Характеристики и крупнейшие производители мощных светодиодов для фонариков. Какие светодиоды используются в фонариках и какие лучше? Как зарядить свинцово кислотный аккумулятор от фонаря

Ниже будет представлен полный цикл восстановления свинцовых аккумуляторов, технологию применяют мастера ремонта автомобильных аккумуляторов.

Как мы знаем "гелиевые" или свинцовые аккумуляторы состоят из свинцовых пластинок (сеток) покрытых свинцовым суриком. Такой аккумулятор был создан в середине 19-ого века и до сих пор активно используется в транспортных средствах и в маломощных устройствах с автономным питанием.

Внутри простейшего такого аккумулятора две свинцовые пластины, от их количества и площади зависит емкость аккумуляторной батареи. Сегодня мы рассмотрим способ полного восстановления маломощных аккумуляторов из китайского светодиодного фонарика. Как известно одна банка свинцового аккумулятора дает 2 вольта, в рассматриваемом аккумуляторе таких банок две. Они разделены пластмассовым ограждением и находятся в общем корпусе. Для начала разберем корпус и достанем пластины.

Внутри мы обнаружим 4 пластины (по две в каждой банке). По виду одна из пластинок банки красноватого цвета - это плюсовая пластина, именно она выходит из строя, и аккумулятор приходит в негодность. Минусовые пластины остаются новыми. Идея такова: разобрать два таких аккумулятора, вынуть минусовые пластины и из них собрать один новый аккумулятор. Сказано, сделано!

Внутри аккумуляторов можно также обнаружить фильтровальную бумагу, они пропитаны раствором серной кислоты, в более мощных аккумуляторах бумага заменена пластинами, а в качестве электролита используется раствор серной кислоты.

Часто, причиной вышедшего из строя аккумулятора именно бумага, процессе заряд-разряд бумага сохнет и аккумулятор теряет емкость.

Для этого можно в аккумулятор добавить пару капель воды или серной кислоты, который можно достать из автомобильного аккумулятора. А если и это не спасает аккумулятор, то остается последний вариант, о котором мы сегодня говорим.

С двух аккумуляторов мы можем снять 4 минусовые пластины, плюсовые нам уже не нужны, поэтому их выбрасываем, но! это токсичное вещество! поэтому помещайте в герметичный сосуд перед выбрасыванием в мусоропровод, если есть возможность, то сдавайте в специальные учреждения по приему токсичных веществ.

Кончики минусовых банок очищаем, затем залуживаем и припаиваем на место плюсовых пластин.

После этого ставим фильтровальную бумагу из того же аккумулятора. Бумагу желательно заранее пропитать 25% раствором серной кислоты. После окончания пластины помещаются в корпус. Затем проверяется полярность питания. Далее процесс зарядки

Для этого нужен любой трансформатор на напряжение 12 вольт 1-3 ампер и выпрямительный диод на 5 ампер. Процесс зарядки занимает пару минут.

Аккумулятор заряжают кратковременно, 5-10 секунд, затем делают перерыв на пару секунд и опять заряжают. Процесс нужно повторить 10-15 раз. После этого измеряем напряжение на аккумуляторе, оно должно быть порядка 3.8-4.5 вольт.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
Tr1	Трансформатор	12 В 1-3 А	1	В блокнот
D1	Диод	5А	1	В блокнот

	Диодный мост	КЦ405А	1	В блокнот
C1	Конденсатор	1 мкФ	1

Отремонтированный (методом долива дистиллированной воды и первоначальной усиленной зарядки) свинцово-кислотный аккумулятор из светодиодного фонарика отработал после этого ещё почти полгода. Дальнейшие попытки его реанимации счёл нецелесообразными и стал присматривать какой-то другой аккумулятор с учётом вольтажа, ёмкости и возможно допустимых габаритов.

При нынешнем-то изобилии казалось затруднений в подборе нового аккумулятора быть не должно. Но всё, что-то не устраивало. Самый желаемый вариант - аккумулятор от мобильного телефона, не подходил по размерам. А подходящие по габаритам имели весьма неподходящую цену.

