョン

テストでは、この回路は 3.7 ～ 14 ボルトの電源電圧内で驚くべき安定性を示しました (ただし、電圧が増加すると効率が低下することに注意してください)。出力を3.7ボルトに設定したので、電圧範囲全体で同じでした（抵抗R3で出力電圧を設定しました。この抵抗が減少すると出力電圧は増加しますが、あまり減少させることはお勧めしません。実験している場合は、LED1の最大電流と2番目のLEDの最大電圧を計算してください）。この回路にリチウムイオン電池から電力を供給すると、効率は約 87 ～ 95% になります。ではなぜ PWM を思いついたのでしょう? 私の言うことが信じられないなら、自分で調べてみてください。

4.2 ボルトでの効率 = 87%。 3.8 ボルトでの効率 = 95%。 P=U*I

LED は 3.7 ボルトで 0.7A を消費します。つまり、0.7 * 3.7 = 2.59 W、充電済みバッテリーの電圧を引いて、消費電流を掛けます: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35W。ここで効率を調べてみましょう: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%。そして残りの部品とトラックを加熱するために0.5パーセント。コンデンサ C2 - LED を安全に点灯させ、干渉を防ぐためのソフトスタート。ラジエーターには必ず強力な LED を取り付けてください。私はコンピューターの電源から 1 つのラジエーターを使用しました。部品の場所:

出力トランジスタは基板の背面の金属壁に触れないようにするか、間に紙を挟むか、ノートのシートに基板の図を描いて、シートの反対側と同じになるようにしてください。 LED懐中電灯に電力を供給するために、ラップトップのバッテリーから2つのリチウムイオン電池を使用しましたが、電話のバッテリーを使用することもかなり可能です。合計電流は5〜10A * hであることが望ましいです（並列接続します）。

ダイオードランプの 2 番目のバージョンに進みましょう

最初の懐中電灯を売りましたが、これがないと夜は少し迷惑だと感じました。前の計画を繰り返す詳細がなかったため、その時点であったもの、つまり KT819、KT315、KT361 から即興で作る必要がありました。はい、そのような詳細であっても、低電圧スタビライザーを組み立てることは可能ですが、損失はわずかに高くなります。このスキームは前のスキームに似ていますが、このスキームではすべてがまったく逆です。ここのコンデンサ C4 もスムーズに電圧を供給します。違いは、ここでは出力トランジスタが抵抗 R1 で開いており、KT315 がそれを特定の電圧まで閉じるのに対し、前の回路では出力トランジスタが閉じて 2 番目に開くことです。部品の場所:

レンズが割れてLED内部の接点が損傷するまで、約6か月間使用しました。彼はまだ働いていましたが、6つの細胞のうち3つだけでした。したがって、私は贈り物として残しました:) 次に、追加のLEDを使用してなぜこれほど優れた安定化が行われたのかを説明します。興味のある方は読んでみてください。低電圧安定器を設計するときに役立ちます。または、読み飛ばして最後のオプションに進みます。

それでは、温度の安定化から始めましょう。実験を行った人は、それが冬でも夏でもどれほど重要であるかを知っています。したがって、これらの2つの強力な懐中電灯では、次のシステムが動作します。温度が上昇すると、半導体チャネルが増加し、通常より多くの電子が通過できるようになります。そのため、チャネル抵抗が減少し、そのため電流スループットが増加します。同じシステムがすべての半導体で動作するため、LEDを流れる電流も増加し、すべてのトランジスタが特定のレベル、つまり安定化電圧まで閉じます（実験は摂氏-21 ... + 50℃の温度範囲で行われました）。インターネットで安定化回路をたくさん集めて、「どうしてこんな間違いが起こるのだろう！」と不思議に思いました。レーザーに電力を供給するための独自のスキームを推奨している人もいます。このスキームでは、温度が 5 度上昇するとレーザーの射出が準備されるため、このニュアンスも考慮してください。

次にLED自体についてです。 LED の電源電圧をいじったことがある人なら誰でも、電源電圧が増加すると消費電流も急激に増加することを知っています。したがって、スタビライザの出力電圧がわずかに変化すると、トランジスタ（KT361）は単純な抵抗分割器（大きなゲインが必要）よりも何倍も簡単に反応し、低電圧スタビライザのすべての問題を解決し、部品点数を削減します。

LEDランプの第3バージョン

今日まで私が検討し使用してきた最後のスキームに進みましょう。以前のスキームよりも効率が高く、グローの明るさが高く、当然のことながら、LED用の追加の焦点レンズを購入しました。すでに4つのバッテリーがあり、これは14A *時間の容量にほぼ等しくなります。校長メール。図式：

回路は非常にシンプルでSMD設計で組み立てられており、過剰な電流を消費する追加のLEDやトランジスタはありません。安定化には TL431 が使用され、これで十分です。効率は 88 ～ 99% です。信じられない場合は、計算してください。完成した自家製デバイスの写真:

はい、ところで、明るさについてですが、ここでは回路の出力で3.9ボルトを許可し、1年以上使用しています。LEDはまだ生きており、ラジエーターが少し加熱するだけです。ただし、出力抵抗 R2 と R3 を選択することで、希望する人は自分でより低い電源電圧を設定できます (これを白熱灯で行うことをお勧めします。必要な結果が得られたら、LED を接続します)。ご清聴ありがとうございます。レフティ・リーシャ（ステパノフ・アレクセイ）も一緒でした。

記事について議論する強力な LED 懐中電灯

安全性と暗闇の中で活動的な活動を継続できるためには、人工照明が必要です。原始人は暗闇を切り開き、木の枝に火をつけ、たいまつと石油ストーブを思いつきました。そして、1866年にフランスの発明家ジョージ・レクランシュが現代の電池の試作品を発明し、1879年にトムソン・エジソンが白熱ランプを発明した後、デヴィッド・マイゼルは1896年に最初の電球の特許を取得する機会を得ました。

