Мощный фонарь своими руками

Хотите сделать мощный и симпатичный светодиодный фонарь своими руками? Тогда этот проект для вас!
Посмотрите видео, в котором раскрыты все особенности этого проекта, а также пройдитесь по шагам до конца статьи, чтобы ознакомиться с частью «как это делается». Для более глубокого понимания проекта, я рекомендую вам посмотреть как видео, так и тексто-графическую часть инструкции.

Шаг 1: Корпус и детали

Чтобы создать переносной светодиодный фонарь, вам понадобятся:

• Корпус: здесь можно применить всю вашу фантазию. Корпус может быть различной формы. И конечно, вы можете сделать корпус для своего самодельного ручного сверхмощного фонарика, просто скопировав мой вариант. Я использовал алюминиевую трубку и центральный алюминиевый сердечник для отведения тепла. Очень важно, чтобы чип светодиода охлаждался, именно поэтому я установил его на такой большой кусок металла. Так что спокойно используйте мои идеи по изготовлению корпуса, они детально рассмотрены в видео. Передняя и задняя крышки, а также ручка напечатаны на 3D принтере из ABS. Я не буду прилагать файлы для 3D печати, так как они были подготовлены для трубки моего диаметра, и вы легко сможете сами сделать 3D-модели заглушек для ваших трубок.
• Чип для 100W светодиода, отражатель, линза.
• 100W драйвер для светодиода — поищите повышающий драйвер постоянного тока для светодиодов («step up constant voltage led driver» для поиска на зарубежных сайтах).
• Литий-полимерный аккумулятор (я использовал 4S 3300mAh).
• Мелкая электроника (выключатель, потенциометр, резисторы).

Шаг 2: Установка светодиода

1. Установите светодиод на радиатор, используя термопасту и винты.
2. Приклейте отражатель и линзу при помощи эпоксидки.
3. Припаяйте на светодиод провода, соединяющие его с драйвером.

Совет: если ваш радиатор недостаточно велик, вы можете использовать активное охлаждение в виде вентилятора. Соедините вентилятор напрямую с источником питания после выключателя.

Шаг 3: Драйвер светодиода

Выберите повышающий DC-DC драйвер, который может держать ток мощностью минимум 100W. Если вы хотите менять яркость дальнобойного фонарика, то используйте приложенную схему для его доработки. После апгрейда, установите максимальный вольтаж на подстроечном резисторе. Максимальный вольтаж должен быть таким же, какой указан у производителя чипа светодиода. Также проверьте ток чипа вольтажа — на максимуме он может выдавать более 100W. Если так, то установите максимальный ток немного ниже, таким образом, вы не превысите 100W при полностью открытом подстроечном резисторе и полностью заряженном аккумуляторе.
А еще вы можете выбрать драйвер постоянного тока и настроить его.

Шаг 4: Подгоняем и соединяем

Вставьте драйвер в трубку (или в ваш собственный корпус). Оставьте место для аккумулятора
Установите потенциометр подстроечного резистора. Установите на корпус выключатель и последовательно соедините его с плюсовым проводом аккумулятора.

Шаг 5: Итог

Поместите аккумулятор в трубку, закройте её (или ваш собственный корпус). Всё готово. Включайте ваш мощный прожектор-фонарь и развлекайтесь!

Более подробные детали сборки можно найти в видео.

Разместил 23.08.2011 nik34

nik34 прислал:

И опять возвращаемся в прошлое, когда в качестве источников света использовался огонь. А чтобы повысить его яркость химики придумали не один способ. В этой статье описано как сделать самодельную насадку для свечи или любой другой горелки, которая в несколько раз увеличивает количество света, отдаваемого ей.

Поделиться этой страницей в:

Давайте-ка совершим путешествие в прошлое — поэкспериментируем с газовым фонарем. Для начала поясним цель. Она может быть как весьма скромной, так и глобальной. Все зависит от вашего выбора и возможностей.