Совершенно случайно обратил внимание на батарейный отсек для четырёх аккумуляторов (или батареек) формата ААА. Попробовал поместить его во внутрь фонарика - получилось. Да и вообще, по всем возможным и даже предполагаемым параметром оказалось, что это как раз то, что и нужно. Хочешь, ставь аккумуляторы формата ААА по 1,2 вольта, а можно и подсевшие батарейки, которые в дальнейшем можно разок, другой и подзарядить.

Схема подключения фонаря

Фонарь имел от изготовителя вот такую электрическую схему. Первоначально её не трогал, но сейчас придется её менять в соответствии с задуманным способом эксплуатации. Причём изначально доработка предполагается быть выполненной бюджетного формата и без соблюдения предлагаемых в таких случаях наворотов схемотехники. Для этого надо, определится с имеющимися в фонаре светодиодами (их вольтаж, токопотребление?). Тут два пути:

практический (с производством замеров)
теоретический (поиск по таблице с сопоставлением размеров, конфигурации, других отличительных особенностей). Выбрал второе.

Вообще, для этого есть полезная статья, с которой советую ознакомиться . Светодиоды фары, рабочее напряжение 2,9 - 3,3 вольта, максимально допустимое токопотребление 20 миллиампер.

Светодиоды боковой панели, рабочее напряжение, 3,0 - 3,5 вольт, максимально допустимое токопотребление 20 миллиампер.

Подключил фару через постоянный резистор сопротивлением 2 Ома и подстроечный резистор 0,5-20 Ом, которым и выставил допустимый ток на три параллельно соединённых светодиода в 60 мА.

То же самое проделал и с боковой панелью, только постоянное сопротивление здесь 33 Ом, а подстроечником выставил общий ток светодиодов в 40 мА.

Схема доработки

Электрическая схема приняла данный вид исходя из желаемого режима работы, который заключается в том, что при любом выставленном на подстроечном резисторе сопротивлении, светоотдача фары будет иметь соотношение со светоотдачей боковой панели как 3:2. То есть свет фары всегда будет сильнее на треть.

Всё уместилось. Аккумулятор помещается в корпус без усилий, но и свободы перемещения в нём у него нет. Нашлась подходящая «ниша» и для общего, фары и боковой панели, подстроечного резистора.

Доступ к нему есть и при собранном фонаре, так, что при необходимости всегда можно выполнить соответствующую регулировку.

Видео

На момент производства видеосъёмки более просторного тёмного помещения, чем ванная комната к сожалению не оказалось, но прошу принять к сведению мои заверения, что фара фонаря прекрасно работает на расстояние в 10 метров и даже более. Автор проекта - Babay iz Barnaula .

Обсудить статью ЗАМЕНА СВИНЦОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ В ФОНАРЯХ

Непосвящённому человеку может показаться, что в выборе фонарика нет ничего сложного. Действительно, что там выбирать? Лампочка, батарейка и корпус.

Однако на самом деле всё не так просто. Вместо лампочек давно используются современные светодиоды, от разнообразия батареек и аккумуляторов может закружиться голова, а технологии и материалы, применяемые в современных фонариках, прямиком перекочевали из космической области. Поэтому при выборе подходящего именно для вас устройства нужно учитывать множество различных факторов и характеристик.

Цель покупки

Прежде всего необходимо определиться, какие функции должен выполнять фонарик. Возможно, вам нужно просто подсветить себе в тёмном подъезде. Тогда модель должна быть предельно компактной и экономичной.

Совсем другое дело, если вы собираетесь на природу или на вечернюю поездку на велосипеде. В первом случае лучше всего подходит налобная модель, которая оставляет руки свободными. Велосипедистам же следует обратить внимание на наличие мощного луча, аварийной мигалки и возможности крепления на руль.

Каждый фонарь рассчитан на применение в конкретных ситуациях, поэтому перед покупкой необходимо подумать об этом. Например, популярный фонарь Convoy C8 имеет не слишком компактный размер, поэтому вряд ли подойдёт для ежедневного ношения.

Зато данная модель обладает прочным алюминиевым корпусом с влагозащитой. Фонарик отличается мощным узконаправленным лучом, который может светить на расстояние до 200 метров. Поэтому Convoy C8 идеально подойдёт для использования на природе, даче или в любых ситуациях, когда вам необходимо осветить сильно удалённые объекты.