それ以来、新しい懐中電灯の電気回路は何も変わっていませんでしたが、1923年にロシアの科学者オレグ・ウラジミロヴィチ・ロセフが炭化ケイ素の発光とpn接合の関係を発見し、1990年に科学者たちは白熱電球の代替となるより高い光出力を持つLEDの作成に失敗しました。白熱灯の代わりにLEDを使用すると、LEDの消費電力が低いため、同じ容量の電池と蓄電池で懐中電灯の動作時間を何倍にも増やすことができ、懐中電灯の信頼性が向上し、使用領域の制限を実質的に取り除くことができました。

写真にあるLED充電式懐中電灯ですが、先日3ドルで購入した中華製懐中電灯Lentel GL01の充電インジケーターは点灯しているのに光らないというクレームで修理に来ました。

ランタンの外観検査では好印象が得られました。高品質なボディ成形、快適なハンドルとスイッチ。家庭内ネットワークに接続して充電するためのプラグのロッドが伸縮式になっており、電源コードを収納する必要がありません。

注意！ランタンを分解・修理する際、電源に接続されている場合は注意が必要です。コンセントに接続されている回路の露出部分に触れると、感電する可能性があります。

Lentel GL01 LED充電式懐中電灯の分解方法

懐中電灯は保証修理の対象だったのですが、故障した電気ケトル（高価なケトルで発熱体が焼き切れてしまい、自分の手で修理するのは無理でした）の保証修理のときの散歩を思い出し、自分で修理することにしました。

ヘッドライトの分解は簡単でした。保護ガラスを固定しているリングを反時計回りに少し回して外し、ネジを数本緩めるだけで十分です。リングは銃剣接続で本体に固定されていることが判明しました。

懐中電灯ハウジングの半分の 1 つを取り外すと、そのすべてのノードにアクセスできるようになりました。写真の左側には LED を備えたプリント基板が見えます。このプリント基板にはリフレクター (光反射板) が 3 本のタッピングネジで取り付けられています。中央にはパラメータが不明な黒色の電池があり、端子の極性を示すマークがあるだけです。バッテリーの右側には、充電器と表示器のプリント基板があります。右側は伸縮ロッド付きの電源プラグです。

LED を詳しく調べたところ、すべての LED の結晶の発光面に黒い斑点または点があることが判明しました。マルチメーターでLEDを確認しなくても、LEDが切れているために懐中電灯が光らないことが明らかになりました。

バッテリー充電表示板のバックライトとして設置されている2つのLEDの結晶にも黒ずんだ部分があった。 LED ランプやテープでは、通常 1 つの LED が故障し、ヒューズの役割を果たし、残りの LED が切れるのを防ぎます。そして、ランタンでは、9 個の LED がすべて同時に故障しました。バッテリーの電圧が LED を無効にする値まで上昇することはありませんでした。その理由を知るためには、電気回路図を描く必要がありました。

ランタンが故障した原因を探る

ランタンの電気回路は、機能的に完成した 2 つの部分で構成されています。スイッチ SA1 の左側にある回路の部分は、充電器の機能を実行します。スイッチの右側に示されている回路の部分が光ります。

充電器は次のように動作します。 220 V の家庭用ネットワークからの電圧は、電流制限コンデンサ C1 に供給され、次にダイオード VD1 ～ VD4 で構成されるブリッジ整流器に供給されます。整流器はバッテリー端子に電圧を供給します。抵抗 R1 は、懐中電灯のプラグをネットワークから取り外した後にコンデンサを放電するのに役立ちます。したがって、プラグの 2 つのピンを同時に手で誤って触れた場合でも、コンデンサの放電による感電は排除されます。

結局のところ、ブリッジの右上のダイオードとは逆方向に電流制限抵抗R2と直列に接続されているLED HL1は、バッテリーが故障しているか回路から切断されている場合でも、プラグがネットワークに挿入されると常に点灯します。

SA1 動作モードスイッチは、LED の個々のグループをバッテリーに接続するために使用されます。図からわかるように、懐中電灯が充電のために主電源に接続されており、スイッチスライダーが位置 3 または 4 にある場合、バッテリー充電器からの電圧も LED に送られることがわかります。

懐中電灯の電源を入れても機能しないことに気づき、懐中電灯の取扱説明書には何も記載されていないが、スイッチのエンジンを「オフ」の位置に設定する必要があることを知らずに、充電のために懐中電灯を主電源に接続すると、充電器の出力の電圧サージにより、計算された電圧を大幅に超える電圧がLEDに印加されます。より多くの電流が LED に流れ、LED が切れてしまいます。鉛板の硫化により酸性バッテリーが劣化すると、バッテリーの充電電圧が上昇し、LED の焼損にもつながります。

私が驚いたもう 1 つの回路設計は、7 個の LED の並列接続です。これは受け入れられません。同じタイプの LED であっても電流電圧特性が異なり、したがって LED に流れる電流も同じではないからです。このため、LEDに流れる最大許容電流に基づいて抵抗R4の値を選択すると、そのうちの1つが過負荷になって故障し、並列接続されているLEDに過電流が流れ、LEDが焼損する可能性があります。

ランタンの電気回路の改造（近代化）

ランタンの故障は開発者の電気回路図のミスによるものであることが明らかになった。ランプを修理して再故障を防ぐには、LEDを交換して電気回路に若干の変更を加えてやり直す必要があります。

バッテリー充電インジケーターが実際に充電を知らせるためには、HL1 LED がバッテリーと直列に点灯する必要があります。 LED を点灯するには数ミリアンペアの電流が必要で、充電器による電流出力は約 100 mA でなければなりません。

これらの条件を確保するには、赤い十字で示された場所でHL1-R2回路を回路から切り離し、公称値が47オームで電力が少なくとも0.5Wの追加の抵抗Rdを並列に取り付けるだけで十分です。 Rd を流れる充電電流により Rd に約 3 V の電圧降下が生じ、HL1 インジケータが点灯するのに必要な電流が供給されます。同時に、HL1 と Rd の接続点を SA1 スイッチの端子 1 に接続する必要があります。このような単純な方法により、バッテリ充電中に充電器から EL1 ～ EL10 LED に電圧が供給される可能性が排除されます。