У нас в стране достаточно много мест, где нет электричества, между тем как на кухнях используется привозной газ. Зажечь здесь газовый фонарь было бы логично. В известной мере это предложение связано и с разразившимися над страной бедами. Впрочем, газовые фонари для домашнего освещения выпускаются во всем мире: от сытой Америки до благословенной Чехии и Словакии (рис. 4). Даже у них не везде выгодно подводить электричество или ставить мини-электростанции. Порой газовый свет обходится гораздо дешевле.

А вот глобальный подход к проблеме. Несмотря на все успехи в области газоразрядных ламп, в домах преобладают тепловые источники света — лампы накаливания. И вот что получается. Мы сжигаем на электростанции топливо (порою тот же газ) и 39% его тепла превращаем в электроэнергию. С учетом потерь при передаче (15%) до потребителя доходит лишь третья часть энергии. Если электричество питает компьютер или электромотор, вопросов нет. Но когда его снова превращают в тепло, становится обидно. Гораздо выгоднее получить его от сжигания непосредственно топлива. (Не потому ли в современных домах многие считают нужным держать газовые плиты.) Следуя такой логике, уместен вопрос: почему газовый фонарь уступил место лампе накаливания?
Оказывается, все дело в температуре. Чем она выше, тем больше света можно получить на единицу тепла. Температура сгорания газа в обычной горелке около 1500 градусов, а нити электролампы — 2800 и более. Поэтому на один джоуль тепла электрическая лампа дает в пять раз больше света, чем газ. Этот расклад и решил судьбу газового фонаря. Но не сразу. Между электрической лампой и фонарем шла долгая борьба. И любое изобретение, дающее снижение расхода газа и улучшение качества света, принималось с восторгом. Более других в этом преуспели немцы. Профессор Ауэр фон Вельсбах около 1880 года нашел способ уменьшить такой расход в два-три раза. Суть его мы изложили в статье «Новая история газового фонаря». Вы можете ее припомнить, взглянув на рисунок 1.
Сегодня время от времени появляются в продаже иностранные газовые (а также керосиновые) лампы с ауэровскими колпачками. Однако их часто запрещают из-за присутствия в колпачках радиоактивного элемента — тория. Между тем известны старинные составы для пропитки колпачков, не содержащие торий. Использовались азотнокислые соли алюминия, лантана, иттрия, циркония, церия. После сгорания колпачка они превращались в окислы. Вот какой цвет свечения и относительный световой эффект они давали (см. таблицу).
Самый приятный свет, отмечалось Ауэром, давала смесь из окислов алюминия и иттрия в соотношении 2:1. Располагая такими данными, есть смысл попытаться создать свой состав для колпачка Ауэра. Можно попробовать для этой цели и другие вещества. Например, окись натрия может дать своеобразный сильный желтоватый свет. Он, правда, сильно нарушит цветопередачу, но фонарь будет очень экономичным… Его свет вполне пригоден для освещения строительных площадок и дорог.
Фонари с колпачками Ауэра сегодня можно сделать и самому на основе покупных газовых горелок с баллонами. Во время экспериментов колпачок лучше укреплять на крючке из тугоплавкой нихромовой проволоки от электроплитки (см. рис 2). Но чтобы получить хороший результат, придется провести множество экспериментов.
Записывать составы применяемых солевых растворов и измерять получаемый от них световой эффект. Для успеха дела полезно заглянуть в учебник физики, познакомиться с измерением света. Работа по поиску оптимального химического состава для пропитки колпачка Ауэра довольно увлекательна. Но сегодня почти все забыли, что повысить эффективность газового фонаря можно совсем иначе.
Вернер Сименс, основатель известнейшей фирмы, добился так называемой регенерации тепла. Заметив, что продукты сгорания, покидающие фонарь, имеют высокую температуру, он направил их на подогрев свежей порции газа (рис. 3). В результате повысилась температура сгорания и снизился расход газа.
Фонари Сименса не уступали по экономичности фонарям Ауэра. Впрочем, был у них один недостаток. Пламя газа бесцветно. И для того, чтобы заставить его светиться, к газу подмешивали специальные вещества, создающие копоть. Такой газ назывался светильным. В регенеративных фонарях использовался именно он.
Вносили в пламя особые тела, способные светиться при нагревании. Их пытались делать из тех же составов, что и колпачки Ауэра. Но получалось дорого, и дальше экспериментов дело не пошло. Кроме того, по иронии судьбы фонари Сименса появились в то время, когда уже забрезжила эпоха электричества, и сам изобретатель оказался одним из активнейших ее деятелей…
Но поскольку у нас с вами задача прямо противоположная, заметим: сегодня появились недорогие вещества, которые можно было бы использовать в качестве тела накала для регенеративного фонаря. К примеру, высокочистый кремний, который применяется для создания инфракрасной оптики. Это почти черное на вид вещество прозрачно для тепловых лучей. Поэтому согласно законам термодинамики при нагревании будет испускать в основном видимый свет и лишь в небольшой мере тепловое излучение. Возможно, при использовании такого кремния и удастся создать очень экономичный газовый фонарь, способный во многих случаях вытеснить электрические лампы.