В фонаре есть несколько режимов яркости. Кроме того, существует режим подачи сигнала SOS, который может пригодиться в экстремальной ситуации.

Основные параметры

После определения цели следует перейти к внимательному анализу технических характеристик. Их, кстати, не так мало. Для понимания некоторых из них придётся освежить знания школьного курса физики.

Вот краткий перечень характеристик:

Яркость определяет количество исходящего света.
Интенсивность светового потока показывает, насколько эффективно используется яркость. Она характеризует качество оптической системы: светодиода, отражателя, системы фокусировки, электронной схемы управления.
Дальнобойность измеряется в метрах и фиксирует расстояние, на котором сохраняется освещённость на уровне 0,25 люкс.
Время работы определяется как временной промежуток, в течение которого яркость падает от максимальной до 10%-й величины.
Защита от внешних условий определяется по международному стандарту IEC 60529 и обозначается буквенно-цифровым кодом. Подробнее о степенях защиты можно узнать в .

На что обратить внимание в первую очередь?

Прежде всего нас должна заинтересовать яркость устройства, от которой зависят другие параметры. Однако следует учитывать, что разные производители могут использовать разные способы определения светового потока для своих фонарей. Одни измеряют световой поток, выходящий непосредственно из лампы или диода, без учёта потерь в оптике, что позволяет получать несколько завышенные значения.

Другие производители указывают световой поток на выходе из фонаря с учётом потерь на рефлекторе, стекле или линзе. Такой способ измерения объективнее, но цифры на выходе получаются меньше, чем в первом случае.

Чтобы навести порядок, в 2009 году был принят специальный стандарт ANSI/NEMA FL-1, позволяющий более достоверно сравнивать параметры устройств. Большинство популярных производителей светодиодных фонарей использует теперь именно его.

Хороший пример - фонарь JETBeam E10R. Он обладает миниатюрными размерами, что позволяет свободно носить его в кармане, барсетке или даже дамской сумочке. При этом яркость луча составляет 650 люменов, чего более чем достаточно в городских условиях.

Наличие в JETBeam E10R пяти режимов значительно расширяет сферу его применения. Так, минимальный уровень позволяет просто осветить несколько метров перед собой. Зато в режиме максимальной яркости луч бьёт по глазам так, что его можно использовать для защиты от нападения.

Анодированный корпус фонаря надёжно защищён от попадания воды и может пережить падение с высоты до одного метра. Наличие встроенной microUSB-зарядки для аккумулятора типоразмера AA позволяет не беспокоиться о покупке батареек.

Питание

В современных фонарях в качестве источника энергии могут применяться разные батареи и аккумуляторы. От типа питания зависят яркость луча, время работы и конечная стоимость устройства, поэтому к данному вопросу следует отнестись со всей серьёзностью.

Если фонарик будет нужен от случая к случаю, то можно использовать обычные батарейки типа AA или AAA. Они недорого стоят и продаются в любой торговой точке.

Цена аккумуляторов значительно выше, к тому же придётся позаботиться о специальном зарядном устройстве. Однако эти вложения быстро окупятся в том случае, если вы пользуетесь фонарём регулярно.

В хороших светодиодных фонарях чаще всего используются аккумуляторы типоразмера 18650. Они стали популярны благодаря надёжности, безопасности и длительному сроку службы. Такие элементы обеспечивают высокую плотность энергии, отлично справляются с большими разрядными токами и могут работать в широком температурном диапазоне.

Типичный образец фонарика с подобным аккумулятором - EagleEye X2R. Он обладает среднего размера прочным алюминиевым корпусом с ромбовидной насечкой, благодаря которой надёжно лежит в ладони. Устройство имеет защиту от пыли и воды IP65.

EagleEye X2R светит сфокусированным лучом нейтрально белого света на расстояние до 100 метров. Есть три режима яркости, переключение между которыми происходит с помощью кнопки, расположенной на торце.

Для питания фонаря используется один аккумулятор типоразмера 18650. Главная особенность EagleEye X2R - наличие встроенного зарядного устройства. На корпусе есть закрытый плотной заглушкой microUSB-разъём, а рядом - цветной индикатор зарядки. Обладатели данного фонаря могут сэкономить на отдельном зарядном устройстве и подзаряжать аккумулятор прямо в фонаре.