EL3 ～ EL10 LED を流れる電流の大きさを等しくするには、回路から R4 抵抗を除外し、個別の 47 ～ 56 オームの抵抗を各 LED に直列に接続する必要があります。

改訂後の電気図

回路に加えられた小さな変更により、安価な中国製 LED 懐中電灯の充電インジケーターの情報内容が増加し、その信頼性が大幅に向上しました。この記事を読んで LED ランプのメーカーが製品の電気回路を変更することを願っています。

近代化後の電気回路図は上の図のような形になりました。懐中電灯を長時間点灯する必要があり、その輝きの高輝度を必要としない場合は、電流制限抵抗R5を追加で取り付けることができます。これにより、再充電なしでの懐中電灯の動作時間が2倍になります。

LED充電式ランプの修理

分解後は、まずランタンの作業能力を回復し、近代化に取り組む必要があります。

マルチメーターで LED をチェックすると、誤動作が確認されました。したがって、すべての LED をはんだ付けし、新しいダイオードを取り付けるための穴をはんだから取り除く必要がありました。

外観から判断すると、HL-508Hシリーズの直径5mmのランプLEDが基板に取り付けられていました。同様の技術特性を持つリニア LED ランプの HK5H4U タイプ LED が入手可能でした。ランタンの修理に役立ちました。 LEDを基板にはんだ付けするときは、極性を必ず観察する必要があります。アノードはバッテリーまたはバッテリーのプラス端子に接続する必要があります。

LEDを交換した後、PCBを回路に接続しました。共通の電流制限抵抗によるいくつかの LED の輝きの明るさは、他の LED とは多少異なりました。この欠点を解消するには、抵抗器 R4 を取り外し、各 LED と直列の抵抗器を含む 7 つの抵抗器に置き換える必要があります。

LED の最適な動作モードを提供する抵抗を選択するために、懐中電灯のバッテリー電圧に等しい 3.6 V の電圧における LED を流れる電流の直列接続抵抗の値への依存性が測定されました。

ランタンの使用条件（アパートへの電力供給が中断された場合）に基づいて、高輝度と照明範囲は必要ないため、公称値56オームの抵抗器が選択されました。このような電流制限抵抗を使用すると、LED は点灯モードで動作し、消費電力が経済的になります。懐中電灯から最大の明るさを絞り出したい場合は、表からわかるように、公称値 33 オームの抵抗を使用し、公称値 5.6 オームの別の一般的な電流制限抵抗 (R5 図内) をオンにして、懐中電灯の 2 つの動作モードを作成する必要があります。

各 LED に抵抗を直列に接続するには、まずプリント基板を準備する必要があります。これを行うには、各 LED に適した 1 つの通電トラック上で LED を切断し、追加の接触パッドを作成する必要があります。基板上の電流が流れるトラックはワニスの層で保護されており、写真のようにナイフの刃で銅まで削り落とす必要があります。次に、裸の接触パッドをはんだでメッキします。

基板が標準的な反射板に固定されている場合は、抵抗を取り付けるためのプリント基板を準備し、それらをはんだ付けする方が便利です。この場合、LEDレンズの表面に傷がつかず、作業がより便利になります。

修理および最新化後のダイオードボードを懐中電灯のバッテリーに接続すると、すべての LED が同じ明るさで発光し、十分な照明が得られることがわかりました。

2番目のランプも同じ故障で修理に入ったため、前のランプを修理する時間がありませんでした。懐中電灯本体の製造元や技術的特徴に関する情報は見つかりませんでしたが、製造元の手書きと故障の理由から判断すると、製造元は同じ、中国のLentelです。

懐中電灯の本体と電池の日付から、この懐中電灯はすでに 4 年前のものであることが確認でき、所有者によれば、懐中電灯は問題なく動作していたという。「充電中は点灯しないでください！」という警告ラベルのおかげで、懐中電灯は明らかに長持ちしました。コンパートメントを閉じるヒンジ付きカバーに、懐中電灯を電源に接続してバッテリーを充電するためのプラグが隠されています。

この懐中電灯モデルでは、規則に従って LED が回路に含まれており、それぞれに 33 オームの抵抗が直列に取り付けられています。抵抗の値は、オンライン計算機を使用して色分けすることで簡単に見つけることができます。マルチメーターで確認すると、すべての LED が故障しており、抵抗器も開いていることが判明しました。

LED の故障の原因を分析したところ、酸電池プレートの硫酸化により内部抵抗が増加し、その結果、充電電圧が数倍に上昇したことがわかりました。充電中に懐中電灯が点灯し、LED と抵抗に流れる電流が制限を超え、故障につながりました。 LEDだけでなく抵抗器もすべて交換する必要がありました。上記の懐中電灯の動作条件に基づいて、公称値 47 オームの抵抗器が交換用に選択されました。あらゆるタイプの LED の抵抗値は、オンライン計算機を使用して計算できます。

バッテリー充電モード表示回路の変更

懐中電灯は修理されたので、バッテリー充電表示回路の変更を開始できます。これを行うには、LED 側の HL1-R2 チェーンが回路から切り離されるように、充電器と表示のプリント基板上のトラックを切断する必要があります。

鉛酸 AGM バッテリーが過放電状態になり、標準の充電器で充電しようとしても成功しませんでした。負荷電流を制限する機能を備えた定置型電源を使用してバッテリーを充電する必要がありました。 30 V の電圧がバッテリーに印加されましたが、最初の瞬間、バッテリーはわずか数 mA の電流を消費しました。時間の経過とともに電流は増加し始め、数時間後には 100 mA まで増加しました。フル充電後、バッテリーを懐中電灯に取り付けました。