Опубликовано в журнале «Юный техник», №??, 2002 г.
«Ауэр, Сименс и… мы» А. Ильин

Дело началось с того, что купили старенький Ford. Автомобиль, хотя он был почти полностью отремонтирован предыдущим владельцем, имел множество мелких проблем (в основном электрического характера), а также функциональные дефекты, возникшие в результате старой конструкции. Решено было немного его облагородить, внедрив более современные элементы, например передние лампы — оригинальные лампы накаливания, были заменены на готовые светодиодные H4.

А вот задние фонари создали трудности. Первоначально в каждом сидела только одна обычная двухспиральная лампочка 5/21 Вт. Отражатели были изготовлены из обычного оцинкованного листового металла. Предыдущий владелец использовал фольгу из шоколада, но эффект был — хотя и несколько лучше — все еще слабый — в дневное время стоп-сигнал были трудно отличить от габаритных огней.

Решено было улучшить лампы, вставив светодиодные сборки в места для оригинальных ламп. Самый дешевый набор подходящих LED фар, который нашелся в продаже, стоил более $ 100 плюс доставка. В общем решили сделать это дело дешевле, то есть собрать своими руками.

Подключение светодиодов к автопроводке

Схема LED фар с резисторами Схема LED фар со стабилизаторами

Все три сегмента фары смонтированы на общую плату, изготовленную из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм вырезав его по форме, точно соответствующей контуру задних фар. После тестирования нескольких типов светодиодов были применены Super Flux (с линзой) с углом луча 80 градусов, диаметром 5 мм и током 20 мА.

Монтаж самих диодов сделан на универсальной плате со стабилизацией тока на основе резисторов, вместо специального драйвера и выглядит это дело слегка небрежно, только оно скрыто между отражателем и рассеивателем, так что важна лишь геометрически правильная настройка модулей.

Три панели подключаются параллельно и питаются непосредственно от проводки автомобиля 12 В с помощью адаптера, имитирующего цоколь лампы (сделанный из сгоревшей лампочки).

Сама конструкция панели — 4 светодиода, соединенных последовательно (горизонтальные линейки), каждая линия имеет собственный резистор (180 Ом / 0,25 Вт) ограничивающий ток. Линии соединены параллельно — все питается от выпрямительного диода, подключенного к плюсовому проводу.

Более слабые габаритные огни реализованы путем подачи питания от второго выпрямительного диода, соединенного последовательно с резистором 390 Ом / 0,5 Вт.

Все потребляет ток в диапазоне 0,5 А (обычная лампочка около 2 А). Диоды работают в идеальных условиях — напряжение 2,2 В и ток 20 мА — это практически номинальные рекомендуемые значения. Теперь только от надежности самих светодиодов будет зависеть долговечность всей лампы. Использование ограничительного резистора 300 — 470 Ом для каждого светодиода делает его работу по сути вечной, поскольку не превысится допустимый ток, даже когда напряжение скачкообразно возрастает до например, 18 В, что уже является однозначной неисправностью автомобиля. Когда на этом сопротивлении имеется несколько последовательных светодиодов, есть еще больше уверенности в долговечности.

Может быть это не идеальное решение, но с хорошо функционирующим авто регулятором напряжения и функциональным аккумулятором всплески напряжения не должны превышать 14,8 — 12,8 = 2 В или 0,5 В на диод.

Испытание самодельных LED фар

Примерно через 2 часа тестирования система достигла температуры около 35 градусов, то есть несмотря на использование резисторов вместо микросхемных инверторов намного меньше, чем эквивалентная лампа накаливания.

Равномерность оттенков подсветки не идеальна. В нижней части фар хорошо — диоды прекрасно светят рядами линз и освещают ровно. Выше — из-за наклона стеклянных светодиодов свет начинает немного рассеиваться, а яркость немного зависит от угла наблюдения.

Можно было бы выполнить ступенчатую настройку светодиодных полосок, но приоритетом было разумное соотношение цены и усилий, которое полностью удовлетворяет владельца автомобиля.

1. После месяца тестирования, когда автомобиль объездил около 2 тысяч километров, ни один светодиод не сгорел. Посмотрим, как это будет дальше.
2. После года езды, когда автомобиль проехал около 10000 км — один диод был сожжен и одна полоска потухла. Наверное оказался бракованный.

Вклад времени в эти задние фонари для авто — 3 дня до 2-3 часа в день, а стоимость материалов для обеих ламп составляет 3000 рублей — это очень хорошо.

Законность самодельных стоп-сигналов

Правила, касающиеся задних автомобильных фонарей, не содержат каких-либо подробных данных о спектре светового цвета, фокуса и т. д., существуют только геометрические правила распределения света на автомобиле, обычно определяемые цвета и точно определенный диапазон видимости.

Ещё немного про долговечность LED фар авто — два самодельных светодиода на лампочке номерного знака ВАЗ, каждый со своим резистором 470 Ом, работают уже около 12 лет. Так что эти задние огни также будут почти «вечными», конечно если не учитывать случайные сбои, такие как короткое замыкание на плате.

В конце концов покупные светодиодные лампы часто бывают слишком перегружены, у них слишком маленькие ограничительные резисторы, потому что производитель думает, когда он помещает 3 или 4 диода подряд, то это уже почти 12В и соответственно ставит крошечный резистор. Следовательно повышается вероятность проблем с отказом фар.

Светильник из стеклянных банок и ламп

Для создания этого уличного светильника потребуются банки с металлическими крышками. В последних нужно проделать небольшое отверстие, чтобы в него можно было просунуть провод. Немного умения — и в банке окажется патрон с лампочкой, и светильник будет готов.

Фото: блог michelesapples

Можно сделать одиночный вариант или целый «букет из ламп», как на фото. Также можно по-разному декорировать банки, например, раскрасить их или оклеить старыми газетами.

Подвесной светильник из банок и гирлянды

Ещё один вариант уличной лампы из стеклянных банок. На этот раз в качестве источника света используется гирлянда. Она просовывается в несколько банок, которые закрепляются вместе и создают красивую композицию. Отличное украшение для фасада загородного дома!

Фото: allthingsheartandhome.com

Светильник из жестяных банок

Чтобы сделать такую лампу своими руками, сначала нужно заморозить в пустой жестяной банке воду. Когда вода превратится в лёд, с помощью гвоздя и молотка в банке выбиваются точечные узоры (если пропустить замораживание, банка погнётся).

Следующий шаг — покраска и оборудование банки ручкой из проволоки, с помощью которой можно подвесить светильник на улице или на веранде. Теперь остаётся только поместить внутрь свечку.

Фото: eliseenghstudios.com

Гирлянда, декорированная упаковками от кексов

Если у вас есть использованные или новые бумажные упаковки из-под кексов, их можно превратить в миниабажуры для гирлянды. Для этого необходимо сделать в основании небольшие отверстия и просунуть в них лампочки.

Фото: cfabbridesigns.com

Светильник из пластмассовой бутылки

Чтобы сделать такой необычный светильник, потребуется матовая белая бутылка из пластика, например, из-под кондиционера для белья или жидкого стирального порошка. Зигзагообразным срезом от неё отрезается дно, так, чтобы конструкция стала напоминать цветок, затем пластмассовый «цветок» вместе с крышкой крепится к металлическому пруту или деревянной палке. Внутрь вставляется свечка. Можете выбрать безопасную светодиодную свечу, если боитесь возгорания.

Фото: instructables.com

Масляный светильник в банке

Ещё один очень красивый (правда, не слишком долговечный) вариант уличного светильника из банки. Чтобы его сделать, в банку нужно поместить цветы, травы, фрукты, ягоды — всё, что вы сочтёте нужным для создания летней композиции. Затем содержимое заливается водой, а сверху наливается масло (подойдёт обычное подсолнечное), толщина масляного слоя — 0,5-1 см. В конце внутрь помещается плавающая свечка — масло точно не даст ей утонуть.

Фото: apieceofrainbow.com

Свечки, конечно, можно менять, но всё равно лампа проживёт не слишком долго. Зато в качестве украшения для романтического пикника или уличной вечеринки она точно подойдёт.

Светильник из обруча

Обычный обруч может стать отличной основой для подвесного светильника — покрасьте его или декорируйте иным образом, обмотайте гирляндой и оборудуйте подвесами. Такую «люстру» можно повесить на веранде или на улице, если гирлянда будет достаточно длинной.

Фото: блог sarahontheblog

Светильники из пивных бутылок

Ещё одна простая идея для освещения с помощью гирлянды — просунуть её в ряд чистых пивных бутылок и расставить их вдоль дорожек или по периметру веранды. Будет выглядеть весьма оригинально.

Фото: paperangelsvlog.com

Световая инсталляция из банок и старой лестницы

Выше мы уже описали несколько идей для уличных светильников из стеклянных банок. Если использовать такие подвесные конструкции со свечами внутри не по отдельности, а в композиции с другими элементами, может получиться настоящий арт-объект! Например, тут в качестве основы был использован кусок старой деревянной лестницы, к нему прикрепили подвесные светильники из банок, цепи и необычный многогранник. Вы же можете декорировать свою конструкцию чем угодно: бумажными гирляндами, лентами, искусственными цветами…

Фото: unskinnyboppy.com

Круглые светильники из виноградной лозы

И напоследок очень необычный вариант уличного освещения, сделанный из виноградной лозы. Для его создания вам нужно обмотать ветки вокруг круглой основы — подойдёт металлический каркас из проволоки или обычный надувной мяч. В процессе лозу нужно скреплять (например, клеем).

Светодиоды сегодня встраивают куда угодно – в игрушки, зажигалки, бытовую технику и даже в канцелярские товары. Но самое полезное изобретение с ними – это конечно же фонарик. Большая часть из них автономны и выдают мощное свечение от небольших аккумуляторов. С ним не заблудишься в темноте, а при работе в слабоосвещенном помещении этот инструмент просто незаменим.
Небольшие экземпляры самых разных LED-фонариков можно купить практически в любом магазине. Стоят они недорого, но качество сборки может порой не радовать. То ли дело самодельные устройства, которые можно сделать на базе самых простых деталей. Это интересно, познавательно и оказывает развивающее действие на любителей мастерить.

Сегодня мы рассмотрим очередную самоделку — LED-фонарик, сделанную буквально из подручных деталей. Их стоимость не более нескольких долларов, а эффективность устройства выше чем у многих заводских моделей. Интересно? Тогда сделайте ее вместе с нами.