Рассмотрим светодиодную продукцию, начиная от старых 5-мм, до сверхъярких мощных светодиодов мощность которых доходит до 10 Вт.

Чтобы выбрать «правильный» фонарик для своих нужд, нужно разобраться в том какие бывают светодиоды для фонариков и их характеристики.

Какие диоды используются в фонариках?

Мощные светодиодные фонари начались с устройств с матрицей 5-мм.

LED фонари в совершенно разных исполнениях, от карманных до кемпинговых, получили широчайшее распространение в середине 2000-х. Их цена заметно снизилась, а яркость и долгий срок службы от одного заряда батареек сыграли свою роль.

5-ти миллиметровые белые сверхъяркие светодиоды потребляют от 20 до 50 мА тока, при падении напряжения 3.2-3.4 вольта. Сила света – 800 мкд.

Очень хорошо показывают себя в миниатюрных фонариках-брелках. Маленький размер позволяет носить такой фонарик с собой. Питаются они либо от «мини-пальчиковых» батареек, либо от нескольких круглых «таблеток». Часто используются в зажигалках с фонариком.

Вот какие светодиоды в китайских фонариках устанавливаются уже много лет, но их век постепенно истекает.

В поисковых фонарях при большом размере отражателя есть возможность смонтировать десятки таких диодов, но такие решения постепенно отходят на второй план, а выбор покупателей падает в пользу на фонарей на мощных светодиодах типа Cree.

Поисковый фонарь на 5мм светодиодах

Такие фонари работают от батареек типа АА, ААА или аккумуляторов. Стоят недорого и проигрывают как в яркости, так и в качестве современным фонарям на более мощных кристаллах, но об этом ниже.

В дальнейшем развитии фонарей производители перебрали множество вариантов, но рынок качественной продукции занимают фонари с мощными матрицами или дискретными светодиодами.

Какие светодиоды используют в мощных фонариках?

Под мощными фонарями подразумеваются современные фонари различных типов начиная от тех, что размером с палец, заканчивая огромными поисковыми фонарями.

В такой продукции в 2017 году актуальна марка Cree. Это название американской компании. Её продукция считается одной из наиболее передовых в области светодиодной техники. Альтернативой являются LED от производителя Luminus.

Такие вещи значительно превосходят светодиоды с китайских фонариков.

Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?

Модели носят название состоящие из трёх четырёх символов, разделённых дефисом. Так диоды Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Модели XP-E2, G2 чаще всего используются для небольших фонариков, а XM-L и L2 – очень универсальные.

Их используют, начиная от т.н. EDC фонарей (для повседневного ношения) – это маленькие фонари размером меньше ладони, до серьёзных поисковых фонарей большого размера.

Давайте рассмотрим характеристики мощных светодиодов для фонариков.

Название	Cree XM-L T6	Cree XM-L2	Cree XP-G2	Cree XR-E
Фото
U, В	2,9	2,85	2,8	3,3
I, мА	700	700	350	350
P, Вт	2	2	1	1
Рабочая температура, °C
Световой поток, Лм	280	320	145	100
Угол свечения, °	125	125	115	90
Индекс цветопередачи, Ra	80-90	70-90	80-90	70-90

Главная характеристика светодиодов для фонарей – это световой поток. От неё зависит яркость вашего фонаря и количество света, которое может дать источник. Разные светодиоды, потребляя одинаковое количество энергии, могут существенно отличаться по яркости.

Рассмотрим характеристики светодиодов в больших фонариках, прожекторного типа:

Название
Фото
U, В	5,7; 8,55; 34,2;	6; 12;	3,6	3,5
I, мА	1100; 735; 185;	2500; 1250	5000	9000...13500
P, Вт	6,3	8,5	18	20...40
Рабочая температура, °C
Световой поток, Лм	440	510	1250	2000...2500
Угол свечения, °	115	120	100	90
Индекс цветопередачи, Ra		70-90	80-90	80-90

Продавцы часто указывают не полное название диода, его типа и характеристики, а сокращенную, несколько иную цифробуквенную маркировку:

Для XM-L: T5; T6; U2;
XP-G: R4; R5; S2;
XP-E: Q5; R2; R;
для XR-E: P4; Q3; Q5; R.