長期間保管した結果として深く放電した鉛酸 AGM バッテリーを電圧を上げて充電すると、性能を回復できます。私はこの方法を AGM バッテリーで十数回テストしました。標準の充電器で充電したくない新しいバッテリーは、30 V の電圧の定電源から充電すると、ほぼ元の容量に戻ります。

動作モードで懐中電灯をオンにすることでバッテリーを数回放電し、標準の充電器を使用して充電しました。測定された充電電流は 123 mA で、バッテリー端子の電圧は 6.9 V でした。残念ながらバッテリーは消耗しており、懐中電灯を 2 時間使用するには十分でした。つまり、電池容量は約0.2Ahであり、懐中電灯を長期間使用するには交換が必要となる。

PCB 上の HL1-R2 回路は適切に配置されており、写真のように、電流が流れるトラックを 1 本だけ切断するには角度が必要でした。切断幅は1mm以上必要です。抵抗値の計算と実際の検証により、バッテリー充電インジケーターの安定した動作には、少なくとも 0.5 W の電力で公称値 47 オームの抵抗が必要であることがわかりました。

写真は、電流制限抵抗器がはんだ付けされたプリント基板を示しています。このような改良の後、バッテリー充電インジケーターは、バッテリーが実際に充電されている場合にのみ点灯します。

動作モードスイッチの最新化

ランプの修理と最新化を完了するには、スイッチ端子のワイヤをはんだ付けする必要があります。

修理済みランプのモデルでは、4 ポジションのスライド式スイッチが点灯に使用されます。上の写真の平均的な結論は一般的なものです。スイッチスライダーが一番左の位置にある場合、コモン出力はスイッチの左側の出力に接続されます。スイッチエンジンを左端の位置から 1 つ右に移動すると、その共通出力は 2 番目の出力に接続され、エンジンがさらに移動すると、直列の 4 と 5 の出力に接続されます。

中央の共通端子 (上の写真を参照) に、バッテリーのプラス端子からのワイヤーをはんだ付けする必要があります。したがって、バッテリーを充電器または LED に接続することが可能になります。 LED を備えたメインボードからのワイヤを最初の出力にはんだ付けし、5.6 オームの電流制限抵抗 R5 を 2 番目の出力にはんだ付けして、懐中電灯を省エネモードに切り替えることができます。充電器から出ている導体を右端の端子にはんだ付けします。したがって、バッテリーの充電中に懐中電灯をオンにすることはできません。

修理と近代化
LED充電式懐中電灯・スポットライト「Photon PB-0303」

Photon PB-0303 LED スポットライトと呼ばれる中国製 LED ランプシリーズの別のコピーが修理に来ました。電源ボタンを押しても懐中電灯が反応しなかったため、充電器を使用して懐中電灯のバッテリーを充電しようとしても成功しませんでした。

懐中電灯は強力で高価で、価格は約20ドルです。メーカーによると、懐中電灯の光束は200メートルに達し、本体は耐衝撃性のABSプラスチックで作られており、キットには独立した充電器とショルダーストラップが含まれています。

Photon LEDフラッシュライトはメンテナンス性に優れています。電気回路にアクセスするには、LED を見ながら保護ガラスを保持しているプラスチックリングを反時計回りに回してネジを外すだけで十分です。

電化製品を修理する場合、トラブルシューティングは常に電源から始まります。したがって、最初のステップは、このモードでオンになったマルチメーターを使用して、酸電池の端子の電圧を測定することでした。 4.4 V ではなく 2.3 V になりました。バッテリーが完全に放電していました。

充電器を接続してもバッテリー端子の電圧は変化せず、充電器が機能していないことが明らかになりました。懐中電灯はバッテリーが完全に放電するまで使用され、その後長期間使用されなかったためにバッテリーが深放電してしまいました。

LED やその他の要素の状態をチェックする必要があります。これを行うには、リフレクターを取り外す必要があり、6 本のタッピングネジを外しました。プリント基板上には 3 つの LED、液滴の形をしたチップ (超小型回路)、トランジスタ、ダイオードしかありませんでした。

基板とバッテリーからハンドルまで5本のワイヤーが伸びていました。それらの接続を理解するには、それを分解する必要がありました。これを行うには、ワイヤーが入っている穴の隣にあるランタン内部の 2 本のネジをプラスドライバーで緩める必要があります。

ランプハンドルを本体から取り外すには、ランプハンドルを固定ネジから離す必要があります。これは、基板からワイヤを引き裂かないように慎重に行う必要があります。

結局のところ、ペンには電子要素はありませんでした。 2本の白いワイヤは懐中電灯のオン/オフボタンの出力にはんだ付けされ、残りは充電器を接続するためのコネクタにはんだ付けされています。赤いワイヤがコネクタの 1 番目の出力 (番号付け条件あり) にはんだ付けされ、もう一方の端はプリント基板のプラス入力にはんだ付けされています。青白の導体が第 2 接点にはんだ付けされ、第 2 端がプリント回路基板の負パッドにはんだ付けされています。緑色のワイヤが端子 3 にはんだ付けされ、もう一方の端はバッテリーのマイナス端子にはんだ付けされています。

電気回路図

ハンドルに隠されたワイヤーを処理したら、Photon 懐中電灯の電気回路図を描くことができます。

GB1 バッテリーのマイナス端子から電圧がコネクタ X1 のピン 3 に供給され、電圧はピン 2 から青白の導体を通ってプリント基板に供給されます。

コネクタ X1 は、充電器プラグが挿入されていない場合、ピン 2 と 3 が互いに接続されるように設計されています。プラグを挿入すると、2番ピンと3番ピンが外れます。したがって、回路の電子部品が充電器から自動的に切断されるため、バッテリの充電中に誤って懐中電灯が点灯する可能性が排除されます。

電池GB1のプラス端子からD1(チップ間)とS8550タイプのバイポーラトランジスタのエミッタに電圧が供給されます。 CHIP はトリガーの機能のみを実行し、ボタンを固定せずに EL LED (直径 8 mm、発光色 - 白色、電力 0.5 W、消費電流 100 mA、電圧降下 3 V) の発光をオンまたはオフにできます。 D1 チップから最初に S1 ボタンを押すと、トランジスタ Q1 のベースに正の電圧が印加され、トランジスタ Q1 が開き、電源電圧が LED EL1 ～ EL3 に供給され、ランプが点灯します。ボタンS1を再度押すと、トランジスタが閉じてランプが消灯します。

技術的な観点から見ると、このような回路ソリューションは、懐中電灯のコストが増加し、信頼性が低下し、さらに、Q1 トランジスタ接合部での電圧降下によりバッテリー容量の最大 20% が失われるため、文盲です。光ビームの明るさを調整できるのであれば、このような回路設計は正当化されます。このモデルでは、ボタンの代わりにメカニカルスイッチを配置するだけで十分でした。

回路内では、EL1 ～ EL3 の LED が電流制限素子なしで、白熱電球のようにバッテリーに並列に接続されていることは驚きでした。そのため、点灯時にLEDに電流が流れますが、その電流値は電池の内部抵抗によってのみ制限され、満充電時にはLEDの許容値を超える電流が流れ、LEDの故障につながる可能性があります。

電気回路の健全性をチェックする

電流制限機能を備えた外部電源から超小型回路、トランジスタ、LED の状態をチェックするために、4.4 V DC 電圧を極性付きでプリント基板の電源ピンに直接印加しました。電流制限値は0.5Aに設定されました。

電源ボタンを押すと、LED が点灯しました。もう一度押すと出てきました。 LEDとトランジスタを備えた超小型回路は実用可能であることが判明しました。バッテリーと充電器に対処する必要があります。

蓄電池の回収

容量1.7Aの酸電池が完全に放電しており、普通の充電器も故障していたので、定置型電源から充電することにしました。設定電圧9Vの電源にバッテリーを接続して充電した場合、充電電流は1mA未満でした。電圧は30 Vに増加し、電流は5 mAに増加し、この電圧下で1時間後にはすでに44 mAでした。さらに、電圧は 12 V に低下し、電流は 7 mA に低下しました。１２Ｖの電圧でバッテリを１２時間充電した後、電流は１００ｍＡに上昇し、バッテリはこの電流で１５時間充電された。

バッテリーケースの温度は正常範囲内であり、充電電流が熱の発生ではなくエネルギーの蓄積に使用されたことを示しています。バッテリーを充電し、後述する回路を完成させた後、テストが実行されました。バッテリーが回復した懐中電灯は 16 時間点灯し続けましたが、その後、光の明るさが低下し始めたため、消灯されました。

上記の方法を使用して、深く放電した小型酸電池の性能を繰り返し回復する必要がありました。実践が示しているように、しばらくの間忘れられていた、使用可能なバッテリーのみが回収の対象となります。資源を使い果たした酸電池は復元できません。

充電器の修理

充電器の出力コネクタの接点にあるマルチメータで電圧値を測定すると、電圧がないことがわかりました。

アダプタのケースに貼られたシールから判断すると、最大負荷電流0.5Aで12Vの非安定定電圧を出力する電源でした。電気回路には充電電流を制限する要素がなかったのに、なぜ普通の電源を充電器として使用したのかという疑問が生じました。

アダプターを開けると、電気配線が焼けたような独特の臭いが発生し、変圧器の巻線が焼き切れたことを示しました。

変圧器の一次巻線の導通は、それが開いていることを示しました。変圧器の一次巻線を絶縁するテープの最初の層を切断すると、応答温度が 130°C になるように設計された温度ヒューズが見つかりました。テストの結果、一次巻線と温度ヒューズの両方に欠陥があることがわかりました。

変圧器の一次巻線を巻き戻し、新しい温度ヒューズを取り付ける必要があるため、アダプターを修理することは経済的に実行可能ではありませんでした。私は手元にあった、DC 電圧 9 V の同様のものと交換しました。コネクタ付きのフレキシブルコードは、焼き切れたアダプターからはんだ付けする必要がありました。

写真はPhoton LEDフラッシュライトの断線した電源ユニット（アダプター）の電気回路図です。交換用アダプターは、同じスキームに従って組み立てられましたが、出力電圧は 9 V のみでした。この電圧は、電圧 4.4 V で必要なバッテリー充電電流を供給するのに十分です。

興味深いので、懐中電灯を新しい電源に接続し、充電電流を測定してみました。その値は 620 mA で、これは 9 V の電圧での値です。12 V の電圧では、電流は約 900 mA で、アダプターの負荷容量と推奨バッテリー充電電流を大幅に超えていました。このため、トランスの一次巻線が過熱して焼損した。

電気回路図の改良
LED充電式懐中電灯「Photon」

信頼性の高い長期的な動作を保証するために回路の技術的違反を排除するために、ランプ回路に変更が加えられ、プリント回路基板が完成しました。

写真はLEDランプ「Photon」を改造した電気回路図です。青色で追加設置された無線要素を示します。抵抗 R2 はバッテリーの充電電流を 120 mA に制限します。充電電流を増やすには、抵抗の値を減らす必要があります。抵抗 R3 ～ R5 は、懐中電灯がオンのときに LED EL1 ～ EL3 に流れる電流を制限し、等しくします。直列に接続された電流制限抵抗器 R1 を備えた EL4 LED は、懐中電灯の開発者がこれに注意を払っていなかったため、バッテリーの充電プロセスを示すために取り付けられています。

基板に電流制限抵抗を取り付けるために、写真に示すように、印刷されたトラックを切断しました。充電電流制限抵抗器 R2 の一端は、充電器からの正線があらかじめはんだ付けされている接触パッドにはんだ付けされ、はんだ付けされたワイヤは抵抗器の第 2 端子にはんだ付けされます。追加のワイヤ (写真では黄色) が同じ接触パッドにはんだ付けされており、バッテリ充電インジケータを接続するように設計されています。

抵抗器 R1 とインジケータ LED EL4 は、X1 充電器コネクタの隣の懐中電灯ハンドルに配置されました。 LED のアノードリードはコネクタ X1 のピン 1 にはんだ付けされ、2 番目のピンである LED のカソードには電流制限抵抗器 R1 がはんだ付けされています。ワイヤは抵抗器の 2 番目の出力 (写真では黄色) にはんだ付けされ、プリント回路基板にはんだ付けされた抵抗器 R2 の出力に接続されています。抵抗器R2は取り付けやすさを考えて懐中電灯のハンドルに置くこともできましたが、充電時に発熱するので空いているスペースに置くことにしました。

回路を完成させる際には、0.5 W 用に設計された R2 を除き、電力が 0.25 W の MLT タイプの抵抗が使用されました。 EL4 LED はあらゆるタイプと色のグローに適しています。

この写真は、バッテリーの充電中の充電インジケーターの動作を示しています。インジケーターの設置により、バッテリーの充電プロセスを監視するだけでなく、ネットワーク内の電圧の存在、電源の保守性、および接続の信頼性を制御することも可能になりました。

焼き切れたチップの交換方法

突然、CHIP（Photon LEDランプまたは同様のスキームに従って組み立てられた、マークのない特殊なマイクロ回路）が故障した場合、ランプの性能を回復するために、機械式スイッチと交換することができます。

これを行うには、上記の電気回路図に示すように、ボードから D1 チップを取り外し、トランジスタキー Q1 の代わりに通常の機械スイッチを接続します。ランプ本体のスイッチはS1ボタンの代わりに、またはその他の適切な場所に取り付けることができます。

近代化による修復
LED懐中電灯キーヤン KY-9914

アシガバート出身のウェブサイト訪問者マラット・プルリエフさんは、手紙の中で、Keyang KY-9914 LED懐中電灯の修理結果を共有しました。また、写真、図表、詳細な説明を提示していただき、情報公開にも同意していただきましたことに感謝いたします。

「Lentel、Foton、Smartbuy Colorado、RED LED ライトの自分で修理と最新化」の記事をご覧いただきありがとうございます。

修理事例を参考に、7 個中 4 個の LED が切れて電池が切れた Keyang KY-9914 懐中電灯を修理してアップグレードしました。充電中にスイッチを入れたためにLEDが切れてしまいました。

変更された電気回路では、変更が赤色で強調表示されます。故障した酸電池を、手元にあった三洋電機 Ni-NH 2700 単三電池 3 本を直列に接続して交換しました。

懐中電灯を変更した後、2 つのスイッチ位置での LED の消費電流は 14 mA と 28 mA で、バッテリーの充電電流は 50 mA でした。

LEDランプの修理・改造
14LED スマートバイコロラド

Smartbuy Colorado LED 懐中電灯は、単 4 電池 3 本が新しい電池で取り付けられていましたが、点灯しなくなりました。

アルマイト処理されたアルミニウム合金製の防水ケースは長さ12cmで、見た目もスタイリッシュで使いやすい懐中電灯でした。

LED 懐中電灯の電池の適合性を確認する方法

電化製品の修理は電源の確認から始まります。したがって、懐中電灯に新しい電池が取り付けられていたとしても、修理は電源の確認から始める必要があります。 Smartbuy 懐中電灯では、電池は特別な容器に取り付けられており、ジャンパーの助けを借りて直列に接続されています。懐中電灯の電池にアクセスするには、裏蓋を反時計回りに回して分解する必要があります。

電池は、容器に表示されている極性に従って容器に取り付ける必要があります。極性は容器にも表示されておりますので、ランプ本体の「+」マークが付いている側で差し込んでください。

まず、コンテナのすべての接点を視覚的に確認する必要があります。酸化物の痕跡がある場合は、接点をサンドペーパーでピカピカになるまで掃除するか、ナイフの刃で酸化物をこすり落とす必要があります。接点の再酸化を防ぐために、機械油の薄い層で接点を潤滑することができます。

次に、バッテリーの適合性を確認する必要があります。これを行うには、DC 電圧測定モードに含まれるマルチメータのプローブに触れて、コンテナの接点の電圧を測定する必要があります。 3 つの電池が直列に接続されており、それぞれの電池は 1.5 V の電圧を生成する必要があるため、コンテナの端子の電圧は 4.5 V でなければなりません。

電圧が指定値より低い場合は、容器内の電池の正しい極性を確認し、それぞれの電圧を個別に測定する必要があります。おそらくそのうちの一人だけが座ったでしょう。

電池にすべて問題がない場合は、極性を観察しながら容器をランプ本体に挿入し、カバーを締めて操作性を確認する必要があります。この場合、電源電圧がランプ本体に伝達され、そこから LED に直接供給されるカバー内のスプリングに注意する必要があります。端面に腐食の兆候があってはなりません。

スイッチの状態を確認する方法

バッテリーの状態は良好で、接点も汚れていないにもかかわらず、LED が点灯しない場合は、スイッチを確認する必要があります。

Smartbuy Colorado 懐中電灯には、バッテリーコンテナのプラス端子からのワイヤーを短絡する 2 ポジションの密閉型押しボタンスイッチが付いています。初めてボタンを押すと接点が閉じ、もう一度押すと接点が開きます。

懐中電灯には電池が内蔵されているため、電圧計モードでオンにしたマルチメーターを使用してスイッチを確認することもできます。これを行うには、LED を見ながら反時計回りに回転させ、前面部分のネジを外して脇に置きます。次に、マルチメーターの 1 つのプローブで懐中電灯の本体に触れ、2 番目のプローブで写真に示されているプラスチック部品の中央の奥にある接点にタッチします。

電圧計は 4.5 V の電圧を示すはずです。電圧がない場合は、スイッチボタンを押します。正しければ電圧が表示されます。それ以外の場合は、スイッチを修理する必要があります。

LED の状態をチェックする

検索の前のステップで誤動作を検出できなかった場合は、次の段階で、LEDを備えたボードに電源電圧を供給する接点の信頼性、はんだ付けの信頼性、および保守性をチェックする必要があります。

LED が半田付けされたプリント基板は、スチール製のバネ仕掛けのリングを使ってランプのヘッド部分に固定されており、このリングを介して、電源電圧が電池容器のマイナス端子からランプ本体を介して LED に同時に供給されます。写真はリングをプリント基板に押し付ける側から見たものです。

止め輪はかなりしっかりと固定されており、写真に示されている装置の助けを借りてのみ取り外すことができました。このようなフックは、自分の手でスチールストリップから曲げることができます。

止め輪を外した後、写真に示されている LED を備えたプリント基板をランプのヘッドから簡単に取り外すことができました。電流制限抵抗がないことがすぐに目に留まりました。14 個の LED はすべて並列に接続され、スイッチを介してバッテリーに直接接続されていました。 LED をバッテリーに直接接続することは受け入れられません。LED を流れる電流量はバッテリーの内部抵抗によってのみ制限され、LED が損傷する可能性があるからです。良くても、寿命が大幅に縮むことになります。

懐中電灯の LED はすべて並列接続されていたため、抵抗測定モードでマルチメーターをオンにして LED を確認することはできませんでした。したがって、4.5 V の DC 電源電圧が外部電源からプリント基板に最大 200 mA の電流制限で印加されました。すべての LED が点灯しました。懐中電灯の誤作動はプリント基板と固定リングの接触不良が原因であることが判明した。

LEDランプの消費電流

興味のために、電流制限抵抗なしで LED をオンにしたときの電池からの LED の消費電流を測定しました。

電流は627mA以上でした。懐中電灯には HL-508H タイプ LED が装備されており、その動作電流は 20 mA を超えてはなりません。 14 個の LED が並列接続されているため、総消費電流は 280 mA を超えてはなりません。したがって、LED に流れる電流は定格電流の 2 倍を超えていました。

このような LED の強制動作モードは、結晶の過熱につながり、その結果 LED の早期故障につながるため、容認できません。さらなる欠点は、バッテリーの急速な放電です。 LED が早期に切れなければ、1 時間以内の動作であれば十分です。

懐中電灯の設計では、各 LED に電流制限抵抗を直列にはんだ付けすることができないため、すべての LED に共通の抵抗を 1 つ取り付ける必要がありました。抵抗の値は実験的に決定する必要がありました。これを行うために、懐中電灯は標準的な電池で電力を供給され、電流計がプラスの断線で 5.1 オームの抵抗と直列に接続されました。電流は約200mAでした。 8.2 オームの抵抗器を取り付けた場合、消費電流は 160 mA でした。テストで示されたように、これは少なくとも 5 メートルの距離で良好な照明を得るには十分です。触っても抵抗器は熱くなかったので、どのような電力でも適しています。

デザインの変更

研究の結果、懐中電灯の信頼性と耐久性の高い動作のためには、電流制限抵抗を追加で設置し、プリント基板と LED および固定リングと追加の導体との接続を二重化する必要があることが明らかになりました。

以前にプリント回路基板の負のバスがランプの本体に接触する必要があった場合は、抵抗器の設置に関連して、接触を排除する必要がありました。これを行うには、針ヤスリを使用して、電流が流れるトラックの側からプリント基板の全周に沿ってコーナーを研磨しました。

プリント基板を固定するときにクランプリングが通電トラックに触れないようにするため、写真に示すように、厚さ約2ミリメートルの4つのゴム絶縁体をモーメント接着剤でプリント基板に接着しました。絶縁体は、プラスチックや厚手のボール紙など、あらゆる誘電体材料から作ることができます。

抵抗器はクランプリングにあらかじめはんだ付けされており、ワイヤはプリント回路基板の最端のトラックにはんだ付けされています。導体に絶縁チューブをかぶせ、抵抗器の第 2 端子に電線を半田付けしました。

懐中電灯を自分で簡単にアップグレードした後、安定して点灯し始め、光線は 8 メートル以上離れた対象物をよく照らします。さらに、バッテリー寿命は 3 倍以上になり、LED の信頼性も何倍にも向上しました。

修理された中国製 LED ライトの故障原因を分析したところ、すべてが電気回路の読み書きができていないために故障したことが判明した。これがコンポーネントを節約し、懐中電灯の寿命を縮めるために（より多くの人が新しいものを購入するように）意図的に行われたのか、それとも開発者の文盲の結果として行われたのかを知ることだけが残っています。私は最初の仮定に傾いています。

LEDランプRED110の修理

RED商標の中国メーカーから酸電池内蔵の懐中電灯を修理依頼してもらいました。ランタンには 2 つのエミッターがありました。 - 細いビームの形をしており、散乱光を発します。

写真はRED 110懐中電灯の外観ですが、すぐに気に入りました。便利な本体形状、2 つの動作モード、首に掛けられるループ、充電時に電源に接続するための格納式プラグ。ランタンでは、拡散光LEDの部分は光りましたが、細いビームは光りませんでした。

修理のために、最初にリフレクターを固定している黒いリングのネジを外し、次にループ領域にある 1 本のタッピングネジを外しました。胴体は簡単に二つに分かれます。すべての部品はタッピンねじで固定されており、簡単に取り外すことができました。

充電器回路は古典的なスキームに従って作成されました。ネットワークから、容量 1 μF の電流制限コンデンサを介して、電圧が 4 つのダイオードからなる整流器ブリッジに印加され、次にバッテリー端子に印加されました。バッテリー電圧は、460 オームの電流制限抵抗を介してナロービーム LED に印加されました。

すべての部品は片面プリント基板に実装されました。ワイヤーはパッドに直接はんだ付けされました。プリント基板の外観を写真に示します。

サイドライトLEDを10個並列接続しました。電源電圧は共通の電流制限抵抗器 3R3 (3.3 オーム) を介してそれらに供給されましたが、規則によれば、各 LED に別個の抵抗器を取り付ける必要があります。

ナロービーム LED の外部検査では、欠陥は見つかりませんでした。懐中電灯スイッチを介して電池から電力が供給されると、LED 端子に電圧が発生し、発熱しました。クリスタルが壊れていることが明らかになり、これはマルチメーターのダイヤルによって確認されました。プローブを LED 端子に接続した場合の抵抗は 46 オームでした。 LEDが故障していたので交換が必要でした。

便宜上、ワイヤーは LED 基板からはんだ付けされました。 LEDのリードをはんだから外すと、LEDはプリント基板の裏面全面でしっかりと保持されていることが分かりました。分離するには、デスクトップのテンプルにボードを固定する必要がありました。次に、ナイフの鋭利な先端を LED と基板の接合部に置き、ハンマーでナイフのハンドルを軽く叩きます。 LEDが跳ね返ってしまいました。

いつものように、LED ハウジングのマーキングがありませんでした。したがって、そのパラメータを決定し、交換に適したものを選択する必要がありました。 LED の全体寸法、バッテリー電圧、および電流制限抵抗の値に基づいて、1 W LED (電流 350 mA、電圧降下 3 V) が交換に適していると判断されました。「一般的な SMD LED パラメータの参照表」から、白色 LED6000Am1W-A120 LED が修理用に選択されました。

LEDを実装するプリント基板はアルミニウム製であり、同時にLEDからの熱を除去する役割も果たします。したがって、取り付ける際には、LED のバックプレーンがプリント基板にしっかりとフィットするため、良好な熱接触を確保する必要があります。これを行うために、封止する前に、コンピュータプロセッサにラジエーターを取り付けるときに使用されるサーマルペーストを表面の接触点に塗布しました。

LED プレーンを基板に確実にぴったりと取り付けるには、まず LED プレーンを平面上に置き、リード線が平面から 0.5 mm 後退するようにわずかに上に曲げる必要があります。次に、リード線をはんだでメッキし、放熱ペーストを塗布して、LED を基板に取り付けます。次に、それを基板に押し付けて（ビットを取り外したドライバーでこれを行うと便利です）、リード線をはんだごてで加熱します。次に、ドライバーを取り外し、基板への出力の曲がり部分をナイフで押し、はんだごてで加熱します。はんだが固まったら、ナイフを取り外します。リード線のバネ特性により、LED は基板にしっかりと押し付けられます。

LEDを取り付ける際は極性に注意してください。確かに、この場合、間違いがあれば、電圧供給ワイヤを交換することが可能になります。 LEDははんだ付けされており、動作確認や消費電流、電圧降下の測定が可能です。

LED を流れる電流は 250 mA、電圧降下は 3.2 V でした。ここから、消費電力 (電流と電圧を掛ける必要があります) は 0.8 W となりました。抵抗を460オームに下げることでLEDの動作電流を増やすこともできましたが、グローの明るさは十分であったため、これは行いませんでした。ただし、LEDはより軽いモードで動作し、発熱が少なくなり、1回の充電での懐中電灯の動作時間が長くなります。

LEDの加熱を1時間動作させて確認したところ、効果的な放熱が確認されました。彼は45℃以下の温度まで加熱しました。海上試験では、暗闇でも十分な照射範囲（30メートル以上）が確認されました。

LED 懐中電灯の酸電池の交換

LED 懐中電灯で故障した酸電池は、同様の酸電池のほか、単 3 形または単 4 サイズのリチウムイオン (Li-ion) またはニッケル水素 (Ni-MH) 電池と交換できます。

修理された提灯には、電圧3.6Vの刻印のないさまざまな寸法の鉛蓄電池AGM電池が組み込まれており、計算によると、この電池の容量は1.2～2Ahとなる。

ロシアのメーカーから UPS 4V 1Ah Delta DT 401 用の同様の酸電池が販売されており、出力電圧 4 V、容量 1 Ah で、数ドルで販売されています。交換方法は非常に簡単で、極性を確認して2本のワイヤーをはんだ付けするだけです。

数年間使用した後、この記事の冒頭で修理について説明した Lentel GL01 LED 懐中電灯が再び修理のために私に持ち込まれました。診断の結果、酸性バッテリーがリソースを使い果たしていることがわかりました。

交換するために Delta DT 401 バッテリーを購入しましたが、その幾何学的寸法が欠陥のあるバッテリーより大きいことが判明しました。標準的な懐中電灯の電池の寸法は 21 × 30 × 54 mm で、高さは 10 mm でした。懐中電灯本体を改造する必要がありました。したがって、新しい電池を購入する前に、それが懐中電灯本体に適合するかどうかを確認してください。

ケース内のストッパーを取り外し、プリント基板の一部を弓のこで切り落とし、そこに抵抗と 1 つの LED をあらかじめ半田付けしておきました。

完成後、新しい電池が懐中電灯の本体にしっかりと取り付けられたので、1年以上は持つと思います。

酸性バッテリーの交換
単三または単四電池

4V 1Ah Delta DT 401 バッテリーを購入できない場合は、容量 1 A × 時間、電圧 1.2 V の単三または単四フィンガータイプのニッケル水素 (Ni-MH) バッテリー 3 個で問題なく置き換えることができます。これを行うには、極性を確認しながらワイヤーをはんだ付けして 3 個のバッテリーを直列に接続するだけで十分です。ただし、高品質の単 3 形電池 3 本のコストが新しい LED 懐中電灯の購入コストを超える可能性があるため、そのような交換は経済的に実行可能ではありません。

しかし、新しい LED ランプの電気回路にエラーがなく、改造する必要もないという保証はどこにあるのでしょうか。したがって、改造された懐中電灯の鉛バッテリーを交換することは、さらに数年間懐中電灯を確実に動作させることができるため、適切であると私は考えています。はい、自分の手で修理してアップグレードした懐中電灯を使用するのはいつでも楽しいものです。

DIY LED懐中電灯：基本要素の選択と構造の組み立て順序。 強力なLED懐中電灯 LED懐中電灯の作り方