Принцип работы устройства

На сей раз светодиод подключен к аккумулятору только через сопротивление на 3 Ом. Поскольку в нем присутствует готовый источник энергии, ему не требуется накопительный тиристор и транзистор для распределения напряжения, как в случае с вечным фонариком Фарадея. Для зарядки аккумулятора применяется электронный модуль зарядки. Крохотный микромодуль обеспечивает защиту от перепадов напряжения и не допускает перезарядки аккумулятора. Заряжается устройство от USB разъема, а на самом модуле находится разъем микро USB.

Необходимые детали

• Пластиковый шприц на 20 мл;
• Светодиод на 3,4 В/3 Вт;
• Линзы для светодиодного фонарика с корпусом;
• Микро-кнопка выключатель;
• Резистор на 3 Ом/0,25 Вт;
• Микромодуль подзарядки TP4056;
• Отрезок алюминиевой пластины для радиатора;
• Несколько медных проводов;
• Аккумулятор на 3,7 В;
• Суперклей, эпоксидная смола или жидкие гвозди.

Из инструментов понадобятся: паяльник с флюсом, клеевой пистолет, бормашина, зажигалка и малярный нож.

Собираем мощный светодиодный фонарик

Подготовка светодиода с линзами

Берем пластиковый колпак с линзами, и размечаем окружность радиатора. Он нужен для охлаждения светодиода. На алюминиевой пластине размечаем посадочные пазы, отверстия и вырезаем радиатор по разметке. Это можно сделать, например, при помощи бормашины.



Вытаскиваем на время увеличительные линзы, сейчас они не понадобятся. С тыльной стороны колпачка на суперклей приклеиваем пластину радиатора. Отверстия, пазы у колпачка и радиатора должны совпадать.


Контакты светодиода лудим и пропаиваем медной проводкой. Защищаем контакты термоусадочными кембриками, и прогреваем их зажигалкой. Вставляем с лицевой стороны колпака светодиод с проводкой.

Обработка корпуса фонарика из шприца

Отмыкаем поршень с рукояткой у шприца, они нам больше не понадобятся. Обрезаем подыгольный конус малярным ножом.
Счищаем полностью торец шприца, проделывая в нем отверстия для светодиодных контактов фонарика.
Крепим колпак фонаря к торцевой поверхности шприца на любой подходящий клей, например, на эпоксидную смолу или жидкие гвозди. Не забываем светодиодные контакты поместить во внутрь шприца.

Подключение микромодуля зарядки и аккумулятора

На литиевый аккумулятор крепим клеммы с контактами, и вставляем в корпус шприца. Подтягиваем медные контакты, чтобы зажать их корпусом аккумулятора.
У шприца остается всего несколько сантиметров свободного пространства, недостаточного для модуля зарядки. Поэтому его придется разделить на две части.
Проводим малярным ножом посередине платы модуля, и ломаем ее по линии среза. Используя двойной скотч соединяем обе половинки платы вместе.
Разомкнутые контакты модуля лудим, и пропаиваем медной проводкой.

Окончательная сборка фонарика

К плате модуля припаиваем резистор, и подключаем его к микро-кнопке, изолируя контакты термоусадкой.
Остальные три контакта припаиваем к модулю согласно схеме его подключения. Микро-кнопку подключаем в последнюю очередь, проверяя работу светодиода.
Электронную начинку нашего устройства помещаем в корпус шприца таким образом, чтобы разъем микро USB и микро-кнопка остались на поверхности. Остальное пространство изолируем горячим клеем. Устанавливаем светодиодные линзы обратно на их место с лицевой стороны колпака.
Ставим на зарядку аккумулятор, и через некоторое время светодиод на модуле зарядки даст знать, что нашим фонариком уже можно пользоваться. Кстати, по заверениям автора, такой фонарик способен на одном заряде проработать около 10 часов!