Фонарь может так и называться, «Фонарь EDC T6», информации в такой краткости более чем достаточно.

Ремонт фонариков

К сожалению цена таких фонариков довольно большая, как и самих диодов. И не всегда есть возможность приобрести новый фонарь, в случае поломки. Давайте разберемся как поменять светодиод в фонарике.

Для ремонта фонарика необходим минимальный набор инструментов:

Паяльник;
флюс;
припой;
отвёртка;
мультиметр.

Чтобы добраться до источника света нужно отвинтить головную часть фонаря, она обычно закреплена на резьбовом соединении.

В режиме проверки диодов или измерения сопротивления проверьте исправность светодиода. Для этого прикоснитесь щупами черным и красным к выводам светодиода, сначала в одном положении, а затем поменяйте местами красный и черный.

Если диод исправен – то в одном из положений будет низкое сопротивление, а в другом – высокое. Таким образом вы определяете, что диод исправен и проводит ток только в одном направлении. Во время проверки диод может излучать слабый свет.

В противном случае в обеих положениях будет короткое замыкание или высокое сопротивление (обрыв). Тогда нужна замена диода в фонаре.

Теперь нужно выпаять светодиод из фонаря и, соблюдая полярность, впаять новый. Будьте внимательны при выборе светодиода, учтите его потребление тока и напряжение, на которое тот рассчитан.

Если вы будете пренебрегать этими параметрами – в лучшем случае фонарик будет быстро садиться, в худшем – драйвер выйдет из строя.

Драйвер – это устройства для питания светодиода стабилизированным током от разных источников. Промышленно изготавливаются драйвера для питания от сети 220 вольт, от автомобильной электросети – 12-14.7 вольт, от Li-ion аккумуляторов, например, типоразмера 18650. Драйвером оборудовано большинство мощных фонарей.

Увеличиваем мощность фонаря

Если вас не устраивает яркость вашего фонаря или вы разобрались как заменить светодиод в фонарике и захотели его модернизировать, прежде чем покупать сверхмощные модели изучите основные принципы работы LED и ограничения в их эксплуатации.

Диодные матрицы не любят перегрева – это главный постулат! А замена светодиода в фонарике на более мощный может привести к такой ситуации. Обратите внимание на модели, в которые устанавливаются более мощные диоды и сравните со своей, если они подобны по размерам и конструктиву – меняйте.

Если ваш фонарь меньше — потребуется дополнительное охлаждение. Подробнее о изготовлении радиаторов своими руками мы писали .

Если вы попытаетесь установить в миниатюрный фонарик-брелок такой гигант, как Сree MK-R, он у вас быстро выйдет из строя от перегрева и это будут зря потраченные средства. Незначительное повышение мощности (на пару ватт) допустимо без модернизации самого фонарика.

В остальном процесс замены марки светодиода в фонарике на более мощную – описан выше.

Фонари Police

LED фонарик Police с шокером

Такие фонари ярко светят и могут выступать в роли средства самообороны. Однако и в них случаются проблемы со светодиодами.

Как заменить светодиод в фонарике Police

Широкий модельный ряд очень трудно охватить в рамках одной статьи, но можно дать общие рекомендации по ремонту.

При ремонте фонаря с электрошокером будьте аккуратны, желательно используйте резиновые перчатки, чтобы избежать удара током.
Фонари с пылевлагозащитой собраны на большом количестве винтов. Они отличаются по длине, поэтому делайте пометки откуда вы выкрутили тот или иной винт.
Оптическая система фонарика Police позволяет регулировать диаметр светового пятна. При разборке на корпусе сделайте отметки в каком положении стояли детали перед снятием, иначе будет трудно поставить блок с линзой обратно.

Замена светодиода, блока преобразователя напряжения, драйвера, аккумулятора возможна с применением стандартного набора для пайки.

Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?

Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.

В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.

Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.

Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.

Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.

Сравните оригинал и подделку cree

LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).

Сравнение китайской копии и оригинала Cree

На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.

Определение подделки по подложке для LED

Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.

Установка светодиода вместо лампы накаливания

У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.

С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.

Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.

При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.

Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.

Как сделать из лампы накаливания светодиодную

Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.

Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!

Возможно, будет полезно почитать: