ФОНАРЬ НА КОНДЕНСАТОРАХ

Шахтерский фонарь или коногонка: как зарядить, устройство

ФОНАРЬ НА КОНДЕНСАТОРАХ

Эти налобные фонари популярны не только среди шахтеров. Ими пользуются спелеологи, работники метро и просто туристы, рыбаки и охотники. Шахтерский фонарь (коногонка) — хороший помощник дома и на даче, на работе и на отдыхе. Сегодня мы узнаем, какими бывают шахтерские фонари, а также научимся их правильно заряжать.

Особенности

Основной особенностью такого типа фонарей является, конечно, налобная конструкция, освобождающая руки. Далее, практически все модели приборов аккумуляторные, что выгодно отличает их от конструкций с гальваническими элементами. Им не нужно менять батарейки, достаточно просто зарядить. Из остальных характеристик хотелось бы отметить:

  1. Длительный срок службы (до 500 циклов заряд/разряд).
  2. Хороший световой поток (до 60 лм и выше).
  3. Длительное время работы без подзарядки (до 10-20 часов).
  4. Хорошие массогабаритные показатели.
  5. Существуют модификации, которые можно использовать во взрывоопасных помещениях.

Все это обеспечивает широкое применение шахтерских фонарей как на производстве, так и в быту.

Виды и модели

На сегодняшний день существует более десятка моделей шахтерских фонарей, которые различаются в первую очередь по конструкции и типу аккумуляторной батареи (АКБ). По типу АКБ разделяются на:

  1. Свинцово-кислотные.
  2. Железоникелевые (щелочные).
  3. Никель-кадмиевые (щелочные).

Первые, пожалуй, самый простой вариант. Такие аккумуляторы использовались в первых моделях шахтерских фонарей. Практически все они обслуживаемые (об этом ниже), имеют относительно небольшие срок службы и соотношение масса/энергоемкость.

Железоникелевые АКБ стали устанавливаться в шахтерских фонарях более поздних модификаций. Такие батареи имеют лучшие, чем у кислотных характеристики, но есть у них весьма существенный недостаток – большой ток саморазряда.

Никель-кадмиевые батареи до недавнего времени были самыми подходящими для шахтерского фонаря. Популярны АКБ этого типа и сейчас. Они имеют среднюю электрическую емкость при малом весе, легко обслуживаются и эксплуатируются. Ресурс работы довольно большой. Единственный, пожалуй, их недостаток – высокая стоимость.

Стоит заметить, что в последнее время шахтерские фонари все чаще оснащаются АКБ нового поколения – никель-марганцевыми (Ni-Mg) и литий-полимерными (Li-Pol). В дополнение вместо лампочек накаливания в них устанавливаются светодиодные источники света.

По конструкции шахтерские фонари разделяют на:

  1. Обслуживаемые (доливные).
  2. Необслуживаемые.

В первые в процессе эксплуатации доливают дистиллированную воду, вторые же требуют только периодичной зарядки. Обслуживаемые более выносливы в плане перезаряд/переразряд, но в жестких условиях эксплуатации могут «подтекать».

Визуально обслуживаемые фонари от другого типа отличают три доливные пробки (по числу банок) на боковой стенке блока аккумуляторов.

Наиболее распространенные модели доливных шахтерских фонарей: СГД-5 и СГД-5-1 (Светильник Головной Доливной).

Шахтерский фонарик СГД-5

Необслуживаемые имеют герметичную конструкцию и могут работать в любом положении без «подтекания». Но такие приборы очень критичны к перезаряду или переразряду. Классические модели необслуживаемых шахтерских фонарей: СГГ-1, СГГ-5, СГГ-5М, СГГ-5М0,5 СГГ-5-1М0,5.(Светильник головной герметичный, М — модифицированный).

Шахтерский фонарь СГГ-5

К отдельной категории можно отнести приборы с повышенной взрывобезопасностью. Имеется в виду не то что они сами не взрываются, а то, что могут работать во взрывоопасных помещениях (угольные шахты, нефтеперерабатывающие предприятия и пр.). Эти фонари имеют специальную конструкцию, исключающую возникновение искры.

Обычно это достигается герметизацией светильника и аккумуляторного блока, использованием толстостенных защитного стекла и лампочки, а также кабеля в двойной изоляции. Пример взрывозащищенного шахтерского фонаря: СГВ-2 (В-взрывозащищенный), который является модифицированным СГГ-5.

Взрывозащищенный шахтерский фонарь СГВ-2

Важно! Нередко взрывозащищенные фонари маркируются не букой В, а буквами РП, П или И. Каждая из букв обозначает защиту фонаря от разных сред (горючая пыль, пары, газ).

Большинство профессиональных шахтерских фонарей снабжаются двухнитевыми лампами накаливания P3.75-1+0.5, причем мощность одной нити в два раза ниже мощности другой. Это позволяет не только убавить свет при необходимости, увеличивая время работы фонаря без подзарядки вдвое, но и в случае перегорания одной из спиралей покинуть темный объект хоть при каком-то свете.

Двуспиральная лампочка для шахтерского фонаря

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками шахтерского фонаря являются:

  1. Создаваемый световой поток.
  2. Время непрерывной работы без подзарядки.
  3. Срок эксплуатации.
  4. Масса.

Световой поток напрямую зависит от мощности используемой лампы. Как я указывал выше, наиболее часто светильники шахтерских фонарей оснащаются двуспиральными лампами на рабочее напряжение 3.75 В (для кислотных аккумуляторов — на 6, 3 В) и током 1 + 0.5 А (0.5–0.25 А). Световой поток таких ламп составляет 30–60 лм в зависимости от модификации прибора.

Время непрерывной работы зависит от емкости АКБ. К примеру, полностью заряженная батарея емкостью 6 А/ч обеспечит нас «дальним светом» в течение 6 (емкость АКБ)/1 (ток потребления мощной спирали лампы)= 6 ч. При «ближнем свете» энергии АКБ хватит уже на 12 ч.

Важно! Расчеты приведены для исправного, по сути, нового аккумулятора. Со временем емкость любой батареи уменьшается, а время непрерывной работы без подзарядки сокращается.

Срок эксплуатации. Этот показатель зависит в основном от типа и качества используемого аккумулятора. Измеряется он в количестве циклов заряд/разряд. Никель-кадмиевые аккумуляторы легко выдерживают до 500 циклов, свинцово-кислотные несколько меньше.

Как зарядить шахтерский фонарь

О характеристиках вроде все, пора поговорить о правильной зарядке шахтерского фонаря. Ведь от этого будет зависеть длительность срока жизни АКБ.

Итак, определимся с основными режимами зарядки.

Ток зарядки должен быть около 10% от емкости заряжаемой батареи (кислотной) или 15-20% (щелочной). Время зарядки примерно можно рассчитать по следующей формуле:

Время = емкость АКБ * 1.5/ зарядный ток, где время измеряется в часах, емкость — в ампер/часах, ток — в амперах.

Обычно время полной зарядки составляет 10-13 часов при правильно выбранном токе заряда. Расчет времени производился для полностью разряженной батареи. Если АКБ разряжена не полностью, то время заряда сократится.

Полностью разряженной считают АКБ, напряжение на клеммах у которой составляет 3.0 В. Глубже разряжать устройство нельзя – это выведет его из строя.

Во время зарядки необходимо постоянно контролировать напряжение на клеммах, поскольку перезаряд АКБ почти всегда ведет к выходу ее из строя.

Для щелочной батареи напряжение на полностью заряженном аккумуляторе должно быть около 4.7 В, для кислотной – 7.2 В.

Если аккумулятор доливной, то перед каждой зарядкой необходимо контролировать уровень электролита в каждой из банок (их три).

Для этого отворачиваем крышки доливных отверстий и измеряем уровень тонкой палочкой.

Если количество электролита снизилось на четверть, необходимо долить дистиллированную воду, которую можно приобрести в любой аптеке или изготовить самому, выпарив обычную воду и собрав конденсат.

Заряжаются шахтерские фонари специальным зарядным устройством. Если такового нет, то можно собрать его самостоятельно.

Для этого понадобится понижающий трансформатор, выдерживающий ток 2 А с выходным напряжением 5 В для щелочных и 7 В для кислотных батарей, диодный мост на тот же ток, реостат (проволочный переменный резистор) мощностью не менее 10 Вт и с сопротивлением 3-4 Ома, амперметр и вольтметр с пределами измерений 2-5 А и 5-10 В соответственно. Сама же схема будет выглядеть следующим образом:

Простая схема зарядного устройства для шахтерского фонаря

Рассмотрим принцип работы этого зарядного устройства.

Сетевое напряжение поступает на сетевой трансформатор VT1, понижается и подается на выпрямительный мост VD1-VD4.

Выпрямленное напряжение через реостат R1, амперметр РА1 и клемму X1 подключается к плюсу аккумуляторной батареи шахтерского фонаря. Клемма X2 служит для подключения к минусовой клемме АКБ.

Работают с прибором так: выводят движок реостата в крайнее правое по схеме положение, подключают заряжаемую батарею, а само устройство включают в сеть. При помощи реостата выставляют необходимый зарядный ток, контролируя его по показаниям амперметра.

В процессе зарядки при необходимости корректируют ток (он будет меняться) и постоянно следят за показаниями вольтметра. Как только напряжение на клеммах достигнет 4.7 В (для щелочного аккумулятора), АКБ снимают с зарядки.

Избегай бестрансформаторных конструкций со всевозможными гасящими лампочками, спиральками от электроплит и конденсаторами. В этом случае на всех элементах зарядного устройства и на клеммах самого аккумулятора будет опасное для жизни напряжение!

Теперь ты знаешь, какие типы шахтерских фонарей существуют, и умеешь правильно их заряжать. А при необходимости сумеешь собрать и самодельное зарядное устройство.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://LampaExpert.ru/fonariki/sahterskij-fonar

Фонарь светодиодный – схема, ремонт и модернизация своими руками – Своими Руками

ФОНАРЬ НА КОНДЕНСАТОРАХ

03.12.2018

В жизни каждого человека бывают моменты, когда необходимо наличие освещения, а электричества нет. Это может быть и банальное отключение электроэнергии, и необходимость ремонта проводки в доме, а возможно, и лесной поход или что-либо подобное.

И, конечно же, все знают, что в таком случае выручит только электрический фонарик – компактное и в то же время функциональное устройство. Сейчас на рынке электротехники множество различных видов данного товара. Это и обычные фонари с лампами накаливания, и светодиодные, с аккумуляторами и батарейками. Да и фирм, производящих эти приборы, великое множество – «Дик», «Люкс», «Космос» и т. п.

А вот каков принцип его работы, задумываются не многие. А между тем, зная устройство и схему электрического фонарика, можно при необходимости его починить или вообще собрать собственными руками. Вот в этом вопросе и попробуем разобраться.

Простейшие фонари

Так как фонарики бывают разные, то имеет смысл начать с самого простого – с батарейкой и лампой накаливания, а также рассмотреть его возможные неисправности. Схема подобного прибора элементарна.

Схема простейшего фонарика

По сути, в нем нет ничего, кроме батарейки, кнопки включения и лампочки. А потому и проблем с ним особых не бывает. Вот несколько возможных мелких неприятностей, которые могут повлечь за собой отказ такого фонаря:

  • Окисление любого из контактов. Это могут быть контакты выключателя, лампочки или батареи. Нужно просто почистить эти элементы схемы, и приборчик снова заработает.
  • Сгорание лампы накаливания – тут все просто, замена светового элемента решит эту проблему.
  • Полный разряд батареек – замена элементов питания на новые (либо зарядка, если они аккумуляторные).
  • Отсутствие контакта или перелом провода. Если фонарик уже не новый, в таком случае есть смысл поменять все провода. Сделать это совершенно не сложно.

Фонарик на светодиодах

Этот вид фонарей отличается более мощным световым потоком и при этом потребляет очень мало энергии, а значит, и элементы питания в нем прослужат дольше.

Все дело в конструкции световых элементов – в светодиодах отсутствует нить накаливания, они не расходуют энергию на нагрев, ввиду этого коэффициент полезного действия таких приборов выше на 80–85%.

Также велика роль дополнительного оборудования в виде преобразователя с участием транзистора, резистора и высокочастотного трансформатора.

Если аккумулятор фонарика встроенный, то с ним в комплекте обязательно идет и зарядное устройство.

Схема подобного фонаря состоит из одного или нескольких светодиодов, преобразователя напряжения, выключателя и элемента питания. В более ранних моделях фонариков количество потребления энергии светодиодами должно было соответствовать вырабатываемому источником.

Сейчас эта проблема решена при помощи преобразователя напряжения (его также называют умножителем). Собственно, он-то и является главной деталью, которую содержит электрическая схема фонарика.

Схема преобразователя напряжения

При желании сделать такой прибор своими руками особых сложностей не возникнет. Транзистор, резистор и диоды – не проблема. Самым непростым моментом будет намотка высокочастотного трансформатора на ферритовом кольце, который называется блокинг-генератор.

Но и с этим можно справиться, взяв подобное колечко из неисправного электронного пускорегулирующего аппарата энергосберегающей лампы.

  Хотя, конечно, если не хочется возиться или нет времени, то в продаже можно найти высокоэффективные преобразователи, такие как 8115.

С их помощью, при применении транзистора и резистора, и стало возможным изготовление светодиодного фонарика на одной батарейке.

Сама же схема светодиодного фонаря подобна простейшему прибору, и на ней останавливаться не стоит, т. к. собрать ее способен даже ребенок.

Кстати, при применении в схеме преобразователя напряжения на старом, простейшем фонаре, работающем от квадратной батареи в 4.5 вольт, которую сейчас уже не купить, можно будет спокойно ставить элемент питания в 1.5 вольт, т. е.

обычную «пальчиковую» или «мизинчиковую» батарею. Никакой потери в световом потоке наблюдаться не будет.

Основная задача при этом – иметь хотя бы малейшее представление о радиотехнике, буквально на уровне знания, что такое транзистор, а также уметь держать в руках паяльник.

Доработка китайских фонариков

Иногда бывает так, что купленный (с виду вполне качественный) фонарик с аккумулятором полностью отказывает. И вовсе не обязательно покупатель виноват в неправильной эксплуатации, хотя и это тоже встречается. Чаще – это ошибка при сборке китайского фонарика в погоне за количеством в ущерб качеству.

Конечно, в таком случае придется его переделать, как-то модернизировать, ведь потрачены деньги. Сейчас необходимо понять, как это сделать и возможно ли побороться с китайским производителем и выполнить ремонт такого прибора самостоятельно.

Рассматривая наиболее часто встречающийся вариант, при котором при включении прибора в сеть индикатор зарядки светится, но фонарь не заряжается и не работает, можно заметить вот что.

Обычная ошибка производителя – индикатор заряда (светодиод) включается в цепь параллельно с аккумулятором, чего допускать никак нельзя. При этом покупатель включает фонарь, и видя, что тот не горит, снова подает питание на заряд. В результате – перегорание всех светодиодов разом.

Дело в том, что не все производители указывают, что заряжать подобные устройства с включенными светодиодами нельзя, т. к. отремонтировать их будет невозможно, останется только заменить.

Итак, задача по модернизации – подключить индикатор заряда последовательно с аккумулятором.

Модернизация китайского брака

Как видно из схемы, эта проблема вполне решаема.

А вот если китайцы в свое изделие поставили резистор 0118, то светодиоды придется менять постоянно, т. к. ток, поступающий на них, будет очень высоким, и какие бы световые элементы ни были установлены – они не выдерживают нагрузки.

Налобный светодиодный фонарь

В последние годы подобный световой прибор получил достаточно широкое распространение. Действительно, ведь очень удобно, когда руки свободны, а луч света бьет туда, куда смотрит человек, в этом как раз главное преимущество налобного фонарика. Раньше таким могли похвастаться только шахтеры, да и то для его ношения нужна была каска, на которую фонарь, собственно, и крепился.

Сейчас же крепление подобного прибора удобно, носить его можно при любых обстоятельствах, да и на поясе не висит довольно объемный и тяжелый аккумулятор, который, к тому же, еще и обязательно нужно раз в сутки заряжать. Современный намного меньше и легче, притом имеет очень маленькое энергопотребление.

Так что же представляет собой подобный фонарь? А принцип его работы нисколько не отличается от светодиодного. Варианты исполнения такие же – аккумуляторный или со съемными элементами питания. Количество светодиодов варьируется от 3 до 24 в зависимости от характеристик батареи и преобразователя.

К тому же обычно такие фонари имеют 4 режима свечения, а не один. Это слабый, средний, сильный и сигнальный – когда светодиоды моргают через короткие промежутки времени.

Схема налобного светодиодного фонаря

Режимами налобного светодиодного фонарика управляет микроконтроллер. Причем при его наличии возможен даже режим стробоскопа. К тому же светодиодам это совсем не вредит, в отличие от ламп накаливания, т. к. их срок службы не зависит от количества циклов включения-выключения по причине отсутствия нити накаливания.

Так какой же фонарь выбрать?

Конечно, фонарики могут быть различными и по потребляемому напряжению (от 1.5 до 12 В), и с различными выключателями (сенсорный или механический), с наличием звукового оповещения о разряде батареи. Это может быть оригинал или его аналоги.

Да и не всегда можно определить, что же за прибор перед глазами. Ведь пока он не выйдет из строя и не начнется его ремонт, нельзя увидеть, какая в нем стоит микросхема или транзистор.

Наверное, лучше выбирать тот, который нравится, а возможные проблемы решать уже по мере поступления.

Источник:

Модернизация и ремонт на примере светодиодного фонаря Эра

  • Ebay
  • Фонарики и светодиодные лампы
  • Сделано руками

Посвящается всем тем, кто имеет аналогичные светодиодные фонари.

Типовая проблема последних — свинцовый (AGM) аккумулятор на 4 Вольта, который «неожиданно» перестает работать.
Недавно был обзор с решением аналогичной проблемы. Почитать можно тут.

Я пошел немного по другому пути, позже будет понятно почему.

Сначала немного о фонарях:

Бюджетные фонари имеющие приличные размеры и посредственные характеристики. Но их продолжают покупать и использовать. Фонарь содержит в себе множество сверхъярких светодиодов 3-5мм.
Включены светодиоды как правило параллельно, через токоограничивающие резисторы.Сердцем фонаря является свинцовая (AGM) аккумуляторная батарея емкостью до 4.5Ач.

Положительным моментом можно считать неприхотливость аккумулятора. Возможность подзарядки в любое время и работа при отрицательных температурах. Последний момент в моей переделке не учитывается, поскольку эксплуатация фонаря при значительной отрицательной температуре не планируется.

Забегая вперед скажу, что времени на переделку фонаря потребовалось около 2х часов.

Вскрываем фонарь и извлекаем дохлую батарею:

Для начала произвел замер потребляемого тока при напряжении на батарее 3.84 В:

Последовательно светодиодам установлены резисторы для ограничения тока. Из за изменившегося напряжения фонаря можно было бы понизить сопротивления резисторов, но делать этого я не стал.

Яркость упала незначительно, с этим можно смириться, да и хлопотно это по времени. При напряжении 4.2В ток превышал 1 А. Это стало отправной точкой при решении проблемы.

Использование кит набора дешевого повербанка отпадает из за неспособности последнего выдать необходимый ток.

Решение было на поверхности:

Два варианта плат, одна с защитой от переразряда, другая без защиты:
Немного о платах. Контроллер один из самых распространенных TP4056. Я использовал аналогичную плату при изготовлении повербанка. Документация на контроллер TP4056. Контроллер обеспечивает ток заряда до 1 Ампера, поэтому можно примерно рассчитать время заряда аккумуляторов.

Какую плату использовать в вашем фонаре зависит от типа применяемых элементов 18650. Если есть защита от переразряда, тогда ту что справа. Иначе можно возложить функцию защиты аккумулятора на плату с коей она замечательно справляется.

Платы отличаются между собой наличием дополнительных деталей, таких как контроллер разряда DW01 и силовой ключ 8205(сдвоенный полевой транзистор) для отключения в нужный момент аккумулятора от нагрузки или защиты от перезаряда. Места внутри много, можно установить хоть десяток аккумуляторов, но я для пробы обошелся одним.

Последний был извлечен из старой батареи ноутбука и протестирован на зарядном устройстве IMAX B6:
При токе разряда 1 Ампер, остаточная емкость 1400 мАч. Этого хватит примерно на час- полтора непрерывной работы фонаря.

Пробуем подключить аккумулятор к плате:

Провода к аккумулятору паять надо аккуратно, не перегревая последний. Если не уверены, то можно использовать холдер для аккумулятора.
Так же желательно соблюдать цветовую дифференциацию штанов использовать провода разного цвета маркировка проводов для подключения питания.

Подключаем плату через кабель micro USB к блоку питания:

Загорелся красный светодиод, заряд пошел. Теперь надо установить плату- контроллер заряда в фонарь. Специальных креплений не предусмотрено, поэтому делаем колхоз используя любимый всеми суперклей.

Склеить хоть раз пальцы святая обязанность каждого, кто пользовался циакринакрилат, в народе суперклеем. Изготавливаем кронштейн из подходящей металлической пластинки (подойдет элемент из детского металлического конструктора).

Для того, что бы избежать замыкания используем изоляционный материал. Я применил кусочек термоусадочной трубки.

Закрепил плату предварительно подключив провода что шли ранее к свинцовому АКБ:

Снаружи выглядит так:
Видны мелкие дефекты по бокам от разъема. Исправляются следующим образом: ямка или щель засыпается пищевой содой и потом 1-2 капли суперклея. Клей схватывается мгновенно.

Через 30 секунд можно надфилем обработать поверхность. Аккумулятор внутри закрепляем любым доступным способом. Я применил герметик, кому то удобнее клеевой пистолет.

Отверстие разъема подзарядки будет позже закрыто резиновым колпачком.

Источник: https://cheboksary-otdelka.ru/elektrika/fonar-svetodiodnyj-shema-remont-i-modernizatsiya-svoimi-rukami.html

Изготовление светодиодных и налобных фонариков своими руками + модернизация имеющихся

ФОНАРЬ НА КОНДЕНСАТОРАХ

В жизни каждого человека бывают моменты, когда необходимо наличие освещения, а электричества нет. Это может быть и банальное отключение электроэнергии, и необходимость ремонта проводки в доме, а возможно, и лесной поход или что-либо подобное.

И, конечно же, все знают, что в таком случае выручит только электрический фонарик – компактное и в то же время функциональное устройство. Сейчас на рынке электротехники множество различных видов данного товара. Это и обычные фонари с лампами накаливания, и светодиодные, с аккумуляторами и батарейками. Да и фирм, производящих эти приборы, великое множество – «Дик», «Люкс», «Космос» и т. п.

А вот каков принцип его работы, задумываются не многие. А между тем, зная устройство и схему электрического фонарика, можно при необходимости его починить или вообще собрать собственными руками. Вот в этом вопросе и попробуем разобраться.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.